航空发动机教学实验系统的虚拟装配技术研究

航空发动机虚拟教学实验系统的建设是将VR(Virtual Reality)技术与实验相结合的一次综合性的实验探索与尝试.该系统是将虚拟装配及拆卸、模化实验、模型流场的动态显示及发动机试车等综合仿真实验系统,重点论述了教学实验系统开发中的虚拟装配技术,在对虚拟装配的研究现状分析和总结的基础上,对航空发动机虚拟装配的关键技术和虚拟装配系统的实现方法进行了分析和研究,包括基于数据手套的虚拟手操作、实时碰撞检测、装配路径和装配顺序规划等问题.最后还展示了利用航空发动机三维可视化虚拟装配系统完成虚拟装配操作的实例,并分析了虚拟装配系统与传统装配相比较的优势和特点.     

虚拟实验系统中操作重现的研究

为了提高虚拟实验教学的效率和效果,分析了虚拟实验系统中操作重现的实现机制,提出了基于消息的操作捕捉、操作保存和操作重放的实现方法,并使用确定有限自动机理论证明了操作重现的可行性.在此基础上,给出了在虚拟实验系统中设计操作重现的基本方法和步骤,并在一个实际的虚拟实验系统中进行了实现.实验结果表明,该方法可以很方便地在基于MFC架构的虚拟实验系统中进行实现,达到了预期的效果.     

基于Unity3D的虚拟化学智能课堂系统

针对传统化学教学的局限性及现有虚拟化学课堂的不足, 以Unity3D为基础设计并实现了虚拟化学智能课堂系统. 构建虚拟场景并导入Unity3D引擎, 通过C#脚本和粒子系统开发虚拟仿真实验; 为解决多人虚拟场景下权限分配问题, 实现了采用权限策略的智能辅助模块, 为不同学生分配不同权限并提供文字视频等提示功能; 通过Spring Cloud框架对系统功能进行拆分, 同时使用Redis优化系统. 系统适用于中学化学教学, 实现了具有权限控制及高仿真的虚拟实验, 有效解决虚拟场景下权限问题, 提升学习效率, 且具有高可用性等优点.     

虚拟实验环境下通用实验报告系统的设计与实现

通用实验报告系统是虚拟实验系统的支撑系统,为虚拟实验提供一个公共的实验报告处理平台,并对实验数据进行统一管理.在对虚拟实验环境下实验报告系统进行需求分析的基础上,研究了系统的体系架构和业务流程,针对设计过程中的难点问题,提出了实验报告模板定制方法和实验数据处理方法以及基于XML格式的数据接口等实现方法,并给出了一个光电实验报告的实例.     

基于Web的虚拟实验系统实现

实验教学是培养学生专业素质的重要途径,基于Web的虚拟实验教学对发展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验环境、优化教学过程将产生深远的影响.文章指出了虚拟实验室的内涵和特点,在此基础上对构建虚拟实验室的体系结构进行了研究,最后对基于Web的虚拟实验系统实现的关键技术进行了探讨并对虚拟实验室进行了实现.     

基于Internet的密码学虚拟实验室的设计与实现

本文提出了一种采用组件技术构架的基于Internet的密码学虚拟实验室的设计模型和实现方法.该虚拟实验室以Java Applet实现客户端,具有Java语言的平台独立性和安全性,以JavaBeans的形式开发组件,提高了系统的开发效率,实现了软件重用,使得系统容易维护和扩充.利用该实验系统,用户能进行可视化的实验流程定制、仿真实验保存,对算法进行验证和性能分析实验,用户还可以加入自己编写的算法进行验证及扩充实验组件,为科研、教学等提供了一个很好的密码学虚拟平台.     

微机接口虚拟实验系统的设计与实现

论述了微机接口虚拟实验系统的设计与实现,针对现在微机接口虚拟实验系统的不足,提出了相应的改进方案.给出了改进后的虚拟实验室结构,虚拟实验系统的模型及其工作原理,并介绍了实现的技术.系统为用户远程学习微机接口课程提供了良好的实验平台.     

增强现实系统中基于先验知识的虚拟抓取识别

为了实现增强现实系统中抓取动作的识别,针对传统方法实时性不强、容易产生误判的不足,提出了基于先验知识的虚拟抓取识别算法.通过对大量实验数据的分析,提取关键数据进行处理并完成决策树的构建,通过基于一种数据拟合的碰撞检测方法,真正实现了真实手对虚拟对象的抓取识别.实验结果表明:该算法识别率高、实时性好、交互自然真实,较好地...     

基于Unity的虚拟装配系统

Unity中建立虚拟装配系统,并将其呈现为游戏.模拟实际装配工序原理,实现产品装配过程的可视化,解决了虚拟装配系统成本高、适用性低的问题.对整个系统框架进行了规划,并将该系统用作课堂实验来评估学生,研究了装配序列理论,并设计脚本来介绍和装配零件,所有场景都连接起来,生成整个虚拟装配系统.该系统降低了实验成本,提高了实验...     

基于私有云平台的云主机资源监控方案

针对传统网格计算中的监控工具已无法满足云计算平台中虚拟资源监控的问题,本文基于OpenStack云平台设计并实现一套完整的私有云平台中云主机资源监控方案.实验表明该方案可以有效地进行虚拟资源的监控,满足企业私有云中对虚拟资源的监控需求,且系统方案具有良好的可扩展性.     

桌面式天线虚拟实验系统

将天线数值仿真技术与虚拟现实技术结合,构建一个桌面式天线虚拟实验系统,可以解决天线实验课开设成本高、场地受限等问题.     

虚拟现实技术在化学实验教学中的应用研究

虚拟实验应用日益广泛,而支持虚拟实验的相关技术成为了研究热点。分析了虚拟化学实验及其在未来虚拟现实技术上的发展趋势,综述了U-nity3D技术、增强现实技术和Kinect体感交互技术的理论基础以及在虚拟化学实验中的应用与发展,以虚拟技术融合的方法为导向,仿真化学实验的实时环境,使虚拟实验简单化、直观化。展望了虚实融合技术在虚拟实验领域的应用前景。虚实融合技术有利于推动虚拟化学实验朝智能化发展,是虚拟实验改革的一个新起点。     

开展虚拟实验系统的研究和应用

虚拟实验系统是指应用虚拟现实技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统。本文首先介绍了国内外虚拟实验系统的发展状况 ,然后给出了建立虚拟实验系统的原因 ,最后对开展虚拟实验系统的研究提出了一些建议     

基于虚拟仿真软件技术的计算机网络实验教学体系

提出了基于虚拟仿真软件技术的计算机网络实验教学体系.该体系是在传统的计算机网络实验教学体系中引入虚拟化软件技术,可进而搭建验证性或综合性的网络实验平台.按照不同的实验类别来选择相应的虚拟仿真软件.这些虚拟仿真软件可以虚拟仿真各种类型的技术先进的真实物理设备、构建仿真的实验环境、快速恢复实验环境,对物理设备不会造成损害.     

A domain-oriented end-user design environment for generating interactive 3D virtual chemistry experiments

Three-dimensional virtual worlds are potentially feasible for building virtual educational environments. However, educators face technical challenges to apply these technologies because creating virtual educational environments based on virtual worlds demands 3D modeling and programming skills. This paper proposes a method to lower the technical barriers through domain-oriented interfaces with languages and environments that are familiar to educators. A domain-oriented end-user design environment, iVirtualWorld, is designed and developed to implement the proposed method in a specific educational domain, namely introductory chemistry experiments. This web-based environment provides end-users with domain-oriented building blocks, which can be assembled to create 3D virtual chemistry experiments. A usability evaluation and a comparative case study are designed to evaluate the system among chemistry educators, who are the target audience. The usability evaluation contains a task requiring participants to create a 3D virtual chemistry experiment and a voluntary semi-structured interview. The case study compares a virtual experiment generated using iVirtualWorld with an experiment in a commercial virtual chemistry laboratory system. The results show that 1) the domain-oriented end-user design environment enables participants to generate the 3D virtual chemistry experiment within 30 min; 2) participants gain confidence on creating 3D virtual experiments by themselves using iVirtualWorld; 3) participants confirm the usefulness of applying the system in introductory chemistry education; and 4) iVirtualWorld is considered more intuitive and straightforward for students to focus on finishing the experiment without being distracted than the commercial virtual chemistry laboratory system. Areas that can benefit from the system most and areas where the system is less effective are identified by participants. The responses also reveal the limitations of the current system and suggest directions for future improvement.     

基于庐山三维场景的图算法虚拟仿真系统研究

为应对传统计算机算法教学中理论知识存在逻辑性强、抽象程度高、教学与实验脱节、缺乏交互性等现实问题,本文借助虚拟现实技术,基于江西知名旅游胜地庐山的三维场景,使用Unity3D引擎设计图算法虚拟仿真系统。该系统实现5种图算法的仿真实验过程,每种图算法均提供“自动展示”和“用户交互”这2种运行模式,还提供用户进入景点(对应图的结点)分场景的自由控制视角浏览庐山景观的功能;同时,探讨本虚拟仿真系统存在的理论问题,并给出解决这些问题的关键技术和实施方案;最后,通过Prim最小生成树算法验证本虚拟仿真系统的实用性和灵活性。与传统的算法讲授、个性化问题驱动教学方式相比,本文设计的图算法虚拟仿真系统具有趣味性、交互性、沉浸性,既能激发学生学习的探索性和主动性,又为算法与数据结构课程提供了一种新的教学和实验方法。     

基于计算机远程控制的热敏电阻温度特性曲线测量

开发测量热敏电阻温度特性曲线硬件电路,以及成本低廉的基于虚拟仪器的锁相放大器。在此基础上研制基于计算机远程控制的热敏电阻温度特性曲线测量系统,测量结果与传统实验室进行实验的测量结果一致。     

虚拟环境概念模型建模方法研究*

由于目前常用的概念建模方法对于虚拟环境中物体方位、行为和交互模型等信息缺乏足够的描述方法,在吸取现有概念模型建模概念和技术的基础上,提出了虚拟环境概念模型建模框架,给出了虚拟场景静态结构和动态行为的概念建模方法,并通过虚拟化学实验平台的设计和实现验证了方法的可行性。通过在虚拟环境设计阶段引入概念建模阶段,使不具备专业编程知识的普通人员通过使用图形化的建模语言也能够进行虚拟环境的开发,为虚拟环境的顶层设计提供了一个科学、有效的手段。     

EMI虚拟暗室测试系统设计研究

为了改变传统的电磁兼容试验多由手动进行控制的缺陷,提高系统测量精度和电磁兼容测试的效率,利用射频微波实现技术及自动化测试仪器仪表技术,提出了基于虚拟仪器架构的EMI虚拟暗室测试系统平台。完成测试系统硬件平台原理性设计;利用LabVIEW开发环境,实现测试系统软件平台的开发与集成。通过仿真试验,测试了设备自动完成信号采集、传输、处理、显示等功能,表明该系统可以提高测试工作的效率、精确度。