带电小球在复合场中运动规律的三维演示方法研究

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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VR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