基于Unity3D的物理光学实验的设计与仿真
2021-03-10赵洋洋盛思远
物理实验 2021年2期
关键词:实验
赵洋洋,盛思远
(1.中国刑事警察学院 基础教研部,辽宁 沈阳 110854;2.沈阳化工大学 理学院,辽宁 沈阳 110142)
在高等教育中,理论课程的网络课堂和传统课堂相结合的教学模式已经相当成熟,但对于实验课来说,还存在亟待解决的问题. 尤其是对于远程培养方式的非全日制高等教育,由于受到空间和资源限制,几乎不安排物理实验课. 而物理实验是科学实验的先驱,体现了大多数科学实验的共性[1]. 由于有些实验课程对于环境的要求较高,追求理想的实验环境,需要大量的实验室维护经费来维持. 此外,由于学生生源地中等教育水平不均衡,学生对物理实验的熟悉程度差别较大,带来了较大的授课难度[2]. 这些因素,都影响了大学物理实验课程的教学效果.
国内VR教育主要投入在虚拟现实教育的学习资源、虚拟现实理念研究和虚拟校园仿真环境的构建[3]. 物理仿真实验室通过一系列设计的场景,模拟了特定实验的实验过程,在现代计算机物理引擎中,对于力学性质的模拟已经非常逼真,基本符合真实世界的物理规律[4]. 但是对于光学性质来说,一方面由于光学性质在临界情况下比较复杂,另一方面受限于显卡计算能力,无法大规模实时运用贴近真实世界的光栅化渲染算法. 由于光线追踪渲染算法[5]更偏向以“与真实世界效果相似”为目标,而非从原理上模拟,所以对于某些光学器件的效果,无法精确地表现. 本文提出间接渲染的方法,基……
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