基于unity3D的虚拟实验平台

基于unity3D的虚拟实验平台

作者：孙寿鹏

来源：《科学与财富》2020年第29期

摘要：虚拟实验环境的实现是基于多媒体计算机技术、网络技术和建模技术的结合，包括相应的实验室环境、相关的实验设备、实验对象和实验信息资源。学习者可以自由进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验，丰富感性知识，加深对教学内容的理解。

关键词：unity3D虚拟实验平台

一.unity3D技术概述

1.1 虚拟实验

虚拟现实技术是信息领域的前沿技术，它在上世纪90年代作为一种基于可计算信息的沉浸式交互环境出现，它使用了多种计算机技术，如人工智能、模式识别、计算机图形学和低层界面。虚拟现实技术是以计算机控制技术为核心，利用三维计算机图形技术、网络技术、多媒体技术、人机交互技术、人机界面技术、传感器技术、可视化技术、立体显示技术和仿真技术，建立一个具有视觉、听觉和触觉感受的虚拟世界。虚拟现实技术的目标是获得真实世界的感觉，因此多感知是虚拟现实技术的灵魂。通过虚拟实验室可以实现数据共享、软件共享、远程仪器控制等功能。虚拟实验室是一种通用的虚拟技术，可以在通用计算机平台上取代传统的电子实验室。通过虚拟实验室可以进行各种实验，具有灵活性高、成本低、效率高等特点。中国工业大学利用虚拟现实技术开展物理实验取得了一定的成绩，通过虚拟现实技术将实验设备、教学内容、教学指导等整合在一起，克服了时间和空间的限制，使学生在虚拟实验环境中进行实验。然而，我国虚拟实验室的发展仍处于起步阶段，存在共享性差、互动性差、扩展能力不足等问题。针对高职院校计算机网络实验教学的需求和难点，设计了一个虚拟实验系统。实验教学的管理和维护集中在计算机上，开发了 b/s 和 c/s 混合系统结构的虚拟实验平台。

1.2虚拟实验的发展

虚拟实验的发展可以分为三个阶段：第一阶段是思维模型阶段和逻辑分析阶段。本阶段主要是基于物理实验，利用逻辑分析和实验数据对思想层面进行模拟。第二阶段是计算机模拟阶段。在此阶段，以数学模型和逻辑模型为基础，通过计算机处理和存储数据，建立了数字化实验模型。用户通过计算机输入设备操作实验，具有一定的互动性，但实验体验较差。第三阶段是虚拟现实阶段。在这一阶段，参与者使用虚拟现实专业设备和互联网操作实验来获得最真实的实验体验。计算机模拟虚拟实验的成本相对较低，可以获得真实的实验经验。因此，计算机模拟虚拟实验的形式更为广泛。