国外仿真VL的现状
3.美国北卡罗来那大学Greenboro分校的LAAPhysics 物理实验室 该项目获得美国教育部资金 180 万 美元。 通过 java applet 模拟各种实验设 备；虚拟教授 通过数据库对学生操作的记录进行 判定。 2d/假3d界面
国外仿真VL的现状
4. Howard Hughes 医学院开发的Biointeractive系列软件 逐步进行的方式进行实验。 有完整的辅助学习体系，
3.2虚拟实验室的定义
联合国科教文组织采用已被广泛接受的虚拟实验室的定义（virtual laboratory, VL）： “为了实现远程协作、实验研究或其他创新活动， 通过分布式信息通讯技术产生并发布结果的电子工作室。 ”
3.3 化学化工教育教学软件研发中心
教学经验+专业技术+奉献精神
1999年由大连理工大学刘志广教授创建的化学软件研究中心。 承担多项国家及省部级课题；所开发的VL涉及化学、化工、食品 和模具等多个专业。被国内有近百所高校采用； 几年来analab所研制的软件在全国多媒体教育软件大奖赛中获 得了一等奖三项、四等奖两项，并获得其他各种奖十多项；04年 在意大利获得了Pirelli International Award奖。
2. VR应用领域
领域 医学 用途 外科手术，远程遥控手术，身体复建，虚拟超音波影像，药物合成
教育
艺术 商业 景观模拟 科学视觉化 军事 太空 机械人 工业 娱乐
虚拟天文馆，远距教学 ,虚拟实验室，虚拟教师
虚拟博物馆，音乐 电传会议，电话网路管理，空中交通管制 建筑设计，室内设计，工业设计，地形地图 数学、物理、化学、生物、古生物、考古、行星表面重建，虚拟风洞试验，分子结构分析 飞行模拟，军事演习，武器操控 太空训练，太空载具驾驶模拟 机械人辅助设计，机械人操作模拟，远程操控 电脑辅助设计 电脑游戏
国内仿真VL的现状
问题: 资金投入不够(与国外相比)
缺乏专业人才(既精通教学,又熟悉多媒体技术)
已有软件缺乏教学策略设计
好作品少
国内仿真VL的现状
金华科公司的仿真化学实验室 面向高中化学教学，由使用者（教师）制定实验内容、过程，然后生成 实验文件，再由实验者（学生）进行实验模拟。
支持数据库，定制实验，数据处理 强；其他辅助功能（3d分子浏览器 等）能够满足对于实验的支持和扩 充。不能模拟真实场景，2d界面， 不适于网上传播。
国内仿真VL的现状
大连理工研制的“仿真化学实验室” 1.VB技术开发的单机版
2.Flash技术开发的网络版
初期：非场景化，高交互，功能不够完 善。
矢量动画技术，软件体积小，速度快，适 用于网络
3.场景式情感交流网络虚拟实验室
发展方向之一：情感交流 环境协调；听到声，看到人；信息实时反馈。
5.基于虚拟现实技术的真正Web_3D场景虚拟实验室
虚拟现实技术已经和理论分析、科学实验一起，成为人类探索客观世界 规律三大手段。
1.2
I3 特性
Immersion 沉浸
I3
Imagination 构想
Interaction 交互
1.3 虚拟现实技术的类别
Augmented VR 增强虚拟显示系统 Distributed VR 分布式虚拟现实系统 Immersion VR
沉浸虚拟现实系统
Desktop VR 桌面虚拟现实系统
1.4 交互设备
头盔
跟踪器
立体投影
interaction
数据手套 立体显示
1.5 产生立体感的条件
透视效果—几何 明暗虚实变化—光线
双眼的空间定位—视差
1.6 立体3D投影系统 桌面型立体展示系统
多通道环幕立体投影系统
采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统，它比普通的标准投影系统具备更大的显示尺寸、更 宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率，以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果。
开发的校级多实验中心开放式教学网络预约管理平台；大型公用 仪器网络开放预约管理平台等，在多所高校推广使用。
发展过程
VB
VRML
FLASH
Cult3D
Virtools
•三维显示技术的搭建 •VR技术的应用 •CSFOLE的结合 •场景化 •角色代理 •语音识别
3.4 国内外仿真VL的发展现状
(1) 国内仿真VL的发展现状 主要依托大学开发,目前公司也逐渐加入。
3d界面。
国外化学仿真VL
（3）今后的发展模式
场景式；强化虚拟环境；强化情感交流；信息 反馈；过程评价；智能化；协同化
3.5 作品展示
CSFOLE和实验信息管理平台
发展方向： Web_3D
（2）国外仿真VL的现状
1. Model Science的Chemlab 1994年就推出了第一版 单机版
比较成熟完善，影响大。可以 进行多种实验的模拟：酸碱滴定、 沉淀、反应动力学、比重测量等等。 2d界面。由独立公司开发运作。
国外仿真VL的现状
2.卡内基梅隆大学的IrYdium 项目 1997年立项，美国国家自然基金等单位资助（The National Science Foundation）， 2002年已经开发出了教学实用的虚 拟普通化学实验室。计算机实验、 实验预习复习等教学活动。 使用java开发，网络运行，2d 界面。
虚拟战场
虚拟校园
虚拟制造
虚拟手术
虚拟游戏
虚拟培训
3. VR在化学中的应用
主要应用方面
分子设计
化工实训
虚拟实验室
3.1 虚拟实验室的作用与效果
实验教学模式的多样化——虚拟+实际 实验教学资源的网络化——趋势与超前 实验教学内容的趣味化——引导与培养 优势资源的共享——现实与国情 效果： 学习兴趣增加 预习效果明显提高 提高实验室和仪器的利用率 深化实验教学改革
虚拟现实VR技术在化学实验 教学中的应用
内容
1
VR技术概述
2
VR在化学实验中的应用
（1） （2） （2） （3）
虚拟实验室的定义
国内外发展现状
化学化工教育教实（VR）技术概述 1.1 什么是虚拟现实技术？
Virtual Reality VR：是一种逼真地模拟人在自然环境中视觉、听 觉、运动等行为的人机界面技术。