随着科技的发展和信息技术的不断提高,计算机技术、网络技术等现代科学技术已经在各行各业得到了广泛的应用,在教育领域的应用则体现为计算机辅助教育(CBE:Computer-Based Education)。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》文件中指出“加快教育信息化进程”的任务之一就是要“加强优质教育资源的开发与应用”。数字化教育资源作为计算机辅助教育中的重要组成部分,不仅是我国教育信息化发展进程中重要发展产物,同时也是发展阶段的重要体现。数字化教育资源为教与学带来了诸多益处,如在教学过程中,可将部分教学内容实现计算机可视化,用以指导相关课程内容的教与学。特别对于抽象不易理解的学科内容,借助计算机技术将其形象化,使其更易于教师教学和学生理解应用。例如初高中物理学科,在物理教学中存在许多较难理解的抽象概念,单凭语言很难将其阐述清楚,因此对教师的教育教学提出了较高的要求。比如电势场这一类看不见摸不着的数值场,但其又确实存在的物理现象。这一部分学习内容抽象且理论性强,要求学生具备较强的空间想象能力和思维逻辑能力,是学生普遍感到难学的内容。在传统教学中,电势场演示性内容多采用定性的方式绘制,其存在误差较大的问题,并且不同教材画法差异较大。随着计算机技术在各学科中的应用,有学者提出利用计算机技术实现其可视化,为学习者提供直观、科学的学习材料。在前人研究的基础之上,本文围绕数值场绘制技术这一课题展开研究,提出了一种新的数值场绘制方法。主要研究内容包括:数值场建模、数值场可视化以及场点优化三方面内容。文中主要工作如下:1.首先对所绘数值场进行数学建模,本文采用隐函数描述数值场。此步骤是绘制数值场的首要工作同时也是最为基础的。2.在得到数值场数学模型后,即可实现数值场可视化。数值场可视化工作主要分为两步:如何获取场点和如何连接场点逼近场线。获取离散场点是数值场绘制的根本和基础。本文算法借鉴了二维MC(Marching Cubes)方法获取平面场点,该方法原理简单,可操作性强。对于获得的离散场点,若是将其简单的通过线段将点与点连接起来,得到的是一系列折线,其准确度和光滑度难以满足实际要求。本文经过对已有曲线光滑算法进行对比和研究,最终采用Hermite插值算法逼近场线。3.在实现数值场绘制的基础上本文算法还对场点进行了优化处理,在保证场线的光滑度和准确度的情况下,以较少的“关键”场点即可逼近场线。如此可减少场点数据存储空间和加快场线绘制速度。在上述算法理论研究基础之上,本文在一定软硬件环境下实现了该算法。并绘制了静电场点电荷数值场(电势场)。实验结果表明,所绘数值场中场线既连续光滑又准确。