虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用內(nèi)容VR技術(shù)概述1虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義（1）VR在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀（2）作品演示（3）化學(xué)化工教育教學(xué)軟件研發(fā)中心（2）A1.虛擬現(xiàn)實(shí)〔VR〕技術(shù)概述VirtualRealityVR：是一種逼真地模擬人在自然環(huán)境中視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等行為的人機(jī)界面技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)和理論分析、科學(xué)實(shí)驗(yàn)一起，成為人類探索客觀世界規(guī)律三大手段。1.1什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)？A1.2I3特性I3Immersion沉浸Imagination構(gòu)想Interaction交互A1.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的類別AugmentedVRDistributed

VRImmersionVRDesktopVR增強(qiáng)虛擬顯示系統(tǒng)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)A

1.4交互設(shè)備立體投影頭盔跟蹤器數(shù)據(jù)手套立體顯示interactionA1.5產(chǎn)生立體感的條件透視效果—幾何

明暗虛實(shí)變化—光線

雙眼的空間定位—視差A(yù)1.6立體3D投影系統(tǒng)桌面型立體展示系統(tǒng)A多通道環(huán)幕立體投影系統(tǒng)采用多臺(tái)投影機(jī)組合而成的多通道大屏幕展示系統(tǒng)，它比普通的標(biāo)準(zhǔn)投影系統(tǒng)具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內(nèi)容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺(jué)效果。

A2.VR應(yīng)用領(lǐng)域領(lǐng)域用途醫(yī)學(xué)外科手術(shù)，遠(yuǎn)程遙控手術(shù)，身體復(fù)建，虛擬超音波影像，藥物合成教育虛擬天文館，遠(yuǎn)距教學(xué),虛擬實(shí)驗(yàn)室，虛擬教師藝術(shù)虛擬博物館，音樂(lè)商業(yè)電傳會(huì)議，電話網(wǎng)路管理，空中交通管制景觀模擬建筑設(shè)計(jì)，室內(nèi)設(shè)計(jì)，工業(yè)設(shè)計(jì)，地形地圖科學(xué)視覺(jué)化數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、古生物、考古、行星表面重建，虛擬風(fēng)洞試驗(yàn)，分子結(jié)構(gòu)分析

軍事飛行模擬，軍事演習(xí)，武器操控太空太空訓(xùn)練，太空載具駕駛模擬機(jī)械人機(jī)械人輔助設(shè)計(jì)，機(jī)械人操作模擬，遠(yuǎn)程操控工業(yè)電腦輔助設(shè)計(jì)娛樂(lè)電腦游戲A虛擬戰(zhàn)場(chǎng)虛擬校園虛擬制造虛擬手術(shù)虛擬游戲虛擬培訓(xùn)A主要應(yīng)用方面分子設(shè)計(jì)化工實(shí)訓(xùn)虛擬實(shí)驗(yàn)室3.VR在化學(xué)中的應(yīng)用A3.1虛擬實(shí)驗(yàn)室的作用與效果實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的多樣化——虛擬+實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的網(wǎng)絡(luò)化——趨勢(shì)與超前實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的趣味化——引導(dǎo)與培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)資源的共享——現(xiàn)實(shí)與國(guó)情效果：學(xué)習(xí)興趣增加預(yù)習(xí)效果明顯提高提高實(shí)驗(yàn)室和儀器的利用率深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革A3.2虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義聯(lián)合國(guó)科教文組織采用已被廣泛接受的虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義〔virtuallaboratory,VL〕：“為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)作、實(shí)驗(yàn)研究或其他創(chuàng)新活動(dòng)，通過(guò)分布式信息通訊技術(shù)產(chǎn)生并發(fā)布結(jié)果的電子工作室。〞A3.3化學(xué)化工教育教學(xué)軟件研發(fā)中心1999年由大連理工大學(xué)劉志廣教授創(chuàng)立的化學(xué)軟件研究中心。承擔(dān)多項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)課題；所開(kāi)發(fā)的VL涉及化學(xué)、化工、食品和模具等多個(gè)專業(yè)。被國(guó)內(nèi)有近百所高校采用；幾年來(lái)analab所研制的軟件在全國(guó)多媒體教育軟件大獎(jiǎng)賽中獲得了一等獎(jiǎng)三項(xiàng)、四等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，并獲得其他各種獎(jiǎng)十多項(xiàng)；04年在意大利獲得了PirelliInternationalAward獎(jiǎng)。教學(xué)經(jīng)驗(yàn)+專業(yè)技術(shù)+奉獻(xiàn)精神開(kāi)發(fā)的校級(jí)多實(shí)驗(yàn)中心開(kāi)放式教學(xué)網(wǎng)絡(luò)預(yù)約管理平臺(tái)；大型公用儀器網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放預(yù)約管理平臺(tái)等，在多所高校推廣使用。A開(kāi)展過(guò)程Cult3DVRMLVBVirtoolsFLASH三維顯示技術(shù)的搭建VR技術(shù)的應(yīng)用CSFOLE的結(jié)合場(chǎng)景化角色代理語(yǔ)音識(shí)別A3.4國(guó)內(nèi)外仿真VL的開(kāi)展現(xiàn)狀主要依托大學(xué)開(kāi)發(fā),目前公司也逐漸參加。(1)國(guó)內(nèi)仿真VL的開(kāi)展現(xiàn)狀A(yù)國(guó)內(nèi)仿真VL的現(xiàn)狀

問(wèn)題:

資金投入不夠(與國(guó)外相比)

缺乏專業(yè)人才(既精通教學(xué),又熟悉多媒體技術(shù))

已有軟件缺乏教學(xué)策略設(shè)計(jì)好作品少A國(guó)內(nèi)仿真VL的現(xiàn)狀

金華科公司的仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室

面向高中化學(xué)教學(xué)，由使用者〔教師〕制定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過(guò)程，然后生成實(shí)驗(yàn)文件，再由實(shí)驗(yàn)者〔學(xué)生〕進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M。支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)，定制實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)處理強(qiáng)；其他輔助功能〔3d分子瀏覽器等〕能夠滿足對(duì)于實(shí)驗(yàn)的支持和擴(kuò)充。不能模擬真實(shí)場(chǎng)景，2d界面，不適于網(wǎng)上傳播。A國(guó)內(nèi)仿真VL的現(xiàn)狀

大連理工研制的“仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)室〞1.VB技術(shù)開(kāi)發(fā)的單機(jī)版A2.Flash技術(shù)開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)版初期：非場(chǎng)景化，高交互，功能不夠完善。矢量動(dòng)畫(huà)技術(shù)，軟件體積小，速度快，適用于網(wǎng)絡(luò)A3.場(chǎng)景式情感交流網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展方向之一：情感交流環(huán)境協(xié)調(diào)；聽(tīng)到聲，看到人；信息實(shí)時(shí)反響。A5.基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真正Web_3D場(chǎng)景虛擬實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展方向：Web_3DA〔2〕國(guó)外仿真VL的現(xiàn)狀1.ModelScience的Chemlab

1994年就推出了第一版單機(jī)版比較成熟完善，影響大?？梢赃M(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)的模擬：酸堿滴定、沉淀、反響動(dòng)力學(xué)、比重測(cè)量等等。2d界面。由獨(dú)立公司開(kāi)發(fā)運(yùn)作。A國(guó)外仿真VL的現(xiàn)狀

2.卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的IrYdium工程1997年立項(xiàng)，美國(guó)國(guó)家自然基金等單位資助〔TheNationalScienceFoundation〕，2002年已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了教學(xué)實(shí)用的虛擬普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)等教學(xué)活動(dòng)。使用java開(kāi)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，2d界面。A國(guó)外仿真VL的現(xiàn)狀

3.美國(guó)北卡羅來(lái)那大學(xué)Greenboro分校的LAAPhysics物理實(shí)驗(yàn)室該工程獲得美國(guó)教育部資金180萬(wàn)美元。通過(guò)javaapplet模擬各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備；虛擬教授通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)學(xué)生操作的記錄進(jìn)行判定。2d/假3d界面A國(guó)外仿真VL的現(xiàn)狀

4.HowardHughes醫(yī)學(xué)院開(kāi)發(fā)的Biointeractive系列軟件逐步進(jìn)行的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。有完整的輔助學(xué)習(xí)體系，3d界面。A國(guó)外化學(xué)仿真VLA場(chǎng)景式；強(qiáng)化虛擬環(huán)境；強(qiáng)化情感交流；信息反響；過(guò)程評(píng)價(jià)；智能化；協(xié)同化〔3〕今后的開(kāi)展模式A3.5作品展示ACSFOLE和實(shí)驗(yàn)信息管理平臺(tái)開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體解決方案

(TheCompleteSolutionForOpenLaboratoryEducation)zLims實(shí)驗(yàn)信息管理系統(tǒng)

目前有7所高校正在使用EVL的核心地位

(RichInternetApplications)RIA構(gòu)架，虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合。A根本操作與儀器裝置介紹實(shí)驗(yàn)根本操作A有機(jī)化學(xué)：虛擬實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)A無(wú)機(jī)化學(xué)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；