基于Unity3D的化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

葉詩(shī)慧

摘要：針對(duì)高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作條件有限、危險(xiǎn)性大、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容深度廣度不夠等問(wèn)題，結(jié)合Unity3D技術(shù)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一套應(yīng)用于高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。參照高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱的要求，將虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)劃分為三大功能模塊：實(shí)驗(yàn)演示模塊、三維操作模塊、操作考試模塊。其中關(guān)鍵技術(shù)采用粒子系統(tǒng)特效技術(shù)、模型貼圖紋理處理技術(shù)、視頻調(diào)用技術(shù)、人物漫游技術(shù)以及碰撞檢測(cè)技術(shù)，并且通過(guò)3個(gè)功能模塊對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，多通道、多角度提高學(xué)習(xí)者的手腦協(xié)作能力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：Unity3D;化學(xué)學(xué)習(xí);虛擬實(shí)驗(yàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DesignandImplementationofChemicalVirtual

ExperimentSystemBasedonUnity3D

YEShihui

（SchoolofComputerandInformationTechnology，NortheasternPetroleumUniversity，Daqing163318，China）

Abstract：Aimingattheproblemssuchaslimitedoperationconditions，highriskandinsufficientdepthandbreadthofexperimentalteachingcontents，thispaperdesignsanddevelopsavirtualexperimentalsystemappliedinhighschoolchemistryexperimentalteachingbycombiningUnity3Dtechnology.Accordingtotherequirementsofhighschoolchemistryexperimentoutline，thevirtualexperimentsystemisdividedintothreefunctionalmodules：experimentaldemonstrationmodule，threedimensionaloperationmoduleandoperationtestmodule.Keytechnologiessuchasparticlesystemeffectstechnology，themodelmaptextureprocessingtechnology，videocallsandroamingandcollisiondetectiontechnologyareused，andthroughthethreefunctionalmodules，thevirtualexperimentoperationcantrainlearnerswithmultichannelthinkingandimprovethelearnerscooperationabilityofhandsandbrain，inturn，stimulatelearnersinterestinlearning.

Keywords：Unity3D;chemicaltraining;virtualexperiment

0引言

化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)儀器陳舊、實(shí)驗(yàn)藥品缺少、實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間少，以及一些高危操作影響著實(shí)驗(yàn)在學(xué)校中的展開(kāi)。為緩解這一教學(xué)現(xiàn)狀，化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)的引入是非常必要的。相比于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚴怪R(shí)從抽象變具體、降低實(shí)驗(yàn)成本、避免安全隱患等。虛擬實(shí)驗(yàn)尤其是桌面式虛擬實(shí)驗(yàn)相較真實(shí)實(shí)驗(yàn)成本較低，便于及時(shí)更新，學(xué)習(xí)者能隨時(shí)隨地使用實(shí)驗(yàn)所需資源。通過(guò)使用虛擬實(shí)驗(yàn)，可以完成對(duì)虛擬物體的使用操作，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的現(xiàn)象與結(jié)果，從而掌握在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中相同的知識(shí)與技能，甚至能掌握現(xiàn)實(shí)中由于安全因素不能進(jìn)行操作的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種新的方式與思路。虛擬實(shí)驗(yàn)在不同……