基于虚拟现实技术的工程图学移动学习研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：硕士学位论文基于虚拟现实技术的工程图学移动学习研究论文作者：杜强学生类别：全日制学科门类：工学硕士学科专业：机械工程指导教师：张建军职称：教授资助基金项目：高等教育教学改革研究与实践项目（2015GJJG016）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringRESEARCHONMOBILELEARNINGOFENGINEERINGGRAPHICSBASEDONVIRTUALREALITYTECHNOLOGYb

2、yDuQiangSupervisor:Prof.ZhangJianjunMay2017ThisworksupportedbytheResearchandPracticeofHigherEducationReform(2015GJJG016)原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作

3、者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要工程图学是一门面向一年级、二年级理工科大学生开设的专业基础课程，普遍存在由于学习环境固定、学生与模型交互能力低造成的读图、画图能力欠佳等问题，现阶段移动学习模

4、式的兴起以及虚拟现实（VirtualReality,VR）、增强现实（AugmentedReality,AR）技术的发展，为工程图学教学改革提供了新的机遇与挑战。本文重点将移动学习理念与VR、AR等技术相结合，设计并开发基于智能终端的工程图学移动学习系统，主要研究内容如下：(1)基于TRIZ创新工具，明确系统设计方案，确定了四大功能模块——“教学视频”、“立体模型库”、“绘图练习”与“模型扫描”。(2)基于优势互补理念，综合考虑软件兼容性与轻量化，选取OpenGLES2.0、Solidworks、3DsMAX、JavaScript与MotionEvent类等工具、语言，

5、实现二维、三维模型交互功能，依据工程图学课程属性与认知规律，开发出分屏功能，使多媒体影音讲解与立体虚拟模型同屏展示，同时实现了对虚拟模型的交互控制。(3)基于Unity3D配置Vuforia，进行AR图像识别，编写C#程序，实现模型交互，将虚拟模型与现实情境叠加，构造出真实的学习环境，并与其它模块集成，完善了系统功能。(4)基于此款软件，本文采用虚拟机（AVD）与多款硬件设备共同调试，总结了系统开发遇到的问题与解决方案，并依据学生使用反馈，进行了再次优化，确保软件兼容性及运行流畅度保持在较高水平。综上所述，本文设计完成工程图学移动学习系统，并已初步应用到课程教学实践中，

6、不仅为国内工程图学教学改革开拓了前景，而且为VR技术、AR技术在移动学习方面的应用提供了理论与实验依据。关键词：工程图学，移动学习，虚拟现实，增强现实ⅠABSTRACTTheriseofmobilelearningmodeandthedevelopmentofvirtualrealityandaugmentedrealitytechnologyprovidenewopportunitiesandchallengesfortheteachingreformofEngineeringGraphics,whichisfacedwiththeubiquitouslearning

7、environment,lowinteractionandotherissuesforthefirstgradeandthesecondgradestudentsofscienceandtechnologyatthepresentstage.ThispaperfocusesonthecombinationofmobilelearningandVR,ARtechnologydevelopingtheEngineeringGraphicsMobileLearningSystemwhichbasedonintelligentterminal.T