【摘要】：隨著信息技術的不斷發(fā)展和進步,教育信息化的發(fā)展水平也在不斷提高,在此背景下,出現(xiàn)了計算機輔助教學系統(tǒng),被用于各個學科中進行輔助教學或提供獨立學習環(huán)境,以幫助學生提高學習效率和學習質量。其中也包括實操性較強的化學學科。本文通過分析現(xiàn)有化學教學輔助系統(tǒng)的不足,對其進行改進與創(chuàng)新,重新設計并實現(xiàn)了一個基于WebGL與增強現(xiàn)實技術的化學教學輔助系統(tǒng)。本文采用軟件工程思想,首先對系統(tǒng)進行了需求分析,然后在需求分析的基礎上對系統(tǒng)進行了概要設計和詳細設計,并最終實現(xiàn)了該教學輔助系統(tǒng)。通過對系統(tǒng)的實驗和測試,驗證了系統(tǒng)的實用性與創(chuàng)新性。本文實現(xiàn)的化學教學輔助系統(tǒng),為學生提供一個獨立的學習環(huán)境,同時為老師的教學提供了輔助。本文系統(tǒng)摒棄了以往的C/S架構,改為采用B/S架構實現(xiàn),并且利用WebGL頁面3D技術讓其中功能模塊立體化,同時還運用了增強現(xiàn)實技術對系統(tǒng)的學習交互方式做出了創(chuàng)新。系統(tǒng)包含了用戶管理、元素周期表學習、分子球棍模型操作平臺、虛擬實驗室四個子系統(tǒng)。用戶管理子系統(tǒng)支持不同的角色用戶在系統(tǒng)中進行注冊、登錄以及修改個人信息等操作;元素周期表子系統(tǒng)利用增強現(xiàn)實技術,在移動端頁面實現(xiàn)了虛實結合的交互學習方式,讓用戶可以在現(xiàn)實世界的畫面下觀察虛擬的元素原子結構;分子球棍模型操作平臺為化學教師提供一個在線的球棍模型編輯器,支持上傳、導入、導出、編輯模型等功能,同時還為學生提供瀏覽、查看分子球棍模型的功能;虛擬實驗室利用WebGL及相關頁面3D技術實現(xiàn)了一個三維實驗室場景,允許用戶通過鼠標、鍵盤在場景中漫游并與場景中的化學儀器模型進行交互。本教學輔助系統(tǒng)能夠幫助學生縮短學習中學化學的時間、提高學習中學化學的興趣并激發(fā)創(chuàng)造力;同時為教師帶來了實用的教學輔助功能。是一個具有重要實際應用價值的教學輔助系統(tǒng)。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP311.52;TP393.09
【圖文】：

不需要進行編譯的。這樣就可以方便改變代碼，馬上看到效果。逡逑２．１．２邋ＷｅｂＧＬ渲染原理逡逑ＷｅｂＧＬ的渲染管道結構［９］如圖２－１所示，在ＷｅｂＧＬ中關于物體幾何體結構逡逑信息都存放在兩種類型的數(shù)據(jù)中，一個是頂點緩存對象，一個是索引緩存對象。逡逑而整個ＷｅｂＧＬ渲染幾何體的過程就是通過渲染管道執(zhí)行。首先從頂點緩存對象逡逑中存放了幾何體的頂點信息，以及各種屬性值，屬性輸入到頂點著色器，頂點著逡逑色器處理后的結果作為輸入，輸入到片元著色器，最終從片元著色器中輸出的結逡逑果再送到幀緩沖中，然后再顯示到屏幕上，就是在瀏覽器上所看到的３Ｄ物體了。逡逑ＷｅｂＧＬ應用的整體結構一般有以下四個要素：Ｃａｎｖａｓ邋（＿布），Ｏｂｊｅｃｔｓ邋（物逡逑體對象），Ｌｉｇｈｔｓ邋（燈光），Ｃａｍｅｒａ邋（攝像機）逡逑——逡逑邐＊邋薛入邐分＇邐．邋｜邐}f出邋１逡逑—瑜入邐於邐邐諂入—逡逑圖２－１邋ＷｅｂＧＬ渲染管道結構逡逑ＷｅｂＧＬ運行在電腦的ＧＰＵ上。因此，需要提供能在ＧＰＵ上執(zhí)行的代碼。逡逑而且這段代碼必須以一對函數(shù)的形式來提供。這兩個函數(shù)分別稱為頂點著色器和逡逑片元著色器

邐第二章系統(tǒng)關鍵技術分析邐逡逑３Ｄ模型、３Ｄ動畫、全景信息等，這樣豐富的資源能夠給學習者便捷的提供最逡逑合適的知識表達方式。X椙肯質導際醯慕換シ絞揭捕嘀侄嘌菏植慷鰲⒂镅�、辶x涎鄱�、体感等。讋驂哪綋Qシ絞礁罷嚀峁┝俗災餮疤剿韉目占�，通过肢体辶x系腦碩材芨謀浯逞罷咧皇鞘褂么竽緣難胺絞劍氨淶酶腥�。峨s阱義銑橄蟮慕萄諶蕕慕步�，矄决能箚精抽象闹R縈瞇檳廡畔⒄故荊鼓芄換謖飧鰣義夏Ｐ妥齔齷ザ蠢�，能馆x鑾墾罷呃斫�。这也蕽摼论文的教学辅助系统选择辶x嫌迷鑾肯質導際踅岷希祝澹猓牽湯詞迪值腦蛑�。辶x匣諤囟ㄥ澹懾義

本文編號：2737372