隨著計算機技術(shù)地迅速發(fā)展,人類社會已經(jīng)從工業(yè)時代進入了信息技術(shù)時代,同時也產(chǎn)生了許多新興技術(shù)。這些技術(shù)對實驗教學(xué)方式和形式地發(fā)展變化起著重要的促進作用。虛擬仿真系統(tǒng)是一種在計算機平臺中通過虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality,VR）技術(shù)構(gòu)建的用來模擬現(xiàn)實系統(tǒng)的仿真系統(tǒng)。氧含量地檢測在眾多研究工作以及科學(xué)實踐中都有應(yīng)用,例如在臨床醫(yī)學(xué)診斷過程中,血液中的氧分壓（血液中氧分子溶解產(chǎn)生的壓力）是用來評估病人身體狀況的生理測量指標(biāo)中最重要的之一。光纖傳感器具有很高的精度,能夠抗電磁和噪聲干擾,并且頻率選擇性良好,這些優(yōu)點使得光纖傳感器成為不可或缺的氧含量測量工具。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入到熒光光纖傳感器測氧實驗中是非常有意義的。熒光光纖傳感器測氧虛擬仿真實驗不需要現(xiàn)實實驗中的儀器、設(shè)備,能夠非常逼真地呈現(xiàn)真實實驗的操作過程,能夠輕松地展示設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和部件且能基于部件完好無損地組裝設(shè)備。虛擬仿真實驗可以極大地減少實驗成本、大幅提高實驗教學(xué)效率,不會發(fā)生任何生物醫(yī)學(xué)實驗的潛在危險,不會產(chǎn)生任何污染環(huán)境的氣體。在科學(xué)技術(shù)持續(xù)飛速發(fā)展的情況下,虛實結(jié)合甚至完全虛擬的實驗方式必定會成為主流的方式之一。... 

【文章來源】：中南民族大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

真實實驗場景DC（DirectCurrent，直流）電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，能將另一種能量轉(zhuǎn)換成電能[20]

熒光光纖傳感器測氧實驗虛擬仿真系統(tǒng)6光信號是很微弱的而計算氧氣的濃度需要測量出熒光信號與激發(fā)光信號的相位差，鎖相放大器地存在則同時解決了以上兩個問題。鎖相放大器需要進行參考相位、輸入過濾和輸出偏移等虛擬設(shè)置操作。光源驅(qū)動模塊受到電信號地激發(fā)后能產(chǎn)生光信號。光電轉(zhuǎn)換器是一種把光信號轉(zhuǎn)換為電信號的儀器。濾光器是選擇性地透射不同波長的光的器件，同時能阻擋其他的光[23]。2.1.3系統(tǒng)連接原理熒光光纖傳感器測氧實驗的連接圖如圖2.2所示，圖中箭頭方向表示電流或信號地走向。圖2.2系統(tǒng)連接圖信號發(fā)生器輸出10kHZ的正弦信號到光源驅(qū)動模塊，通電后的光源驅(qū)動模塊受到正弦信號地激發(fā)產(chǎn)生正弦光，并且通過光源耦合器將正弦光耦合到光纖中。正弦光通過光纖傳輸?shù)教筋^后促使探頭中的熒光物質(zhì)與氧氣發(fā)生淬滅反應(yīng)并產(chǎn)生熒光，該熒光再通過光纖傳輸?shù)綖V光器。經(jīng)過濾光器過濾掉干擾光后，由光電轉(zhuǎn)換器將過熒光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸入到鎖相放大器。鎖相放大器可以出測量熒光電信號與方波信號的相位差，再結(jié)合式（2.1）、式（2.2）就能計算出氧氣的濃度。2.23dsMax理論基礎(chǔ)3dsMax是在電腦端運行的、能進行3D動畫渲染和3D模型制作的軟件[24]。本節(jié)將講解3dsMax的基本物體、基本操作、常用的建模方法和貼圖方法。2.2.1基本物體和基本操作3dsMax基本物體有三維基本體和二維基本體兩種，通過他們的相互組合或者變形可以制作其他形狀的物體。三維基本體有長方體、球體、圓錐體、圓柱體、幾何球體等；二維基本體有線、矩形、圓、橢圓、多邊形等。常用物體如圖2.3所示。

中南民族大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖2.33dsMax軟件的基本體3dsMax的基本操作有移動、旋轉(zhuǎn)和縮放。這些基本操作都可以沿著XYZ三個坐標(biāo)軸方向進行。移動和旋轉(zhuǎn)只會改變模型的相對位置，不會改變模型的尺寸，而縮放可以改變模型的尺寸不會改變模型的相對位置。通過不同尺寸的基本體地組合和基本操作就可以制作出很多規(guī)則物體。基本體組合的建模方法只能構(gòu)建一些結(jié)構(gòu)簡單、形狀規(guī)則的模型，而無法制作出結(jié)構(gòu)復(fù)雜、形狀多樣的模型。所以，模型地制作還需要使用其他的方法，下一小節(jié)將對其他方法進行詳細(xì)地闡述。2.2.2建模方法三維模型制作常用的方法有樣條線建模、復(fù)合建模和多邊形建模，本小節(jié)將對這些方法分別進行闡述。樣條線建模是一種在二維物體的基礎(chǔ)上通過修改器工具來制作三維模型的建模方法。常用的樣條線修改器有如下四種：（1）擠出修改器。擠出修改器方法是一種對樣條線進行拉伸得到三維物體的建模方法。擠出修改器要求樣條線是閉合的，把閉合樣條線以內(nèi)的部分作為將要制作物體的底面。在三維坐標(biāo)系中，從樣條線底面開始，沿著樣條線底面的垂直方向推動樣條線底面，樣條線底面推動過程的軌跡疊加起來就是目標(biāo)物體。擠出修改器推動底面的距離決定了物體的高度。如果沿著垂直底面方向的坐標(biāo)軸正向擠出，則形成的三維物體的高度為正，反之則為負(fù)。此外，還可以設(shè)置擠出物體高度的段數(shù)，即把高度分成幾段。（2）倒角修改器。倒角是機械工程上的術(shù)語，是在物體的側(cè)面上切一個與底面成一定角度的小平面。倒角修改器的原理是先對樣條線進行拉伸再進行倒角處理。倒角修改器修改的對象只能是閉合的樣條線。倒角修改器可以修改物體拉伸的高度，能多次拉伸疊加高度，還能修改倒角的傾斜度數(shù)。倒角的正值傾斜度數(shù)為向外傾斜、負(fù)值傾斜度數(shù)則是向內(nèi)傾

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多人協(xié)作虛擬實驗室綜述[J]. 甘茂華,阮麗娜,李昌國,楊春.  計算機應(yīng)用與軟件. 2010(05)

博士論文
[1]基礎(chǔ)教育信息化發(fā)展水平評估研究[D]. 李樅樅.華中師范大學(xué) 2018



本文編號：3236856