【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)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(jì)算機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng),被用于各個(gè)學(xué)科中進(jìn)行輔助教學(xué)或提供獨(dú)立學(xué)習(xí)環(huán)境,以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。其中也包括實(shí)操性較強(qiáng)的化學(xué)學(xué)科。本文通過(guò)分析現(xiàn)有化學(xué)教學(xué)輔助系統(tǒng)的不足,對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新,重新設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于WebGL與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的化學(xué)教學(xué)輔助系統(tǒng)。本文采用軟件工程思想,首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了需求分析,然后在需求分析的基礎(chǔ)上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了概要設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì),并最終實(shí)現(xiàn)了該教學(xué)輔助系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試,驗(yàn)證了系統(tǒng)的實(shí)用性與創(chuàng)新性。本文實(shí)現(xiàn)的化學(xué)教學(xué)輔助系統(tǒng),為學(xué)生提供一個(gè)獨(dú)立的學(xué)習(xí)環(huán)境,同時(shí)為老師的教學(xué)提供了輔助。本文系統(tǒng)摒棄了以往的C/S架構(gòu),改為采用B/S架構(gòu)實(shí)現(xiàn),并且利用WebGL頁(yè)面3D技術(shù)讓其中功能模塊立體化,同時(shí)還運(yùn)用了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)交互方式做出了創(chuàng)新。系統(tǒng)包含了用戶(hù)管理、元素周期表學(xué)習(xí)、分子球棍模型操作平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室四個(gè)子系統(tǒng)。用戶(hù)管理子系統(tǒng)支持不同的角色用戶(hù)在系統(tǒng)中進(jìn)行注冊(cè)、登錄以及修改個(gè)人信息等操作;元素周期表子系統(tǒng)利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),在移動(dòng)端頁(yè)面實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)結(jié)合的交互學(xué)習(xí)方式,讓用戶(hù)可以在現(xiàn)實(shí)世界的畫(huà)面下觀察虛擬的元素原子結(jié)構(gòu);分子球棍模型操作平臺(tái)為化學(xué)教師提供一個(gè)在線(xiàn)的球棍模型編輯器,支持上傳、導(dǎo)入、導(dǎo)出、編輯模型等功能,同時(shí)還為學(xué)生提供瀏覽、查看分子球棍模型的功能;虛擬實(shí)驗(yàn)室利用WebGL及相關(guān)頁(yè)面3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)三維實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景,允許用戶(hù)通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)在場(chǎng)景中漫游并與場(chǎng)景中的化學(xué)儀器模型進(jìn)行交互。本教學(xué)輔助系統(tǒng)能夠幫助學(xué)生縮短學(xué)習(xí)中學(xué)化學(xué)的時(shí)間、提高學(xué)習(xí)中學(xué)化學(xué)的興趣并激發(fā)創(chuàng)造力;同時(shí)為教師帶來(lái)了實(shí)用的教學(xué)輔助功能。是一個(gè)具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的教學(xué)輔助系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP311.52;TP393.09
【圖文】：

不需要進(jìn)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(jié)構(gòu)［９］如圖２－１所示，在ＷｅｂＧＬ中關(guān)于物體幾何體結(jié)構(gòu)逡逑信息都存放在兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)中，一個(gè)是頂點(diǎn)緩存對(duì)象，一個(gè)是索引緩存對(duì)象。逡逑而整個(gè)ＷｅｂＧＬ渲染幾何體的過(guò)程就是通過(guò)渲染管道執(zhí)行。首先從頂點(diǎn)緩存對(duì)象逡逑中存放了幾何體的頂點(diǎn)信息，以及各種屬性值，屬性輸入到頂點(diǎn)著色器，頂點(diǎn)著逡逑色器處理后的結(jié)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(jié)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(yīng)用的整體結(jié)構(gòu)一般有以下四個(gè)要素：Ｃａｎｖａｓ邋（＿布），Ｏｂｊｅｃｔｓ邋（物逡逑體對(duì)象），Ｌｉｇｈｔｓ邋（燈光），Ｃａｍｅｒａ邋（攝像機(jī)）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(jié)構(gòu)逡逑ＷｅｂＧＬ運(yùn)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(duì)函數(shù)的形式來(lái)提供。這兩個(gè)函數(shù)分別稱(chēng)為頂點(diǎn)著色器和逡逑片元著色器

邐第二章系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析邐逡逑３Ｄ模型、３Ｄ動(dòng)畫(huà)、全景信息等，這樣豐富的資源能夠給學(xué)習(xí)者便捷的提供最逡逑合適的知識(shí)表達(dá)方式。X椙肯質(zhì)導(dǎo)際醯慕換シ絞揭捕嘀侄嘌菏植慷鰲⒂镅浴㈠義涎鄱�、体感等。讋驂哪綋Qシ絞礁罷嚀峁┝俗災(zāi)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(zhì)導(dǎo)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(hào)：2737372