带电小球在复合场中运动规律的三维演示方法研究

带电小球在复合场中运动规律的三维演示方法研究

论文摘要

虚拟现实(VR—Virtual Reality)是一种可以创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统。它通过视觉、听觉以及触觉设施使人们感受到三维的视觉、听觉以及触觉等感官刺激。它的目标就是真实的体验和方便自然的人机交互,能够达到或部分达到这样目标的系统就统称为虚拟现实系统。VRML(virtual reality modeling language虚拟现实建模语言)是一种三维造型和渲染的图形描述语言,通过创建一个虚拟场景以达到现实中的效果。它是第二代Web程序设计语言,可以在网页上实现三维动画效果及基于三维对象用户的交互,特别是可以改变当前网络与用户交互的局限性,使得人机交互更加方便、灵活,使虚拟世界的真实性、交互性和动态性得到充分的体现。本论文研究的是带电小球在复合场中的运动规律的仿真演示实验,实现了带电小球在虚拟场景中的动态演示。在本系统的设计中,将MATLAB、Simulink、VR工具箱及VR编辑器有机地进行了结合,在MATLAB的平台上,建立了Simulink与VR工具箱结合的动态控制模型,该模型从VR编辑器中读取控制场景,进而实现了物理演示实验场景的动态仿真。本论文动态仿真演示系统的实现,使VRML技术在动态演示实验教学及远程教学中得到了应用,它也启示我们可以尝试将VRML技术更广泛地应用于相关的教学中去。随着科技的发展与应用,越来越多的高新技术被应用到了教学中,这种趋势必将为VRML技术在现代化教育中的应用提供更广阔的空间。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 引言
  • 第一章 仿真演示实验方法概述
  • 1.1 演示实验在物理教学中的作用
  • 1.2 常用的仿真演示实验方法及特点
  • 1.3 基于VRML 技术的动态仿真演示实验的特点
  • 1.4 基于VRML 技术的动态仿真演示实验
  • 第二章 系统的整体结构框架介绍
  • 2.1 演示实验系统总体结构
  • 2.2 MATLAB 中Simulink 及VR 工具箱的介绍
  • 2.3 VRML 语言的相关内容
  • 第三章 VRML 语言实现带电小球在复合场中运动的虚拟场景
  • 3.1 建立匀强磁场的两个磁极
  • 3.2 建立磁场线
  • 3.3 建立带电小球模型
  • 第四章 MATLAB 中动态仿真模型的建立
  • 4.1 带电小球在复合场(磁场、重力场)中的运动规律
  • 4.2 建立带电小球在复合场中运动的动态控制模型
  • 第五章 动态仿真演示系统的实现及实验结果分析
  • 5.1 带电小球运行规律动态仿真演示及实时控制调试
  • 5.2 实验结果分析
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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