專利名稱：一種基于osg的電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Open Scene Graph(簡(jiǎn)稱OSG)場(chǎng)景圖形系統(tǒng)是ー個(gè)開源的場(chǎng)景圖形管理開發(fā)庫(kù)，主要為圖形圖像應(yīng)用程序的開發(fā)提供場(chǎng)景管理和圖形渲染優(yōu)化功能。一般用于戰(zhàn)斗機(jī)仿真、游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)以及科學(xué)可視化等高性能圖形應(yīng)用領(lǐng)域。以Visual Studio作為電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)環(huán)境，Visual Studio是微軟公司推出的開發(fā)環(huán)境，可以用來(lái)創(chuàng)建Windows平臺(tái)下的Windows應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序,也可以用來(lái)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、智能設(shè)備應(yīng)用程序和Office插件。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要提供給學(xué)生動(dòng)手操作的硬件環(huán)境和軟件環(huán)境，這需要占用大量的教學(xué)資源，尤其在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容復(fù)雜、危險(xiǎn)，實(shí)驗(yàn)條件成本較高的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中這種困難尤為突出。而虛擬實(shí)驗(yàn)在解決以上問(wèn)題的基礎(chǔ)上對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和積極性等也起到了重要的作用。虛擬實(shí)驗(yàn)近年來(lái)已經(jīng)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中的ー個(gè)重點(diǎn)。國(guó)內(nèi)虛擬實(shí)驗(yàn)使用在電エ電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還是比較少的，除了常用的幾款仿真軟件，如Multisim, Matlab/Simulink之外，還有基于Modelica開發(fā)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。這兩種虛擬實(shí)驗(yàn)方式均是基于2D視景，元件符號(hào)和2D模型混合搭建的方式，無(wú)法提供逼真的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和3D視景，無(wú)論是從操作度以及可視性上都有一定的欠缺，對(duì)學(xué)生融入實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)都有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供ー種可快速高效地完成虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)、具有良好可擴(kuò)展性和可移植性的基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置，用于構(gòu)建不同實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境；虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)取裝置，用于根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求調(diào)取相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境；參數(shù)設(shè)定裝置，用于在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中根據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定;實(shí)驗(yàn)仿真裝置，用于接收設(shè)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)求解的數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，并把結(jié)果返回給前臺(tái)做結(jié)果顯示。所述的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置包括三維虛擬場(chǎng)景模塊，用于虛擬實(shí)驗(yàn)提供虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；程序框架模塊，用于提供實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型計(jì)算、命令控制及結(jié)果顯示的程序。
所述的三維虛擬場(chǎng)景模塊包括模型管理単元、視景操作単元、場(chǎng)景渲染單元和用于完成簡(jiǎn)單動(dòng)作和粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫單元。所述的模型管理単元中的模型包括電エ電子元件的幾何模型、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的幾何模型、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理模型和操作指示的幾何模型。所述的視景操作単元的操作包括視角的角度變化、旋轉(zhuǎn)、放大縮小、模型的拖曳及碰撞檢測(cè)。所述的程序框架模塊包括實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型求解単元、負(fù)責(zé)各種命令操作的命令操作単元、提示幫助單元、以及用于顯示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果顯示単元。
所述的結(jié)果顯示単元的窗ロ界面包括基本對(duì)話框和波形顯示對(duì)話框。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì)I)采用高性能開源軟件OSG作為虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的圖形引擎，其提供大量用以快速開發(fā)高性能圖形應(yīng)用程序的庫(kù)，可以快速高效的完成虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)；2)0SG支持多種場(chǎng)景裁剪技術(shù)、細(xì)節(jié)層次節(jié)點(diǎn)、渲染狀態(tài)排序、定點(diǎn)數(shù)組、顯示列表、OpenGL著色語(yǔ)言等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景動(dòng)態(tài)調(diào)度、多線程渲染等機(jī)制，并且提供了文字顯示、粒子系統(tǒng)、陰影系統(tǒng)、等特效模擬，使虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境支持更加豐富的三維圖像顯示效果，使各種元件設(shè)備的幾何模型更加逼真，各種物理現(xiàn)象的仿真更加豐富生動(dòng)，同時(shí)支持更強(qiáng)的后續(xù)擴(kuò)展開發(fā)的特性；3)OSG支持多種基本操作類型庫(kù)，使虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的三維漫游及元件操作更加便捷和人性化，有助于改善學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)時(shí)的操作體驗(yàn)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。4)0SG作為ー個(gè)開源的圖形引擎，其還具有良好的可擴(kuò)展性和可移植性，同時(shí)不存在成本問(wèn)題及知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題；5) Visual Studio中的MFC是非常成熟的視窗軟件開發(fā)類型庫(kù)，采用MFC作為軟件的框架設(shè)計(jì)環(huán)境，使軟件界面更加友好，菜單及工具按鈕操作更加簡(jiǎn)單方便，符合大多數(shù)人的操作習(xí)慣；6)基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境以其友好的人機(jī)操作接ロ、逼真的顯示模型、豐富生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、富有針對(duì)性的數(shù)據(jù)顯示和記錄功能等豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的手段，尤其在部分實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜，具有一定危險(xiǎn)性，成本高的實(shí)驗(yàn)中，這種虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式體現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)。


圖I為本發(fā)明的功能框圖；圖2為電弧發(fā)生虛擬實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)景樹示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例如圖I所示，一種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，包括虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置，用于構(gòu)建不同實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境；虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)取裝置，用于根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求調(diào)取相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境；
參數(shù)設(shè)定裝置，用于在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中根據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定;實(shí)驗(yàn)仿真裝置，用于接收設(shè)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)求解的數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，并把結(jié)果返回給前臺(tái)做結(jié)果顯示。所述的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置包括三維虛擬場(chǎng)景模塊，用于虛擬實(shí)驗(yàn)提供虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；程序框架模塊，用于提供實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型計(jì)算、命令控制及結(jié)果顯示的程序。所述的三維虛擬場(chǎng)景模塊包括模型管理単元、視景操作単元、場(chǎng)景渲染單元和用于完成簡(jiǎn)單動(dòng)作和粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫單元。所述的模型管理単元中的模型包括電エ電子元件的幾何模型、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的幾何模型、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理模型和操作指示的幾何模型。所述的視景操作単元的操作包括視角的角度變化、旋轉(zhuǎn)、放大縮小、模型的拖曳及碰撞檢測(cè)。所述的程序框架模塊包括實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型求解単元、負(fù)責(zé)各種命令操作的命令操作単元、提示幫助単元、以及用于顯示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果顯示単元。所述的結(jié)果顯示単元的窗ロ界面包括基本對(duì)話框和波形顯示對(duì)話框。 本發(fā)明的工作流程如下I)在分析電エ電子實(shí)驗(yàn)原理及內(nèi)容的基礎(chǔ)上，從中抽象出不同實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，虛擬程序由3D虛擬場(chǎng)景組成和程序框架組成，其中3D虛擬場(chǎng)景由OSG配合三維建模軟件完成，其包含對(duì)實(shí)驗(yàn)相關(guān)的物理環(huán)境建立的幾何模型及其管理模塊、場(chǎng)景渲染模塊、視景操作模塊、以及動(dòng)畫模塊；程序框架主要由C++語(yǔ)言編寫，包含對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算的求解模塊、負(fù)責(zé)各種命令操作的指令模塊、幫助模塊、基于各種窗ロ界面的結(jié)果顯示模塊等，將以上這些模塊有機(jī)整合為ー個(gè)實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，最后可以將多個(gè)實(shí)驗(yàn)的虛擬環(huán)境整合成為整個(gè)電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2)通過(guò)調(diào)取相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)操作者根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作，包括對(duì)相關(guān)元件的移動(dòng)、擺放，接線，對(duì)相應(yīng)器材的使用調(diào)節(jié)，來(lái)完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作部分，并通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中操作模塊下的檢測(cè)功能對(duì)實(shí)驗(yàn)操作部分進(jìn)行檢測(cè)評(píng)判；3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)操作者在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，包括元件參數(shù)、環(huán)境參數(shù)等，即可對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行仿真；4)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的后臺(tái)求解程序接收相關(guān)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)求解的數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，把結(jié)果返回給前臺(tái)相關(guān)窗ロ進(jìn)行結(jié)果顯示，部分實(shí)驗(yàn)的計(jì)算結(jié)果可以通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的動(dòng)畫模塊生成實(shí)驗(yàn)物理現(xiàn)象渲染到虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的三維環(huán)境中，達(dá)到數(shù)據(jù)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的可視化展示。步驟I)所述的實(shí)驗(yàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境包括(I)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的幾何模型電エ電子元件的幾何模型、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的幾何模型、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理模型、操作指示的幾何模型，為虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)例虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的幾何模型外觀；(2)實(shí)驗(yàn)求解程序用C++語(yǔ)言編寫，包含相關(guān)電子元件的數(shù)學(xué)模型、實(shí)驗(yàn)的整體求解數(shù)學(xué)模型，并將這些數(shù)學(xué)模型的求解方法抽象出對(duì)應(yīng)的C++語(yǔ)言代碼進(jìn)行程序?qū)崿F(xiàn)；(3)視景操作模塊分為三維漫游部分和模型操作部分，其中三維漫游部分包括視角的任意角度變化、旋轉(zhuǎn)及放大縮小，模型操作部分包括模型的拖拽及碰撞檢測(cè)；(4)命令操作模塊包括檢測(cè)實(shí)驗(yàn)操作情況、設(shè)置及調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)參數(shù)、控制實(shí)驗(yàn)開始結(jié)束暫停等相關(guān)進(jìn)度；(5)程序框架由MFC編寫，包含菜單欄、工具欄及對(duì)話框，主要作為指令操作及實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示的前臺(tái)顯示部分，通過(guò)點(diǎn)擊菜單欄的相關(guān)菜單項(xiàng)及工具欄的相關(guān)工具按鈕，調(diào)取相關(guān)指令，實(shí)現(xiàn)指令操作，并將接收到的實(shí)驗(yàn)求解數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示。所述的電エ電子元件的幾何模型均與求解程序中相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型相對(duì)應(yīng)，其包含的參數(shù)包括模型的ID、名稱、調(diào)用幾何模型文件的邏輯路徑、初始值、數(shù)學(xué)表達(dá)式、初始位置坐標(biāo)、可否被更改、可否被賦值、可否被拖拽，所述的初始值在不可被賦值的模型中代表其本身的值，在可以被賦值的模型中代表未被賦值時(shí)的缺省值，所述的可否被更改表明在實(shí)驗(yàn)結(jié)果改變或者實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景改變時(shí)是否會(huì)更改該模型的幾何外形，所述的可否被賦值表明在實(shí)驗(yàn)操作中實(shí)驗(yàn)操作者是否可以通過(guò)指令操作更改模型的數(shù)學(xué)模型中的值。所述的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的3D虛擬場(chǎng)景，為樹狀結(jié)構(gòu)，根據(jù)相應(yīng)的邏輯關(guān)系將電エ電子元件的幾何模型與數(shù)學(xué)模型、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的幾何模型與數(shù)學(xué)模型、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的動(dòng)畫模型、操作模塊分別對(duì)應(yīng)到從根節(jié)點(diǎn)、枝節(jié)點(diǎn)到葉子節(jié)點(diǎn)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，如圖2所示就是虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)例虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)的樹狀場(chǎng)景結(jié)構(gòu)。步驟3)所述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的仿真過(guò)程是實(shí)驗(yàn)操作者在完成實(shí)驗(yàn)操作后虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)無(wú)誤后將實(shí)驗(yàn)操作者設(shè)定的環(huán)境參數(shù)及元件參數(shù)傳入后臺(tái)求解程序，后臺(tái)求解程序根據(jù)元件的數(shù)學(xué)模型求解得到相關(guān)參數(shù)，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)求解的數(shù)學(xué)模型以及所有數(shù)據(jù)求解得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并根據(jù)此結(jié)果得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表示參數(shù)，作為實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示的指示標(biāo)志。步驟4)所述的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可視化顯示是虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境的三維實(shí)驗(yàn)環(huán)境以及窗ロ界面中的結(jié)果顯示對(duì)話框，接收權(quán)利要求5所述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象標(biāo)志參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求，實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以以連續(xù)波形以及數(shù)據(jù)結(jié)果的形式顯示在窗ロ界面的結(jié)果顯示對(duì)話框中；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是三維實(shí)驗(yàn)環(huán)境根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象標(biāo)志參數(shù)對(duì)三維環(huán)境進(jìn)行重新渲染，通過(guò)OSG粒子系統(tǒng)及動(dòng)畫系統(tǒng)展現(xiàn)的。以虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)為實(shí)例，其具體實(shí)驗(yàn)操作步驟如下步驟I :在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中選擇虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)將生成虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境；步驟2:在菜單欄中點(diǎn)擊操作菜單，調(diào)出電弧發(fā)生裝置的控制面板進(jìn)行相應(yīng)的指 令操作；步驟3 :通過(guò)操作面板中的“復(fù)位”、“產(chǎn)生電弧”、“斷開電弧”等指令操作按鈕，控制虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中的發(fā)生裝置產(chǎn)生電弧，同時(shí)可在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中觀察到電弧產(chǎn)生的動(dòng)畫效果。步驟4 :通過(guò)“啟動(dòng)”和“暫?！卑粹o，可控制操作面板左側(cè)的波形顯示窗ロ，顯示或暫停電弧發(fā)生裝置中電弧發(fā)生電極兩端實(shí)時(shí)的電流和電壓波形。步驟5 :通過(guò)調(diào)節(jié)右下的氣隙距離滑塊來(lái)控制電弧發(fā)生電極兩端的距離，可以觀察電極距離與電弧強(qiáng)弱以及電極兩端電壓電流波形之間的定性關(guān)系。通過(guò)以上步驟即可完成對(duì)虛擬電弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)的操作以及可視化仿真。
權(quán)利要求
1.一種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，包括 虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置，用于構(gòu)建不同實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境； 虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)取裝置，用于根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求調(diào)取相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境； 參數(shù)設(shè)定裝置，用于在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中根據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定； 實(shí)驗(yàn)仿真裝置，用于接收設(shè)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)求解的數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，并把結(jié)果返回給前臺(tái)做結(jié)果顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置包括 三維虛擬場(chǎng)景模塊，用于虛擬實(shí)驗(yàn)提供虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)； 程序框架模塊，用于提供實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型計(jì)算、命令控制及結(jié)果顯示的程序。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的三維虛擬場(chǎng)景模塊包括模型管理単元、視景操作単元、場(chǎng)景渲染單元和用于完成簡(jiǎn)單動(dòng)作和粒子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ー種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的模型管理単元中的模型包括電エ電子元件的幾何模型、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的幾何模型、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的物理模型和操作指示的幾何模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的視景操作単元的操作包括視角的角度變化、旋轉(zhuǎn)、放大縮小、模型的拖曳及碰撞檢測(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的程序框架模塊包括實(shí)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型求解単元、負(fù)責(zé)各種命令操作的命令操作単元、提示幫助單元、以及用于顯示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的結(jié)果顯示単元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種基于OSG的電エ電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述的結(jié)果顯示単元的窗ロ界面包括基本對(duì)話框和波形顯示對(duì)話框。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于OSG的電工電子虛擬實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)，包括虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建裝置，用于構(gòu)建不同實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境；虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境調(diào)取裝置，用于根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求調(diào)取相應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境；參數(shù)設(shè)定裝置，用于在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中根據(jù)實(shí)驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容對(duì)相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；實(shí)驗(yàn)仿真裝置，用于接收設(shè)定的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)求解的數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)求解，并把結(jié)果返回給前臺(tái)做結(jié)果顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有可快速高效地完成虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)、具有良好可擴(kuò)展性和可移植性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F9/44GK102651180SQ20121010171
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者仇佳捷, 寧慶, 張峰, 王子駿 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)