虚拟现实是20世纪90年代以来兴起的一种信息虚拟现实技术。它追求的是将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人处于计算机创造的人工虚拟中, 用户借助物定装备 (如数据手套、头盔等) 以自然方式与一个虚拟技术作用、相互影响, 从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。
1虚拟现实与VRML
1.1什么是虚拟现实技术
虚拟现实 (Virtual Reality, 简称VR) , 是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境, 具体地说, 虚拟现实技术主要有三个基本特征:自主性 (imagination) 、交互性 (interaction) 、沉浸感 (immersion) 。它是一种可以创建和体验虚拟世界 (Virtual World) 的计算机系统, 是用计算机技术生成一个逼真的三维世界, 让用户可以从自己的视点出发, 利用自然的技能和某些设备对这一生成的虚拟世界物体进行交互和互动观察。虚拟现实技术的核心是模拟和仿真。
1.2虚拟现实与VRML的关系
VRML (Virtual Realty Modeling Language, 虚拟现实建模语言) 基于客户/服务器模式, 是一种描述在Internet上创建三维复杂交互场景和对象的文件格式标准, 通过网络传输的只是一个很小的描述文件, 在服务器上提供VRML文件及图像、视频、声音等支持资源, 客户端通过本地VRML浏览器交互地访问这些文件并解释执行。
它的出现及其发展改变了网络的二维平面世界, 实现真正的三维立体网络世界、动态交互与智能感知, 是计算机网络、多媒体技术与人工智能等技术的完美结合, 已成为把握未来网络、多媒体及人工智能的关键技术。
2 VRML的语法与结构
VRML文件由语句构成, 文件里可以有以下四种语句:PROTO (EXTERNPROTO) 语句、节点语句、USE语句、R O U T E语句。
VRML文件可以使我们在计算机上通过Netscape或IE浏览器观察丰富多彩的三维世界, 文件的扩展名为wrl, 有文本 (可读) 和加密两种格式, 文本格式经处理可变成加密格式。
一个VRML文件语法主要包括有文件头、节点、原型、脚步和路由等。
文件头是每一个文件都必须有的, 而且目前的写法都是一样。一个文件必须由节点构成, 再通过路由实现动态的交互与感知, 或是使用脚本文件或外部接口进行动态交互。一般来说比较复杂的VRML程序大多都有事件的路由ROUTE, 但它不是文件必须的内容。
一个比较通用的VRML文件语法结构如下:
注:1行:V R M L文件标志2行:VRML的各种“节点”3行:对应“节点”的“域”与“域值”6行:脚步Script节点8行:路由:把入事件与出事件相关联
注:1行:V R M L文件标志2行:VRML的各种“节点”3行:对应“节点”的“域”与“域值”6行:脚步Script节点8行:路由:把入事件与出事件相关联
3 VRML教学设计与实现
3.1 VRML教学设计
根据实际的教学要求, 例如在网络技术课程或网络工程课程中, 要求学生认识掌握网络布线各个环节中的操作, 了解网络连接终端水晶头的结构;了解EIA/TIA-568标准电线与模块插头和插座的连接方式T568A和T568B的排线顺序;了解综合布线场景的模拟实验等。
3.2实验实现
实验一:RJ45模块的核心是模块化插孔。弹片与插孔间有磨擦的作用。插孔主体设计采用了整体锁定机制。如图1所示。
实验二:通过模拟EIA/TIA-568标准电线的排序方法加深理解综合布线模块的制作标准, 实验中可以对线的排序进行调整。如图2所示。
实验三:通过模拟综合布线场景, 让学生在没有进场之前就已经了解了相关的布线格局, 为课程进一步实施打好基础。如图3所示。
4 VRML教学应用前景
由虚拟现实技术生成的适用于进行虚拟实验的实验系统, 包括相应的实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象。以及实验信息资源等。虚拟实验室可以是某一现实实验室的真实再现。也可以是虚拟构想的实验室。VRML在各方面都展现除了强大的应用可能性, 蕴藏了无限生机, 在教育领域Web站点中, 它可广泛用于学习情景创设, 增加学习内容的形象性和趣味性、可视化的导航、自然的人机界面等方面。
5结语
本文通过阐述VRML在教学中的应用实例, 说明了在构建虚拟教学平台方面有广阔的应用前景。可以有效地激发学生的学习兴趣和效率。
摘要：本文首先介绍虚拟现实定义和特点, 虚拟现实和VRML的关系, VRML的语言特征。其次, 阐述教学环境中的VRML应用实例。最后, 说明VRML在教学方面的展望。
关键词：虚拟现实,VRML,教学,节点
参考文献
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