基于分布式虚拟现实的协作学习平台设计与研究

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1、第四军医大学硕士学位论文基于分布式虚拟现实的协作学习平台设计与研究姓名：鱼泳申请学位级别：硕士专业：教育技术学指导教师：李冰20060501Y886680囊鬟鬟舞糕秉承学较严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是获t^在罨师指导下进行的研究工作及取得的研究戚果。尽魏所知．除了文巾糟翥加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。不包含本人或他人已申请学位或其糟用途使甩过的成果。与我一同工作帕同志对本研究所馓的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若肓不宴之处，本八承担一切相关责任

2、。自、a论文作者签各：墨!I：日期：五丝』：!纛妒纛纛产糕蠢焉本人完全了解第四军医大学有关保护知识产较韵规定。即：研究生在较瑷读学位期阃论文I作的知识产权单位再第四军医大学。本人保证毕业离羲岳．发表论文或使用论文工作成果时署名单位弱然为第四军医大学。学较可以公布论文的全部或部分内容(含电子蹶，保密内容除外)，可以采用影印。缩印或其他复嗣手段保存论文。学较有彀允许论文被查啊秘借阕，并在校囿网上提供论文内容的浏览和下载服务。诧文作者阮耋盎导-际垒!堕二日诧文作者签名：婆兰b导-签名：绫!竖日期：皇!堑!第四军医大学硕士学位论文缩略语表缩略语英文

3、全称中文全称VRV

4、rtuaIRea¨ty虚拟现实DVRDistnbutedVirtuaIReality分布式虚拟现实SWFShOckwaveFIash(FIash文件格式)(Flash软件的脚本语ASCActiOnScriDt言)CAICOmOme『AssistedInstructiOn计算机辅助学习FMSFIashMediaSen，erFIash媒体服务器DVEDistr．butedVirtuaIReaIity分布式虚拟环境Computer-SuppOrledCSCW计算机支持的协同工作CooperatiVeWOrkingCOmpute

5、r_SupponedCSCL计算机支持的协作学习COlIabOratiVeLeamjngURlUniformResOurceIdenti稍er统一资源标识符第四军医大学硕士学位论文虚拟达到交互。协同的重点在于各客户端在同一虚拟场景中彼此可见，相互间有关联。而现有的协作学习系统很少考虑应用虚拟现实，一方面虚拟现实的直观、沉浸感强等适合于教学的优点得不到发挥；另一方面，虚拟现实仅被用来作为一种呈现3D物体的媒体，不能多人协同交互。本文通过研究分布式虚拟现实的实现方法，在建立分布式虚拟现实协作平台的基础上，实现了多客户端通过网络在同一虚拟场景中协

6、作学习。在教学实践中，抽象内容难于表述，例如在讲述物体的空间结构和内部结构时非常困难，且容易发生理解偏差。在医学教学中，会遇到大量的关于生物体的教学内容，而人体器官结构复杂，解剖结构不规则，标本也只能够看到外周情况或者是剖面的结构，让学生建立整体的从外到内的概念比较困难；对于微生物的研究，通常只能通过显微镜获得平面影像，难以讲述其外部特征和内部结构，降低了教学效率。虚拟现实在这方面具有无与伦比的优势，在虚拟环境中，我们可以从任意角度观察物体，只用鼠标拖动就可以查看局部细节，甚至“进入”物体内部深入研究。本文以建立一间虚拟教室作为协作平台，虚

7、拟教室中有课桌、书架、幻灯库、投影仪、计算机等教学设施，学习者在教室中共同完成一系列可交互的协作学习过程。学习者分别由各自的客户端进入虚拟教室，彼此之间可以相互“看见”，并且可以协作学习。例如：在虚拟教室中，学习者可以操作三维物体展示给其他协作学习者，并将需要说明的重点部位指示给其他人，而其他人在自己的虚拟场景保持同步，可以看到相同的画面。学习者还可以在虚拟场景中点击投影仪给所有人播放幻灯、传送视频，如：学生甲打开教室中的投影播放教学幻灯，那么同在教室中的学生乙和学生丙都可以在自己的客户端中看到该幻灯的播映。本文设计的分布式虚拟现实协作平台

8、以客户／服务器模式运行，平台的虚拟场景用3DSMAx软件建模，导出．w3d文件后，在Director中进行控制。客户端为学习者呈现了一个虚拟教室的场景，服务器负责同步通讯、事件触发等后台工作。平台由Macromedia公司的Dircctor、Flash和FMS共同完成，三者分工明确、逻辑清晰：Director设计客户端程序的主体，显示3D场景，实现交互；Flash嵌入Director作为其中的演员，负责网络通讯与同步：FMS是平台的服务器，负责与Flash对象交换数据，更新同步状态，实时检测各客户端连接状态等。6第四军医大学硕士学位论文平台

9、设计过程中采用了有效的同步机制确保每个客户端在场景中的任何变化都会实时地体现在各客户端。通过该平台，学习者可以在虚拟教室中“活动”、漫游。一个用户活动，在其它用户的场景中也可以在