基于QTVR的遠程虛擬電路維修實驗室的研究及應用


本文共計46頁，24370字；

摘 要
本文是依托廣東省教育廳教育資源建設項目 “家電實用電路虛擬實驗專題學習網(wǎng)站”的建設任務而展開的。針對遠程教學系統(tǒng)中電路維修實驗教學薄弱這一問題，通過對現(xiàn)有遠程虛擬實驗系統(tǒng)實現(xiàn)方法的比較，運用QTVR的思路和方法設計實現(xiàn)了一個遠程虛擬電路維修實驗室VRiELab (Virtual Reality in electrocircuit servicing Laboratory)。VRiELab體現(xiàn)了三維立體感逼真、建模容易、便于網(wǎng)絡傳輸、運行環(huán)境要求低等特點，其中的關鍵性問題包括遠程虛擬實驗系統(tǒng)三維場景的構建，遠程虛擬實驗系統(tǒng)體系結構的確立，虛擬實驗的交互性研究，電路維修虛擬實驗模式等。
本文共分為4個部分，第一部分對國內(nèi)外虛擬實驗室的研究狀況作了回顧，同時介紹了電路維修虛擬實驗室的開發(fā)背景。第二部分重點介紹了遠程虛擬電路維修實驗室的設計目標。并對現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實技術在三維場景的逼真度、系統(tǒng)資源要求、用戶交互能力、平臺適應性與技術的可實施性等方面進行詳細的分析比較，確定了基于QTVR的遠程虛擬電路維修實驗室的系統(tǒng)框架，并給出了系統(tǒng)的課程結構設計。第三部分給出了基于QTVR技術的遠程虛擬電路維修實驗室的具體設計以及開發(fā)方法與實現(xiàn)思路，詳細討論了環(huán)視QTVR的生成過程，包括QTVR開發(fā)系統(tǒng)的硬件和軟件部分、QTVR的生成步驟與交互過程，然后，給出了兩個實例的實現(xiàn)過程。分別是虛擬儀器示波器與DVD機器的維修，提出了虛擬電路維修的預設故障點與全無故障兩種方案，詳細分析了虛擬儀器的基本功能與DVD機的維修方案、維修功能。最后是繼續(xù)開發(fā)基于QTVR的虛擬實驗室的一些建議。
本論文在QTVR技術引入電路維修虛擬實驗方面做了有益的探索與嘗試，但是現(xiàn)在還只是完成了部分的實驗內(nèi)容，同時在交互性與仿真程度方面都還需要進一步探索，隨著相關技術的不斷發(fā)展，該實驗室系統(tǒng)還需要不斷的完善和發(fā)展。

關鍵詞：虛擬實驗,電路維修,QTVR
ABSTRACT
This paper designs and realizes a Virtual Reality in Electrocircuit Servicing Laboratory System(VRiELab), on the basis of the “Website in Virtual Experiment on Household Appliances Practical Circuit”, the research project for Guangdong educational resource development of Guangdong Provincial Department of Education. It discusses the functions and approaches of the System, and presents the software architecture and realization techniques by taking DVD and oscillograph as instances. We find that it is efficient, economical, and realizable to build the VRiELab with the QTVR technique by means of analyzing the advantages and disadvantages of some existing virtual laboratory systems. This VRiELab has the characteristics of three-dimensional reality, easy modeling etc.
目 錄
第1章 緒論 1
1.1遠程虛擬實驗室概述 1
1.2 遠程虛擬實驗室的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3課題的來源及本文的主要工作 5
第2章 遠程虛擬電路維修實驗室的設計目標 7
2.1 遠程虛擬電路維修實驗室設計目標 7
2.2 系統(tǒng)軟件平臺的選擇 8
2.3 遠程虛擬電路維修實驗室的系統(tǒng)框架 11
2.4 實驗課程結構設計 13
2.5 本章小結 14
第3章 基于QTVR的遠程虛擬電路實驗室的實現(xiàn) 14
3.1 QTVR開發(fā)平臺 14
3.2 環(huán)視QTVR的生成過程 18
3.3 實現(xiàn)環(huán)境 22
3.4 應用實例一----虛擬儀器 24
3.5 應用實例二----DVD機的維修 27
3.6 應用實例三----微波爐的維修 32
3.7 本章小結 35
第4章 結論與分析 37
4.1全文總結 37
4.2 進一步工作展望 38
參考文獻 40
致 謝 41
附錄1 虛擬儀器系列建模圖像（部分） 42
參考文獻
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