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手势操控下的沉浸式化学实验模拟系统
目录
一、文档概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.4技术路线与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
二、系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.2功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.3硬件平台选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.4软件开发环境．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
三、手势识别与交互技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3.1手势采集与预处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.2手势特征提取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
3.3手势识别算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
3.4基于手势的交互设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
四、沉浸式环境构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
4.1三维建模技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
4.2真实感渲染技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
4.3虚拟现实设备集成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4.4系统沉浸感提升策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
五、化学实验模拟模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
5.1实验场景构建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.2化学物质模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
5.3实验仪器模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
5.4实验过程模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
六、系统实现与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
6.1系统开发流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
6.2关键技术实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68
6.3系统功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71
6.4性能测试与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72
七、应用案例与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
7.1实验教学应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．76
7.2科研辅助应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
7.3应用效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80
八、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
8.1研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
8.2研究不足与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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