网络虚拟光学实验室的研究与实现

论文摘要

随着计算机网络技术的发展,网络虚拟实验室(NVL)的实现成为可能,并以其出色的性价比正在成为研究的热点。本论文提出了构建网络虚拟实验室系统的基本结构和实现方式,设计并搭建了系统的总体框架;运用面向对象的思想,通过3D Max建模工具、VRML语言和Java语言相结合实现了三维场景的建模,以及基本的仪器和元器件建模,并以全反射凸透镜成像为例,实现了实验环境、操作过程和现象的仿真模拟,完成了简单的数据处理功能,并使这几个过程可视化,使用户真正感觉到就像在真正的实验室做实验一样。系统通过这一典型的实验,验证了运用Java语言,通过网络构造一个光学虚拟实验室的可行性和优越性。最后,论文对于一些尚未完成的部分提出了基本的设想和实现方案;并就其功能和技术做出了进一步的展望,为今后系统的、大规模的实现此种教学方式奠定了研究基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 虚拟实验室的研究背景和意义
• 1.2 虚拟实验室的发展及其研究现状
• 1.2.1 虚拟实验室的发展
• 1.2.2 国内虚拟实验室的研究现状
• 1.2.3 国外虚拟实验室的研究现状
• 1.3 本论文的主要内容
• 1.3.1 光学实验室组成
• 1.3.2 本人主要工作任务
• 1.4 本章小节
• 第二章 虚拟实验室和虚拟现实技术
• 2.1 虚拟实验室的定义及要求
• 2.2 虚拟现实技术
• 2.3 虚拟实验室的分类
• 2.4 网络虚拟实验室
• 2.4.1 网络虚拟实验室的定义
• 2.4.2 网络虚拟实验室的分类
• 2.4.3 网络虚拟实验室的特性
• 2.5 本章小结
• 第三章 光学网络虚拟实验室的开发准备
• 3.1 关键技术
• 3.1.1 Java 与Internet
• 3.1.2 主要涉及的Java 技术
• 3.1.3 Servle 和JSP
• 3.1.4 面向对象技术
• 3.1.5 VRML 和3D MAX 技术
• 3.2 BROWSER/SERVER 体系结构
• 3.3 光学网络虚拟实验室的需求分析
• 3.3.1 开发前提及面向对象分析
• 3.3.2 光学实验教学的特点
• 3.3.3 光学实验教学的现状及需求
• 3.3.4 光学网络虚拟实验室的定位
• 3.3.5 构建类型、开发技术、体系结构的选择
• 3.4 总体框架的设计
• 3.5 本章小节
• 第四章 系统设计与实现
• 4.1 主界面的设计
• 4.2 实验仪器库的实现
• 4.2.1 实验仪器介绍功能的实现
• 4.2.2 实验仪器库的构建
• 4.2.3 总结
• 4.3 虚拟实验室的构建与实现
• 4.3.1 概述
• 4.3.2 实验场景的构建与实现
• 4.3.3 凸透镜成像虚拟实验系统的实现
• 4.4 相关问题及解决方法
• 4.4.1 系统开发环境及其设置
• 4.4.2 编译、运行和调试
• 4.4.3 VRML 与Java 交互
• 4.4.4 Applet 之间的通信
• 4.4.5 安全问题
• 4.5 本章小节
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 5.2.1 大规模、智能化
• 5.2.2 未来的实验室系统
• 致谢
• 参考文献