1、基于vrp技術的虛擬化學實驗的設計與實現(xiàn)楊延杰摘要隨著科技的發(fā)展和社會的不斷進步虛擬實驗室在初中物理實驗教學中的應用，虛擬現(xiàn)實技術漸漸步入了我們的生活和學習之中。本文主要將虛擬現(xiàn)實技術和學院無趣的化學實驗相結合，通過三維建模軟件進行各類數(shù)學儀器的建立，借助圖象處理軟件對紋理材質進行優(yōu)化操作，之后導出虛擬交互平臺中實現(xiàn)化學實驗的交互功能，希望能通過這個平臺來幫助中學生更好的了解把握部份化學實驗。關鍵詞虛擬現(xiàn)實vrp化學實驗傳統(tǒng)的化學實驗儀器是以硬件為基礎，儀器的功能十分有限，但是因為使用次數(shù)的增多和使用方式不當，會對儀器引起一定的耗損，致使檢測結果和理論結果出現(xiàn)很大的
2、誤差。近幾年，隨著虛擬現(xiàn)實技術的迅速發(fā)展，越來越多的應用領域都深受其帶來的深刻影響。本文以3dmax和vrp為基礎設計開發(fā)的虛擬化學實驗，除了可以使化學實驗教學顯得生動，并且可以讓中學生對化學實驗的學習飽含積極性和趣味性。虛擬實驗對設備的耗損幾乎沒有，并且不用遭到時間和場地的限制。1三維模型動漫導出到vrp編輯器在3dmax建造模型以及一定的質心動漫后，將其導出到vrp編輯器中，在3d中，單擊兩側的屬性欄“工具”選項卡中的“”按鈕，向上拖動面板，勾選“全部”確保所有的動漫以及貼圖能正常的導出，之后單擊“調入vrp編輯器”按鈕，在彈出的窗口上單擊“保存場景”
3、按鈕將其導出vrp編輯器中，若不確定導入場景療效，可以先單擊“快速預覽”按鈕確認療效無誤后，再調入vrp中，并保存該場景。如圖1。2模型位置的調整通過合理的操作將實驗涉及到的化學儀器調節(jié)到合適的位置，因為化學儀器的模型大多很散并且vrp本身框選困難，建議在頁面右側的三維模型欄目上將對應化學儀器的名稱改為容易分辨的化學儀器的專業(yè)名稱，便捷多選或則對每位儀器進行成集處理，這樣為這個場景的后續(xù)操作帶來了極大的便捷。以光電效應的實驗為例，位置調整如圖1。3貼圖調整以演示廳的化學學家相片的演示圖版為例，選擇待貼圖的模型，在兩側的材質庫中設置待貼模型的第一層貼圖，設置uv通道和過濾模式，以及結合透
4、明和色調調控實現(xiàn)易拉寶類物體的貼圖展示，如圖2。4單反調整與交互設計vrp中單反的類型有6種，包括行走單反、飛行單反、繞物旋轉單反、定點觀察單反、角色控制單反和動漫單反，該系統(tǒng)中主要用到了定點觀察單反，繞物旋轉相機以及角色控制單反，定點觀察單反拿來聚焦觀察整個的化學實驗虛擬實驗室在初中物理實驗教學中的應用，繞物旋轉單反主要負責整個場景的整體觀察，角色控制單反則主要負責控制人物的漫游，通過骨骼動漫人物和角色控制單反的結合，實現(xiàn)完美的漫游第一體驗。項目中的主要交互有鍵盤點擊交互、范圍觸發(fā)器交互、以及文字顯示等vrp腳本，這種主要通過設計交互的按鍵來實現(xiàn)，除了能告訴界面使用者怎樣實現(xiàn)漫游療效，同時能夠抒發(fā)出該漫游動漫實現(xiàn)的特色與眾不同之
5、處。這兒以選擇對應實驗實現(xiàn)預加載部份為例，實現(xiàn)腳本如圖3所示。該部份主要是運于全體變量的定義，動漫音樂的加載以及定時器等關鍵工具的創(chuàng)建。5推論此虛擬化學演示廳的制做中，以成熟化的3dmax模型為對象，利用vrp軟件平臺，描畫了整個化學實驗室包括儀器、基礎設施以及整個環(huán)境，除了彰顯了化學演示大廳的概貌，同時也為中學生的專業(yè)學習做了標桿性示范。通過本套系統(tǒng)的自主實驗操作，除了可以迸發(fā)中學生對化學實驗學習的興趣與積極主動性并且改變了中學生由被動的知識接受者轉變?yōu)橹鲃拥慕嬛R者。因而本套系為統(tǒng)為提升中學生的動手能力和創(chuàng)新意識都提供了一個挺好的途徑。（通信作者：李冰）參考文獻1李美娜.中學數(shù)學熱學虛擬實驗系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)d.山東：西南師范學院，2011.2冀秀華.基于vr-的學校數(shù)學虛擬實驗的設計與開發(fā)d.北京：四川師范學院，2011.3李琨.虛擬實驗室在學?；瘜W實驗中的應用j中國教育技術武器，2012.-全文完-