CN108447117A - 一种介于全景建模的3d远程虚实结合实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虚实结合实验方法，一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法，包括以下步骤：(1)预约系统，(2)选择实验器材，(3)实验操作。与已有技术相比，本发明能够为实验者提供逼真的实验环境，实验内容、时间灵活，学生可进行自主选择，不同的实验室设置不同的实验装置，解决了现实资源短缺的问题，实验装置配备了丰富的仪器，为完成各种远程虚实结合实验提供强大的技术支撑，得到真实可靠的实验结果。实验成本低，节省人力物力财力，最大化提高学生的自主学习和动手能力。

Description

一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法

技术领域

本发明涉及一种虚实结合实验方法，更具体地说，涉及一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法。

背景技术

随着计算机网络技术和信息通讯技术的高速发展，学生的学习、生活方式都发生了重大的变革，在高校实验教学环节，学生的数字电路等课程需要在真实的实验室环境中进行手工操作，由于传统实验教学资源不均衡、实验室设备条件有限、学生人数日益增长等问题限制了学生的自主学习和实践操作能力。因此，远程虚实结合实验室的建设已经成为当前教育研究的热点问题。

信息技术的蓬勃发展已经使开发虚实结合的实验环境成为现实，当前教学设备中已有一些远程虚拟实验室，是基于固定的硬件设备而实现的，还没有能够进行实验室预约以及在线操作布线的虚拟实验室系统，因此，需要开发一种具有多功能，能够使学生随时随地进行预约、实现远程虚实结合实验。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法。该方法基于人机互动形式进行实验操作，解决实验室及实验设备的资源短缺问题，根据实验所需提供实验设备，根据实验人员的操作，显示出真实准确的实验数据以及逼真的实验效果。

为了实现上述发明目的，解决已有技术中所存在的问题，本发明采取的技术方案是：一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法，包括以下步骤：

步骤1、预约系统，学生可根据个人的实验内容，自主选择实验时间，并进入预约系统进行在线预约，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、学生根据实验内容，安排虚拟实验室系统的使用时间段；

子步骤(b)、通过漫游实验大楼，以全方位的视角观看实验大楼内的各项设施，以真实的视角寻找自己实验内容的实验室及实验台；

子步骤(c)、进入虚拟实验室系统，在查询预约系统中，查找确定自己所需的实验室及实验台，点击某一具体的实验台查询已预约情况，根据个人实验内容，选择未被预约的时间段，预约完成后可退出预约系统；

步骤2、选择实验器材，远程在线实验操作开始前，需准备各种实验过程中所需的器材，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、确定实验内容中所需的实验器材，包括实验箱及外部实验设备，基于3ds Max软件进行实验器材的建模，记性渲染操作，导出为FBX格式的文件，将FBX格式的文件导入至Unity 3d中，编写脚本文件挂载至相应的模型上，控制输出状态，将最终的工程打包发布至网页系统中，为实验者提供相应的器材；

子步骤(b)、根据个人所预约的实验时间段，提前进行实验器材的配备，通过查找虚拟实验室系统或直接漫游实验大楼来确定所需物品的位置，通过鼠标的点击及滚轮的缩放观察各实验器材，并进行标记；

子步骤(c)、通过点击鼠标操作，提前将所标记的实验所需外部实验设备移动至预约的目标实验台，以便在预约的时间段内，能够高效率的进行实验操作，所需的实验器材被预先挂载实验脚本，保证外部实验设备的可移动性；

步骤3、实验操作，根据自己的实验内容，远程在线完成实验操作，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、根据实验内容，对所有外部实验设备进行摆放，鼠标点击，两次被点击的位置之间出现一条导线，将两个端口相连，完成实验箱与外部实验设备的连接；

子步骤(b)、在连接实验所有外部实验设备后，鼠标点击实验箱开关，远程控制打开实验箱，根据自己的实验内容进行芯片间的连线，鼠标连续点击的两个点之间由系统自动生成一根导线相连，接通开关后，通过输入脉冲完成全部的实验操作后，会观测到当前的实验现象，得到输出的实验数据；

子步骤(c)、分析实验现象和实验数据，若有错误，可选择重新开始本次实验，反复操作至得到正确的实验现象并记录正确的实验数据；

子步骤(d)、完成实验后，整理实验台，关闭实验箱电源，将所有外部实验设备归还至原始标记处，退出虚拟实验室系统。

本发明有益效果是：一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法，包括以下步骤：(1)预约系统，(2)选择实验器材，(3)实验操作。与已有技术相比，本发明能够为实验者提供逼真的实验环境，实验内容、时间灵活，学生可进行自主选择，不同的实验室设置不同的实验装置，解决了现实资源短缺的问题，实验装置配备了丰富的仪器，为完成各种远程虚实结合实验提供强大的技术支撑，得到真实可靠的实验结果。实验成本低，节省人力物力财力，最大化提高学生的自主学习和动手能力。

附图说明

图1是本发明方法步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法，包括以下步骤：

步骤1、预约系统，学生可根据个人的实验内容，自主选择实验时间，并进入预约系统进行在线预约，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、学生根据实验内容，安排虚拟实验室系统的使用时间段；

子步骤(b)、通过漫游实验大楼，以全方位的视角观看实验大楼内的各项设施，以真实的视角寻找自己实验内容的实验室及实验台；

子步骤(c)、进入虚拟实验室系统，在查询预约系统中，查找确定自己所需的实验室及实验台，点击某一具体的实验台查询已预约情况，根据个人实验内容，选择未被预约的时间段，预约完成后可退出预约系统；

步骤2、选择实验器材，远程在线实验操作开始前，需准备各种实验过程中所需的器材，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、确定实验内容中所需的实验器材，包括实验箱及外部实验设备，基于3ds Max软件进行实验器材的建模，记性渲染操作，导出为FBX格式的文件，将FBX格式的文件导入至Unity 3d中，编写脚本文件挂载至相应的模型上，控制输出状态，将最终的工程打包发布至网页系统中，为实验者提供相应的器材；

子步骤(b)、根据个人所预约的实验时间段，提前进行实验器材的配备，通过查找虚拟实验室系统或直接漫游实验大楼来确定所需物品的位置，通过鼠标的点击及滚轮的缩放观察各实验器材，并进行标记；

子步骤(c)、通过点击鼠标操作，提前将所标记的实验所需外部实验设备移动至预约的目标实验台，以便在预约的时间段内，能够高效率的进行实验操作，所需的实验器材被预先挂载实验脚本，保证外部实验设备的可移动性；

步骤3、实验操作，根据自己的实验内容，远程在线完成实验操作，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、根据实验内容，对所有外部实验设备进行摆放，鼠标点击，两次被点击的位置之间出现一条导线，将两个端口相连，完成实验箱与外部实验设备的连接；

子步骤(b)、在连接实验所有外部实验设备后，鼠标点击实验箱开关，远程控制打开实验箱，根据自己的实验内容进行芯片间的连线，鼠标连续点击的两个点之间由系统自动生成一根导线相连，接通开关后，通过输入脉冲完成全部的实验操作后，会观测到当前的实验现象，得到输出的实验数据；

子步骤(c)、分析实验现象和实验数据，若有错误，可选择重新开始本次实验，反复操作至得到正确的实验现象并记录正确的实验数据；

子步骤(d)、完成实验后，整理实验台，关闭实验箱电源，将所有外部实验设备归还至原始标记处，退出虚拟实验室系统。

本发明优点在于：一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法，能够全方位观看所建模型，通过人机交互方式实现远程虚实结合实验，使实验内容更加丰富灵活，解决高校资源短缺问题，降低实验成本，提高学习效率。

Claims (1)

1.一种介于全景建模的3D远程虚实结合实验方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、预约系统，学生可根据个人的实验内容，自主选择实验时间，并进入预约系统进行在线预约，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、学生根据实验内容，安排虚拟实验室系统的使用时间段；

子步骤(b)、通过漫游实验大楼，以全方位的视角观看实验大楼内的各项设施，以真实的视角寻找自己实验内容的实验室及实验台；

子步骤(c)、进入虚拟实验室系统，在查询预约系统中，查找确定自己所需的实验室及实验台，点击某一具体的实验台查询已预约情况，根据个人实验内容，选择未被预约的时间段，预约完成后可退出预约系统；

步骤2、选择实验器材，远程在线实验操作开始前，需准备各种实验过程中所需的器材，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、确定实验内容中所需的实验器材，包括实验箱及外部实验设备，基于3dsMax软件进行实验器材的建模，记性渲染操作，导出为FBX格式的文件，将FBX格式的文件导入至Unity 3d中，编写脚本文件挂载至相应的模型上，控制输出状态，将最终的工程打包发布至网页系统中，为实验者提供相应的器材；

子步骤(b)、根据个人所预约的实验时间段，提前进行实验器材的配备，通过查找虚拟实验室系统或直接漫游实验大楼来确定所需物品的位置，通过鼠标的点击及滚轮的缩放观察各实验器材，并进行标记；

子步骤(c)、通过点击鼠标操作，提前将所标记的实验所需外部实验设备移动至预约的目标实验台，以便在预约的时间段内，能够高效率的进行实验操作，所需的实验器材被预先挂载实验脚本，保证外部实验设备的可移动性；

步骤3、实验操作，根据自己的实验内容，远程在线完成实验操作，具体包括以下子步骤：

子步骤(a)、根据实验内容，对所有外部实验设备进行摆放，鼠标点击，两次被点击的位置之间出现一条导线，将两个端口相连，完成实验箱与外部实验设备的连接；

子步骤(b)、在连接实验所有外部实验设备后，鼠标点击实验箱开关，远程控制打开实验箱，根据自己的实验内容进行芯片间的连线，鼠标连续点击的两个点之间由系统自动生成一根导线相连，接通开关后，通过输入脉冲完成全部的实验操作后，会观测到当前的实验现象，得到输出的实验数据；

子步骤(c)、分析实验现象和实验数据，若有错误，可选择重新开始本次实验，反复操作至得到正确的实验现象并记录正确的实验数据；

子步骤(d)、完成实验后，整理实验台，关闭实验箱电源，将所有外部实验设备归还至原始标记处，退出虚拟实验室系统。