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时间:2019-02-28
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1、中中国地质教育国地质教育20201111年第2期CCHINESEGEOLOGICALEDUCATIONHINESEGEOLOGICALEDUCATION51实践教学基于Virtools的虚拟地学认识实习系统的实现1,223郝伟,曹代勇,应玺1.防灾科技学院灾害信息工程系,河北三河065201;2.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京100083;3.云南国土资源职业学院地质矿产勘查系,云南昆明650217摘要:野外地质实习是地学相关专业学习地质知识和掌握野外地质实践技能的一个必要的教学环节。本文在对体
2、验式地质教学虚拟平台建设研究的基础上,从教与学、理论与实践的角度出发,采用虚拟现实、计算机图形等关键技术,实现了基于Virtools的虚拟地学认识实习系统,使学生在教学实践活动中能够更直观了解和掌握地质知识。关键词:野外地质实习;地质教学;虚拟技术;Virtools中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1006-9372(2011)02-0051-04地质教育在教学内容上具有空间尺度的广泛30帧/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下,性与微观性、时间尺度的漫长性与瞬间性、地球如何提高刷新频率将是该技术的主要研究内容
3、。系统的整体性与分异性、自然过程的复杂性与有(3)立体显示和传感器技术。虚拟现实的交互[1]序性等特点,最显著的是实践性强。因此,在能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有教学过程中,需要学生进行大量观察,从而进行的虚拟现实系统还远远不能满足用户的需求。例归纳、分析,从感性认识上升到理性认识。如,在虚拟现实技术中常用到的交互工具—数本文在对体验式地质教学虚拟平台建设研究据手套。它设有弯曲传感器,通过导线连接至信[2]的基础上,利用虚拟现实技术,实现了基于号处理电路,可以把人手姿态准确实时地传递给Virtools的体验式地
4、质教学虚拟平台系统,通过三虚拟环境,而且能够把与虚拟物体的接触信息反维技术将地质资料形象的进行展示,提高学生的馈给操作者。但是,数据手套有延迟大、分辨率地质空间概念、增强学生对地质演化过程的理解,低、作用范围小、使用不便等缺点。虚拟现实设是课堂教学的有利补充。备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高,因此有必一、相关技术分析要开发新的三维显示技术。1.虚拟现实的实现技术(4)交互技术。虚拟现实中的人机交互远远超虚拟现实是多种技术的综合,其关键技术和出了键盘和鼠标的传统模式,三维交互技术已经研究内容主要包括以下几个方面。成为计算机图
5、形学中的一个重要研究课题。此外,(1)环境建模技术。虚拟环境的建立是虚拟现语音识别与语音输入技术也是虚拟现实系统的一实技术的核心内容,需要根据应用的需要利用获种重要人机交互手段。取三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据(5)系统集成技术。由于虚拟现实系统中包括的获取可以采用CAD技术,而更多的环境则需要大量的感知信息和模型,因此系统的集成技术起采用非接触式的视觉建模技术,两者的有机结合着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技可以有效地提供数据获取的效率。术、模型的标定技术、数据转换技术、识别和合(2)实时三维图形生成技
6、术。三维图形的生成成技术等等。技术已经较为成熟,其关键是如何实现“实时”生2.几何建模成。为了达到实时的目的,图形的刷新率最好高于几何建模描述了虚拟环境的三维造型(多边收稿日期:2011-02-20;修回日期:2011-04-12。作者简介:郝伟,女,讲师,主要从事资源信息系统的研究工作。中国地质教育中国地质教育5522CHINESEGEOLOGICALEDUCATIONCHINESEGEOLOGICALEDUCATION20201111年年第第2期形、三角形和顶点)及其外观(纹理、表面反射装了繁杂的底层图形驱动函数,保持
7、了良好的性系数、颜色等),是开发虚拟现实系统过程中最基能,是一个基于OpenGL的用于实时场景浏览的本、最重要的工作之一,主要分为自动的几何建视景管理软件。模方法和人工的几何建模方法。自动的几何建模OpenGVS包含了一组高层次的、面向对象方法主要是采用三维扫描仪来完成物体的三维建的C++应用程序接口,它们直接构架于世界领先模;人工的几何建模方法是人工利用三维建模软的三维图形引擎上。开发者只需用少量代码就可件完成物体的建模过程。以快速生成高质量的3D应用软件。OpenGVS的目前,地质的三维建模通常是采用人工的几API分为
8、相机、通道、烟雾、帧缓冲、几何、特效何建模方法建立地质面/体。常用的三维面模型等各种资源,开发者可以按照应用的需要调用这包括网格模型、三角网模型、边界表示模型等,些资源来驱动硬件实现生产所需的图形和效果。这些模型所模拟的面可能是封闭的,也可能是非总的来说,OpenGVS具有基于面向对象的可视封闭的,可以
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