本文介绍了虚拟实验室的概念,阐述了构建虚拟实验室的重要意义,描述了虚拟实验室实现过程中所涉及的各种技术,实现了一个基于 Internet 的虚拟钻井实验室实例。 虚拟实验室是一种特殊的问题解决环境,它使得使用者可以在虚拟实验室中对实际的实验项目进行实验。虚拟实验室能够为学生提供生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境的一名参与者,在虚拟环境中扮演一个角色,这对提高学生的学习兴趣和效率,突破教学的重点、难点,培养学生的技能都将起到积极的作用。而虚拟实验室可视化、共享实验设备的特性,利于其在网络上发布和应用于教学。 论文阐述了虚拟实验室的概念、特点、发展趋势和建立虚拟实验室的意义;分析了基于 Internet的虚拟实验室应用模型,包括虚拟实验室的体系结构、系统组成和功能特点;重点研究了构建虚拟实验室的关键技术,如三维建模技术和三维模型逼真化与实时性实现技术。在三维建模技术部分介绍了几何建模、运动建模、物理建模和对象行为建模;在三维模型逼真化与实时性实现技术部分介绍了模型分割、可见消隐、纹理映射和 LOD 技术。在虚拟实验室控制系统中,对人机交互、虚拟场景漫游技术、虚拟实体操纵技术、碰撞检测和碰撞响应技术做了论述,其中碰撞检测技术包括包围球算法和包围盒算法。接下来的部分讨论了世界优化方法、实验室集成和基于 Internet 的发布技术。在文章的最后,详细介绍了虚拟钻井实验室的设计与实现过程。 虚拟实验室的开发和应用于教学是教育发展和改革的必然趋势,对虚拟实验室进行深入的研究具有很高的实用价值。