寓教于樂用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)生物教育【文獻(xiàn)綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)寓教于樂：用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)生物教育寓教于樂：用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)生物教育摘要：游戲早已被用來作為一種工具，從理念建設(shè)到解決問題，被作為教學(xué)的重要題材。通過有趣的學(xué)習(xí)，學(xué)生可進(jìn)一步發(fā)展他們學(xué)習(xí)的好奇心和興趣。通過玩來學(xué)習(xí)是獲取知識(shí)和技能的自然方法之一。隨著信息通信技術(shù)的進(jìn)步，人們?nèi)找嬲J(rèn)識(shí)到教學(xué)游戲程序是一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)的有效工具。我們正在發(fā)展虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)生命科學(xué)學(xué)習(xí)上的教學(xué)游戲程

2、序技術(shù)。特別是，虛擬現(xiàn)實(shí)的立體視角被應(yīng)用在生產(chǎn)三維的如臨其境的可視化效果上；虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)跟蹤是用來加強(qiáng)建模的工作的；并且虛擬現(xiàn)實(shí)交互也被整合到游戲接口中。關(guān)鍵詞：虛擬生物分子；寓教于樂；卡通動(dòng)畫；虛擬生物分子虛擬生物分子虛擬現(xiàn)實(shí)極限游戲有助于分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)，能激發(fā)學(xué)生們分子生物學(xué)學(xué)習(xí)上的參與性與能動(dòng)性。在生物學(xué)教育上，直觀教具面臨的一個(gè)主要的問題就是將題材的重要性和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣連接起來的能力。在虛擬現(xiàn)實(shí)游戲中采用的方法是處理這個(gè)問題

3、的一種嘗試。通過創(chuàng)建一個(gè)游戲環(huán)境，指引學(xué)生從這個(gè)游戲相關(guān)聯(lián)的一直貫穿到重要的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。隨著游戲設(shè)備的納入，在學(xué)習(xí)過程中，玩家可以和虛擬生物分子世界有更好的相互作用。學(xué)生們可以用無風(fēng)險(xiǎn)的方式來重復(fù)地玩這個(gè)游戲，只要他們?cè)敢?，無論玩多少次都可以。生物模型基本上是一個(gè)計(jì)算引擎，主要關(guān)注的是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的建立和字符頭像設(shè)計(jì)。曲線曲面的非均勻有理B樣條技術(shù)應(yīng)用在蛋白質(zhì)的支柱結(jié)構(gòu)的建模上[34]。包括棍和球還有空間填充的不一樣的渲染模式在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

4、建模中進(jìn)行了實(shí)施。對(duì)于游戲而言，蛋白質(zhì)的支柱被映射到游戲場(chǎng)所。采用物理建模技術(shù)設(shè)計(jì)不同的人物或頭像。通常，這些虛擬玩家可以身臨其境地使用任何關(guān)鍵幀或動(dòng)畫骨架技術(shù)。多傳感器運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)可以用來實(shí)時(shí)地捕獲全身運(yùn)動(dòng)。一個(gè)16個(gè)傳感器離岸價(jià)的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)是用在此研究，并加上瑪雅軟件提供的一個(gè)有效和高效的三維動(dòng)畫建模解決方案。在許多游戲場(chǎng)景中，碰撞檢測(cè)起著至關(guān)重要的作用。為了加快檢測(cè)過程，GPU技術(shù)可應(yīng)用在配合特別設(shè)計(jì)的類似BSP等的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上[

5、35]。此外，動(dòng)態(tài)聲音建模也發(fā)展到模擬對(duì)應(yīng)一個(gè)特定的位置和游戲速度的物理聲音的變化的程度。特別是，蛋白質(zhì)——氨基酸和二級(jí)結(jié)構(gòu)的信息被映射到生成一種在蛋白質(zhì)游戲中成立的蛋白質(zhì)音樂。寓教于樂寓教于樂在動(dòng)物世界里，通過玩來發(fā)展幼小動(dòng)物的捕食能力是至關(guān)重要的。顯然，對(duì)于人來說，玩也是[KKB02]提出一個(gè)方法來自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)視點(diǎn)相關(guān)模型建立的某些方面。但是，該視圖對(duì)齊和變形的建模技術(shù)使用的非常簡(jiǎn)陋和不直觀。我們的系統(tǒng)允許的關(guān)鍵觀點(diǎn)和看法，依賴模型的

6、創(chuàng)建自動(dòng)恢復(fù)。我們擴(kuò)展技術(shù)，讓骨骼變形，相對(duì)于潛在的骨骼變形運(yùn)用網(wǎng)格變形。這使我們能夠?qū)⒄５模捶且朁c(diǎn)相關(guān)）動(dòng)畫與視點(diǎn)相關(guān)的動(dòng)畫融合在一起。總結(jié)總結(jié)我們呈現(xiàn)了我們?cè)谟糜螒虻姆椒ㄓ锰摂M現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)生物分子教育的工作。三維建模，立體可視化和游戲自然互動(dòng)在我們教育游戲程序解決方案里整合在一起。我們能夠虛擬現(xiàn)實(shí)的生物的教育游戲程序的解決方案有身臨其境，費(fèi)用低廉，可擴(kuò)展的特點(diǎn)。分子生物學(xué)的學(xué)習(xí)可能受益于虛擬現(xiàn)實(shí)的教育游戲程序的解決方案，這就是希望，

7、能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生命科學(xué)的參與性和積極性。參考文獻(xiàn)：[1]CREYNOLDS.FlocksHerdsSchools:VirtualRealityBasedBiomolecularEducation[C].ComputerGraphics(ProceedingsofACMSIGGRAPH87):ACMPress，ACMSIGGRAPH.1987.[2]CREYNOLDS.AMethodofCartoonAnimation[C].GameDe

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