在线三维计算机网络虚拟实验室的研究与设计
这是一篇关于虚拟实验室,虚拟现实技术,三维,在线,计算机网络实验,Virtools的论文, 主要内容为实验是现代教育系统中不可或缺的组成部分,在帮助学生巩固理论知识,提高动手实践能力方面发挥着积极而重要的作用。近年来,由于社会发展和教育体制的改革,传统实验室模式在教学规模、设备更新、资金投入等方面的局限性日益明显,特别是在远程教育领域,还面临时间与空间上的客观制约。随着计算机与虚拟现实技术的飞速发展,基于在线教学的虚拟实验室正成为解决这一问题的有效途径,它通过对实验场景、仪器设备及操作过程的虚拟化在线三维仿真,可以使学生突破时空和实验资源的限制,基于网络浏览器便可以沉浸式的方式完成各项实验内容,如同置身于真实的实验环境。 本文应用互联网及虚拟现实等技术,以计算机网络课程的高校教学需求为设计依据,构建了基于B/S模式的在线三维计算机网络虚拟实验室系统。论文首先深入研究了国内外虚拟实验室建设的发展现状和实现技术,并对几种主流的虚拟现实技术进行了归纳与比较,在此基础上,提出了采用基于Virtools结合JSP技术、3ds Max软件和Oracle数据库的系统设计方案。文中以真实的计算机网络实验室及其实验设备为仿真对象,给出了该虚拟实验室的体系架构、组织模型及功能设计,并采用DAO及MVC设计模式实现了整个系统的应用管理部分,包括用户管理、信息发布及虚拟实验数据的读取等功能。同时以三维虚拟漫游和RIP路由协议分析实验为例,实现了三维交互及动态数据处理等虚拟实验功能。 其中,以三维虚拟漫游为实例,完整而细致地对实验室进行了虚拟化仿真,从实验室简介、自动漫游、沉浸漫游等三个不同角度提供给用户逼真的沉浸式漫游体验。在RIP路由协议分析实例中,以华三通信技术公司(H3C)网络设备为对象进行了虚拟实验仪器功能仿真,实现了路由器、交换机等网络设备的常用命令的虚拟配置,并结合多窗口显示方式模拟了配置过程中网络端口的闪烁情况。同时,实现了对整个虚拟实验过程中各个操作步骤的自动评分。在用户完成全部虚拟实验操作后,提供了对配置记录的两种不同的数据存储和处理方式,以便为用户回顾实验过程、总结和归纳知识要点等提供必要的参考。除此之外,为保障系统的安全性,还设计和实现了防止越权登录链接等安全措施。 目前,本虚拟实验室已投入了试运行,其中部分实验内容已可正式投入使用。论文最后对整个开发工作进行了总结,并对今后的研究方向给出了展望。
画法几何及工程制图虚拟实验室设计与开发
这是一篇关于虚拟现实,虚拟实验室,虚拟实验,画法几何及工程制图,Virtools的论文, 主要内容为虚拟实验室技术的出现除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有效率高、成本低、易维护等特点。基于虚拟现实技术的画法几何及工程制图虚拟实验室是对传统工程制图教学的有益补充,它降低了教学模型的维护与更新费用,提高了教学效率,方便学生不受时间空间限制的进行课程的学习,帮助学生理解工程制图课程中复杂而抽象的概念并在一定程度上激发了学生学习的兴趣。本论文主要做了以下几方面的工作： 第一,本论文从构建工程制图虚拟实验室系统需求出发,认真研究了VRML.Cult3D、EON、Quest3D、Virtools五大虚拟实现技术,并从技术特性、开发流程、场景建立、交互设计、作品发布、功能扩展等角度对五款虚拟现实技术开发平台做了深入的分析与比较,确定了画法几何及工程制图虚拟实验室的开发平台。 第二,认真研究了Virtools模型导入技术,联系工程制图虚拟实验室模型特点,在此基础上分析比较了SolidWorks与3DS Max两大建模技术,确定了虚拟实验室模型构建路线,实现了机械CAD建模软件到虚拟现实开发平台的导入与转换,并对模型格式转换过程中出现的问题进行了分析。 第三,分别从实验内容以及实验室所需关键交互技术出发,设计了实验室整体架构。实验内容方面,以工程制图教学目标为依据划分工程制图虚拟实验室功能模块,并以实现基本虚拟实验功能为出发点,对涉及到的虚拟现实交互技术进行了详细分析。 最后,利用Virtools及VSL编程技术开发了认识立体、投影理论、立体相贯、组合体分析、标准件演示、装配体拆装在内的六大工程制图虚拟实验。设计了虚拟实验室界面,并对系统加以整合发布,完成了画法几何及工程制图虚拟实验室系统的开发。 画法几何及工程制图虚拟实验室的开发,不仅是对工程制图教学与实践的有利补充,更为其它虚拟实验室的开发提供了借鉴。
输油气场站可视化仿真信息系统设计与开发
这是一篇关于Virtools,模型,可视化仿真,输油气场站的论文, 主要内容为可视化仿真技术是一种重要的计算机技术，在管输油气领域中有着广阔的应用，在管道设计、运行调度、生产管理等工作中产生了巨大的应用价值，降低了管输油气的生产成本，提升了企业效益。随着计算机各种技术的研究应用水平的不断提高，可视化仿真技术出现了从数值仿真到虚拟可视化仿真的跨越。本课题根据中石油天然气管道公司的实际生产和业务需要，应用可视化技术和仿真技术对管道公司输油气场站可视化仿真信息系统进行分析、设计和开发。 本文基于可视化技术和仿真技术的基本理论，参考两种技术的发展研究应用水平，应用Virtools平台及相关可视化仿真技术，对输油气场站仿真系统的相关子模块进行了详细的划分与设计，搭建了系统框架和体系结构，明确了实现技术路线。立足管道公司该输油气场站生产业务逻辑和管理的需要，再现场站环境、油气管网结构、油气输送工艺流程、设备结构情况以及油气输送动态运行情况。本课题建立一套系统的可视化分析方法，对流程工艺、管道以及加热炉、泵等诸多设备及性能参数的可视化查询以及对场站各类业务信息的综合和分析，实现了空间框架下图形图像数据与对应属性数据的动态绑定，提高了该输油气场站业务管理水平和历史数据信息利用质量。 本文在较深入的研究了Virtools及相关可视化仿真技术的基础上，探索并开发了输油气场站可视化仿真信息系统，随着需求分析的深入和用户的相关反馈，本系统会逐渐趋于完善，其成果将为该输油气场站站内施工维护、动火改造及应急指挥等提供方便快捷的查询、分析平台，为生产运行、设备管理和领导决策提供形象直观的可靠管理手段。
基于3ds Max和Virtools的虚拟校园漫游系统的设计与实现
这是一篇关于Virtools,漫游技术,虚拟校园,烘焙贴图的论文, 主要内容为虚拟现实是计算机图像领域的热点问题之一,虚拟校园的创建是校园信息化建设中的一个重要的环节,在当前信息化时代中不断的流行与发展,已不断的成为当前校园建设与远程教育中的关键成分。本文主要是对基于3ds Max和Virtools的虚拟现实技术问题进行了研究,以黄淮学院校园为实际参考模型,重点介绍三维场景中烘焙贴图的制作方法和用Virtools实现漫游交互功能的技术问题,研究了基于Virtools的漫游技术,在虚拟校园系统中的设计与应用,有效的实现交互性的三维虚拟校园漫游系统。本文在实际设计实现过程中,主要的工作有以下四个方面,即:一是,全面性的对Virtools仿真漫游虚拟技术与3ds Max平台等专业性模型创建软件,其技术方面进行综合性的介绍;二是,对该系统进行需求分析与功能模块的设计。其中,重点对虚拟校园场景进行分层设计操作。在此基础上进行功能模块的设计与交互性操作等环节,进而能够有效的创建出可行性、可拓展的系统总体架构。本系统在设计的环节中,需要对校园影像、建筑物纹理等方面进行有效的采集与处理,针对其实际特征,选取适当可行的建模方式,有效的实现三维建模中的真实性效果。与此同时,将三维模型数据有效的归纳到3ds Max软件平台中,多相关的参数信息进行精准可行的操作与处理,进而确保用户在效果预览的过程中,其效果更加真实高效。三是,根据系统设计,对虚拟校园场景建模关键技术进行实现。在实际设计的过程中,全面性的对建筑物模型进行有效的优化处理。在此基础上,通过多细节层次技术进行有效的操作,进而能够全面教授模型创建过程中的复杂度,提高系统的技术处理过程中的高效性,进而创建出具有真实性的视觉模型,对虚拟校园模拟系统进行相关技术功能操作。四是,最后完成了系统的测试,对数字虚拟校园展示系统综合性的测试,最终的测试结果有效的体现出该系统在实际设计与功能实现的过程中,能有效的满足高校虚拟校园模拟系统的实际需求,并达到理想的效果。
输油气场站可视化仿真信息系统设计与开发
这是一篇关于Virtools,模型,可视化仿真,输油气场站的论文, 主要内容为可视化仿真技术是一种重要的计算机技术，在管输油气领域中有着广阔的应用，在管道设计、运行调度、生产管理等工作中产生了巨大的应用价值，降低了管输油气的生产成本，提升了企业效益。随着计算机各种技术的研究应用水平的不断提高，可视化仿真技术出现了从数值仿真到虚拟可视化仿真的跨越。本课题根据中石油天然气管道公司的实际生产和业务需要，应用可视化技术和仿真技术对管道公司输油气场站可视化仿真信息系统进行分析、设计和开发。 本文基于可视化技术和仿真技术的基本理论，参考两种技术的发展研究应用水平，应用Virtools平台及相关可视化仿真技术，对输油气场站仿真系统的相关子模块进行了详细的划分与设计，搭建了系统框架和体系结构，明确了实现技术路线。立足管道公司该输油气场站生产业务逻辑和管理的需要，再现场站环境、油气管网结构、油气输送工艺流程、设备结构情况以及油气输送动态运行情况。本课题建立一套系统的可视化分析方法，对流程工艺、管道以及加热炉、泵等诸多设备及性能参数的可视化查询以及对场站各类业务信息的综合和分析，实现了空间框架下图形图像数据与对应属性数据的动态绑定，提高了该输油气场站业务管理水平和历史数据信息利用质量。 本文在较深入的研究了Virtools及相关可视化仿真技术的基础上，探索并开发了输油气场站可视化仿真信息系统，随着需求分析的深入和用户的相关反馈，本系统会逐渐趋于完善，其成果将为该输油气场站站内施工维护、动火改造及应急指挥等提供方便快捷的查询、分析平台，为生产运行、设备管理和领导决策提供形象直观的可靠管理手段。
小型构造变形实验装置虚拟仿真系统设计与开发
这是一篇关于构造变形,小型化,实验装置,虚拟仿真,Virtools的论文, 主要内容为构造变形与烃类充注物理模拟实验是研究地质构造特征、形成和演化机制以及油气运聚规律的重要方法，对油气资源的勘探与开发具有重要的指导意义。课题以断层封闭性和构造地质学理论为指导，依据相似性理论，在原有构造变形实验装置的基础上，研究与设计了小型构造变形实验装置，并设计与开发了一套具备人机交互功能的三维虚拟仿真系统。 小型构造变形实验装置缩小了地质模型尺寸，机械结构紧凑，实现了机电一体化与实验流程一体化，降低了人力物力的消耗，避免了地质模型在二次搬运过程中受到破坏，提高了实验成功率，保证了实验效果。 针对目前构造变形实验存在实验周期长、装置机械干涉现象多、受不可控因素影响大的缺陷，为提高实验效率和建立实验员教学培训平台，课题基于虚拟现实技术借助Virtools平台开发了具备交互性、真实性、易用性和安全性的虚拟仿真系统。虚拟仿真系统依据构造变形实验流程由地质实验模型制作、变形装置的安装和动力加载装置的控制三个仿真模块组成，涉及到的关键技术包括角色控制、虚拟装配、碰撞检测等，使用户能够在分场景式的交互界面中体验虚拟构造变形实验。课题利用参数化建模技术构建了小型构造变形实验装置初始三维模型，并经3D Max优化处理后导入Virtools中，逼真的模型保证了虚拟仿真系统的真实性。视点控制模块提供了三维环境中的全方位可控视角。数据库与通信模块创建了虚拟仿真系统与外部数据库Access的连接，实现了实验信息的记录。经测试，虚拟仿真系统达到了设计要求，功能完备、实用性强，为构造变形实验的继续开展提供了新的技术手段。
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