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多用户环境的虚拟协作学习平台设计与实现

作　者: 余丽娟
导　师: 吕明；余维政
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 协作学习 虚拟现实 VRML
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


近三十年来,随着信息技术的高速发展,虚拟现实技术在各个领域取得了长足的进步,虚拟现实技术越来越受到大众的关注。虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统,它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境,用户通过使用各种交互设备,同虚拟环境中的实体相互作用,使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流。以三个I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思维构想性,作为虚拟现实技术最本质的特点,并融合了其它先进技术。在国际互联网发展迅猛的今天,具有广泛的应用前景。目前国内外流行的主流WEB虚拟现实技术有:VRML技术、Flash技术、Viewpoint技术、Cult3D技术和JAVA 3D技术。其中,在虚拟场景,尤其是大场景的应用方面,以VRML标准为核心的技术具有独特的优势。当代建构主义者主张,世界是客观存在的,但是对于世界的理解和赋予意义却是由每个人自己决定的。我们是以自己的经验为基础来建构现实,或者至少说是在解释现实,每个人的经验世界是用我们自己的头脑创建的,由于我们的经验以及对经验的信念不同,于是我们对外部世界的理解便也迥异。所以,学习不是由教师把知识简单地传递给学生,而是由学生自己建构知识的过程。学生不是简单被动地接收信息,而是主动地建构知识的意义,这种建构是无法由他人来代替的。现代学习理论强调学习的过程是人与环境相互作用的过程,知识必须基于真实的学习情景呈现。虚拟现实技术是继多媒体技术、网络技术之后又一门崭新的技术,在为学习者创建仿真的学习情景方面有着不可替代的积极作用。协作学习是一种为了促进高效率学习、培养学生团队协作能力而开展的教学组织活动。在协作学习过程中,学习者以相互合作共事的态度,共享信息与资源,共同担任学习任务。目前基于网络的协作学习系统多为WEB形式的协作学习系统,即为传统的网页形式中加入了BBS、即时聊天通讯功能等功能模块,但是这种协作学习的交流方式不够丰富,对于抽象的事物难以描述清楚,不利于真实的学习情景呈现。本文首先阐述了协作学习、网络教育的发展现状,然后,以建构主义学习理论和学习共同体理论为指导思想,剖析其基本观点、典型教学方法,并以此作为本文研究的理论依据。进而引出虚拟现实技术,以虚拟现实建模语音为设计语言来设计多用户环境下的虚拟协作学习平台的设计。本文后半部分在介绍虚拟现实技术基本概念的基础上,分析了分布式虚拟现实系统中的若干关键技术——服务器环境、客户端环境、交互感知与操作感知等,在建立基于VRML多用户环境下的虚拟协作学习平台的基础上,实现了多客户端通过网络在同一虚拟场景中协作学习。

全文目录


摘要  4-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 协作学习平台发展现状  10-11
    1.1.1 协作学习平台的出现  10
    1.1.2 网络环境下的协作学习  10-11
  1.2 网络化教育  11-12
    1.2.1 远程教学的产生  11
    1.2.2 网络教育的特点  11-12
  1.3 协作学习平台的发展趋势  12-13
    1.3.1 协作学习平台需要具备的功能  12
    1.3.2 协作学习平台的发展趋势  12-13
  1.4 虚拟现实技术研究现状  13-15
第2章 虚拟现实技术  15-26
  2.1 虚拟现实的发展历史  15-17
  2.2 虚拟现实的定义与特性  17-18
  2.3 虚拟现实的三个要素  18-19
  2.4 虚拟现实的分类  19
  2.5 应用虚拟现实多媒体辅助教学  19-20
  2.6 虚拟现实的优势与限制  20-23
  2.7 虚拟现实技术的基本特征  23
  2.8 虚拟现实系统的系统构架  23-26
第3章 虚拟现实建模语言  26-36
  3.1 虚拟现实建模语言概述  26-32
  3.2 虚拟现实建模语言的特性  32-33
  3.3 虚拟现实建模语言语法基础  33-34
  3.4 虚拟现实建模语言支持的脚本语言编程  34-36
    3.4.1 概述  34
    3.4.2 简述Script 节点结构  34-35
    3.4.3 Script 节点事件处理流程  35-36
第4章 多用户环境虚拟协作学习平台设计  36-60
  4.1 平台设计  36-40
    4.1.1 平台设计的目的  36
    4.1.2 平台的功能描述  36-38
    4.1.3 平台的系统框架  38-40
  4.2 平台的开发过程和主要功能的实现  40-58
    4.2.1 平台的使用描述  40-45
    4.2.2 技术实现  45-57
    4.2.3 平台运行环境  57-58
  4.3 本平台设计完成后的测试及评价  58-60
第5章 结论与展望  60-62
  5.1 完成的工作  60-61
  5.2 结论与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
在学期间研究成果  65-66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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