基于３ｄｓ Ｍａｘ和Ｖｉｒｔｏｏｌｓ的大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

【摘要】3ds Max與Virtools技術(shù)在教學(xué)中的引入使真正意義上的網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建成為可能，從網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的限度分析入手，以大學(xué)物理陀螺儀虛擬實(shí)驗(yàn)為例，系統(tǒng)地描述了虛擬實(shí)驗(yàn)中“以學(xué)習(xí)者為本”的策劃設(shè)計(jì)理念、實(shí)驗(yàn)功能的簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方式與虛擬實(shí)驗(yàn)的后期包裝設(shè)計(jì)等一系列完整的設(shè)計(jì)思路與開(kāi)發(fā)流程。

【關(guān)鍵詞】Virtools技術(shù)；3DsMax；限度分析；陀螺儀；虛擬實(shí)驗(yàn)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009—8097（2008）06—0088—05

在網(wǎng)絡(luò)教育教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和觀察能力，許多學(xué)科都需要利用現(xiàn)有的資源與技術(shù)條件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)大量的虛擬實(shí)驗(yàn)。從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入教育教學(xué)領(lǐng)域至今，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)踐中已涌現(xiàn)出多種多樣的設(shè)計(jì)方案，如何選擇一種適用于特定的學(xué)習(xí)者和具體學(xué)科、感官效果與教學(xué)效果均佳的技術(shù)開(kāi)發(fā)方案的研究具有十分重要的意義。

一 網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)的限度分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入教育教學(xué)領(lǐng)域無(wú)疑為網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)的研究與應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊的空間，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)繁多，開(kāi)發(fā)方式各異，要實(shí)現(xiàn)其合理選擇，需要對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)中網(wǎng)絡(luò)三維技術(shù)的應(yīng)用限度做具體深入的分析。

1 以提高學(xué)習(xí)者技能、滿足學(xué)習(xí)者認(rèn)知、情感等需要為限度

目前國(guó)內(nèi)大多虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是奉行一種“以技術(shù)為本”的設(shè)計(jì)價(jià)值觀，即以機(jī)器邏輯為主要或唯一的思維方式，以功能和結(jié)構(gòu)為中心設(shè)計(jì)，而很少考慮使技術(shù)適應(yīng)學(xué)習(xí)者的生理與行為特征、心理與情感等需要，運(yùn)用此思想設(shè)計(jì)的虛擬實(shí)驗(yàn)大大制約了學(xué)習(xí)者的創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，不利于學(xué)習(xí)者知識(shí)技能的遷移、保持與增長(zhǎng)。因此“以學(xué)習(xí)者為本”的設(shè)計(jì)思想為虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)提出了新的思路和要求，即以滿足學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、情感等需要為設(shè)計(jì)的起點(diǎn)與目的，設(shè)計(jì)者須在虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程中自始至終遵循并盡力踐行這一設(shè)計(jì)理念，才能使學(xué)習(xí)者成為實(shí)驗(yàn)中真正的主人。

2 以實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、滿足教學(xué)需求為限度

目前一些虛擬實(shí)驗(yàn)的研究出現(xiàn)“象牙塔”傾向，即研究中跟隨技術(shù)潮流，開(kāi)發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)過(guò)度地關(guān)注于技術(shù)的前沿與研究縱深度，而非教學(xué)實(shí)際應(yīng)用的效果，因此這些系統(tǒng)只能代表當(dāng)前科技及理論研究水平而非教學(xué)一線的實(shí)際應(yīng)用水平。鑒于這一研究與應(yīng)用的脫節(jié)現(xiàn)象，虛擬實(shí)驗(yàn)研究與開(kāi)發(fā)人員應(yīng)進(jìn)行科學(xué)細(xì)致地實(shí)地考察，依據(jù)明確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合具體的實(shí)際教學(xué)狀況進(jìn)行開(kāi)發(fā)，從而使研究更具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值并能更大程度地推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的進(jìn)步。

3 以設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)組的實(shí)際人力、物力、財(cái)力為限度

由于網(wǎng)絡(luò)三維技術(shù)的復(fù)雜性，加之開(kāi)發(fā)軟硬件的巨大投入，使虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)成本飆升，如國(guó)內(nèi)不少大型虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)及運(yùn)行所需費(fèi)用昂貴，很難在全國(guó)范圍內(nèi)普遍推廣，因此其實(shí)用價(jià)值甚微。網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)若要在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中普遍應(yīng)用，就應(yīng)科學(xué)合理地分配網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的人力、物力、財(cái)力等方面的資源，力求在能保證虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的前提下，選擇合適的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以低成本的資源投入來(lái)體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)用價(jià)值。

4 以易于開(kāi)發(fā)及系統(tǒng)更新維護(hù)為限度

國(guó)內(nèi)不少高校都開(kāi)發(fā)了不同學(xué)科的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，但開(kāi)發(fā)的周期一般較長(zhǎng)，虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的更新維護(hù)困難，這一普遍的研究精力與資源的過(guò)度投入不利于虛擬實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。因此須以其技術(shù)的易用性與實(shí)用性等為前提，設(shè)計(jì)出易于開(kāi)發(fā)并且周期短、系統(tǒng)容易更新維護(hù)的技術(shù)開(kāi)發(fā)方案，才能推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)研究與應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展。

5 以保證系統(tǒng)運(yùn)行與網(wǎng)絡(luò)傳輸順暢為限度

在網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)充分考慮軟、硬件的運(yùn)行條件，在保證系統(tǒng)運(yùn)行與網(wǎng)絡(luò)傳輸順暢的基礎(chǔ)上，最大限度地提高仿真度與精確度，否則如在設(shè)計(jì)時(shí)片面追求感官效果，虛擬實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的運(yùn)行過(guò)度占用計(jì)算機(jī)資源，超過(guò)軟硬件運(yùn)行負(fù)荷而影響網(wǎng)絡(luò)的正常傳輸，虛擬實(shí)驗(yàn)的效果往往會(huì)適得其反。因此為了達(dá)到較好的預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)準(zhǔn)確把握這一限度，如不適宜應(yīng)盡快做出調(diào)整。

二 大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析

依據(jù)以上對(duì)網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)限度的分析，提出 “以學(xué)習(xí)者為本”的可用性設(shè)計(jì)思想，并分析選用3ds Max與Virtools技術(shù)組合進(jìn)行大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)條件。

1 “以學(xué)習(xí)者為本”的設(shè)計(jì)理念

“以學(xué)習(xí)者為本”設(shè)計(jì)理念即結(jié)合實(shí)驗(yàn)的目的與預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果對(duì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知與情感特征進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出符合學(xué)習(xí)者心理、認(rèn)知、操作、行為方式等多方面需求的虛擬實(shí)驗(yàn)。

（1） 虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)符合學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、情感、思維特性。依據(jù)特定學(xué)習(xí)者的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn)、情感特點(diǎn)和思維方式設(shè)定具體的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，其預(yù)定的行為方式應(yīng)該與學(xué)習(xí)者期望的交流與合作方式一致，即設(shè)計(jì)應(yīng)從始至終遵循“以學(xué)習(xí)者為中心”的原則，盡量做到實(shí)驗(yàn)服務(wù)于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、情感、思維等需要，而不是相反。

（2） 虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)彌補(bǔ)學(xué)習(xí)者行動(dòng)或心理的缺失。人的知覺(jué)、認(rèn)知、動(dòng)作中存在許多缺陷，或稱為非理性因素[1]。例如人對(duì)距離、角度等物理量不敏感，容易遺忘、思維速度慢、動(dòng)作容易出錯(cuò)，經(jīng)常感到孤獨(dú)、無(wú)助等，在虛擬實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該能夠彌補(bǔ)這些缺失，成為學(xué)習(xí)者真正的學(xué)習(xí)伙伴和得力助手。

2 3ds Max與Virtools技術(shù)組合的選用

從滿足大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)限度出發(fā)，遵循以“學(xué)習(xí)者為本”的設(shè)計(jì)理念，選用3ds Max與Virtools技術(shù)組合開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，這一組合可以極大地提高虛擬實(shí)驗(yàn)的交互性和沉浸度，具有其它VR技術(shù)所無(wú)法比擬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，適合在普通高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推廣與應(yīng)用。

（1） 3ds Max強(qiáng)大的建模功能與Virtools超過(guò)500組互動(dòng)模塊的配合運(yùn)用能夠做到無(wú)縫結(jié)合，利用Multiuser Server、AI Library等相應(yīng)模塊可以簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)人與場(chǎng)景間交互或多人連線的交互設(shè)計(jì)，方便地進(jìn)行人工智能效果的模擬，便于設(shè)定豐富的教學(xué)活動(dòng)和社會(huì)交流活動(dòng)，滿足虛擬實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)者的認(rèn)知、情感等需求。

（2） 在大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)中，利用3ds Max與Virtools技術(shù)組合的真實(shí)感與交互性強(qiáng)等突出特點(diǎn)，可以充分展示較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)造、較為抽象的實(shí)驗(yàn)原理、不易觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，靈活多樣的實(shí)驗(yàn)效果，并可以通過(guò)學(xué)習(xí)者自主操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，特別是Virtools中Physics Library模塊能逼真模擬重力、質(zhì)量、力場(chǎng)、物理行為設(shè)定等各種物理屬性，能夠滿足大學(xué)物理學(xué)科不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)與效果的需求。

（3） 3ds Max與Virtools技術(shù)組合的開(kāi)發(fā)過(guò)程簡(jiǎn)易，兼容多種媒體文件格式，與其它相關(guān)技術(shù)的通用性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)作品的移植性好等突出優(yōu)點(diǎn)，便于團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)進(jìn)而提高開(kāi)發(fā)效率，更有利于系統(tǒng)的及時(shí)更新與維護(hù)，有利于節(jié)省實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)組人力、物力、財(cái)力等資源的投入，加之其開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品運(yùn)行環(huán)境要求不高，所生成的文件占用空間小，可分段下載等優(yōu)點(diǎn)更便于網(wǎng)絡(luò)傳輸，有利于實(shí)際教學(xué)的普遍應(yīng)用與推廣，從而有效地聯(lián)結(jié)了學(xué)術(shù)研究與實(shí)際教學(xué)應(yīng)用的鴻溝。

三 網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)流程

通過(guò)以上對(duì)大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)分析，以陀螺儀虛擬實(shí)驗(yàn)為例具體闡述運(yùn)用3DsMax和Virtools技術(shù)開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)的流程。依據(jù)“以學(xué)習(xí)者為本”的設(shè)計(jì)思想，需要全面細(xì)致地分析大學(xué)物理陀螺儀虛擬實(shí)驗(yàn)的目的、原理、學(xué)習(xí)者特征、技術(shù)選用等內(nèi)容，并對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的表現(xiàn)形式、技術(shù)應(yīng)用等功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行策劃與設(shè)計(jì)。

1 陀螺儀實(shí)驗(yàn)分析

三維陀螺（回轉(zhuǎn)儀）的定軸性實(shí)驗(yàn)是關(guān)于角動(dòng)量守恒原理的應(yīng)用。迅速轉(zhuǎn)動(dòng)的陀螺若受到外力矩（如重力力矩）的作用時(shí)，并不是立即傾倒，而是其轉(zhuǎn)動(dòng)軸繞著某一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此實(shí)驗(yàn)的目的是演示陀螺儀在外力矩作用下的進(jìn)動(dòng)和不受外力矩時(shí)角動(dòng)量方向保持不變的特性。學(xué)習(xí)者是大學(xué)物理專(zhuān)業(yè)本科學(xué)生，已學(xué)習(xí)過(guò)角動(dòng)量在外力矩作用下進(jìn)動(dòng)的知識(shí)，通過(guò)操作并觀察陀螺儀啟動(dòng)和靜止時(shí)的不同狀態(tài)可以掌握角動(dòng)量守恒的原理及其應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)知識(shí)技能的遷移。

2 實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)流程規(guī)劃

對(duì)實(shí)驗(yàn)詳細(xì)分析之后，對(duì)3DsMax和Virtools技術(shù)組合開(kāi)發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)的一般流程進(jìn)行策劃與設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)功能的開(kāi)發(fā)過(guò)程主要分為五個(gè)階段，其流程如圖1所示：

四 虛擬實(shí)驗(yàn)的功能簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)

在網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)情景中，學(xué)習(xí)者化身為虛擬實(shí)驗(yàn)角色，進(jìn)行模擬陀螺儀操作練習(xí)，并得到相應(yīng)的操作反饋，從而不斷積累經(jīng)驗(yàn)最終達(dá)到掌握實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。下面詳細(xì)介紹應(yīng)用3DsMax 和Virtools技術(shù)進(jìn)行《大學(xué)物理陀螺儀網(wǎng)絡(luò)三維虛擬實(shí)驗(yàn)》開(kāi)發(fā)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

1 利用3DsMax創(chuàng)建3D實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、裝置等模型

虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的構(gòu)建首先是模型的構(gòu)建，包括實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景、人物、實(shí)驗(yàn)裝置和其他輔助工具等模型。場(chǎng)景設(shè)計(jì)如圖2所示，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景時(shí)需考察真實(shí)實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)格局、物品擺放、光線材質(zhì)等各個(gè)方面，將真實(shí)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的合理設(shè)計(jì)元素吸納到虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)之中，使學(xué)習(xí)者進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室有種身臨其境之感，有利于保持學(xué)習(xí)者注意力并增強(qiáng)其對(duì)實(shí)驗(yàn)探索的興趣。

實(shí)驗(yàn)裝置陀螺儀模型的設(shè)計(jì)必不可少，如圖3所示，將實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備制作得逼真而富有質(zhì)感，對(duì)學(xué)習(xí)者樂(lè)于學(xué)習(xí)心理的產(chǎn)生具有一定促進(jìn)作用。

2 在3DsMax中制作實(shí)驗(yàn)角色及相應(yīng)動(dòng)畫(huà)

網(wǎng)絡(luò)三維技術(shù)不僅可以構(gòu)建資源共享的虛擬世界，而且應(yīng)該構(gòu)建學(xué)習(xí)者體驗(yàn)共享的情感世界，其中學(xué)習(xí)者可根據(jù)喜好自由選擇參與實(shí)驗(yàn)的角色十分重要，因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)者應(yīng)設(shè)計(jì)多元化人物模型。圖4所示的人物模型是參與實(shí)驗(yàn)的其中一個(gè)學(xué)習(xí)者角色，在設(shè)計(jì)角色過(guò)程中應(yīng)充分體現(xiàn)其角色特征，使他們符合參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)者的不同喜好和性格特質(zhì)，由此提供給學(xué)習(xí)者更具有彈性與自主性的虛擬實(shí)驗(yàn)空間，能夠降低學(xué)習(xí)者緊張和枯燥等情緒的困擾，增強(qiáng)參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的興趣。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中動(dòng)作的制作主要是人物行走及實(shí)驗(yàn)動(dòng)作的設(shè)定，基本的人物動(dòng)作可以借助于3ds Max的Character Studio來(lái)完成。

3 從3DsMax中輸出可用的模型與動(dòng)作

Virtools Dev 4.0版本提供了3ds Max、Maya、LightWave、XSI四種文件輸出格式轉(zhuǎn)換插件。導(dǎo)出時(shí)，首先把建立在3ds Max中的模型和動(dòng)畫(huà)以NMO格式輸出：輸出場(chǎng)景選擇Export as Objects，其中包括燈光、背景、攝像機(jī)、虛擬體等的輸出；Export as a Character可輸出一個(gè)帶有動(dòng)畫(huà)的角色模型，在右側(cè)的Character Name和Animation Name框中輸入相應(yīng)的名稱，以使導(dǎo)入Virtools制作交互動(dòng)作時(shí)便于識(shí)別；單獨(dú)動(dòng)畫(huà)的導(dǎo)出選擇Export Animation Only，只輸出角色的動(dòng)畫(huà)腳本，可以為同一個(gè)角色在Virtools中添加不同的動(dòng)作腳本做準(zhǔn)備。

4 將模型導(dǎo)入Virtools進(jìn)行交互模塊設(shè)計(jì)

在Virtools軟件中新建一個(gè)資源庫(kù)，將制作的NMO文件存入資源庫(kù)內(nèi)，將人物模型和場(chǎng)景文件拖放至3D Layout窗口中的相應(yīng)位置并設(shè)置好IC初始值，如圖5所示。

為角色添加動(dòng)作控制腳本、與實(shí)驗(yàn)室物件碰撞及攝影機(jī)跟隨動(dòng)作的行為模塊。通過(guò)拖拽Building Blocks視窗中的Character Controller腳本來(lái)載入人物動(dòng)畫(huà)，繼續(xù)拖拽鍵盤(pán)控制腳本Keyboard Controller、偵測(cè)地板屬性腳本Enhanced Character Keep On Floor等行為模組，腳本連接流程如圖6所示。

為虛擬實(shí)驗(yàn)室制作導(dǎo)航圖并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)，避免學(xué)習(xí)者在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中探索時(shí)迷航。首先制作整個(gè)實(shí)驗(yàn)室布局的二維導(dǎo)航地圖，接著為導(dǎo)航圖添加行為模組，將三維場(chǎng)景的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為二維坐標(biāo)（如圖7所示），轉(zhuǎn)換計(jì)算后在二維導(dǎo)航地圖中可隨時(shí)準(zhǔn)確顯示人物行走的坐標(biāo)點(diǎn)，然后為整個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行角色行走路徑柵格的繪制，最后再通過(guò)鼠標(biāo)檢測(cè)模塊的設(shè)定來(lái)判斷點(diǎn)擊到導(dǎo)航圖的位置，以便將導(dǎo)航圖的二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三維場(chǎng)景坐標(biāo)（如圖8所示），從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航圖自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)的功能。

為使實(shí)驗(yàn)者清晰地觀察到陀螺儀定軸性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為陀螺儀的三層圓環(huán)分別設(shè)定相應(yīng)的動(dòng)作及控制參數(shù)，學(xué)習(xí)者通過(guò)在三維虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中對(duì)陀螺儀操作，了解到陀螺儀裝置與其定軸性原理，從而產(chǎn)生預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。行為模組程序設(shè)定如圖9—圖11所示。

5 虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)布

實(shí)驗(yàn)制作完畢后，點(diǎn)擊右下角的Play/Pause鍵進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試無(wú)誤后使用Create Web Page命令，選擇保存位置，并對(duì)顯示窗口大小及網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題等進(jìn)行設(shè)置，然后點(diǎn)擊ok將其發(fā)布為網(wǎng)頁(yè)格式，即可上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)所用。注意將實(shí)驗(yàn)制作源文件分類(lèi)保存，供日后充實(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和修改交互腳本之用。

6 虛擬實(shí)驗(yàn)的后期包裝設(shè)計(jì)與功能擴(kuò)展

根據(jù)需要還可進(jìn)一步對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行包裝和美化，如制作學(xué)習(xí)者登陸界面，包括虛擬學(xué)習(xí)角色選擇、實(shí)驗(yàn)室操作說(shuō)明、背景音樂(lè)切換、設(shè)定視窗大小、幫助等功能按鈕和界面背景的設(shè)計(jì)，以逐步完善系統(tǒng)功能和增強(qiáng)藝術(shù)效果。

根據(jù)具體教學(xué)需要還可以對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能進(jìn)行適度擴(kuò)展，如配合使用SDK、VSL程序語(yǔ)言、Multiuser Server多人在線模塊、SQL數(shù)據(jù)庫(kù)通信、與“沉浸式”虛擬現(xiàn)實(shí)硬件的結(jié)合等方式擴(kuò)展虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的功能與規(guī)模。

五 結(jié)語(yǔ)

基于3DsMax和Virtools技術(shù)的大學(xué)物理虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)具有真實(shí)性、交互性、簡(jiǎn)易性等特點(diǎn)，由此開(kāi)發(fā)的大學(xué)物理陀螺儀實(shí)驗(yàn)更形象地模擬出陀螺儀裝置的結(jié)構(gòu)與原理，學(xué)習(xí)者通過(guò)在全三維的虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中自由探索，反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的理解和掌握，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和效果大大提升。

參考文獻(xiàn)

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