虚拟化学实验的建模技术研究.pdfVIP

摘要 摘 要 虚拟现实是近年来十分活跃的技术领域。目前，其应用已广泛涉及众多领 域，并带来了巨大的经济效益。虚拟实验是根据现代教育理念需求而产生的， 具有智能指导和教学管理的作用。 现有的虚拟化学实验系统大多是基于平面的二维设计，三维虚拟实验的研 究也仅停留在框架探索和关键技术的实现层次上，但是对于适合平台需要的关 于化学药品、实验仪器以及整个实验的模型的建立问题没有解决和进行深入的 研究。虚拟现实建模技术是整个虚拟现实系统建立的基础，因此，针对三维虚 拟化学实验相关内容的建模工作具有很重要的研究意义。 本文首先介绍了虚拟现实建模技术的相关知识，接着把实验进行分类，对 实验相关内容实验仪器、化学药品从几何建模、物理建模到化学建模的建模过 程进行分析，然后总结出了对虚拟化学实验平台有效予以支持的仪器、药品模 型。实验的其它需建模内容(反应条件、反应方程式、反应现象等)同样归纳 出了其建模方法。并对整个实验模型的内容，及各部分对应的建模方法，按照 面向对象的思想进行了节点式划分，且给出了其树状层次结构图。在化学实验 过程中，反应物到生成物的量变，整个实验过程的控制，以及化学实验反应现 象等用到了过程性建模技术。其中化学实验反应现象的实现用的是OSG的粒子 系统，因此，对OSG进行了简要介绍，并对其粒子系统进行了详细的阐述。 对每类一个典型示例进行的模拟，结果表明起到了应有作用，它使得初中 化学课本中的所有实验都有了类的归属，轻松便可仿照此类所建示例进行模拟。 化学实验模型内容节点式的划分，很好的理清了它们之间的对应关系。对气体、 沉淀等化学反应现象及些许反应条件比如点燃、加热等和整个实验的控制过程 采取的过程性建模，也同样使得所模拟的实验更加灵活和生动。 关键词：化学实验；OSG；过程性建模；粒子系统；三维虚拟化学实验 Abstract Abstract Virtual isa activeareaof inrecent realityvery technologyyears．Currently,its hasbeen involvedin economic applicationextensively manyareas，andhuge brings benefits．Virtualarebasedontheneedsofmodemeducation experiments concepts and andadministration． generated，intelligentguidanceteaching virtual basedon Existing chemistryexperimentalsystemmostlydesigned two-dimensional virtual to in plane，three．dimensionalexperimentalstudy,iuststay the ofthe and framework of technicallevel．butthe explorationimplementationkey needfor on the instrumentsandthewhole appropriateplatformchemicals，laborat