综上,以上问题均可以使用虚拟实验室来解决,首先虚拟实验室可以使用最新的计算机技术来模拟实验仪器,改进传统的实践教学方法,为解决高校实践教学的尴尬现状提供了一个崭新的思路。
虚拟现实技术在实验教学中的具体应用就是虚拟实验室,虚拟实验室是基于虚拟现实技术的一个虚拟空间,由于虚拟现实技术的特性,虚拟实验室有这传统实验室不可比拟的性能和特点。1)节省实验成本,实验不消耗实验材料,可不限次数地重复才做。2)安全,在虚拟实验环境中可以放心地去做各种危险实验[1]。如此一来,实践教学便能够跟上时代的发展,与时俱进,时刻提供最新的实践教学,为培养满足社会需求的高素质人才提供巨大助力。
为此,本文将结合本人在时间学习过程中的实际体验,对虚拟现实通信实验室进行研究。
第二章 开发环境与平台介绍
2。1 引言
古语有云,工欲善其事,必先利其器,对于开发者来说也是适用的,选择适手的工具软件将对开发过程有极大的帮助。经过仔细的甄别筛选,本人最终锁定了两款软件作为开发工具来完成这次项目开发。场景搭建与虚拟现实实现选用Unity Technologies开发的Unity3D作为开发工具,脚本编写采用微软公司发布的VisualStudio2015作为开发工具,虚拟现实的实现选用HTC公司发布的HTC Vive SDK来实现。
2。2 开发工具Unity介绍
Unity是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建注入三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎,可发布游戏只Windows、Mac、Wii、iPhone和Android平台[2]。现在正如日中天的由暴雪公司发布的卡牌游戏《炉石传说》就是使用Unity3D开发而成。
Unity3D开发注重可视化与面向组件,开发者在使用Unity3D时可以直接在场景编辑窗口摆放游戏对象(Game Object),并且可以为这些游戏对象添加多种多样的组件(Component),通过组件为这些游戏对象添加新功能,另外还可以添加使用C#编程语言编写的脚本(Script)来控制游戏对象,在Unity3D中,脚本是作为组件添加在游戏对象上的。
图2-1 Unity3D界面左半部分
如图2-1所示,Unity3D的开发界面十分直观,整个界面的左半部分分为场景(Scene)界面(图2-1上),在场景编辑界面可以编辑场景物体,调整位置等,在一个项目中整个场景环境的搭建都是在这里完成;游戏(Game)界面(图2-1下),在游戏界面可以预览程序运行效果,在项目开发中,游戏界面可以实时预览运行效果。
图2-2 Unity界面右半部分
如图2-2所示,整个右半部分界面分为层级(Hierarchy)界面(图2-2右起第三列),在层级界面可以管理游戏物体,设置父物体等;项目(Project)界面(图2-2右起第二列),在项目界面可以看到项目内所有资源,包括预设体,脚本,材质等;检视(Inspector)界面(图2-2右起第一列),在检视界面可以检查并且编辑选中的游戏对象的各项参数,添加或者移除组件(脚本也可以认为是组件);控制台界面(层级界面和项目界面下面),在控制台界面可以取得许多有用的信息,比如在修正程序bug时常用的打印指令Debug。Log()输出的内容可以在控制台查看,程序运行出错时也可以在控制台查看错误信息,对开发者快速修正程序bug有很大的帮助。
之所以选择Unity3D作为开发工具,不光是因为Unity3D本身作为开发软件素质优秀,还有一个非常重要的原因,Unity3D从5。1版本就开始支持VR开发,在世界范围内与虚幻4引擎(Unreal 4)同是很早就积极支持VR开发的引擎,但是虚幻4引擎与Unity3D相比,操作复杂,性能过剩。使用虚幻4引擎制作的项目画质与光效渲染可以达到3A级,但是虚拟实验室无需如此优异的画质,并且过高的质量也会对设备性能产生很大的负担。除此之外还存在跨平台困难,重新编译流程长过程复杂的问题,从实用角度考虑的话,Unity3D无疑是较为优秀的,因此选择Unity3D作为开发工具。