基于VRML工程制图虚拟实验室研究与实现

摘要

随着计算机和网络技术的不断发展，迅速崛起的现代教育技术把虚拟实验引入到了实验教学中，虚拟实验的应用改变了传统的教育模式，使得教与学方式发生了革命性的变化。 本文首先介绍了国内外虚拟实验室的发展现状，及网络虚拟实验室基本原理。研究并分析比较了Web3D的几种主流技术，其中虚拟现实建模语言VRML技术是一种在网络环境下描述虚拟三维模型空间、能进行交互操作的跨平台开放式解释性文本语言，语言简练，网络传输量小，相比其它三维建模语言有很多优势，尤其在开发基于Web的具有三维可视化模型的网络课件系统中，可以很好地和浏览器相结合创建出真实感、沉浸感和交互性都很强的人机界面。本文采用基于VRML的建模方法，并与专业三维建模软件Pro/Enginneer相结合，创建了工程制图课程教材中涉及的主要零部件的三维可视化模型，并添加了了相关的动画功能和交互功能。为了使制作出的虚拟模型文件更小，便于网上传输，对模型的优化方法进行了研究，并提出了具体的方案。 论文分析了工程制图虚拟实验室的功能需求，采用三层的Browser/Server体系结构，建立Vlab系统框架，基本实现工程制图课程实验教学的各功能。 最后对文章作了总结和展望，由于受到作者自身能力及时间和环境条件的限制，实验室功能尚待进一步的加强和完善，更多实验有待于实现和进一步的深化。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪 论

1.1论文研究背景和意义

1.2虚拟实验室国内外研究现状

1.3论文主要研究内容

第二章 虚拟实验室基本原理

2.1虚拟实验室概念及特点

2.2虚拟实验室基本功能

2.3虚拟实验室体系结构

2.4虚拟实验室总体框架

第三章 网络3D若干关键技术及其选择

3.1 VRML技术

3.2 Cult3D技术

3.3 Java3D技术

3.4 Shout3D技术

3.5 Viewpoint技术

3.6网络三维技术选择

第四章 基于VRML虚拟实验模型构建

4.1 VRML代码建模

4.2 Pro/Engineer建模

4.3实验对象建模流程

4.4 VrmlPad开发工具

4.5实验场景交互

第五章 基于VRML场景优化方法研究

5.1常用优化压缩工具

5.2 LOD细节层次控制

5.3数据优化方法

5.4实例引用

5.5原型设计

5.5场景分割优化

第六章 VLab工程制图虚拟实验室实现

6.1 Vlab系统功能

6.2 Vlab系统框架

6.3 Vlab系统界面

6.4虎钳装配模块实现

6.4.1 工作原理及装配关系

6.4.2 虎钳模型构建及交互

6.4.3 虎钳拆装实例

第七章 结论与展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果