本文關(guān)鍵詞：基于Virtools平臺(tái)的教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

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【摘要】：在認(rèn)知教育過程中普遍認(rèn)為學(xué)習(xí)行為需要由學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)引起。學(xué)習(xí)者在接受新知的時(shí)候更偏好于圖形化、交互性的視覺教學(xué)內(nèi)容，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，多媒體教學(xué)方式以其直觀的聽視覺表現(xiàn)方式在各類學(xué)齡層次的教學(xué)過程中被廣泛接受和使用。課堂多媒體教學(xué)內(nèi)容處于不斷的變化當(dāng)中，傳統(tǒng)的文字、書籍、圖片正在被更容易吸引學(xué)生注意力的視頻、音頻、甚至教育軟件所取代。教學(xué)軟件作為多媒體教學(xué)手段發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，能達(dá)到目前很多多媒體課件所不能達(dá)到的教學(xué)效果，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的仿真技術(shù)日益成為國內(nèi)外計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，也成為了多媒體教學(xué)研究的一個(gè)新的方向。教學(xué)軟件通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很好地還原了現(xiàn)實(shí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以通過軟件交互式的操作體驗(yàn)完成識(shí)別、記憶課程知識(shí)要點(diǎn)，在課堂中完成實(shí)地參觀內(nèi)容；教學(xué)軟件的虛擬功能還可以實(shí)現(xiàn)對知識(shí)的舉一反三。本文以會(huì)展專業(yè)“城市展廳展示漫游”為例主要研究如何利用現(xiàn)有虛擬交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。 本文集中討論了教學(xué)軟件的開發(fā)過程，軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用最終面向的是用戶，用戶的需求對于軟件的設(shè)計(jì)有重要指導(dǎo)意義。 第一，根據(jù)軟件開發(fā)流程設(shè)計(jì)教學(xué)軟件。本文首先通過專門制作調(diào)查問卷對用戶群需求進(jìn)行分析，為軟件功能架構(gòu)提出藍(lán)本；接著以著名3D游戲交互引擎Virtools作為教育軟件的開發(fā)載體，分析了Virtools的組成結(jié)構(gòu)、闡述了交互引擎的工作原理。 第二，根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)功能。結(jié)合用戶需求，以展廳展示為虛擬對象，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了虛擬漫游系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通過攝像機(jī)移動(dòng)操作、模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、操作菜單實(shí)現(xiàn)等功能的基于Virtools平臺(tái)的教學(xué)軟件設(shè)計(jì)。用戶可以以可執(zhí)行文件形式隨意在展廳內(nèi)漫游，并觸發(fā)展廳事件的發(fā)生，達(dá)到了預(yù)期的效果。文中敘述了關(guān)于在3dsmax中實(shí)現(xiàn)三維模型的建立、在Photoshop中進(jìn)行界面設(shè)計(jì)，重點(diǎn)闡述了如何在Virtools中實(shí)現(xiàn)模型導(dǎo)入，，運(yùn)用行為模塊實(shí)現(xiàn)漫游展廳場景間的相互切換功能、展示圖片觸發(fā)功能以及用戶幫助提示功能等功能模塊。 第三，在完成軟件開發(fā)應(yīng)用后，對開發(fā)過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析予以解決。特別是在模型碰撞處理問題、優(yōu)化Virtools腳本語言、捷徑參數(shù)設(shè)置上做了深入的研究。 經(jīng)過測試，該系統(tǒng)能夠達(dá)到預(yù)期效果，具有很強(qiáng)的交互性和虛擬現(xiàn)實(shí)性，由于Virtools具有較大的可移植性和在開發(fā)性，能夠廣泛應(yīng)用于各類基于Virtools開發(fā)的非沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知教育 Virtools 行為模塊 Virtools腳本語言
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP311.52
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 本文研究背景和意義9-10
• 1.2 軟件引擎發(fā)展介紹10-14
• 1.3 本文章節(jié)安排14-15
• 2 軟件引擎 Virtools 介紹15-26
• 2.1 Virtools 界面介紹15-19
• 2.1.1 操作界面簡介15-17
• 2.1.2 便捷的網(wǎng)絡(luò)傳播17
• 2.1.3 強(qiáng)勁的腳本語言——VSL（Virtools Scripting Language）17-18
• 2.1.4 模塊化的技術(shù)開發(fā)路線18-19
• 2.1.5 高效的協(xié)作平臺(tái)19
• 2.2 Virtools 框架研究19-25
• 2.2.1 Virtools 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)19-21
• 2.2.2 Virtools 面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法21-22
• 2.2.3 Virtools 模塊插件應(yīng)用22-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 軟件開發(fā)的前期準(zhǔn)備26-34
• 3.1 調(diào)查問卷的制作26-28
• 3.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)28
• 3.3 三維模型的建立28-32
• 3.4 其他素材的處理32-33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 4 軟件開發(fā)過程34-50
• 4.1 展廳漫游開發(fā)34-39
• 4.2 觸發(fā)事件的開發(fā)39-43
• 4.3 控制菜單的開發(fā)43-48
• 4.3.1 通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕控制展廳內(nèi)攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)的功能44-45
• 4.3.2 通過點(diǎn)擊展廳名稱按鈕實(shí)現(xiàn)展廳之間的相互切換功能45-46
• 4.3.3 通過點(diǎn)擊小地圖上個(gè)展廳按鈕來實(shí)現(xiàn)展廳之間相互切換的功能46-47
• 4.3.4 通過點(diǎn)擊幫助按鈕來實(shí)現(xiàn)操作提示功能47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 5 軟件程序完善過程50-55
• 5.1 軟件音樂設(shè)置50
• 5.2 軟件碰撞處理50-52
• 5.3 軟件腳本優(yōu)化52-53
• 5.4 軟件可執(zhí)行程序編譯53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-55
• 6 總結(jié)與展望55-57
• 6.1 本文總結(jié)55-56
• 6.2 工作展望56-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 附錄59-69
• 致謝69-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄70-73
• 附件73

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