论文部分内容阅读
随着虚拟实验技术的日益成熟,人们认识到虚拟实验室在教育领域具有不可替代的教研价值。一方面,虚拟实验技术可以辅助高校的科研工作,另一方面,虚拟实验技术在实验教学中具有利用率高、易维护、远程教学、交互性强等诸多特点。三维虚拟物理实验室提供给物理实验操作员一个身临其境的实验平台,使得例如爆炸、强电、强腐蚀性等有一定危险性的实验可在该本台上实现,提高实验的安全性。近年来,建立适合自己需求的虚拟实验室成为许多国内外高校的重点科研计划。软件的界面是伴随着软件开发的一个重要部分,一个好的界面可以影响甚者决定一款软件的受欢迎度。美国著名的游戏开发大师比尔·沃克,曾经把游戏设计归纳为:界面+产品要素=游戏,可以看出界面设计对于软件具有重要意义。如何设计与实现一个友好的、寓教于乐的三维虚拟物理实验室软件的界面是本文的研究目的。本文采用Delta3D游戏开发引擎进行平台搭建,采用Delta3D封装的CEGUI游戏界面开发库进行界面部分的开发。CEGUI最大的优点是实现了系统的界面模块与其他功能模块的分开开发,使界面开发模块化、专业化。本文正是基于这个思想,独立开发了本虚拟实验室的界面功能。本文立足于界面设计的基本原则,结合三维虚拟物理实验室作为一个教育类游戏的主题,设计了整套虚拟实验室的界面,并编程实现。该界面具有一定的通用性,稍作修改后,可以作为其他类型的虚拟实验室的界面。文章的最后一章展示了本文设计与开发的界面,该界面具备一定的科学性和实用价值。本平台具备很强的教研意义,应用前景广泛,可以用作基础物理实验仿真,也可由实验操作员按照需求添加特殊元器件进行科学实验仿真。通过本平台,提供给用户更多的是对物理实验的认知感,普及物理实验教育。虚拟实验室的优势很好地解决了很多实际困难:高校实验经费不足,实验设备质量不高、数量有限、更新速度慢等。又由于虚拟实验室具备低成本、可远程指导、规范实验步骤等优点,故其受到国内外科研团队的热捧。