web3d技術(shù)論文精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的web3d技術(shù)論文主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：web3d技術(shù)論文范文

（西安石油大學(xué)計算機學(xué)院，陜西 西安 710065）

【摘要】隨著我國計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也隨之而出，虛擬校園就是虛擬技術(shù)的一個分支。本論文以西安石油大學(xué)新校區(qū)為例，基于Unity3d平臺開發(fā)的系統(tǒng)運行效率高、維護(hù)簡單的特點，運用3dmax建模軟件進(jìn)行對場景建模，通過JavaScript和C#語言實現(xiàn)人機交互，最后結(jié)合html進(jìn)行融合導(dǎo)出，從而完成虛擬校園的開發(fā)。針對虛擬漫游網(wǎng)絡(luò)占用大量網(wǎng)絡(luò)帶寬，影像虛擬漫游系統(tǒng)運行的流暢性，提出了在建模優(yōu)化及程序中的優(yōu)化實施措施，經(jīng)過軟件測試，表明該優(yōu)化方法能夠有效地降低網(wǎng)絡(luò)帶寬，能夠一定程度上提高虛擬漫游系統(tǒng)運行效率，為構(gòu)建虛擬數(shù)字化校園及相關(guān)方向研究提供實用參考價值。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實；虛擬校園；校園漫游；Unity3d

Design and Realization of Virtual Campus Roaming Based on Unity3D

WANG Cai-ling　LIU Rui-xiang　SONG Zhao

(Xi’an Shiyou University, School of Computer science, Xi’an Shaanxi 710065, China)

【Abstract】The virtual reality technology comes with the rapid development of computer network technology, and the virtual campus is a branch of it. In this paper, the new campus of xi’an Shiyou university is taken as an example, the system based on Unity3d platform which has high efficiency and good maintenance, it used 3dmax to model the scene and realize human-computer interaction through JavaScript and c#, finally combining HTML to export and fuse, thus completing the development of the virtual campus, and providing practical reference value for building a virtual digital campus and the relevant research.

【Key words】Virtual reality; Virtual campus; Campus roaming; Unity3D

0　引言

在網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的時代，虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為了高等教育機構(gòu)和國內(nèi)外商業(yè)搶占市場和提高競爭力的一個強有力手段。他們通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，讓用戶足不出戶就可以了解到他們所需要的東西，而且具有身臨其境地感覺。使用者利用網(wǎng)絡(luò)手段真實感觸到產(chǎn)品、環(huán)境及體驗，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的要求更高更迫切。基于雙方的需求，更加促進(jìn)了web3d技術(shù)的完善和成熟。

所謂虛擬現(xiàn)實是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時、沒有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在醫(yī)療[1]、教育[2-3]、電子商務(wù)[4-5]等眾多領(lǐng)域。其中，Web3D技術(shù)是當(dāng)前虛擬現(xiàn)實 的主流技術(shù)。Web3D又稱網(wǎng)絡(luò)三維，是一種在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)實世界中有形的物品通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行虛擬的三維立體展示并可互動瀏覽操作的一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)。相比起目前網(wǎng)上主流的以圖片、flash、動畫的展示方式來說，Web3D技術(shù)讓用戶有了瀏覽的自主感，可以以自己的角度去觀察，還有許多虛擬特效和互動操作。Unity3d是由Unity Technologies開發(fā)的一個可以輕松創(chuàng)建諸如三維視頻游戲、建筑可視化、實時三維動畫等類型互動內(nèi)容的多平臺的綜合型游戲開發(fā)工具，是一個全面整合的專業(yè)游戲引擎。Unity3D最大的優(yōu)勢是性價比高, 并且可以成網(wǎng)頁瀏覽的方式, 用戶不用下載客戶端, 就可以直接體驗. Unity3D支持各種腳本語言包括Javascript、C# 兼容各種操作系統(tǒng), 真正的實現(xiàn)了跨平臺。

本論文從創(chuàng)建數(shù)字校園需求分析入手，通過前期測量，三維建模完成各個數(shù)字模塊，最終完成一個數(shù)字化校園。首先應(yīng)該通過CAD平面圖[6-7]和實地拍攝圖片[8-10]構(gòu)造模型主題，經(jīng)過測量和分析得到虛擬場景內(nèi)各個模型的尺寸，利用3dmax建模軟件對各個建筑體進(jìn)行建模，然后進(jìn)行場景合并。運用3dmax插件導(dǎo)出為FBX格式，將導(dǎo)出文件導(dǎo)入Unity3D中，在 Unity3D中添加燈光設(shè)置、圖紙設(shè)置、及第一人稱角色來完成人機交互。利用Unity3d的跨平臺設(shè)置生成html格式，將html格式文檔在互聯(lián)網(wǎng)中，可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下虛擬校園的漫游。

1　三維虛擬校園漫游的總體設(shè)計

1.1　虛擬校園漫游開發(fā)流程

基于西安石油大學(xué)新校區(qū)的虛擬校園漫游開發(fā)流程如圖1所示。

首先，獲取校園地理相關(guān)信息數(shù)據(jù)。在這里首先獲取校園AutoCAD平面圖和相關(guān)建筑物設(shè)計圖紙。對建筑物分別從四個正面及八個方向拍照，獲取外部輪廓及細(xì)節(jié)圖；對草地、水域及道路等采用實景拍照獲取相關(guān)信息。

其次，將所采集到的數(shù)據(jù)及圖片信息利用3Dmax建模軟件，制作三維數(shù)字模型，對粗糙模型進(jìn)行加工渲染，得到效果逼真的三維模型。

再次，將三維模型利用3Dmax插件導(dǎo)出，由于Unity3D軟件要求輸入模型為FBX類型，因此，按照Unity3D軟件平臺要求輸出指定模型，進(jìn)行后續(xù)的開發(fā)。

最后，利用Unity3D軟件，使用Javascript和C#語言，添加燈光照射和人物角色，對人物添加碰撞檢測，實現(xiàn)基于第一人稱的無失真漫游。

1.2　開發(fā)過程中的關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1　漫游功能的實現(xiàn)

漫游功能是實現(xiàn)數(shù)字化校園的關(guān)鍵, 交互是實現(xiàn)漫游的方式. 基本的人機交互方式，例如人物行走，需要采用鼠標(biāo)點擊前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、跳躍等功能，在Unity3D中可以以WSAD實現(xiàn)，代碼在FPScontral.js腳本文件中，其關(guān)鍵代碼如下：

var Speed=5;

var RotateSpeed=20;

function Update () {

if(Input.GetKey(KeyCode.W)){transform.Translate( Vector3.forward* Time.deltaTime * Speed);

if(Input.GetKey(KeyCode.S)){transform.Translate( Vector3.forward* Time.deltaTime * -Speed);

if(Input.GetKey(KeyCode.A)){transform.Translate( Vector3.up* Time.deltaTime * RotateSpeed);

if(Input.GetKey(KeyCode.D)){transform.Translate( Vector3.up* Time.deltaTime * - RotateSpeed);}

}

另一種重要的交互功能是GUI界面設(shè)計，在虛擬校園中，需要場景的跳轉(zhuǎn)，如圖2所示，根據(jù)選擇進(jìn)入場景，實現(xiàn)相應(yīng)的漫游模式。核心代碼如下：

function OnGUI(){

GUI.Label(Rect(280,150,400,200),str);

if(GUI.Button(Rect(250,320,100,25),"進(jìn)入校園"))

{

Application.LoadLevel("xishiyou02");

}

if(GUI.Button(Rect(600,320,100,25),"退出系統(tǒng)")){

Application.Quit();

}

}

1.2.2　碰撞檢測設(shè)計

碰撞檢測[11-12]是模擬現(xiàn)實環(huán)境中的人物及物體在遇到障礙物時發(fā)生的本能反應(yīng),例如，當(dāng)角色遇到墻壁,如果沒有設(shè)計碰撞檢測，則角色會出現(xiàn)穿墻而過的失真現(xiàn)象，在現(xiàn)實中，應(yīng)該是當(dāng)發(fā)現(xiàn)墻壁與角色存在一定距離時，則需要停止前進(jìn)。在這種情況下，設(shè)計人員需要添加碰撞檢測函數(shù)。碰撞檢測實現(xiàn)及性能是整個數(shù)字校園漫游的性能指標(biāo)之一。Unity3d開發(fā)平臺默認(rèn)給每個對象(GameObject)添加一個碰撞組件(ColliderComponent)，一些背景對象則可以取消該組件。在unity3d中，能檢測碰撞發(fā)生的方式有兩種，一種是利用碰撞器，另一種則是利用觸發(fā)器。這兩種方法應(yīng)用都非常廣泛。

在Unity3d中，主要有以下接口函數(shù)來處理這兩種碰撞檢測：

觸發(fā)信息檢測：

1）MonoBehaviour.OnTriggerEnter( Collider other )當(dāng)進(jìn)入觸發(fā)器

2）MonoBehaviour.OnTriggerExit( Collider other )當(dāng)退出觸發(fā)器

3）MonoBehaviour.OnTriggerStay( Collider other )當(dāng)逗留觸發(fā)器

碰撞信息檢測：

1）MonoBehaviour.OnCollisionEnter( Collision collisionInfo ) 當(dāng)進(jìn)入碰撞器

2）MonoBehaviour.OnCollisionExit( Collision collisionInfo ) 當(dāng)退出碰撞器

3）MonoBehaviour.OnCollisionStay( Collision collisionInfo ) 當(dāng)逗留碰撞器

2　虛擬校園的實現(xiàn)

2.1　虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計要求

虛擬校園提供三維瀏覽功能有利于用戶通過網(wǎng)絡(luò)直觀地獲取信息，可以自主控制前進(jìn)方向。構(gòu)建這樣的虛擬校園系統(tǒng)，在開發(fā)過程中需要解決的問題如下：

1）可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)瀏覽, 文件不能過大, 要保證適合大多數(shù)計算機可以訪問;

2）以一定的比例真實縮小實體校園, 所有重要的場景要盡量真實還原;

3）提供比較人性化的GUI界面, 比如“幫助導(dǎo)航”用來給用戶提示信息;

4）設(shè)置與學(xué)校官網(wǎng)鏈接的頁面導(dǎo)航;

5）配備背景音樂, 并可以由用戶自行設(shè)置關(guān)閉或打開;

6）設(shè)置導(dǎo)航圖方便用戶了解校園的整體;

7）通過服務(wù)器多用戶交互。

2.2　構(gòu)建過程

2.2.1　數(shù)據(jù)收集

通過實地考察量，測量，拍照等方式進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集。

2.2.2　模型構(gòu)建

學(xué)校模型通常為學(xué)校大門，教學(xué)樓，路燈，花池，樹木，草地等元素構(gòu)成。根據(jù)收集的數(shù)據(jù)通過3dmax 對基礎(chǔ)模型進(jìn)行平面建模，在模型構(gòu)建過程中添加貼圖，材質(zhì)，燈光，效果等構(gòu)建出逼真的模型。在模型的構(gòu)建中需要注意的是多邊形模型的優(yōu)化. 一個虛擬校園系統(tǒng)還是比較大的, 對模型充分的優(yōu)化可以減小最后網(wǎng)絡(luò)文件的大小, 利于用戶瀏覽。

2.2.3　人機交互

人機交互技術(shù)是通過計算機輸入、輸出設(shè)備, 以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術(shù). 在本系統(tǒng)中主要的人機交互包括GUI界面設(shè)計和漫游設(shè)計.。用戶通過網(wǎng)頁瀏覽器打開該系統(tǒng)，在系統(tǒng)的介紹下進(jìn)行校園漫游，用戶以第一人稱視角進(jìn)行瀏覽，增強體驗感，通過控制鍵盤wasd控制視角的移動同時鼠標(biāo)控制視角的旋轉(zhuǎn)。音樂可以給用戶帶來試聽上的，結(jié)合視角，使其有種身臨其境的感覺，同時用戶可以自己開關(guān)音樂。系統(tǒng)添加碰撞檢測系統(tǒng)使得用戶不會出現(xiàn)穿墻現(xiàn)象，完善虛擬環(huán)境的真實性。

3　效果展示

4　軟件測試與優(yōu)化

任何系統(tǒng)都需要進(jìn)行黑盒子測試以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題和漏洞。本系統(tǒng)也進(jìn)行了相應(yīng)的測試。在測試中發(fā)現(xiàn)，基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，系統(tǒng)存在占用網(wǎng)絡(luò)流量大，運行緩慢的現(xiàn)象。分析原因是因為測試電腦配置較低及網(wǎng)絡(luò)帶寬限制。這就要求我們從用戶角度出發(fā)，在保證真實度的情況下盡量減少模型的數(shù)量，大部分建筑需要通過平面建模來優(yōu)化模型的復(fù)雜度，在建模過程中盡量減少模型頂點和分段數(shù)，在unity3d處理過程中，盡量使用靜態(tài)燈光，動態(tài)實時燈光相比靜態(tài)燈光，非常耗費資源。所以除了能動的角色和物體靜態(tài)的地形和建筑。盡量減少視角范圍和距離，減少不必要的運行消耗。

具體實施方案有：

1）模型設(shè)計方向：

a）使用層距離來控制模型的顯示距離；

b）陰影其實包含兩方面陰暗和影子，建議使用實時影子時把陰暗效果烘焙出來，不要使用燈光來調(diào)節(jié)光線陰暗；

c）少用像素?zé)艉褪褂孟袼責(zé)舻腟hader；

d）如果硬陰影可以解決問題就不要用軟陰影，并且使用不影響效果的低分辨率陰影；

e）實時陰影很耗性能，盡量減小產(chǎn)生陰影的距離；

f）允許的話在大場景中使用線性霧，這樣可以使遠(yuǎn)距離對象或陰影不易察覺，因此可以通過減小相機和陰影距離來提高性能。

2）程序優(yōu)化方向：

a）刪除腳本中為空或不需要的默認(rèn)方法；

b）只在一個腳本中使用OnGUI方法；

c）避免在OnGUI中對變量、方法進(jìn)行更新、賦值，輸出變量建議在Update函數(shù)中調(diào)用；

d）同一腳本中頻繁使用的變量建議聲明其為全局變量，腳本之間頻繁調(diào)用的變量或方法聲明為全局靜態(tài)變量或方法；

e）不去頻繁獲取組件，將其聲明為全局變量；

f）需要隱藏/顯示或?qū)嵗瘉砘厍袚Q的對象，不使用SetActive　Recursively或active，使用將對象遠(yuǎn)遠(yuǎn)移出相機范圍和移回原位的做法；

g）盡量少用模運算和除法運算，比如a/5f，需改寫成a*0.2f。

5　結(jié)束語

本文以西安石油大學(xué)新校區(qū)為例，基于Unity3d平臺開發(fā)的系統(tǒng)運行效率高、維護(hù)簡單，運用3dmax建模軟件進(jìn)行對場景建模，通過Javascript和C#語言實現(xiàn)人機交互，最后結(jié)合html進(jìn)行融合導(dǎo)出，從而完成虛擬校園的開發(fā)。在論文中重點介紹了系統(tǒng)設(shè)計過程中的關(guān)鍵技術(shù)以及對系統(tǒng)從模型設(shè)計及程序設(shè)計兩方面的優(yōu)化。該系統(tǒng)經(jīng)過測試，基本實現(xiàn)學(xué)生用戶的使用需求。

參考文獻(xiàn)

［1］范立冬,李曙光,張治剛.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在醫(yī)學(xué)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].創(chuàng)傷外科雜志,2008,12,9(6).

［2］吳燕玲.基于Wed的玩味動畫技術(shù)及其在教學(xué)中的應(yīng)用[J].中山大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2002(6):53-56.

［3］詹勝利.Web3D技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué),2006,1:15-17.

［4］來翔.面向電子商務(wù)的虛擬商品模型研究[D].浙江大學(xué),2003.

［5］沈璞.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化,2004,6:76-78.

［6］[] Okabe M, Igarashi T. 3D modeling of trees from freehand sketches [C]//International Conference on Computer Graphics and Interactive Techniques. ACM SIGGRAPH 2003 Sketches & Applications. New York, USA: ACM, 2003:1-1.

［7］Okabe M, Owada S, Igarashi T. Interactive design of botanical trees using freehand sketches and example-based editing [J]. Computer Graphics Forum, Eurographics (S0167-7055), 2005, 24(3):487-496.

［8］Livny Y, Yan F L, Olson M, et al. Automatic Reconstruction of Tree Skeletal Structures from Point Clouds [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301), 2010,29(6):151-1:151-8.

［9］[] Tan P, Fang T, Xiao J X, et al. Single Image Tree Modeling [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301), 2008, 27(5): 108-1: 108-8.

［10］Neubert B, Franken T, Deussen O. Approximate image-based tree-modeling using particle flows [J]. ACM Transactions on Graphics (S0730-0301), 2007,26(3):88-1:88-8.

［11］甘建紅,彭強,戴培東,等.基于 OBB 層次結(jié)構(gòu)碰撞檢測的改進(jìn)算法[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報,2011,23(1):2619-2173.

第2篇：web3d技術(shù)論文范文

論文關(guān)鍵詞 ：虛擬現(xiàn)實 動態(tài)網(wǎng)站 B／S模式 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

論文摘要 ：針對虛擬現(xiàn)實技 術(shù)的發(fā)展和 當(dāng)前微機組裝的實習(xí)現(xiàn)狀 ，提出“動 態(tài)網(wǎng)站+數(shù)據(jù)庫 +虛擬現(xiàn)實”的技 術(shù)萬棠．設(shè)計基于 B／S模 式的網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，該系統(tǒng)更新 、維護(hù)方便 ，有良好的通用性和可擴(kuò)展 性．

虛擬現(xiàn)實 (Virtual Reality簡稱 VR)技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展起來的一種新 的人機接口技術(shù)，是一項以計算機技術(shù)為核心，綜合視、聽、觸覺為一體，模仿現(xiàn)實三維空間的再現(xiàn)技術(shù)，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在計算機上可以逼真地模擬自然真實環(huán)境．隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機圖形學(xué) 的不斷發(fā)展，結(jié)合 VR技術(shù)，打破了傳統(tǒng)的基于 Web的二維平 面交互模式，實現(xiàn)了基 于 Web3D三維空間交互模式 的第二代 Web技術(shù)(多媒體 +虛擬現(xiàn)實+Internet)．虛擬現(xiàn)實技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空航天、醫(yī)學(xué)實習(xí)、建筑設(shè)計、軍事訓(xùn)練、體育訓(xùn)練、娛樂游戲等諸多領(lǐng)域．目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已應(yīng)用于課堂教學(xué)，作為教學(xué)媒體對遠(yuǎn)程教學(xué)已產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響．

微機組裝是高校計算機專業(yè)的一門應(yīng)用及實用性較強的專業(yè)課程，學(xué)生在掌握微機原理和了解當(dāng)前計算機硬件發(fā)展最新技術(shù)的情況下，自己動手組裝計算機．高校大都開設(shè)這門課程，而大多數(shù)都是使用已經(jīng)淘汰的計算機，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于實際計算機硬件的發(fā)展．由于硬件條件的限制，使得理論與實際相脫節(jié)．而且，認(rèn)識計算機結(jié)構(gòu)，頻繁地拆裝計算機，硬件的損壞程度很大，實驗代價太高。針對以上問題，本研究嘗試將動態(tài)網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于虛擬微機組裝系統(tǒng)的開發(fā)中，提出了一種基于 Web數(shù)據(jù)庫技術(shù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)口 的網(wǎng)絡(luò)虛擬微機組裝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型，綜合發(fā)揮各種開發(fā)工具的優(yōu)勢，設(shè)計研究基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)裝機系統(tǒng) ，為廣大高校學(xué)生、電腦愛好者 、電腦經(jīng)營者提供了一個很好的學(xué)習(xí)業(yè)務(wù)推廣平臺，也是今后遠(yuǎn)程教育的發(fā)展和趨勢．

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)是一個基于網(wǎng)絡(luò)的共享虛擬微機組裝系統(tǒng) ．使用者可以通過人機界面對虛擬環(huán)境中的硬件設(shè)備進(jìn)行組裝．系統(tǒng)展示的主要功能：計算機硬件設(shè)備展示 、安裝過程演示、組裝實驗，并可 以實現(xiàn)多個實驗者協(xié)同工作，共同完成實驗．

如圖 1所示 ，該系統(tǒng)的流程分為 3層，自下而上分別為數(shù)據(jù)庫管理層、應(yīng)用層和交互層．其中，交互層為使用者瀏覽界面，有關(guān)數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)處理在應(yīng)用層，Web服務(wù)器負(fù)責(zé)接收遠(yuǎn)程或本地的 HTTP請求，根據(jù)請求從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取相關(guān)資源 ，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)換成 HTMI 語言形式 ，生成 Web頁面送到瀏覽器端．

數(shù)據(jù)庫管理層：負(fù)責(zé)底層數(shù)據(jù)庫的 日常管理，包括資源的入庫、修改、刪除、屬性設(shè)置等相關(guān)管理功能． 應(yīng)用層 ：是整個系統(tǒng)的后臺管理層．包括文件查詢模塊、在線管理模塊和用戶管理模塊等．根據(jù)使用者的實際需要進(jìn)行相應(yīng)的操作．

交互層：是系統(tǒng)各功能模塊的可視化顯示 ，使用者通過瀏覽器與服務(wù)器相連，完成各種操作．本系統(tǒng)采用 3層完全獨立的結(jié)構(gòu)模型，防止了對數(shù)據(jù)庫的非法操作 ，系統(tǒng)安全性高．任何數(shù)據(jù)資源的更新或程序的升級都是由服務(wù)器端完成的，不影響客戶端操作， 系統(tǒng)維護(hù)和升級 十分方便．對于客戶端只需安裝瀏覽器即可使用．

2 系統(tǒng)開發(fā)及運行環(huán)境

系統(tǒng)在 Windows2000環(huán) 境下開發(fā)完成，采用SQL Sever數(shù)據(jù)庫 、Apache服務(wù)器和 PHP等作為網(wǎng)絡(luò)開發(fā)工具 ，利用CAXA實體設(shè)計和 MuhiGenCreator 建模工具 、VRMI 技術(shù)及相關(guān)圖像處理軟件．客戶端需安裝 IE 5．0以上版本瀏覽器 ，還需安裝 相 應(yīng) 的 VRML 瀏 覽 器 插 件 (如：BS—ContactVRML，C0SMO一2．1．1-eng，CORTVRML等)．

2．1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸感、交互性以及多感知性等三大特點，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是本系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵．Vega是 目前流行的一個虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境，隨 Vega發(fā)行的還有一個 Lynx圖形用戶界面程序．硬件模型使用與 Vega相關(guān)的三維建模工具 Creator實現(xiàn)．使用 Vega開發(fā)虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序的主要流程如圖 2所示．

主要過程如下 ：

1)建模．建模是建立虛擬場景中的地形及各種物體的三維數(shù)字模型，這些模型使Creator建模工具，建立虛擬場景中物體的三維數(shù)字模型，經(jīng)過渲染后在計算機屏幕上可以形成逼真的地形和物體．建模任務(wù)由Creator軟件實現(xiàn)，能夠滿足虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序的實時性要求．

2)用 Lynx建立應(yīng)用程序定義文件。建模形成三維數(shù)字模型后，使用 Lynx實用程序定義文件(ADF)．ADF文件描述了用于虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序中的模型文件、運動模型及其路徑、特殊效果、環(huán)境效果等，使用Lynx程序可大大節(jié)省編程人員的工作量．

3)編程．在 C、C++或 VC++語言平臺上，利用 Vega的 API和軟件庫，調(diào)入已建立的 ADF文件及三維數(shù)字模型，對程序進(jìn)行初始化，編程響應(yīng)用戶輸入并動態(tài)地改變程序的運行，最終完成虛擬現(xiàn)實應(yīng)用程序的編制．

4)編譯運行．應(yīng)用程序編譯成功后，調(diào)試運行該應(yīng)用程序，最后系統(tǒng)集成．

2．2 動態(tài)網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫技術(shù)

整個系統(tǒng)的開發(fā)采用 目前公認(rèn)的開發(fā)動態(tài)網(wǎng)站最佳組合，即 PHP+Apache+MySQL組合技 術(shù)，該技術(shù)具有較高的性價比．

1)建立數(shù)據(jù)庫．利用 MySQI 建立數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)庫的操作，可以使用 php My Admin管理器，該管理器具有與標(biāo)準(zhǔn)的 Windows資源管理器相似的界面與操作方式，可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與管理．

2)完成數(shù)據(jù)庫間的交互．?dāng)?shù)據(jù)庫與 Web相連，轉(zhuǎn)換成 Web頁．PHP4支持 MySQL數(shù)據(jù)庫，不需要外部支持庫就可以實現(xiàn)對 MySQL的全部操作，利用 PHP4調(diào)用相關(guān)的數(shù)據(jù)庫管理函數(shù)，從而實現(xiàn)web與 MySQL數(shù)據(jù)庫之間的交互．

3)數(shù)據(jù)庫的管理與維護(hù)．利用 Dream weaver制作數(shù)據(jù)庫管理頁面，并且提供遠(yuǎn)程維護(hù)功能，用戶可以通過瀏覽器登陸數(shù)據(jù)庫管理頁面，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理和維護(hù)，提高了系統(tǒng)維護(hù)的靈活性，為本系統(tǒng)的隨時更新提供方便．

3 應(yīng)用測試實例

學(xué)生以學(xué)號登陸后，即進(jìn)入實驗系統(tǒng)．首先 ，從元件模型庫中選擇相應(yīng)的硬件，如主板、內(nèi)存、硬盤、鼠標(biāo)、鍵盤等．然后 ，進(jìn)行硬件的插接．將內(nèi)存條插入主板，插接時若報警 ，則內(nèi)存條選取有誤；若發(fā)現(xiàn)所選內(nèi)存條為 DDR 內(nèi)存條 ，而 主板插槽 口需 要SDR內(nèi)存條與之匹配那么，重新選取內(nèi)存條后繼續(xù)上一步操作；系統(tǒng)仍報警，是內(nèi)存條方向不匹配則旋轉(zhuǎn)內(nèi)存條至適當(dāng)方向后 ，再插入主板內(nèi)存插槽中．圖 3顯示已將 內(nèi)存條擺放到正確位置，即將插入主板時的狀態(tài)．

硬盤數(shù)據(jù)線與電源線的插接，將數(shù)據(jù)線和電源線的方向調(diào)整正確后 ，硬盤即插接成功，如 圖 4所示．主機箱內(nèi)還有光驅(qū)網(wǎng)卡、顯卡等硬件的插接，這里不再一一贅述．至于外設(shè)，現(xiàn)在大部分是 USB接口的外部設(shè)備．同樣可能遇到方 向需要調(diào)整的情況 ，將插 口調(diào)整好后 ，連接主機箱相應(yīng) 的插槽即可．這樣 ，將所有硬件連接好 ，一臺計算機組裝成功．

基于 VR技術(shù)的虛擬微機組裝 系統(tǒng)，在高校實驗教學(xué)中得到良好的應(yīng)用效果．為學(xué)生提供了一個自由實驗的平臺，增強了學(xué)生做實驗的自主性 ，不再受實驗室忙、設(shè)備少的約束 ，進(jìn)一步提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動性和創(chuàng)造性．對于高校實驗室管理來說，也節(jié)省了實驗準(zhǔn)備時間，降低了實驗成本，使實驗室管理和開放更加現(xiàn)代化、人性化．在設(shè)備不斷更新的基礎(chǔ)上，使得實驗緊跟時代的發(fā)展，有助于學(xué)生了解最新的硬件發(fā)展情況．此系統(tǒng)也可以應(yīng)用于計算機銷售市場，具有很好的應(yīng)用前景．

4 結(jié)語

本研究給出了基于 VR技術(shù)的虛擬微機組裝系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)模型以及應(yīng)用測試實例，據(jù)此亦可以設(shè)計出其他學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗系統(tǒng)．相信不久的將來，隨著 VR技術(shù)的發(fā)展，結(jié)合人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科，VR技術(shù)將應(yīng)用于更廣的范圍，交互式的、人性化的網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺，將成為實驗教學(xué)與應(yīng)用性學(xué)習(xí)的主流。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐英卓．基于 VR的運動人體科 學(xué)虛擬實驗系統(tǒng)[J]．計算機系統(tǒng)應(yīng)用，2002(9)：19—21．

[2] Williams E H，Lane D．PHP＆ MySQL Web數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)指南[M]．謝君英 ，歐陽宇譯．北京 ：中國電力出版社 ，2003．

[3] 曾建超 ，俞志和．虛擬 現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用[M]．北京 ：清華大學(xué)出版社 ，1996．

第3篇：web3d技術(shù)論文范文

1  實踐課程簡介

本課程屬于我校計算機類本科生的第一門專業(yè)基礎(chǔ)實踐課，課程內(nèi)容包括C++語言程序設(shè)計的理論和實踐兩個部分?；A(chǔ)理論部分內(nèi)容包括C語言程序設(shè)計的基本概念、C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、類、對象、繼承、派生、多態(tài)、模板等概念。實踐部分則包括C++語言程序設(shè)計的基本訓(xùn)練、類和模板的設(shè)計編程、幾個算法的實現(xiàn)、簡單應(yīng)用等。

C++語言程序設(shè)計是計算機類本科生的一門程序設(shè)計語言基礎(chǔ)課程，雖然現(xiàn)在大多數(shù)程序員使用Java語言做項目開發(fā)，但作為程序設(shè)計的入門語言，考慮到在培養(yǎng)程序員思維方式的轉(zhuǎn)變過程中，既要兼顧理解計算機硬件和軟件的結(jié)合，又要程序員從傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)邏輯思維方式繼承并成功轉(zhuǎn)型到計算機邏輯思維方式。目前也只有C或C++語言能夠較好的滿足這種需求。

本課程注重采用C++編程語言的最新國際標(biāo)準(zhǔn)[1]，結(jié)合我們學(xué)校實驗室硬件的情況，盡可能采用國際上正在流行的比較新的編程軟件進(jìn)行實踐教學(xué)。使得課程的講授內(nèi)容始終跟蹤C++程序設(shè)計語言的前沿性和先進(jìn)性。積極學(xué)習(xí)和引入國內(nèi)外同行的先進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)案例。簡單介紹C++語言程序設(shè)計的幾個流派、現(xiàn)實的應(yīng)用情況及未來發(fā)展趨勢。

本課程強調(diào)學(xué)生在認(rèn)真聽課、閱讀理解課本上的有關(guān)程序設(shè)計的概念、方法外，還要善于利用互聯(lián)網(wǎng)的資源，特別是學(xué)習(xí)C++語言程序設(shè)計的幾個官方網(wǎng)站、幾個行業(yè)大牛的網(wǎng)站上的知識。在理解理論的基礎(chǔ)上展開實驗驗證，不斷的修正自己的理解偏差，使自己學(xué)到的知識不斷完善，形成體系，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下一個堅實的基礎(chǔ)。在C++語言程序設(shè)計實踐教學(xué)過程中，強調(diào)合作能力的培養(yǎng)，團(tuán)隊意識的形成。自2004年以來，本課程教學(xué)效果得到學(xué)生的一致肯定，鍛煉和培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力，比較好的完成了本門課程的教學(xué)任務(wù)。

2  實踐教學(xué)目標(biāo)

本課程的實踐教學(xué)目標(biāo)包括：學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)、實踐，讓學(xué)生從中學(xué)生傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)思維方式轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合計算機軟硬件特點和計算機邏輯的計算機思維模式去分析問題、編寫程序、實現(xiàn)解決問題。通過C++語言程序設(shè)計課程的實踐訓(xùn)練，了解什么是面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想，養(yǎng)成良好的程序設(shè)計風(fēng)格。利用C++語言程序設(shè)計來解決一些實際問題;學(xué)會自頂向下，逐步細(xì)化，會把復(fù)雜問題拆解為幾個更為簡單的問題，利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行設(shè)計和編程。培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作和開放意識，為計算機類專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下一個良好的基礎(chǔ)。

3  實踐教學(xué)方法、手段（舉例說明采用的各種教學(xué)方法及手段的使用目的、實施過程、實施效果）

①建立以轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)數(shù)學(xué)邏輯思維方式為結(jié)合計算機軟硬件特點的計算機邏輯思維方式為主線的，分層級、漸變式的實驗教學(xué)體系。首先訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)計算機編程的三種基本邏輯，數(shù)組等數(shù)據(jù)的組織方式，學(xué)會排序等幾個簡單常用算法、解決一些簡單問題。然后學(xué)習(xí)把數(shù)據(jù)和定義在數(shù)據(jù)上的操作整合在一起引入類的概念、學(xué)會類的定義、理解繼承、派生、多態(tài)、學(xué)會模板的定義和使用、學(xué)習(xí)文件的使用方法。使學(xué)生養(yǎng)成良好的程序設(shè)計風(fēng)格、形成計算機邏輯思維模式。

②采用靈活多變的教學(xué)方法，加快提高學(xué)生的編程能力。實踐教學(xué)過程中，針對一些具體的例題，先解決基本問題，然后分析對于一些語句進(jìn)行適當(dāng)修改和加入新的語句就可以解決類似的其他問題。設(shè)計、利用一些實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)所設(shè)計的程序的關(guān)鍵性問題，然后引導(dǎo)學(xué)生去解決此類問題。因為本門課程是學(xué)生接觸的第一門實踐性課程，教學(xué)過程中引出的問題有些是當(dāng)前階段可以解決的，一些問題還要通過后續(xù)課程的學(xué)習(xí)提高能力后才能解決，不一定馬上就要把問題解決掉、重點是培養(yǎng)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)的興趣。激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性、主動性和能動性。

鼓勵學(xué)生自主組建C++語言程序設(shè)計興趣小組去找協(xié)作課題、完成課程設(shè)計作業(yè)。實驗課堂上也鼓勵學(xué)生多走動、多交流。建立網(wǎng)上資料、技術(shù)分享機制、鼓勵學(xué)生分享解決問題的方法，老師根據(jù)學(xué)生的分享情況，適當(dāng)增加學(xué)生的平時成績。

③逐步建立學(xué)校和社會的協(xié)同培養(yǎng)模式。在教學(xué)過程中，課外時間如有可能，適當(dāng)組織部分學(xué)生走出校門，利用校友資源，組織參觀企業(yè)、科研院所、地方政府等單位在計算機方面的應(yīng)用情況。了解社會需求、拓展視野、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本專業(yè)的積極性。形式多樣的人才培養(yǎng)協(xié)同創(chuàng)新模式。教學(xué)團(tuán)隊通過學(xué)院與廣州易數(shù)信息科技有限公司、廣東省信息安全測評中心、廣州杰賽科技股份有限公司、廣州騰科網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司等企事業(yè)單位建立了長期戰(zhàn)略合作關(guān)系。這些都為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)打下了堅實的基礎(chǔ)。

4  實踐教學(xué)考核方法

本課程的總評價分?jǐn)?shù)包括平時考勤，平時作業(yè)，中段考試、期終前上機考試、課程設(shè)計與新技術(shù)資料翻譯，期末考核六部分。分別占10%、10%、15%、15%、10%、40%。其中，平時作業(yè)主要是針對課程中每章節(jié)后，為鞏固所學(xué)內(nèi)容所布置的習(xí)題編程實現(xiàn);課程設(shè)計則主要是訓(xùn)練學(xué)生的協(xié)作能力和解決實際問題的分析、設(shè)計、編程能力、要求提交一份相對完整的設(shè)計文檔;英文資料翻譯采用自主選擇網(wǎng)絡(luò)上國外近半年來計算機類的英文資料、鼓勵組團(tuán)分解翻譯大塊文件，要求每人翻譯至少2個A4版面。期末考試通過閉卷方式考核程序設(shè)計的能力，期終考試占總成績的40%。

5  實踐教材

本課程的實踐教材為本課程主持人及參與人員王玉山等所編著的《C++語言程序設(shè)計實踐》，該教材現(xiàn)在只有電子稿，還沒有正式出版。

6  實踐教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源

本課程的實踐教學(xué)環(huán)境為：①學(xué)習(xí)版的微軟公司的Visual Studio Visual C++的集成開發(fā)環(huán)境。②Bloodshed Dev-C++（C++開發(fā)工具）V5.11.0中文免費版。③奇趣科技開發(fā)的跨平臺C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架Qt。

教學(xué)資源：

①課程概要：課程簡介、教學(xué)大綱、課程特色、教學(xué)效果。

②在線課堂：課程PPT。

③實驗指導(dǎo)：實驗指導(dǎo)書和實驗報告。

④部分大作業(yè)選題目錄。

⑤C++語言程序設(shè)計課程及研究常用、重要網(wǎng)址列表。

7  實踐教學(xué)效果

經(jīng)過多年探索和實踐，教學(xué)團(tuán)隊在人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法、實踐教學(xué)改革、試驗教材編寫等方面取得了一定的成績。團(tuán)隊成員發(fā)表相關(guān)教改論文10余篇，獲得過2010年廣東省千百十校級人才項目，主持廣東外語外貿(mào)大學(xué)校教學(xué)研究課題“畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)”，2010年度、2012年度廣東外語外貿(mào)大學(xué)優(yōu)秀科研業(yè)績獎二等獎，周詠梅和林華兩位老師獲得過年度優(yōu)秀個人。教學(xué)團(tuán)隊成員具有豐富的教學(xué)改革實踐經(jīng)驗和理論基礎(chǔ)，保證了本門實踐課的教學(xué)質(zhì)量。

通過大作業(yè)與新技術(shù)資料翻譯，提高了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性、培養(yǎng)了團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。提高了解決問題的能力。組織部分學(xué)生到相關(guān)企業(yè)參觀、堅定同學(xué)們學(xué)習(xí)本專業(yè)的積極性。

指導(dǎo)學(xué)生積極開展科研實踐和申報項目，獲得成績?nèi)缦拢?/p>

①在王玉山老師的指導(dǎo)下，軟件系2015級大學(xué)一年級新生林澤聰?shù)全@得了廣東省團(tuán)委的攀登計劃項目：個人健康檔案，獲得資助2萬元。

②在周詠梅和蔣盛益老師指導(dǎo)下，彭金原等同學(xué)獲得廣東外語外貿(mào)大學(xué)校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目：網(wǎng)絡(luò)輿情構(gòu)建關(guān)鍵問題研究―以微博客為分析對象（2011年校級）;黃確君等獲得：面向高校圖書館的推薦系統(tǒng)（2012年校級）。

國家級學(xué)科競賽獲獎情況：

Innc多媒體解析語言，2007年在天津舉辦的全國第10屆挑戰(zhàn)杯比賽3等獎，2004級軟件工程專業(yè)，文羲暢。指導(dǎo)老師王玉山。該項目同時獲得廣東省2007年第九屆挑戰(zhàn)杯1等獎。

省級學(xué)科競賽獲獎情況：

①四靈象棋――基于互聯(lián)網(wǎng)與移動設(shè)備聯(lián)合開發(fā)，廣東省第18屆“高校杯”軟件作品賽一等獎，2006級計算機專業(yè)：郭勇、劉榮科、何健，指導(dǎo)老師：林華、蔣盛益、吳彩虹、王玉山。

②基于Web3d的網(wǎng)上服裝商城 ， 第十七屆廣東省“文泰高校杯”軟件設(shè)計（本科組）競賽1等獎，  2004級軟件工程專業(yè)學(xué)生，指導(dǎo)老師，王玉山。

泛珠三角安利杯大學(xué)生計算機作品賽：

2006級計算機專業(yè)，陳俊平，余雯. 基于C++語言程序設(shè)計的垃圾郵件識別系統(tǒng)， 泛珠三角大學(xué)生計算機作品賽廣東賽區(qū)， 二等獎，2009。

2006級計算機專業(yè)學(xué)生，“任意達(dá)”――私人定制高?？蛙嚶?lián)盟系統(tǒng)，大學(xué)生計算機作品賽暨泛珠三角大學(xué)生計算機作品賽廣東賽區(qū)選拔賽三等獎 ， 指導(dǎo)教師林華。

8  實踐課程特色及價值

《C++語言程序設(shè)計》作為大學(xué)計算機類1年級新生的第1門實踐課程， 肩負(fù)著既要把學(xué)生從傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)思維方式向結(jié)合計算機軟硬件特點的計算機思維方式轉(zhuǎn)變，又要轉(zhuǎn)變學(xué)生的應(yīng)試教育模式學(xué)習(xí)方式向探索式、實證式、協(xié)同式、全球互聯(lián)網(wǎng)求助式、開放式教育學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變。還要求學(xué)會面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思想方法，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下一個良好的基礎(chǔ)。課程內(nèi)容本身要求理論聯(lián)系實際、在理解理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行實踐驗證并不斷修正、完善自己理論體系。學(xué)習(xí)本課程后，要求能夠進(jìn)行面向?qū)ο蟮念惖脑O(shè)計，能夠解決一些實際問題。本課程的特色和價值主要表現(xiàn)在：

①課程內(nèi)容理論聯(lián)系實際，所用軟件實驗工具、環(huán)境要符合時代需要、要采用最新的C++語言程序設(shè)計國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實驗講學(xué)，在試驗中老師要善于對于同一個程序代碼、進(jìn)行適當(dāng)變換就可以講解、實驗幾個概念和方法，爭取用較短的實驗時間獲得盡可能大的教學(xué)效果。