基于VRML的實(shí)驗(yàn)室演示功能的實(shí)現(xiàn).doc

本 科 生 畢 業(yè) 論 文論 文 題 目 基于VRML的實(shí)驗(yàn)室演示功能實(shí)現(xiàn) 學(xué) 生 姓 名 萬 世 發(fā) 學(xué) 號 2006021126 專 業(yè) 名 稱 物 理 學(xué) 論文提交日期 2010年 4 月7 日 申請學(xué)位級別 理學(xué)學(xué)士學(xué)位 論文評審等級 指導(dǎo)教師姓名 倪 永 勤 職 稱 教授 工 作 單 位 玉溪師范學(xué)院 學(xué)位授予單位 玉溪師范學(xué)院 玉溪師范學(xué)院物理系二一年四月基于VRML的實(shí)驗(yàn)室演示功能的實(shí)現(xiàn)萬世發(fā)（玉溪師范學(xué)院物理系2006級物理學(xué)本科1班 云南 玉溪 653100 ）指導(dǎo)教師：倪永勤摘要： 本論文利用VRMLPad創(chuàng)建虛擬物理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了物理演示功能實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí); VRML;演示實(shí)驗(yàn) 1.引言1.1.虛擬現(xiàn)實(shí)概念及VRLM特征1.1.1. 虛擬現(xiàn)實(shí)的概念虛擬現(xiàn)實(shí)(VR-virtual Reality)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界(Virtual word)的計算機(jī)系統(tǒng)。它通常是指用立體眼鏡和傳感手套等一系列傳感輔助設(shè)備來實(shí)現(xiàn)的一種三維現(xiàn)實(shí)，人們可以通過這些設(shè)施以自然的技能向計算機(jī)送入各種動作信息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺設(shè)施使人們感受到三維的視覺、聽覺及觸覺等感官刺激。它創(chuàng)建一個既酷似客觀環(huán)境又超越客觀時空，既能沉浸在其中又能駕馭其上的和諧的人機(jī)環(huán)境，也就是一個由多維信息所構(gòu)成的可操縱的空間。它的目標(biāo)就是真實(shí)的體驗(yàn)和方便自然的人機(jī)交互，能夠達(dá)到或部分達(dá)到這樣目標(biāo)的系統(tǒng)就統(tǒng)稱為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)2。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門直接來自于應(yīng)用的、涉及眾多學(xué)科的、新的實(shí)用技術(shù)，是集先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、仿真技術(shù)、微電子技術(shù)等為一體的綜合集成技術(shù)。VRML ( virtual reality modeling language)虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言是一種三維造型和渲染的圖形描述語言，通過創(chuàng)建一個虛擬場景以達(dá)到現(xiàn)實(shí)中的效果。它是第二代Web程序設(shè)計語言，可以在網(wǎng)頁上實(shí)現(xiàn)三維動畫效果及基于三維對象用戶的交互，特別是可以改變當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)與用戶交互的局限性，使得人機(jī)交互更加方便、靈活，使虛擬世界的真實(shí)性、交互性和動態(tài)性得到充分的體現(xiàn)。1.1.2.虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征（1)沉浸感是指用戶作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用戶難以分辨真假的程度(例如可視場景應(yīng)隨著視點(diǎn)的變化而變化)，甚至超越真實(shí)，如實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)實(shí)更逼真的照明和音響效果等。(2)交互性是指用戶對虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實(shí)時性)。例如，用戶可以用手直接抓取虛擬環(huán)境中的物體，這時手有觸摸感，并可以感覺物體的重量，場景中被抓的物體也立刻隨著手的移動而移動。(3)想象力是指用戶沉浸在多維信息空間中，依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識，發(fā)揮主觀能動性，尋求解答，形成新的概念。1.2.虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的作用及應(yīng)用1.2.1.虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的作用(1) 彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足。在教學(xué)中，往往會因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些應(yīng)該開設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以做各種各樣的實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。(2)避免真實(shí)實(shí)驗(yàn)或操作所帶來的各種危險。以往對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的實(shí)驗(yàn)，一般采用電視錄像的方式來取代實(shí)驗(yàn)，學(xué)生無法直接參與實(shí)驗(yàn)，獲得感性認(rèn)識。學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的或危害人體的實(shí)驗(yàn)。(3)徹底打破空間、時間的限制。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以徹底打破空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察。虛擬技術(shù)還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。(4)可以虛擬人物形象。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以虛擬歷史人物、偉人、名人、教師、學(xué)生、醫(yī)生等各種人物形象，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生能夠在自然、親切的氣氛中進(jìn)行學(xué)習(xí)。1.2.2. 虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的應(yīng)用主要有以下二個方面。(1)知識學(xué)習(xí)。知識學(xué)習(xí)是指學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)學(xué)習(xí)各種知識。它的應(yīng)用有兩個方面:一是再現(xiàn)實(shí)際生活中無法觀察到的自然現(xiàn)象或事物的變化過程，為學(xué)生提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的知識難點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)在知識學(xué)習(xí)中的另一個應(yīng)用是，使抽象的概念、理論直觀化、形象化，方便學(xué)生對抽象概念的理解。(2)探索學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)模型進(jìn)行虛擬，通過虛擬系統(tǒng)便可直觀地觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。通過資料查閱可知，國外的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)較為成熟，在很多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)價值和社會價值。國內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與開發(fā)尚處于初級階段，有很多的領(lǐng)域及技術(shù)有待我們?nèi)ラ_發(fā)和研究。通過相關(guān)的資料可知，VRML技術(shù)在物理教學(xué)上的應(yīng)用有其獨(dú)特的優(yōu)勢，它可以使抽象的概念和理論直觀化形象化， VRML創(chuàng)建的動態(tài)環(huán)境直觀性強(qiáng)，形象逼真，易于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。基于以上原因，在本論文的選題上，重點(diǎn)選取典型和具有代表性的演示實(shí)驗(yàn)來研究。在物理教學(xué)的演示實(shí)驗(yàn)中，有很多實(shí)驗(yàn)可以由VRML 來實(shí)現(xiàn)，有些簡單的演示實(shí)驗(yàn)(如拋物運(yùn)動)比較容易實(shí)現(xiàn)，而類似于分子的布朗運(yùn)動等物理現(xiàn)象的演示實(shí)驗(yàn)，需要投入較多的時間和精力，由于本論文研究的時間關(guān)系，綜合考慮多方面因素，選取本論文的主要研究內(nèi)容包括以下2個方面:借助于VRML語言構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的三維場景的描述;借助于VRML語言建立動態(tài)仿真物理三維場景，完成實(shí)驗(yàn)的三維演示演示。1.3.1.VRML文件的具體使用條件瀏覽VRML文件的環(huán)境條件：硬件上,無需其他的設(shè)備，目前的PC機(jī)完全可以滿足要求；軟件上，只需要安裝VRML瀏覽器插件，目前最流行的兩種VRML瀏覽器插件是Parallel Graphics公司的Cortona瀏覽器插件和blaxxun公司的blaxxun Contact瀏覽器插件，另外還有一款常見的瀏覽器插件Cosmo player，如果使用的瀏覽器是Netscape 4.0以上的瀏覽器，則不用再裝Cosmo player，因?yàn)樗呀?jīng)內(nèi)置了Cosmo player2.0瀏覽器插件。Cortona瀏覽器插件也稱為Cortvrml插件，網(wǎng)絡(luò)上稱之為蝴蝶瀏覽器，現(xiàn)在流行的主要有4.1版本和5.0版本，二者在使用和視覺效果上無明顯區(qū)別，不同的一點(diǎn)在于5.0版本的具有一個藍(lán)色徽標(biāo)。在對VRML文件進(jìn)行瀏覽的過程中，會因所用計算機(jī)安裝的操作系統(tǒng)不同而決定使用的瀏覽器插件也不同： Cortvrml 插件,適用于Windows XP系統(tǒng)； Cosmo player 插件，適用于Windows 98/2000/2003系統(tǒng)。 1.3.2.VRML文件的編輯方法1.用文本編輯器，如記事本直接編寫VRML文件；保存時，保存類型選擇所有文件，保存文件名稱后綴擴(kuò)展名改為.wrl；2.用轉(zhuǎn)換工具從3DMAX、AUTODESK 3DVIZ、White Dune、分子模型編輯器等轉(zhuǎn)換。在設(shè)計中我使用編輯器來進(jìn)行建模，模型創(chuàng)建好后直接輸出.wrl格式的文件。，在使用解釋器進(jìn)行瀏覽時，在對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、平移時，會因刷新頻率的原因而導(dǎo)致效果不明顯，甚至出現(xiàn)模糊現(xiàn)象。1.4.用于創(chuàng)建基于VRML虛擬現(xiàn)實(shí)的可行性分析VRML是一種有著強(qiáng)大發(fā)展?jié)摿Φ奶摂M現(xiàn)實(shí)建模語言，它尤其適合創(chuàng)建桌面虛擬現(xiàn)實(shí)。VRML創(chuàng)建的活動場景具有沉浸性、交互性和多感知性等一般虛擬現(xiàn)實(shí)場景的特征。首先，學(xué)習(xí)者通過VRML瀏覽器進(jìn)入VRML場景后，憑借簡單的二維鼠標(biāo)，只要選擇VRML瀏覽器上不同的瀏覽方式(如Fly、Go、Rotate等)即可實(shí)現(xiàn)在場景中6+1個自由度的漫游，即三個方向的移動和旋轉(zhuǎn)，以及和其它三維空間的超鏈接。因而學(xué)習(xí)者完全可以根據(jù)個人的意志選擇場景中不同的視點(diǎn)方向和位置。雖然沒有頭戴式顯示器所帶來的完全沉浸的感覺，但學(xué)習(xí)者在場景中自由遨游，能體味到相當(dāng)?shù)某两小Ａ硗?，通過編程控制VRML場景能實(shí)現(xiàn)一定的交互性。這種交互性可以允許學(xué)習(xí)者與場景中的3D實(shí)體進(jìn)行一定的交互。 VRML能控制立體聲音的播放，并能對聲音的方位和強(qiáng)度進(jìn)行控制。如雷電場景中，雷聲的強(qiáng)度和方位就是根據(jù)代理人的實(shí)時位置來改變的。因而通過VRML境界學(xué)習(xí)者能體味到一種近乎自然界的聲音。而將來，隨著VRML技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，冷熱、質(zhì)感等感知信息的體現(xiàn)必將變成完全可能的事情。VRML是一種實(shí)用化的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言。VRML文件是以擴(kuò)展名.wrl或.wrz等結(jié)尾的，是一種用來描述幾何形體的簡單的ASCII文本文件，VRML的編輯工具可以是任意一種文本編輯器。VRML文件不需要任何編譯，直接由瀏覽器解釋執(zhí)行，可以方便的實(shí)現(xiàn)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)。VRML瀏覽器一般是作為Web瀏覽器的插件使用的，因而又稱為瀏覽器插件。當(dāng)學(xué)習(xí)者通過Web瀏覽器請求一個VRML文件時，服務(wù)器端接收到請求，并將VRML文件代碼傳輸?shù)娇蛻舳?，客戶端瀏覽器通過VRML瀏覽插件對代碼進(jìn)行解釋，將VRML語言中的信息解釋成空間中目標(biāo)的幾何體描述，如長方體、球體、不規(guī)則的其它三維物體等等，同時它將提供實(shí)時顯示，一秒顯示多次，這樣在學(xué)習(xí)者的計算機(jī)上就會有一個活動場景的感覺。而學(xué)習(xí)者只需用簡單的2D鼠標(biāo)，通過切換不同的瀏覽方式即可遨游于整個虛擬境界，與境界中的物體進(jìn)行交互。VRML文件能通過包含關(guān)系(Inline節(jié)點(diǎn))把不同的文件組織在一起，能實(shí)現(xiàn)和管理較大規(guī)模的場景。另外，VRML,文件具有超鏈接功能，通過Anchor節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)VRML文件與WINE文件，VRML文件與HTML文件之間的超鏈接。因而VRML文件用于Web課件中，可以實(shí)現(xiàn)課件中HTIVIL頁面與虛擬現(xiàn)實(shí)頁面的自然過渡，以及不同虛擬現(xiàn)實(shí)場景之間的隨意跳轉(zhuǎn)。與之相比，動畫文件和圖片文件因?yàn)槭窍嗷オ?dú)立的，文件之間要建立鏈接只能通過HTML的超鏈接功能。如果用于展示較大的場景和進(jìn)行復(fù)雜的交互性操作，需要有較多的文件通過HTIVIL的超鏈結(jié)進(jìn)行鏈接，這種鏈接將使系統(tǒng)缺乏流暢性，場景展示的實(shí)時性也會降低，而且過于復(fù)雜的使用HTML的超鏈在操作時容易出現(xiàn)混亂?；谝陨戏治?，VRML是一種基于www的實(shí)用的、功能較完善的、具有強(qiáng)大發(fā)展?jié)摿Φ奶摂M現(xiàn)實(shí)建模語言。因?yàn)閂RML具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，所以它尤其適合創(chuàng)建Web上的虛擬現(xiàn)實(shí)。VRML對硬件設(shè)備要求不高(僅僅用最簡單的臺式顯示器、2D鼠標(biāo)、音箱就能實(shí)現(xiàn))，能為教學(xué)中的大多數(shù)學(xué)習(xí)者所接受。VRML文件設(shè)計使用簡單，能創(chuàng)建出簡單的桌面虛擬現(xiàn)實(shí)，隨著它的逐步發(fā)展和完善功能必將更強(qiáng)大。所以用VRML創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)場景應(yīng)用于教學(xué)具有相當(dāng)?shù)目尚行?。選取本論文的主要研究內(nèi)容包括以下2個方面:一是借助于VRML語言構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室的三維場景的描述;二是借助于VRML語言完成演示實(shí)驗(yàn)功能實(shí)現(xiàn)。2系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)2.1.1整個設(shè)計流程程序設(shè)計思路首先：選擇要實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室場景的工具。有以下2種方法。第一是利用3DMAX、AUTODESK 3DVIZ、White Dune等工具建立模型在轉(zhuǎn)換成VRML的形式。但其生成的文件一般很大。第二直接利用VRML代碼來實(shí)現(xiàn)。其特點(diǎn)是要花費(fèi)時間較長。但文件叫小，我選擇第二種方法。 其次：重點(diǎn)內(nèi)容的設(shè)計建立物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)現(xiàn)，物理實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裾＿\(yùn)行的關(guān)鍵。 再次：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的構(gòu)建。 最后：調(diào)試修改?？蚣芙Y(jié)構(gòu)如圖2.1所示： VRML建模方法與交互功能的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)分析建立物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⑽锢韺?shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒⑻摂M環(huán)境設(shè)置交互功能系統(tǒng)測試圖2.1 設(shè)計流程（1）系統(tǒng)分析與設(shè)計首先通過查閱資料，根據(jù)自己的想法并結(jié)合指導(dǎo)教師的指導(dǎo)意見進(jìn)而對系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計。（2）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通過代碼編寫創(chuàng)建物理實(shí)驗(yàn)的演示結(jié)構(gòu)，設(shè)置交互功能。（3）系統(tǒng)測試通過交互功能，看是否達(dá)到預(yù)期的效果在修改相關(guān)的代碼。2.1.2.模塊化VRML支持代碼的模塊化，即可以將一個復(fù)雜場景中的各部分，分別做成一個個獨(dú)立的VRML文件，然后在一個主控文件中調(diào)用（內(nèi)聯(lián)）這些獨(dú)立的文件，完成場景中相應(yīng)部分的創(chuàng)建1。VRML網(wǎng)頁代碼的模塊化是指將一個比較復(fù)雜的虛擬場景，分解成一個基礎(chǔ)環(huán)節(jié)和若干個實(shí)際物對像?；A(chǔ)環(huán)境及實(shí)物對象都用一個獨(dú)立的VRML來完成。制作基礎(chǔ)的VRML文件稱為主控文件，制作實(shí)物對象的VRML文件稱為對象文件。主控文件通常包括空間背景、地面和若干視點(diǎn)等。當(dāng)對象文件完成了以后，可以在主控文件中調(diào)用對象文件，實(shí)現(xiàn)在基礎(chǔ)環(huán)境中添加實(shí)物對象。2.1.4.VrmlPad創(chuàng)建主控文件VRML文件用層次化的場景圖來描述三維對象和世界。 首先來制作基礎(chǔ)的VRML主控文件即空間背景、地面、走廊、臺階和若干視點(diǎn)。 圖2.1虛擬實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)景圖2.2虛擬實(shí)驗(yàn)室中其視點(diǎn)及背景部分代碼如下：#VRML V2.0 utf8 #文件頭 Group #主編組結(jié)點(diǎn) children WorldInfo title Windmill info wsf2006021126Viewpoint #視點(diǎn) Position 0.0 1.65 35.0 #視點(diǎn)的位置 Orienttation 1.0 0.0 0.0 0.2 #瀏覽者的視線方向 Descryption Entry View #視點(diǎn)名稱字符串Viewpoint #視點(diǎn) position 0.0 1.65 15.0 #視點(diǎn)的位置 orientation 1.0 0.0 0.0 0.5 #瀏覽者的視線方向 description Close-up #視點(diǎn)名稱字符串Viewpoint #視點(diǎn) position 7.05 1.65 7.05 #視點(diǎn)的位置 orientation 0.0 1.0 0.0 0.785 #瀏覽者的視線方向 description Front door #視點(diǎn)名稱字符串Viewpoint #視點(diǎn) position 35.0 1.65 -35.0 #視點(diǎn)的位置 orientation 0.0 1.0 0.0 2.356 #瀏覽者的視線方向 description Far away #視點(diǎn)名稱字符串Viewpoint #視點(diǎn) position 0.0 14.43 2.0 #視點(diǎn)的位置orientation 0.00128 0.959 0.282 3.1503 #瀏覽者的視線方向 description Roof top #視點(diǎn)名稱字符串 Background #背景 skyColor #背景色 0.0 0.2 0.7, 0.0 0.5 1.0, 1.0 1.0 1.0 skyAngle 1.309, 1.571 #天空角 groundColor #地面色 0.1 0.10 0.0, 0.4 0.25 0.2, 0.6 0.60 0.6, groundAngle 1.309, 1.571 #地面角上段代碼主要是創(chuàng)建了空間背景、背景色、地面、走廊、臺階及若干個視點(diǎn)。其次來創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室，其中為了提高仿真程度人走到門前，不可能穿門而入，必須先開門，所以設(shè)置門自動打開，其效果及代碼如下：圖2.3 人走到實(shí)驗(yàn)門口門自動打開其代碼如下示:Transform translation 0.0 0.0 -27.0 #坐標(biāo)變換children DEF Left Door Transform #children Transform translation -5.0 0.0 0.0children DEF Door Inline url door.wrl DEF RightDoor Transform children Transform translation 5.0 0.0 0.0children USE Door# Proximity sensorDEF DoorSense ProximitySensor center 0.0 1.75 0.0size 6.0 3.5 8.0# SoundsSound source DEF OpenSound AudioClip url Sounds/clunk2.wav minFront 20.0 minBack 20.0maxFront 60.0 maxBack 60.0Sound source DEF CloseSound AudioClip url Sounds/clunk1.wav minFront 20.0 minBack 20.0maxFront 60.0 maxBack 60.0# Animation clocksDEF OpenClock TimeSensor cycleInterval 0.5loop FALSEstartTime 0.0stopTime 1.0DEF CloseClock TimeSensor cycleInterval 0.5loop FALSEstartTime 0.0stopTime 1.0# Animation paths for the left and right doorsDEF LeftOpen PositionInterpolator key 0.0, 1.0 keyValue 0.0 0.0 0.0, -1.3 0.0 0.0 DEF LeftClose PositionInterpolator key 0.0, 1.0 keyValue -1.3 0.0 0.0, 0.0 0.0 0.0 DEF RightOpen PositionInterpolator key 0.0, 1.0 keyValue 0.0 0.0 0.0, 1.3 0.0 0.0 DEF RightClose PositionInterpolator key 0.0, 1.0 keyValue 1.3 0.0 0.0, 0.0 0.0 0.0 ROUTE DoorSense.enterTime TO OpenSound.startTime ROUTE DoorSense.exitTime TO OpenSound.stopTime ROUTE DoorSense.enterTime TO OpenClock.startTime ROUTE DoorSense.exitTime TO OpenClock.stopTime ROUTE DoorSense.exitTime TO CloseSound.startTime ROUTE DoorSense.enterTime TO CloseSound.stopTime ROUTE DoorSense.exitTime TO CloseClock.startTime ROUTE DoorSense.enterTime TO CloseClock.stopTime ROUTE OpenClock.fraction_changed TO LeftOpen.set_fraction ROUTE OpenClock.fraction_changed TO RightOpen.set_fraction ROUTE CloseClock.fraction_changed TO LeftClose.set_fraction ROUTE CloseClock.fraction_changed TO RightClose.set_fraction ROUTE LeftOpen.value_changed TO LeftDoor.translation ROUTE LeftClose.value_changed TO LeftDoor.translation ROUTE RightOpen.value_changed TO RightDoor.translation ROUTE RightClose.value_changed TO RightDoor.translation2.1.5.建立物理實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?.X射線衍射實(shí)驗(yàn)演示X射線衍射儀主要由X射線發(fā)生器（X射線管）、測角儀、X射線探測器、計算機(jī)控制處理系統(tǒng)等組成。X射線管主要分密閉式和可拆卸式兩種。測角儀是粉末X射線衍射儀的核心部件，主要由索拉光闌、發(fā)散狹縫、接收狹縫、防散射狹縫、樣品座及閃爍探測器等組成。衍射儀中常用的探測器是閃爍計數(shù)器(SC)，它是利用X射線能在某些固體物質(zhì)(磷光體)中產(chǎn)生的波長在可見光范圍內(nèi)的熒光，這種熒光再轉(zhuǎn)換為能夠測量的電流。由于輸出的電流和計數(shù)器吸收的X光子能量成正比，因此可以用來測量衍射線的強(qiáng)度。閃爍計數(shù)管的發(fā)光體一般是用微量鉈活化的碘化鈉(NaI)單晶體。這種晶體經(jīng)X射線激發(fā)后發(fā)出藍(lán)紫色的光。將這種微弱的光用光電倍增管來放大，發(fā)光體的藍(lán)紫色光激發(fā)光電倍增管的光電面(光陰極)而發(fā)出光電子(一次電子)，光電倍增管電極由10個左右的聯(lián)極構(gòu)成，由于一次電子在聯(lián)極表面上激發(fā)二次電子，經(jīng)聯(lián)極放大后電子數(shù)目按幾何級數(shù)劇增(約106倍)，最后輸出幾個毫伏的脈沖。衍射儀主要操作都由計算機(jī)控制自動完成，掃描操作完成后，衍射原始數(shù)據(jù)自動存入計算機(jī)硬盤中供數(shù)據(jù)分析處理。數(shù)據(jù)分析處理包括平滑點(diǎn)的選擇、背底扣除、自動尋峰、d值計算，衍射峰強(qiáng)度計算等。 根據(jù)X射線衍射實(shí)驗(yàn)的原理并參照了網(wǎng)絡(luò)上的教程完成X射線衍射儀的構(gòu)建其最后效果如下圖示.圖2.4 X射線衍射實(shí)驗(yàn)演示開始 圖2.5 X射線衍射實(shí)驗(yàn)演示完成其核心代碼如下：DEFscript Script eventIn SFTime time1 eventInSFTime time2field SFBool aa TRUE field SFBool cc FALSEeventOut SFBool bburlvrmlscript:function time1()bb=aa;function time2()bb=cc;DEFcolorscript Script eventIn SFTime time3 eventInSFTime time4eventOut SFColor diffuseColor field SFColor white .61 .61 .61field SFColor red .54 0 0url vrmlscript:function time3()diffuseColor=red;function time4()diffuseColor=white;ROUTE chuanganqi.rotation_changed TO XRay.set_rotationROUTE clock.fraction_changed TOrotate1.set_fraction ROUTE rotate1.value_changed TO rotate.set_rotationROUTE clock.fraction_changedTO rotate4.set_fractionROUTE rotate4.value_changed TO shangxuanniu.set_rotationROUTE clock.fraction_changed TOrotate3.set_fractionROUTE rotate3.value_changed TO xiaxuanniu.set_rotationROUTE clock.fraction_changed TOrotate2.set_fractionROUTE rotate2.value_changedTO axis.set_rotationROUTE openmouse.touchTime TO script.time1ROUTE script.bb_changedTO clock.set_enabledROUTE openmouse.touchTime TO clock.startTimeROUTE clock.fraction_changed TOrotate1.set_fractionROUTE openmouse.touchTime TO clock.startTimeROUTE clock.fraction_changed TO rotate2.set_fractionROUTE openmouse.touchTime TO clock.startTimeROUTE clock.fraction_changed TOrotate3.set_fractionROUTE openmouse.touchTime TO clock.startTimeROUTE clock.fraction_changed TOrotate4.set_fractionROUTE openmouse.touchTime TO colorscript.time3ROUTE colorscript.diffuseColor TO color.set_diffuseColorROUTE closemouse.touchTime TO script.time2ROUTE script.bb_changedTO clock.set_enabledROUTE closemouse.touchTime TO colorscript.time4ROUTE colorscript.diffuseColor TO color.set_diffuseColor(2)太陽、地球、月球之間的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)圖2.6 不同時刻的運(yùn)動情況2.1.6.利用Anchor節(jié)點(diǎn)來對VRML之間的鏈接利用Anchor