針對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作條件有限、危險(xiǎn)性大、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容深度廣度不夠等問(wèn)題,結(jié)合Unity3D技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。參照高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱的要求,將虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)劃分為三大功能模塊:實(shí)驗(yàn)演示模塊、三維操作模塊、操作考試模塊。其中關(guān)鍵技術(shù)采用粒子系統(tǒng)特效技術(shù)、模型貼圖紋理處理技術(shù)、視頻調(diào)用技術(shù)、人物漫游技術(shù)以及碰撞檢測(cè)技術(shù),并且通過(guò)3個(gè)功能模塊對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練,多通道、多角度提高學(xué)習(xí)者的手腦協(xié)作能力,進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。 

【文章來(lái)源】：微型電腦應(yīng)用. 2020,36(10)

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

系統(tǒng)功能模塊圖

三維操作模塊使用3D MAX 與unity3D技術(shù)開(kāi)發(fā)出可以進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的可操作三維交互場(chǎng)景。在此功能模塊中通過(guò)線性腳本控制實(shí)現(xiàn)交互動(dòng)畫(huà),每一個(gè)腳本對(duì)應(yīng)一到兩個(gè)動(dòng)畫(huà)。學(xué)習(xí)者使用時(shí)可以通過(guò)每個(gè)步驟文字提示內(nèi)容進(jìn)行操作,文字提示功能通過(guò)在腳本中加入public string nextText語(yǔ)句,并在unity3D前臺(tái)輸入文字提示內(nèi)容。操作過(guò)程中,將需要使用的工具放置在屏幕右側(cè)UI中,UI界面中的圖片在Photoshop中修改美化,放在相應(yīng)的資源包中,如圖2所示。新建Tool Control腳本,并設(shè)置UI個(gè)數(shù),設(shè)置完成之后,將對(duì)應(yīng)的圖片拖拽至Tool Control腳本中使用。當(dāng)操作需要使用工具時(shí),相應(yīng)的工具高亮提示。除此之外在本模塊中實(shí)現(xiàn)了真實(shí)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的各種效果,包括火焰的燃燒、氣體的產(chǎn)生以及各種實(shí)驗(yàn)試劑顏色的變化,增加本系統(tǒng)的真實(shí)感。

粒子系統(tǒng)是unity3D中的重要部分,粒子是個(gè)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生的過(guò)程,粒子模塊通過(guò)粒子曲線編輯器使使用者創(chuàng)建出各種各樣的粒子效果。在很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)中都需要有加熱的操作,本系統(tǒng)中為實(shí)現(xiàn)火焰的真實(shí)效果,采用的是unity3D自帶的Particle system資源[3]。并在Renderer處的Material和Trail選擇Particle Smoke White這個(gè)貼圖。然后再調(diào)整相關(guān)的屬性,duration設(shè)為1,start liftime設(shè)為1,start speed設(shè)為2,start size設(shè)為3�；鹧娴撞课恢幂^小,因此在shape這個(gè)地方將angle設(shè)為0,radius設(shè)為0.3。接下來(lái)設(shè)置火焰的形狀,火焰的形狀是底部小、中部大、頂端小的特點(diǎn)因此設(shè)置size over lifetime來(lái)調(diào)整其變化的曲線,調(diào)整時(shí)要注意觀察火焰的實(shí)時(shí)變化,以期調(diào)到滿意的形狀[4]。除此之外火焰分為內(nèi)焰、外焰,內(nèi)焰的顏色一般為藍(lán)色,外焰的顏色為黃色并接近于透明狀態(tài),因此在color over lifetime中把火焰底部的顏色設(shè)置為藍(lán)色,中間部分為黃色,同時(shí)調(diào)整火焰上方的透明度為0,使火焰在顏色上呈現(xiàn)出過(guò)度的效果,這樣火焰效果更為逼真,如圖3所示。2.2 模型貼圖紋理處理技術(shù)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐[J]. 伍婷,許蘇宜,張亞鵬,許英.  化學(xué)教育. 2017(05)
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