1、基于vrp技術(shù)的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)楊延杰摘要隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步虛擬實(shí)驗(yàn)室在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)漸漸步入了我們的生活和學(xué)習(xí)之中。本文主要將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和學(xué)院無(wú)趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，通過(guò)三維建模軟件進(jìn)行各類數(shù)學(xué)儀器的建立，借助圖象處理軟件對(duì)紋理材質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化操作，之后導(dǎo)出虛擬交互平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的交互功能，希望能通過(guò)這個(gè)平臺(tái)來(lái)幫助中學(xué)生更好的了解把握部份化學(xué)實(shí)驗(yàn)。關(guān)鍵詞虛擬現(xiàn)實(shí)vrp化學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器是以硬件為基礎(chǔ)，儀器的功能十分有限，但是因?yàn)槭褂么螖?shù)的增多和使用方式不當(dāng)，會(huì)對(duì)儀器引起一定的耗損，致使檢測(cè)結(jié)果和理論結(jié)果出現(xiàn)很大的
2、誤差。近幾年，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來(lái)越多的應(yīng)用領(lǐng)域都深受其帶來(lái)的深刻影響。本文以3dmax和vrp為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)，除了可以使化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得生動(dòng)，并且可以讓中學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)飽含積極性和趣味性。虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)設(shè)備的耗損幾乎沒(méi)有，并且不用遭到時(shí)間和場(chǎng)地的限制。1三維模型動(dòng)漫導(dǎo)出到vrp編輯器在3dmax建造模型以及一定的質(zhì)心動(dòng)漫后，將其導(dǎo)出到vrp編輯器中，在3d中，單擊兩側(cè)的屬性欄“工具”選項(xiàng)卡中的“”按鈕，向上拖動(dòng)面板，勾選“全部”確保所有的動(dòng)漫以及貼圖能正常的導(dǎo)出，之后單擊“調(diào)入vrp編輯器”按鈕，在彈出的窗口上單擊“保存場(chǎng)景”
3、按鈕將其導(dǎo)出vrp編輯器中，若不確定導(dǎo)入場(chǎng)景療效，可以先單擊“快速預(yù)覽”按鈕確認(rèn)療效無(wú)誤后，再調(diào)入vrp中，并保存該場(chǎng)景。如圖1。2模型位置的調(diào)整通過(guò)合理的操作將實(shí)驗(yàn)涉及到的化學(xué)儀器調(diào)節(jié)到合適的位置，因?yàn)榛瘜W(xué)儀器的模型大多很散并且vrp本身框選困難，建議在頁(yè)面右側(cè)的三維模型欄目上將對(duì)應(yīng)化學(xué)儀器的名稱改為容易分辨的化學(xué)儀器的專業(yè)名稱，便捷多選或則對(duì)每位儀器進(jìn)行成集處理，這樣為這個(gè)場(chǎng)景的后續(xù)操作帶來(lái)了極大的便捷。以光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)為例，位置調(diào)整如圖1。3貼圖調(diào)整以演示廳的化學(xué)學(xué)家相片的演示圖版為例，選擇待貼圖的模型，在兩側(cè)的材質(zhì)庫(kù)中設(shè)置待貼模型的第一層貼圖，設(shè)置uv通道和過(guò)濾模式，以及結(jié)合透
4、明和色調(diào)調(diào)控實(shí)現(xiàn)易拉寶類物體的貼圖展示，如圖2。4單反調(diào)整與交互設(shè)計(jì)vrp中單反的類型有6種，包括行走單反、飛行單反、繞物旋轉(zhuǎn)單反、定點(diǎn)觀察單反、角色控制單反和動(dòng)漫單反，該系統(tǒng)中主要用到了定點(diǎn)觀察單反，繞物旋轉(zhuǎn)相機(jī)以及角色控制單反，定點(diǎn)觀察單反拿來(lái)聚焦觀察整個(gè)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室在初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，繞物旋轉(zhuǎn)單反主要負(fù)責(zé)整個(gè)場(chǎng)景的整體觀察，角色控制單反則主要負(fù)責(zé)控制人物的漫游，通過(guò)骨骼動(dòng)漫人物和角色控制單反的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)完美的漫游第一體驗(yàn)。項(xiàng)目中的主要交互有鍵盤點(diǎn)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(guò)設(shè)計(jì)交互的按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)，除了能告訴界面使用者怎樣實(shí)現(xiàn)漫游療效，同時(shí)能夠抒發(fā)出該漫游動(dòng)漫實(shí)現(xiàn)的特色與眾不同之
5、處。這兒以選擇對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)預(yù)加載部份為例，實(shí)現(xiàn)腳本如圖3所示。該部份主要是運(yùn)于全體變量的定義，動(dòng)漫音樂(lè)的加載以及定時(shí)器等關(guān)鍵工具的創(chuàng)建。5推論此虛擬化學(xué)演示廳的制做中，以成熟化的3dmax模型為對(duì)象，利用vrp軟件平臺(tái)，描畫(huà)了整個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室包括儀器、基礎(chǔ)設(shè)施以及整個(gè)環(huán)境，除了彰顯了化學(xué)演示大廳的概貌，同時(shí)也為中學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)做了標(biāo)桿性示范。通過(guò)本套系統(tǒng)的自主實(shí)驗(yàn)操作，除了可以迸發(fā)中學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的興趣與積極主動(dòng)性并且改變了中學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的建構(gòu)知識(shí)者。因而本套系為統(tǒng)為提升中學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)都提供了一個(gè)挺好的途徑。（通信作者：李冰）參考文獻(xiàn)1李美娜.中學(xué)數(shù)學(xué)熱學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)d.山東：西南師范學(xué)院，2011.2冀秀華.基于vr-的學(xué)校數(shù)學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)d.北京：四川師范學(xué)院，2011.3李琨.虛擬實(shí)驗(yàn)室在學(xué)校化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用j中國(guó)教育技術(shù)武器，2012.-全文完-