三維交互式生化分析及基因工程虛擬實驗室的構(gòu)建.pdf

1、隨著國家級虛擬實驗中心建設(shè)政策的支持，虛擬現(xiàn)實技術(shù)飛速發(fā)展，越來越廣泛地被應(yīng)用于高情景三維交互式虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建與研發(fā)中，融入到人們的日常生活之中。生化分析及基因工程實驗涵蓋了生命科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科實驗及研究方法等，如何利用生命活性物質(zhì)進(jìn)行分析以及生物化學(xué)技術(shù)進(jìn)行分析是探索生命奧秘的發(fā)展趨勢。但是在現(xiàn)實實驗室中，一些傳統(tǒng)的生化分析及基因工程實驗存在耗時、操作步驟繁瑣、實驗結(jié)果重復(fù)性差、實驗安全風(fēng)險較大、儀器價格昂貴等諸多影響因素，使得一

2、些實驗的開展較為困難，由于一些儀器高昂的維護(hù)與保養(yǎng)費，學(xué)生動手操作儀器的機(jī)會不多。而生化分析及基因工程虛擬實驗室的建設(shè)，不僅可以有效縮短實驗時間、提高實驗結(jié)果的重復(fù)性、讓每個想要學(xué)習(xí)實驗的人都可以親自動手操作，并可以循環(huán)反復(fù)操作，真正意義上做到隨時可學(xué)、隨處可學(xué)、人人可學(xué)。虛擬實驗與真實實驗兩者為互補(bǔ)關(guān)系，二者缺一不可，相輔相成。生物化學(xué)及基因工程虛擬實驗室的構(gòu)建可以有效解決傳統(tǒng)實驗中的不足之處，不同以往以課件、網(wǎng)絡(luò)課程等教學(xué)形式，利用

3、虛擬實驗進(jìn)行教學(xué)是一種新興的教育模式，因此，構(gòu)建生化分析及基因工程虛擬實驗室是十分必要的。
　　本文利用Virtools、3ds Max、Flash、PhotoShop、PHP語言、VSL語言等多種軟件以及技術(shù)的融合，構(gòu)建了一個集多種功能于一體的網(wǎng)絡(luò)共享虛擬實驗室。通過使用Virtools軟件中自帶的BB模塊以及VSL編程語言實現(xiàn)虛擬實驗的漫游、交互操作、工作站的模擬等過程，支撐整個虛擬實驗室的設(shè)計與構(gòu)建。利用3ds Max三維建

4、模軟件建立虛擬實驗室環(huán)境以及虛擬實驗儀器、人物等模型，并通過多種語言的結(jié)合，最終設(shè)計了較為完整的生化分析及基因工程虛擬實驗軟件。高情景三維交互式生化分析及基因工程虛擬仿真實驗室以網(wǎng)絡(luò)平臺為依托，在多媒體計算機(jī)上建立可供用戶模擬的虛擬實驗環(huán)境以及交互操作，利用虛擬仿真技術(shù)及硬件設(shè)備呈現(xiàn)出高沉浸感三維立體視覺效果，達(dá)到人機(jī)一體化。同時提供用戶網(wǎng)絡(luò)化管理，實驗平臺開放共享等功能，集預(yù)約、選課、預(yù)習(xí)、考核評價、虛擬實驗操作等多種功能于一體。通過