一种虚拟实验室的仿真方法及系统技术方案

技术编号:17780071 阅读:19 留言:0更新日期:2018-04-22 08:45
本发明专利技术公开了一种虚拟实验室的仿真方法及系统,所述方法:采集真实实验室的多个参数;根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型;从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。本发明专利技术无需专门实验室和实验设备,即可完成对实验的教学,适用性更强,实验过程更加简单、高效。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟实验室的仿真方法及系统
本专利技术涉及虚拟现实
,尤其涉及一种虚拟实验室的仿真方法及系统。
技术介绍
在现实生活中,对物理、化学、生物等实验的教学,通常依靠真实的实验室,通过在实验室进行相应的实验,引导学生深刻体会科学知识;然而这种教学方式的普及性并不强,因为该方式需要购置较多的实验设备,并需要设置专门的实验室来实现,对于偏远地区,资金缺乏或校舍缺乏的学校来说,往往由于无法提供这些硬件条件,而使得实验教学受限;同时该种方式的实验教学从前期准备到完成实验需要耗费较多的时间,实验效率较低。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术提供一种虚拟实验室的仿真方法及系统,无需专门实验室和实验设备,即可完成对实验的教学,适用性更强,实验过程更加简单、高效。第一方面,本专利技术提供了一种虚拟实验室的仿真方法,所述方法:采集真实实验室的多个参数;根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型;从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。进一步地,所述多个参数包括:实验室空间参数,实验室设备参数。进一步地,所述根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型,具体包括:根据所述实验室空间参数进行实验室空间的三维建模,生成对应的实验室空间三维模型;根据所述实验室设备参数进行实验室设备的三维建模,生成对应的实验室设备三维模型。进一步地,所述从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,具体包括:接收用户对所述三维模型的选择指令;根据所述选择指令选择至少一个三维模型。进一步地,所述从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型还包括:接收用户对所述三维模型的调换指令;根据所述调换指令调换所述三维模型中的一个或多个三维模型。进一步地,所述仿真方法还包括:根据用户的操作指令,控制所述虚拟实验室中的虚拟设备执行相应的实验操作。第二方面,本专利技术还提供了一种虚拟实验室的仿真系统,所述系统包括:数据采集模块,三维建模模块,仿真模块;所述数据采集模块,用于采集真实实验室的多个参数;所述三维建模模块,用于根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型;所述仿真模块,用于从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。进一步地,所述系统还包括:交互模块;所述交互模块用于接收用户的操作指令。由上述技术方案可知,本专利技术提供一种虚拟实验室的仿真方法及系统,无需专门实验室和实验设备,即可完成对实验的教学,适用性更强,实验过程更加简单、高效。附图说明图1示出了本专利技术提供的虚拟实验室的仿真方法的流程示意图。图2示出了本专利技术提供的虚拟实验室的仿真系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案,因此只是作为示例,而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一图1示出了本专利技术实施例一提供的虚拟实验室的仿真方法的流程示意图。如图1所示,所述方法包括:步骤S1,采集真实实验室的多个参数。所述多个参数包括:实验室空间参数,实验室设备参数。其中,实验室空间参数包括长度、宽度、高度、明暗度等参数,实验室设备参数包括实验室设备的型号、尺寸、用途等参数,其中,实验室设备包括电源、电压表、电流表、铁架台等物理实验设备以及烧杯、量筒、酒精灯等化学实验设备。步骤S2,根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型。优选地,步骤S2具体包括:根据所述实验室空间参数进行实验室空间的三维建模,生成对应的实验室空间三维模型,即虚拟空间;根据所述实验室设备参数进行实验室设备的三维建模,生成对应的实验室设备三维模型,即虚拟设备,如虚拟电源、虚拟电压表、虚拟烧杯等。根据步骤S2得到的虚拟空间和虚拟设备与真实的实验室空间和设备相似,能够在一定程度上替代真实环境中的空间和设备。可通过包括3DMAX在内的多个建模工具进行建模。步骤S3,从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。其中,所述虚拟实验室为虚拟空间和任意一个或多个虚拟设备的组合。优选地,步骤S3具体包括:接收用户对所述三维模型的选择指令;根据所述选择指令选择至少一个三维模型。通过该步骤,用户可以根据实验需求,任意选择自己需要的虚拟空间和虚拟设备,并按照按照需求将虚拟设备摆放在虚拟空间的适当位置,从而组合成为虚拟实验室。优选地,步骤S3还包括:在发现已建好的虚拟实验室不符合实验需求或实验需求已发生变化的情况下,接收用户对所述三维模型的调换指令,根据所述调换指令调换所述三维模型中的一个或多个三维模型。优选地,所述仿真方法还包括:根据用户的操作指令,控制所述虚拟实验室中的虚拟设备执行相应的实验操作,进行仿真实验。例如用户组装电路的操作指令后,虚拟实验室中的虚拟电路设备自动组装,当用户输入关闭电路开关时,该开关自动关闭。进一步优选地,为了使用户做仿真实验的体验更加逼真,可采集真实用户的双手参数,利用三维建模工具生成对应的双手的三维模型,用户在做仿真实验时,可控制该双手的三维模型完成实验,提升用户体验。进一步优选地,为了使用户做仿真实验的体验更加逼真,可采用渲染工具对实验效果和实验空间进行渲染。例如,在进行光学仿真实验时,对虚拟空间中的光照效果进行渲染,在进行化学实验时对燃烧的火焰颜色进行渲染,在进行电磁实验,对电场和磁场效果进行渲染,模拟真实的实验效果,提升用户体验。基于以上内容,本专利技术实施例一可以实现的技术效果为:无需专门实验室和实验设备,即可完成对实验的教学,适用性更强;实验前的准备更加简单,实验结果出现的更准确和灵敏,实验过程更加简单、高效。实施例二对本专利技术实施例一对应地,图2示出了本专利技术实施例提供的一种虚拟实验室的仿真系统的结构示意图。如图2所示,所述系统包括:数据采集模块101,三维建模模块102,仿真模块103。所述数据采集模块101,用于采集真实实验室的多个参数。所述三维建模模块102,用于根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型。所述仿真模块103,用于从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。所述系统还包括:交互模块;所述交互模块用于接收用户的选择指令、调换指令和操作指令等。基于以上内容,本专利技术实施例二可以达到的技术效果是:无需专门实验室和实验设备,即可完成对实验的教学,适用性更强;实验前的准备更加简单,实验结果出现的更准确和灵敏,实验过程更加简单、高效;所述系统构造简单,方便携带。本专利技术实施例二中未公开的内容与实施例一相同,不再赘述。最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本专利技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本专利技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本专利技术的权利要求和说明书的范围当中。本文档来自技高网...
一种虚拟实验室的仿真方法及系统

【技术保护点】
一种虚拟实验室的仿真方法,其特征在于,所述方法:采集真实实验室的多个参数;根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型;从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟实验室的仿真方法,其特征在于,所述方法:采集真实实验室的多个参数;根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型;从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,组成虚拟实验室。2.根据权利要求1所述的仿真方法,其特征在于,所述多个参数包括:实验室空间参数,实验室设备参数。3.根据权利要求2所述的仿真方法,其特征在于,所述根据所述多个参数进行三维建模,生成多个对应的三维模型,具体包括:根据所述实验室空间参数进行实验室空间的三维建模,生成对应的实验室空间三维模型;根据所述实验室设备参数进行实验室设备的三维建模,生成对应的实验室设备三维模型。4.根据权利要求3所述的仿真方法,其特征在于,所述从多个所述三维模型中选择至少一个三维模型,具体包括:接收用户对所述三维模型的选择指令;根据所述选择指令选择至少一个三维模型。5....

【专利技术属性】
技术研发人员:关禹
申请(专利权)人:沈阳亿生元教育咨询有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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