基于3D和Virtools的移动通信网络虚拟实验的设计与开发

摘要

实验是专业课教学中非常重要的环节，是学生将理论知识与实际相结合的实践。但随着近年高校学生人数的增加，有限的实验资源无法满足实际教学的需求。为了解决该难题，本课题组开发了基于B/S模式的在线计算机网络虚拟实验室系统;目前，该实验系统已经建设完成并已投入使用。为了让该虚拟实验室系统的实验服务扩展至通信课程，本人研究了基于3Ds max和Virtools技术的虚拟实验开发方法，并参照《移动通信实验与实训》教材，开发了一套移动通信虚拟实验，本文详细阐述了该虚拟实验系统的开发过程。
　　文中首先介绍了虚拟实验的背景，分析了国内外的发展情况，阐述了该课题的意义。接着，深入研究了三维虚拟实验开发技术，并通过比较若干种建模技术和交互技术给出了选择3Ds Max和Virtools作为开发工具的理由。然后从第三章开始介绍课题的设计内容，包括:
　　（一）实验需求和设计原则、系统的B/S体系结构、虚拟实验的场景模型和功能、实验的操作流程及开发流程等。
　　（二）在遵循建模准则的前提下，以CDMA测试板建模过程为重点对象，对三维虚拟实验场景和实验器材的建模以及模型“合并”和导出3Ds max的过程等进行了详细的描述。
　　（三）详细地介绍了本系统交互部分的设计和开发过程，包括二维操作界面的搭建、三维漫游、设备展示、设备转载、设备连线、通信过程、实验计时、实验评分、实验数据保存等。最后，对实验的初始化和发布进行了说明。
　　论文的结尾部分对本毕业设计的主要工作进行了总结，并结合实验室发展趋势和尚待解决的问题对课题提出了几点探讨。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 虚拟现实技术与虚拟实验

1．2．1 虚拟现实技术

1．2．2 虚拟实验

1．3 研究现状

1．3．1 国外的研究现状

1．3．2 国内的研究现状

1．4 论文的组织结构

第二章 三维虚拟实验开发技术

2．1 虚拟现实开发技术

2．2 虚拟交互技术

2．3 本章小结

第三章 移动通信网络虚拟实验系统的设计

3．1 需求分析

3．2 虚拟实验的设计

3．2．1 虚拟实验设计原则

3．2．2 B／S模式体系架构

3．2．3 本虚拟实验设计目标

3．2．4 虚拟实验场景模型

3．2．5 虚拟实验功能设计

3．2．6 虚拟实验操作流程

3．2．7 虚拟实验开发流程

3．3 本章小结

第四章 移动通信网络虚拟实验的建模

4．1 建模技术指标

4．2 虚拟实验的建模

4．2．1 建模原则

4．2．2 虚拟实验的建模

4．2．3 实验器材建模

4．3 本章小结

第五章 虚拟实验交互功能的实现

5．1 交互开发前准备

5．2 虚拟实验交互

5．2．1 二维操作界面的搭建

5．2．2 主要功能的实现

5．2．3 实验评分

5．2．4 实验数据本地保存

5．2．5 实验的初始化与发布(说明)

5．3 本章小节

第六章 总结和展望

6．1 总结

6．2 研究展望

参考文献

攻读学位期间的研究成果

致谢