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基于EON Studio虚拟多媒体教室的设计与开发

2020-12-01阅读(660)

基于EON Studio虚拟多媒体教室的设计与开发

论文摘要

虚拟现实技术能够创造前所未有的内容和更加丰富神奇的环境,身临其境地交互,在模拟演示、军事训练、实验与实践等方面体现出强大的优势。其核心“是由一些三维的交互式计算机生成的环境组成。这些环境可以是真实的,也可以是想象的世界模型,其目的是通过人工合成的经历来表示信息。”随着软硬件性能的提升,目前基于PC桌面的虚拟现实系统,不需要特种设备,就能够给人强烈的感官效果,实现与虚拟世界自然地进行交。随着现代技术的广泛应用,多媒体教室正逐渐成为学校教学的主要场所。多媒体设备使用频率很高。很多老师和学生不具备多媒体教室系统知识,没有经过系统的操作训练,设备的许多功能没有得到充分利用;不会处理设备故障,不当操作造成仪器损坏等问题。针对这种现状,教育技术界将目光投向虚拟现实技术,期望能有新的突破性。然而虚拟现实技术仅处于初步发展阶段,技术标准不统一,相关软件功能各异,造成了技术选择困难。我们通常希望能够有适用于教学的虚拟现实开发的技术路线,以便能将虚拟现实技术快速应用到教育教学中,籍此解决教育难题,尤其是远程教育问题。本文分析了虚拟现实技术的国内外研究现状和发展趋势;文献检索中国期刊全文数据库(CJFD)的核心期刊,进行了虚拟现实技术文献分析;立足于教学实践,选取主流桌面虚拟现实技术,以建构理论、虚拟现实技术等理论为指导,针对虚拟现实技术难以选择的问题,进行了深入的技术比较,寻找合适的虚拟现实技术技术开发路线;根据本研究提出的虚拟现实开发技术路线,对多媒体教室系统进行了深入的学习和实地调查研究,确定了开发方案,开发出“虚拟多媒体教室”,并在此开发的作品基础上,进行了个案比较和效果分析,验证技术路线的有效性。本文提出两条虚拟现实开发技术路线:(1)小场景或简单场景的虚拟现实技术的开发路线通过对VR主流技术的性能分析和提炼,提出如下观点:VRML、Viewpoint、Cult3D和Virtools等适合开发简单、低成本场景;其中Virtools开发工具比较特殊,它的作品可以编译成单机运行的可执行文件,网络传输速率最快;EON也可以开发小场景,其技术实现更简单,速度更快,画面品质更好,沉浸性能更优,但软件和计算机配置要求较高。(2)大而复杂场景虚拟现实技术的开发路线大而复杂场景,最好使用专门的VR工具软件,同时,配合使用三维可视化软件,如:3DSMAX、MAYA等是较低成本的复杂虚拟环境开发的有效途径。其中,国际最新虚拟现实技术EONSudio是全面解决方案,有功能全、适用范围宽,技术先进等特点,对桌面型虚拟现实的开发有独到的优势。基于此,本课题定为“基于EON Studio虚拟多媒体教室的设计与开发”。通过三维建模,构建包含虚拟设备、灯光、音响和附属设施等具有沉浸感的虚拟多媒体教室;利用EON开发设计多媒体设备模拟交互操作;针对信号和接口问题,设计了动画;在虚拟漫游中设置了帮助信息。通过问卷调查和电话回访,对EON作品进行了效果分析,评价结果是:界面评价优良;功能设计基本完整;软件运行优;交互操作优良;操作相近性基本相近。本文通过较全面、系统地分析相关技术,明确技术路线,使功能各异,技术标准不一的VR知识系统,为教育领域的VR技术应用提供参考,也为今后进一步的研究奠定了基础。同时,将EON Studio应用于虚拟现实多媒体教室制作中,是对虚拟教学制作方式的新尝试。本文也提出了下一步研究建议,为虚拟现实技术和其他技术应用于教学提供思路和启发。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 概论
  • 1.1 选题背景
  • 1.2 研究综述
  • 1.2.1 国外研究现状
  • 1.2.2 国内研究现状
  • 1.3 研究设计
  • 1.4 研究意义
  • 1.5 研究目标
  • 第2章 基本概念和理论
  • 2.1 虚拟现实技术
  • 2.2 虚拟现实和系统仿真
  • 2.3 虚拟现实理论
  • 2.4 教育理论
  • 2.5 交互设计理论
  • 第3章 主流虚拟技术比较
  • 3.1 主流技术比较
  • 3.1.1 VRML
  • 3.1.2 全景技术
  • 3.1.3 Viewpoint
  • 3.1.4 Cult3D
  • 3.1.5 Cult3D和Viewpoint比较
  • 3.1.6 Virtools
  • 3.1.7 EON Studio
  • 3.1.8 主流Web 3D技术比较
  • 3.2 EON技术分析
  • 第4章 虚拟多媒体教室开发方案
  • 4.1 开发范围和开发对象的界定
  • 4.2 开发方案
  • 4.2.1 设计的依据
  • 4.2.2 设计方案
  • 4.3 开发平台
  • 4.4 交互设计方案
  • 4.4.1 界面风格
  • 4.4.2 人机界面设计方案
  • 4.5 建模
  • 4.5.1 虚拟多媒体教室的建模设计策略
  • 4.5.2 建模工具
  • 4.5.3 建模优化
  • 4.6 EON Studio设计互动场景
  • 4.6.1 互动支持策略
  • 4.6.2 设备交互的实现
  • 4.6.3 开发过程
  • 4.6.4 EON技术实现
  • 4.7 发布EON应用程式
  • 4.8 效果分析
  • 4.9 技术路线的相关结论
  • 4.9.1 个案比较
  • 4.9.2 技术比较结论
  • 4.9.3 虚拟现实发展趋势
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 附录1 动画内容
  • 附录2 调查问卷
  • 附录3 作品使用指南
  • 致谢
  • 攻读学位期间的研究成果

    • 相关论文文献

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