作為一種先進(jìn)的人機交互技術(shù),虛擬現(xiàn)實技術(shù)借助計算機圖形技術(shù)和立體視覺顯示技術(shù),把計算機渲染的虛擬場景呈現(xiàn)給用戶,并且提供用戶友好的虛實交互方式,從而提供用戶沉浸式的虛擬現(xiàn)實體驗。近年來,將虛擬現(xiàn)實技術(shù)引進(jìn)到教育是一種新的方式。文中以STEAM教育理念為主導(dǎo)思想,深度探索虛擬現(xiàn)實技術(shù),將其真實的沉浸感、交互性強、構(gòu)想性豐富的特點應(yīng)用到教學(xué)領(lǐng)域中。針對電子電路仿真實驗,通過構(gòu)建虛擬器材、設(shè)計實驗結(jié)果及逼真的實驗場景,實現(xiàn)了電子電路虛擬仿真實驗室,主要工作如下:(1)遵循STEAM教育思想,虛擬現(xiàn)實實驗室要點是突出STEAM教育五種核心理念,在基于項目的學(xué)習(xí)和基于問題的學(xué)習(xí)上通過運用科學(xué)的知識和手法看待問題及解決問題,應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其拓展領(lǐng)域結(jié)合STEAM教育給出電子電路仿真實驗上的解決方案,使用戶切身實際的感受到虛擬現(xiàn)實實驗室所帶來的教育思想。(2)基于電路仿真對實驗內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計,搭建了10個虛擬電路仿真實驗,應(yīng)用Altium Designer軟件制作電路PCB板,通過Solidworks軟件構(gòu)建精密的虛擬電子元件,為了提高系統(tǒng)的沉浸性、構(gòu)想性、交互性,利用功能強大的3dmax軟件對虛擬...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 STEAM教育研究現(xiàn)狀
        1.2.2 虛擬仿真技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 電學(xué)仿真現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 虛擬實驗室電路仿真設(shè)計方案及關(guān)鍵技術(shù)
    2.1 虛擬實驗室電路仿真體系框架設(shè)計
    2.2 虛擬實驗室電路仿真的開發(fā)流程
        2.2.1 計算機圖形學(xué)的應(yīng)用
        2.2.2 GPU渲染管線
    2.3 虛擬實驗室電路仿真的功能設(shè)計
        2.3.1 電子電路仿真主要功能
        2.3.2 實驗環(huán)境與操作界面功能
    2.4 虛擬實驗室電路仿真平臺技術(shù)探究
        2.4.1 開發(fā)平臺簡介與對比
        2.4.2 編輯器選擇
        2.4.3 C#與Shader
    2.5 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
    2.6 本章小結(jié)
第3章 虛擬實驗室電路仿真模型的設(shè)計
    3.1 PCB電路板模型的制作
    3.2 電子元件的模型制作
    3.3 3dmax中的模型創(chuàng)建原則
    3.4 虛擬實驗室主題模型邏輯層次
    3.5 虛擬實驗室儀器模型創(chuàng)建
        3.5.1 虛擬實驗室環(huán)境模型的制作
        3.5.2 虛擬實驗室儀器模型的制作
    3.6 虛擬靜態(tài)模型的渲染與導(dǎo)出
        3.6.1 渲染模型
        3.6.2 模型轉(zhuǎn)換及導(dǎo)出
    3.7 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)功能實現(xiàn)
    4.1 虛擬實驗室電路仿真的環(huán)境規(guī)劃
    4.2 虛擬3D漫游的控制
    4.3 場景碰撞響應(yīng)與實現(xiàn)
    4.4 界面跳轉(zhuǎn)功能
    4.5 電路實驗仿真功能的實現(xiàn)
        4.5.1 主實驗操作界面設(shè)計
        4.5.2 撥動開關(guān)的邏輯功能
        4.5.3 輸出效果的控制
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號：4044379