| 标题 | 基于虚拟现实的制图交互性教室构建研究 |
| 范文 | 要：采用虚拟现实技术和虚拟现实语言VRML对工程制图中的重点模型进行重构，采用B/S模型架构，构建教学互动学习平台，增强教学互动性，激发学生学习兴趣。 关键词关键词：工程制图；虚拟现实；交互性教学 DOIDOI：10.11907/rjdk.143826 中图分类号：TP311 文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2015）002010202 基金项目基金项目：中国高等职业技术教育研究会研究项目（GZYLX1213350）； 深圳教育学会研究项目（ZD-2011006） 作者简介作者简介：尧燕（1976-），男，湖南邵阳人，硕士，深圳职业技术学院机电工程学院讲师，研究方向为工程制图、CAD。 0引言 工程制图课程为工科的一门基础课程，该课程学习需要一定的空间想象力和形体抽象的表达能力。高职学生基础知识一般不是特别牢固，发散性思维较缺乏，往往对该课程学习兴趣不大，学习效果不佳。虚拟现实技术具有多感知性、浸没感、交互性、构想性等特征，可以较好地解决学生空间想象力不足的问题，提高学生的学习兴趣[1]。 1工程制图课程教学现状 工程制图是一门形象思维很强的课程，要求学生有较强的空间想象能力，以实现空间形体到平面图形的相互转换。 目前，工程制图课程一般用实物模型帮助学生提高思维能力。模型一旦做好就不能修改，且实物模型数量有限，不能很好地满足教学需要。此外，实物模型成本较高，往往不能得到及时配置，实物模型不能完全满足现代制图教学的需要。有些信息技术条件较好的学校采用了CAD模型，可以让学生随时随地观察。但是CAD模型的视角是固定的，不具有交互性，且需要专门的CAD软件支持，而专业的CAD软件成本较大。 虚拟现实技术基于网络一般三维场景表现技术，不但可以将学生难于理解的空间形体展示出来，而且可以多角度动态观察虚拟模型，对其进行切割和虚拟装配等操作，使学生对空间感知具有多样性和交互性，增强学生学习的兴趣，符合现代教育寓教于乐的教学思想。 2虚拟现实技术 虚拟现实（Virtual Reality，VR），又称“灵境技术”，是20世纪末兴起的一门综合性信息技术。它集中运用计算机技术、计算机图形学、传感技术、人体工程学、人机交互理论等多个领域的最新成果，具有多感知性、浸没感、交互性、构想性等特征[1]，目前广泛应用于航天航空训练系统、多人多工种协同工作系统等领域。 虚拟现实语言VRML（Virtual Reality Modeling Language）是三维模型的网络表达形式。专业CAD模型无法实现网络共享和网络客户端实际操作[23]。虚拟现实语言定义了一种将3D图形和多媒体集成在一起的文件格式。从语法角度看，VRML文件是显式定义和组织起来的3D多媒体对象集合。而从语义角度看，VRML文件描述的是基于时间的交互式3D多媒体信息的抽象行为，其描述的基于时间的3D空间称为虚拟境界（Virtual World），简称境界，所包含的图形对象和听觉对象可通过多种机制动态修改[4]。 3虚拟现实教学平台构建 虚拟现实教学平台为用户提供了一种虚拟环境，让用户在该环境中可建立虚拟模型，并进行互动操作。 3.1系统环境变量设置 为保证系统VRML场景和Java Applet之间的通信，系统需要有支持Java和VRML的浏览器。同时还需对系统环境变量进行设置。首先，在BS Contact VRML/X3D的安装目录下找到以下2个文件C：＼＼Program Files＼＼Bitmanagement Software＼＼BS Contact VRML X3D＼＼cc3deai.zip及C：＼＼Program Files＼＼Bitmanagement Software＼＼BS Contact VRML X3D＼＼cc3dtrustlib.zip，将此2个文件复制到至程序工作目录。然后下载vrml97.jar程序工作目录下。最后设置3个系统变量，分别为：①变量名：JAVA_HOME 变量值：D：＼＼jdk1.3.1_18；②变量名：Path 变量值：%JAVA_HOME%＼＼bin；③变量名：CLASSPATH 变量值：；%JAVA_HOME%＼＼jre＼＼lib＼＼vrml97.jar；%JAVA_HOME%＼＼jre＼＼lib＼＼rt.jar；%JAVA_HOME%jre＼＼lib＼＼il8n.jar；%JAVA_HOME%＼＼lib＼＼dt.jar；%JAVA_HOME%＼＼lib＼＼tools.jar；C：＼＼Program Files＼＼Bitmanagement Software＼＼BS Contact VRML X3D＼＼cc3deai.zip；C：＼＼Program Files＼＼Bitmanagement Software＼＼BS Contact VRML X3D＼＼cc3dtrustlib.zip。 3.2系统构建 系统环境采用3Dmax软件构建，并添加光源和材质，然后转入VrmlPad软件中进行控制程序编制和调试。对于单个模型，采用专业CAD软件建模效率更高，可先用CAD软件建模，然后采用另存方式转换成VRML格式，再用VrmlPad软件集成。在VrmlPad软件中，主要采用Java控制模型之间的相互关系。 4虚拟现实教学平台发布和使用 本平台采用Browser/Server结构，采用通用的网页形式发布。图1为实际教学中发布的虚拟学习平台。 图1发布后的虚拟学习平台 5结语 本研究采用虚拟现实语言VRML，对工程制图中的重点模型进行重构，采用B/S模型架构，增强教学的互动性，提高学生学习兴趣。将虚拟现实技术引入工程制图实践教学中，为制图的教学提供一个全新的平台。该方法主要针对工程制图课程，同时可以推广到其它课程的教学中。 参考文献参考文献： [1＼]胡航，詹青龙. 基于虚拟现实技术的职业教育一体化教学：内涵、功能与设计[J].软件导刊，2014，13（4）：163165. [2]殷柯，王顺，智同生.VRML在计算机网络课程中的应用研究[J].知识经济，2011（22）：80. [3]邓新农. 关于3Dmax中的VRML运用的探讨[J].职业技术，2010（5）：4344. [4]张亚玲，高傲涵，张璟. 基于VRML和JAVA3D的图形协同模式 [J].微计算机信息，2010（3）：3032. 责任编辑（责任编辑：陈福时） |
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