1. 研究目的与意义（文献综述）

近些年，虚拟仿真技术飞速发展，已很好地融入了各行各业。许多企业已将虚拟现实技术带到了用户的面前，给人们的生活添加了丰富的色彩。在建筑上，研发者利用虚拟仿真技术，将规划、设计的建筑，以立体的形态展现在用户的眼前。在工业上，技术人员通过对相关产品的分析，仿真出三维立体模型，给人们展示其企业、厂房、机械的运行模式 。在游戏方面，给玩家设计出了意想不到的三维世界，增添了许多游戏乐趣。而在教育方面，虚拟仿真技术则应用得更加广泛，人们早已不再满足于一人一书的传统的教育模式，一直在寻求突破，早些年各大高校均增加了投影仪等多媒体设备来辅助教学 。随着虚拟仿真技术的不断发展与成熟，其直观、立体、互动等特点，给学校的教学工作带来了新的生机。Unity公司在脚本方面非常强大，Unity3D支持JavaScript，C#等脚本，使用非网页独立版的Unity3D还有插件功能。动作编辑主要使用JavaScript来设计。JavaScript是一种直译式脚本语言，是一种动态类型、弱类型、基于原型的语言，内置支持类型。

示波器是电子实验室中一种经常使用的电子设备，用于各种信号波形的测量与分析。目前这类仪器相对昂贵。用虚拟仪器技术只需配置通用的数据采集硬件利用开发工具Unity3D，采用模块化设计方法，可以实现虚拟滤波器。虚拟滤波器与传统的滤波器相比，其优点主要体现在：1.价格便宜，节省实验经费，2.使用Unity3D进行开发，软件研发效率高，可操作性与可维护性好。可以通过软件编程形成或增加或修改仪器功能3.虚拟滤波器具有开放性，能够升级采集卡来提高其性能。4.可以与笔记本相连，方便野外作业，，又可以与台式PC相连，实现台式和便携两用，非常方便。特别适合研发部门和各种教学实验室运用。5.融合了计算机强大的性能，突破了传统仪器在数据处理、显示、存储方面的限制，大大增加了传统仪器的功能。而且高性能处理器，高分辨率显示器，大容量硬盘已经成为虚拟仪器的标准配置。6.基于计算机的开放式标准体系结构。虚拟仪器的硬软件都具有开放性、模块化、可重复使用及互换性等特点。因此，用户可以根据自己的需要选用不同厂家的产品，使仪器系统的开发更为灵活，效率更高，缩短了系统组建和维护时间。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计将使真实实验与虚拟现实融合，用unity3d制作一款软件交互功能良好，界面操作简单，提供实用的虚拟示波器。可能涉及到动画播放，ui界面设计，marker识别技术，虚实结合技术，区域相应技术。虚拟仪器由通用仪器硬件平台和应用软件两大部分构成，硬件平台主要完成对被测信号进行调理和采集。仪器硬件可以是插入式数据采集卡以及必要的外围电路（含信号调理电路，a/d转换器，数字i/o，定时器，da转换器等）。或是带标准总线接口的仪器，如gpib，vxi，pxi，std，pci总线仪器和网络化仪器等。

在本次设计中，虚拟示波器的数据采集装置主要基于声卡，不仅具有通用示波器的功能（如测量电路对激励信号的响应），还可暂停波形扫描，以便能更清晰地观察波形的变化，所储存的曲线可以在任何时间打印输出，使用者可以及时进行数据处理，观察和分析实验结果。

示波器的探极是连接在外部的一个输入电路部件，他的基本作用是便于在被测源上探测信号和提高示波器的输入阻抗，从而展宽示波器的实际频带。

3. 研究计划与安排

第1-3周查阅资料，撰写开题报告

第4-7周运行开发环境搭建

第8-12周实现一个基于unity的示波器虚拟教学系统

4. 参考文献（12篇以上）

[1]陈军，蔡金玲.基于unity3d三维多媒体课件的设计与制作，现代计算机，2014，（12）：64-67.

[2] 阎汉生，曾峰，龙宇辉.基于unity3d的产品结构认知虚拟实验室构建，实验室研究与探索，2017，36（8）：117-121.

[3] l.stuchlikova,a.kosa,p.benko,et al. virtual reality vs.reality in engineering education,2017 15^th international conference on emerging elearning technologies and applications,2017,1-6.