虛擬現實是20世紀90年代以來興起的一種信息虛擬現實技術。它追求的是將傳統的計算機從一種需要人用鍵盤、鼠標對其進行操作的設備變成了人處于計算機創造的人工虛擬中, 用戶借助物定裝備 (如數據手套、頭盔等) 以自然方式與一個虛擬技術作用、相互影響, 從而獲得與真實世界等同的感受以及在現實世界中難以經歷的體驗。
1虛擬現實與VRML
1.1什么是虛擬現實技術
虛擬現實 (Virtual Reality, 簡稱VR) , 是一種基于可計算信息的沉浸式交互環境, 具體地說, 虛擬現實技術主要有三個基本特征:自主性 (imagination) 、交互性 (interaction) 、沉浸感 (immersion) 。它是一種可以創建和體驗虛擬世界 (Virtual World) 的計算機系統, 是用計算機技術生成一個逼真的三維世界, 讓用戶可以從自己的視點出發, 利用自然的技能和某些設備對這一生成的虛擬世界物體進行交互和互動觀察。虛擬現實技術的核心是模擬和仿真。
1.2虛擬現實與VRML的關系
VRML (Virtual Realty Modeling Language, 虛擬現實建模語言) 基于客戶/服務器模式, 是一種描述在Internet上創建三維復雜交互場景和對象的文件格式標準, 通過網絡傳輸的只是一個很小的描述文件, 在服務器上提供VRML文件及圖像、視頻、聲音等支持資源, 客戶端通過本地VRML瀏覽器交互地訪問這些文件并解釋執行。
它的出現及其發展改變了網絡的二維平面世界, 實現真正的三維立體網絡世界、動態交互與智能感知, 是計算機網絡、多媒體技術與人工智能等技術的完美結合, 已成為把握未來網絡、多媒體及人工智能的關鍵技術。
2 VRML的語法與結構
VRML文件由語句構成, 文件里可以有以下四種語句:PROTO (EXTERNPROTO) 語句、節點語句、USE語句、R O U T E語句。
VRML文件可以使我們在計算機上通過Netscape或IE瀏覽器觀察豐富多彩的三維世界, 文件的擴展名為wrl, 有文本 (可讀) 和加密兩種格式, 文本格式經處理可變成加密格式。
一個VRML文件語法主要包括有文件頭、節點、原型、腳步和路由等。
文件頭是每一個文件都必須有的, 而且目前的寫法都是一樣。一個文件必須由節點構成, 再通過路由實現動態的交互與感知, 或是使用腳本文件或外部接口進行動態交互。一般來說比較復雜的VRML程序大多都有事件的路由ROUTE, 但它不是文件必須的內容。
一個比較通用的VRML文件語法結構如下:
注:1行:V R M L文件標志2行:VRML的各種“節點”3行:對應“節點”的“域”與“域值”6行:腳步Script節點8行:路由:把入事件與出事件相關聯
注:1行:V R M L文件標志2行:VRML的各種“節點”3行:對應“節點”的“域”與“域值”6行:腳步Script節點8行:路由:把入事件與出事件相關聯
3 VRML教學設計與實現
3.1 VRML教學設計
根據實際的教學要求, 例如在網絡技術課程或網絡工程課程中, 要求學生認識掌握網絡布線各個環節中的操作, 了解網絡連接終端水晶頭的結構;了解EIA/TIA-568標準電線與模塊插頭和插座的連接方式T568A和T568B的排線順序;了解綜合布線場景的模擬實驗等。
3.2實驗實現
實驗一:RJ45模塊的核心是模塊化插孔。彈片與插孔間有磨擦的作用。插孔主體設計采用了整體鎖定機制。如圖1所示。
實驗二:通過模擬EIA/TIA-568標準電線的排序方法加深理解綜合布線模塊的制作標準, 實驗中可以對線的排序進行調整。如圖2所示。
實驗三:通過模擬綜合布線場景, 讓學生在沒有進場之前就已經了解了相關的布線格局, 為課程進一步實施打好基礎。如圖3所示。
4 VRML教學應用前景
由虛擬現實技術生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統, 包括相應的實驗室環境、有關的實驗儀器設備、實驗對象。以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實再現。也可以是虛擬構想的實驗室。VRML在各方面都展現除了強大的應用可能性, 蘊藏了無限生機, 在教育領域Web站點中, 它可廣泛用于學習情景創設, 增加學習內容的形象性和趣味性、可視化的導航、自然的人機界面等方面。
5結語
本文通過闡述VRML在教學中的應用實例, 說明了在構建虛擬教學平臺方面有廣闊的應用前景?？梢杂行У丶ぐl學生的學習興趣和效率。
摘要：本文首先介紹虛擬現實定義和特點, 虛擬現實和VRML的關系, VRML的語言特征。其次, 闡述教學環境中的VRML應用實例。最后, 說明VRML在教學方面的展望。
關鍵詞：虛擬現實,VRML,教學,節點
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