基于java的电子技术虚拟实验室设计研究

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1、基于Java的电子技术虚拟实验室设计研究朱韶平（湖南财政经济学院信息管理系,湖南长沙410205）摘要：虚拟现实技术的共享性、沉浸性和交互性使得虚拟实验室在高校实践实训教学中的应用成为可能，现有的虚拟实验系统绝大多数是二维平面的，真实感和交互性不强.论文提出了应用Java和L定义三维图形和多媒体集成在一起的文件格式，用来描述基于时间的三维空间，设计支持多个分布式文件的多种对象和机制，利用层次性文件的包含关系创建任意虚拟现实环境.VRML定义传感器节点类型，决策用户和虚拟环境中几何造型的交互动作、

2、用户在虚拟环境中的行为以及时间推移等.传感器提供的信息通过由VRML定义的整个事件体系产生视觉或听觉效果，用户通过安装支持VRML的浏览器插件可以使用IE或Natscape访问虚拟场景[2].显示技术是将建立的三维模型转换成人们所见到的图像，它是用软件通过计算机的运算完成的，在客户端用一个Java解释包来解释.VC模式设计用户界面，实现了逻辑层和表示层的分离.在客户端，开发了用户实验页面、实验设备组件和虚拟场景.服务器端，通过控制器联接视图层和业务逻辑层并使其匹配，完成虚拟场景响应及接受并响应用

3、户请求.用户通过浏览器进入系统，经过身份认证后方可对系统进行操作，客户端的信息由浏览器以超文本的形式向服务器提出请求，服务器解释JSP代码和JavaBean组件，并执行Servlet代码，通过JDBC和数据库联接，实现数据的读写操作.数据层完成在数据库中设计数据库表和合理存储数据等功能.用户通过Applet小程序浏览虚拟场景和完成场景漫游，通过Applet和Servlet建立通信，完成虚拟实验操作.3.3基于Java的电子技术虚拟实验室的实现基于Java的电子技术虚拟实验室选用具有很强三维描述功

4、能的L编辑环境下进行优化，保证了模型的逼真，由Java3D来调用模型，大大提高了系统的开发效率.Java3D可提供用来导入一些常用3D图形文件的接口，通过这些接口将3D图形文件转化为Java3D可识别的数据结构，实现在程序中可以显示复杂的几何形体.在主向场景中安装特定的Behavior对象，在Behavior对象中定义键盘响应，控制世界坐标.由Java3D提供对鼠标输入进行交互的KeyNavigatorBehavior类，通过该类响应键盘的输入来控制观察者的移动.将各类Behavior对象加入到

5、虚拟场景中，虚拟场景通过Applet嵌入到网页中，实现场景漫游功能.4结论基于Java的电子技术虚拟实验室设计采用Java技术和VC的设计模式构建系统，减少了系统开发的工作量，大大提高了虚拟实验室组件的开发效率.采用B/S结构分层设计体系，很好地实现了系统的数据、逻辑与应用的分离，使系统层次分明、架构清晰，具有良好的可扩展性.利用Java的平台独立性，增强了系统的通用性、可移植性和高效性，优化了数据的共享机制，增强了数据的安全性.应用Web3D的网络性、三维性和交互性的特点对场景实物建模，渲染三

6、维逼真的虚拟实验场景，实现三维动画效果，达到人机交互的目的，并给人身临其境的感受.基于Java的电子技术虚拟实验室很好地解决了绝大多数虚拟实验室存在的数据通用性、系统兼容性和交互性差、沉浸感和真实感不强等问题.它为大学实验实训教学提供了一种全新的教学手段，打破了传统实践实训教学受时空等条件的限制，具有开放性高、真实感强、交互性好和实践性强等优点，有助于解决大学实践实训教学中不可视、不可摸、不可入、危险性场所实验等问题和实验实训设备落后及不足等实践条件差的困难，在高校实践实训教学中具有广阔的应用前

7、景..jyqkL的虚拟网络教学研究与实现[J].计算机应用,2002,22(8):97-98.〔4〕李仁发,周祖德.虚拟实验室网络体系结构研究[J].系统仿真学报,2002,14(33):59-62.〔5〕吴访升,潘志庚,陈田,等.家具3D虚拟展示与定制分布式原型系统[J].计算机应用,2003(3):78-81.〔6〕吴明赞,陈晓宁,等.基于LabVIEW的电机虚拟实验室平台设计[J].电气电子教学学报,2008,30(6):70-71.〔7〕张刚.构建网络虚拟实验室技术研究[J].实验室研究

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