1. 研究目的与意义（文献综述）

虚拟现实（virtual reality）技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术在当今国内外社会中已经开始广泛地应用。具体在现有的使用方面，包括远程教育，虚拟实验室，vr游戏，涉及娱乐，教育，技术培训，等我们日常生活的方方面面。

而现在虚拟现实技术也在进一步地发展。首先从硬件来讲。目前商用娱乐化的vr眼镜已经是日常大众负担得起的vr设备；而社会研究单位对vr外部设备也基本都负担的起。而从软件来讲，目前开发vr的技术多种多样。java平台上有java3d，同时其他平台有opengl，vtml，driect3d等。其均可实现虚拟现实系统的开发。在多种软件技术，及廉价的硬件支持的情况下。vr技术将在其适合的领域发挥出应有的作用。如危险化学实验的虚拟教学，重要管理系统的操作，飞机驾驶的可视化学习，各个实体系统危机应急处置等多种娱乐及教学领域。可在目前vr技术平民廉价化的情形下，大规模地开发应用。

而在vr技术的基础上，我们可以研究vr技术对人类认知能力的影响。也可以开发出新的3d式的vr学习系统，探究与真实教育而比，这种系统的优劣。而实际上，国内外在此方面都有所建树。如山东大学，目前在构建虚拟医学解剖实验室，具有低成本，可重复，可退至上一步等多种优点。又如以色列bar-ilan大学，开发出一套vr认知可塑性学习及评估系统，并对比研究了3d，2d，实体，三种情形下教学对儿童的认知可塑性的提升。

2. 研究的基本内容与方案

本次研究的内容是通过现有技术，实现一个3d虚拟实验教学平台。

教学平台开发的具体内容是，针对计算机专业核心硬件课程《数字逻辑》的硬件，器件，电路和实现原理特点，设计一个四位加法器的虚拟场景，提取建模实体，设计其三位虚拟实体，并编程实现交互实验操作。教学平台分为教师端和学生端两个端，教师端可以选择器材，实验内容，查看学生做实验的情况。学生端可以对老师给出的内容进行实验，并可以验证结果，提交实验结果。

这个教学平台的完成，将有益于《数字逻辑》相应实验的开展。具体有益的方向有几个方面，首先是节省成本。实验所用门电路，电路板，连线，都是要花费金钱的，而我们开发出这个平台之后，可以减少花销。其二就是方便好用，在做这个实验的时候，有时会因为连线，门电路有故障而无法进行；而实际上，随着器件使用时间增长，器件故障率会变高。而且很重要的一点就是故障的零件，电线，除了你专门测试它坏没坏，否则你是不知道它是否坏了。其三，虚拟实验平台建立之后，只要有一台电脑，不限于时间地点的限制，随时随地可以实验，方便学生学习、复习实验内容。

3. 研究计划与安排

2018/3/1—2018/3/15：

使用3Dmax建立虚拟实验的所有部件3D建模；
2018/3/15—2018/4/15：
将3Dmax中的模型导入Java3D，使用Java3D构建相应的鼠标键盘交互事件。完成程序开发，系统的架构；
2018/4/15—2018/4/30：
进行系统测试，并对系统当中不完善的地方进行改善；
2018/5/1—2018/5/25：
撰写及修改毕业论文；
2018/5/26—2018/6/6：
准备答辩

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 王建新，张丽媛. 基于组件的计算机组成原理虚拟实验室的设计与实现.系统仿真学报，2008，5：2469-2474．

[2] 刘海霞，李仁旺. 基于 vrml 与 java3d 的交互式虚拟物流系统[j]. 计算机工程，2008，11：259-261

[3] 何同林，张徐冰. 基于java3d三维虚拟场景的研究[j]. 计算机应用，2007，s1：291-292