Web上基于虛擬現(xiàn)實(shí)的掃描探針顯微鏡仿真培訓(xùn)系統(tǒng).pdf

1、掃描探針顯微鏡(Scanning Probe Microscope,SPM)是國(guó)際上近年發(fā)展起來的表面分析儀器,它們的分辨率可達(dá)到納米級(jí)甚至是原子級(jí).由于該設(shè)備過于精密、操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴,使SPM技術(shù)難于推廣,同時(shí)也增加了人員培訓(xùn)的難度,以及誤操作帶來的儀器損傷.該課題針對(duì)這些實(shí)際困難,為中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所納米科技中心研制的掃描探針顯微鏡開發(fā)培訓(xùn)系統(tǒng).該文首先闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)技術(shù),以及網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)

2、實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),然后根據(jù)客戶需求及他們擁有的計(jì)算機(jī)環(huán)境,對(duì)比多種相關(guān)技術(shù),提出了采用三層瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server簡(jiǎn)稱B/S)體系結(jié)構(gòu),架構(gòu)遠(yuǎn)程基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的掃描探針顯微鏡仿真培訓(xùn)系統(tǒng).該系統(tǒng)將SPM技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合,分析國(guó)內(nèi)外遠(yuǎn)程仿真培訓(xùn)系統(tǒng)特點(diǎn),以及現(xiàn)有的SPM培訓(xùn)系統(tǒng),在國(guó)內(nèi)首次提出B/S體系的客戶端用Java3D進(jìn)行開發(fā),提供與遠(yuǎn)程用戶交互的界面和接口、三維虛擬場(chǎng)景的構(gòu)造和顯示、場(chǎng)景的

3、交互操作和漫游等,很好地解決了遠(yuǎn)程培訓(xùn)所必須具備的網(wǎng)絡(luò)帶寬和良好的互操作性問題,Java3D這一新技術(shù)的應(yīng)用使該系統(tǒng)呈現(xiàn)出嶄新的面貌.另外,在系統(tǒng)開發(fā)過程中,針對(duì)Java3D三維造型功能類中僅包含標(biāo)準(zhǔn)幾何形體的問題,這里用四邊形面片逼近曲面的方法解決了回轉(zhuǎn)體和變截面曲柄的三維建模,以及這種建模方式下的渲染和真實(shí)感處理問題.隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展,Web上基于VR的仿真培訓(xùn)是一個(gè)適應(yīng)新的歷史發(fā)展趨勢(shì)的研究領(lǐng)域,該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)對(duì)