周 权　徐海萍　邵 立

(合肥电子工程学院　安徽 合肥　230037)

基于VPython的三维场景构建在光学教学中的应用

周 权徐海萍邵 立

(合肥电子工程学院安徽 合肥230037)

摘 要：VPython是Python语言和三维图像模块Visual的组合，可用于快速创建交互式的三维场景和动画．本文以光的反射折射、薄透镜成像、球面透镜像差和光的偏振现象为例，阐述了基于VPython的三维交互场景构建技术在光学课程教学中的应用．三维场景构建在光学课程教学过程中的应用有助于更直观地展现特定的光学现象并揭示其物理规律．

关键词：VPython三维场景光学教学

1引言

大学光学课程是物理及相关专业的主干基础课，其课程内容体系完整，理论性强[1]．光学本身是一门以观察和实验为基础的学科．为了在教学过程中能够帮助学生直观地了解相关理论的实验背景，快速建立清晰的物理图像，利用VPython模块构建了光学课程内容中若干重要理论和现象的三维场景．文中以光的折射反射、薄透镜成像、球面透镜的像差和光的偏振现象为例阐述相应场景的实现和功能．

2VPython简介

VPython是Python语言及其实时三维图像模块Visual的组合，可用于快速创建交互式的三维场景和动画[2]．

Python是一种面向对象、动态的程序设计语言，具有简洁清晰的语法，学习曲线平缓，可以用来快速开发程序脚本．在NumPy，SciPy， Matplotlib等程序库的支持下，Python可以完成专业的科学计算任务[3]．

Visual是基于Python开发环境的三维图像模块，可以快速创建三维场景和动画．Visual模块内建了诸如球体、长……