基于X3D的3D虛擬實驗的研究與實現(xiàn).pdf

1、3D虛擬實驗是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的一個應(yīng)用。雖然傳統(tǒng)的實驗課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中具有重要作用，但實驗安全性、資源成本以及時間空間限制等問題不可避免。3D虛擬實驗?zāi)軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)實驗課程所面臨中的諸多問題。本文研究并實現(xiàn)了基于X3D的3D虛擬實驗，提出了基于X3D和ActiveX的3D虛擬實驗框架，研究了在X3D中應(yīng)用粒子動畫的方法，并實現(xiàn)了三門虛擬實驗課程。論文的主要工作和貢獻(xiàn)包括以下幾個方面：
　　 首先，論文介紹了基于X3

2、D的虛擬實驗，并針對目前實現(xiàn)技術(shù)的不足，提出了一種新的3D虛擬實驗框架。該框架將X3D和ActiveX技術(shù)相結(jié)合，將渲染無關(guān)的復(fù)雜計算從X3D瀏覽器中分離出來并封裝在獨立的ActiveX模塊中，因此具有通用性和可擴(kuò)展等優(yōu)點，可以廣泛應(yīng)用于3D虛擬實驗中。此外，該框架在SOLID碰撞檢測的基礎(chǔ)上增加了形狀隊列的維護(hù)，將碰撞檢測應(yīng)用到該框架中。碰撞檢測部分獨立于X3D瀏覽器，使該框架具有較好的可維護(hù)性和靈活性。
　　 然后，論文提出

3、了在X3D中應(yīng)用粒子動畫的方法。某些實驗課程，比如化學(xué)實驗，包含火焰和煙霧等復(fù)雜現(xiàn)象，X3D中的普通幾何結(jié)點無法完成對這類現(xiàn)象的模擬。因此，本文提出了三種在X3D中實現(xiàn)粒子動畫的方法用于體現(xiàn)3D虛擬實驗中的復(fù)雜效果，包括完全采用X3D中粒子結(jié)點的模擬方法，使用TimeSensor等結(jié)點和內(nèi)部JavaScript語言共同實現(xiàn)粒子動畫的方法，同時在方法中應(yīng)用Perlin噪聲和紋理合成來增強(qiáng)真實感。
　　 最后，基于以上工作，我們實現(xiàn)