李 兵

（湖南第一师范学院，湖南长沙410205）

随着计算机技术和网络技术的发展，虚拟现实技术已经越来越普遍应用于军事、教育、电子商务等各个方面。其中，将虚拟现实技术运用于创建交互性虚拟实验室是教育领域应用最新信息技术的典型。通过网络虚拟实验，可以更加合理地配置教学资源，实验过程没有仪器设备的损耗，提高教学效益，节约教学成本；打破实验教学的时空限制，实验环境“真实”，激发学生的学习兴趣，提高了教学效果；实验过程可以反复探索，允许失败，允许仪器设备“损坏”，通过正反两方面的实验经验提高了学生的动手能力和创新能力。基于此，本文拟构建基于X3D的数字电路虚拟实验并探讨网络虚拟实验的教学模式。

一、数字电路虚拟实验系统分析

本系统的目标是利用计算机技术、X3D虚拟现实技术和网络通信技术，以数字电路实验为模拟仿真对象，开发出计算机专业本科生数字电路虚拟实验系统。该系统不但要具备虚拟现实的沉浸性、交互性和多感知性的特征，而且要能实现数字电路实验的功能效果和特点。另外，作为网络虚拟实验系统，为了用户与系统之间有及时的交互响应，应严格控制系统数据流大小，无较大延迟。

图1 基于X3D数字电路虚拟实验过程模型

基于X3D的数字电路虚拟实验过程模型如图1所示。实验者通过浏览器的虚拟实验场景进行虚拟实验交互性操作，在虚拟实验环境中，实验内容和过程由程序按照数字电路的原理，以符合客观规律的形式进行模拟仿真，其输出结果则通过浏览器中虚拟仪表和设备显示给实验者。……