基于X3D的3D虛擬實(shí)驗(yàn)的研究與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

基于X3D的3D虛擬實(shí)驗(yàn)的研究與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告一、研究背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，3D虛擬實(shí)驗(yàn)作為一種新型的教學(xué)手段正在逐漸得到廣泛應(yīng)用。3D虛擬實(shí)驗(yàn)以其形象直觀、操作靈活、便于演示、安全方便等優(yōu)點(diǎn)，在科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物、化學(xué)、物理、工程等學(xué)科領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。目前，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)了很多基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)軟件，這些軟件能夠提供豐富的多媒體教育資源，為師生提供了一個(gè)真實(shí)、虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。目前，已經(jīng)出現(xiàn)了許多3D圖形編程工具如OpenInventor、VRML、Java3D等，來實(shí)現(xiàn)3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。然而，由于這些工具使用的是動(dòng)態(tài)庫(kù)，以及不同操作系統(tǒng)之間的差異和版本問題，使得開發(fā)人員使用這些工具時(shí)面臨許多的不便。為了解決這些問題，本研究擬采用基于XML的虛擬現(xiàn)實(shí)編程語(yǔ)言X3D，采用純面向?qū)ο蟮姆椒?，通過使用XSLT技術(shù)將X3D代碼轉(zhuǎn)換為HTML，來實(shí)現(xiàn)3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)和實(shí)現(xiàn)。二、研究?jī)?nèi)容本研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1、研究3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)；2、研究X3D語(yǔ)言的相關(guān)知識(shí)，掌握X3D的基本語(yǔ)法和結(jié)構(gòu)；3、使用Java語(yǔ)言和X3D語(yǔ)言相結(jié)合，通過使用純面向?qū)ο蟮姆椒?，采用MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)；4、通過使用XSLT技術(shù)將3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的X3D代碼轉(zhuǎn)換為HTML代碼；5、將實(shí)現(xiàn)的3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，以評(píng)估其教育效果和可行性。三、研究計(jì)劃1、完成3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)原理和結(jié)構(gòu)的研究，對(duì)比各種3D圖形編程工具，選擇X3D語(yǔ)言為開發(fā)工具；2、學(xué)習(xí)X3D語(yǔ)言，掌握其基本語(yǔ)法和結(jié)構(gòu)；3、使用Java語(yǔ)言和X3D語(yǔ)言相結(jié)合，通過使用MVC設(shè)計(jì)模式實(shí)現(xiàn)3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開發(fā)，包括系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)和各種功能的實(shí)現(xiàn)；4、使用XSLT技術(shù)將3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的X3D代碼轉(zhuǎn)換為HTML代碼；5、對(duì)實(shí)現(xiàn)的3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、修改和完善，并將其應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，以評(píng)估其教育效果和可行性。四、研究成果本研究的成果將包括一套基于X3D語(yǔ)言的3D虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：1、采用純面向?qū)ο蟮姆椒ㄩ_發(fā)，易于維護(hù)和升級(jí)；2、使用MVC設(shè)計(jì)模式，界面美觀，功能齊全；3、使用XSLT技術(shù)轉(zhuǎn)換代碼，能夠在任何支持HTML標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器上運(yùn)行；4、可用于多種學(xué)科的教學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程，能夠增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和促進(jìn)學(xué)習(xí)興趣的提高。五、參考文獻(xiàn)[1]BaoliangZ,ZhuzhengY,HongqiW.Researchandapplicationofvirtualrealitytechnologyinteaching[J].InformationTechnologyEducation,2015(12):5-7.[2]YangC,JianchaoY,XiaLi.DesignandimplementationofX3D-basedvirtualexperimentsystem[J].ComputerEngineeringandApplications,2013,49(3):245-247.[3]LiuH,FengJ,XiaL,etal.DesignandimplementationofinteractivevirtualexperimentalplatformbasedonX3D[J].ComputerApplicationandSoftwareEngineering,2016,03:109-113.[4]SowmyaA,VijayalakshmiG.Virtualrealityanditsapplicationsineducation[J].InternationalJourna