虚拟现实技术实验报告

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2024年2月15日发(作者：)

江 西 科 技 师 范 大 学

实 验 报 告

课 程 虚拟现实技术

院 系 教育学院

班 级 2009教育技术学

学 号 ********

姓 名 李进辉

报

告 规

格

一、实验目的

四、实验方法及步骤

二、实验原理

五、实验记录及数据处理

三、实验仪器

六、误差分析及问题讨论

目 录

1. 网络上VR作品查看

2. 了解虚拟现实技术的硬件

3. 全景作品的拍摄与制作

4. Cult3D技术制作-1

5. 有关VT作品制作

6.

7.

8.

9.

10.

11.

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13.

14.

15.

每次实验课必须带上此本子，以便教师检查预习情况和记录实验原始数据。

实验时必须遵守实验规则。用正确的理论指导实践袁必须人人亲自动手实验，但反对盲

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目乱动，更不能无故损坏仪器设备。

这是一份重要的不可多得的自我学习资料袁它将记录着你在大学生涯中的学习和学习成果。请你保留下来，若干年后再翻阅仍将感到十分新鲜，记忆犹新。它将推动你在人生奋斗的道路上永往直前！

实验一 ： 网络上VR作品查看

一、实验课程名称

虚拟现实技术

二、实验项目名称

网络上VR作品查看

三、实验目的和要求

1．通过Internet网络了解虚拟现实技术

2．通过Internet网络了解虚拟现实技术的相关应用

四、实验内容和原理

1．在Internet网络上查找虚拟现实技术相关网站5个，并观看其相关新闻,并写了网站简介。

2．在全文数据库中查找有关虚拟现实技术的相关论文。

进入到学校主页的图书馆中，在万方或维普或清华同方数据库中查找并下载5篇相关的论文，要求在实验报告中写出论文摘要和关键词。

3. 在网上搜索3个虚拟现实技术应用实例，并抓图。

4.通过以上的实验操作，初步了解虚拟现实技术及相关应用

五、主要仪器设备

计算机

六、操作方法与实验步骤

1．在Internet网络上查找虚拟现实技术相关网站5个，并观看其相关新闻,并写了网站简介。

指导老师：何玲 第

页

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2．在全文数据库中查找有关虚拟现实技术的相关论文。

进入到学校主页的图书馆中，在万方或维普或清华同方数据库中查找并下载5篇相关的论文，要求在实验报告中写出论文摘要和关键词。

1、基于虚拟现实技术的现代教育探索

摘 要：虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术，能够解决学

习媒体的情景化及自然交互性的要求，从而在现代教育领域内有着极其巨大的应用前

景。本文主要探讨虚拟现实技术类型的划分，及其在现代教育领域中的应用及优势。

关键词：虚拟现实；现代教育；Virtual Reality；VR

2、利用虚拟现实技术创建教学新模式

摘 要：随着虚拟现实技术的日益发展，在实际生产、生活中的应用越来越广泛，

本文对虚拟现实技术、系统构成及其应用作了简要的介绍。仿真、虚拟实验、虚拟教学

技术的不断发展不仅给教育领域带来了新的活力，而且对传统的教学模式产生了巨大的

冲击。但同时也应该意识到，虚拟现实技术应与传统教学模式相结合才能发挥更大的作用。

关键词：虚拟现实;VR 系统;虚拟实验;虚拟教学

3、虚拟现实技术在教育领域的应用研究

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摘 要:介绍了虚拟现实技术( VR)的概念、 主要类型、 相关技术和研究内容,总结

了 VR在国内外教育领域的研究现状,提出拓展 VR在教育领域的应用范围和需

要进一步研究的问题及对策。

关键词: VR; 虚拟现实技术; 教育

4、虚拟现实技术及其在高校中的应用

摘 要：本文介绍 了虚拟现实技术的发展历 史、特征及 目前虚拟现 实技术在高校中的应用 ,

着重剖析 了虚拟现 实技术进入 高校的意义及影响 。

关键词：虚拟现实技术 虚拟教学 虚拟仿真校园

5、虚拟现实技术在商业楼盘领域中的应用

【摘 要 】利用虚拟现实技术作为大型项目的展示工具，构筑逼真的三维动态模型，全方位的展示建筑物内外部空间及功能， 在申报、审批、宣传、交流、销售时，使目标受众产生强烈的参与兴趣，项目策划者的诉求更易为他人所认同。

【关键词】虚拟现实技术；虚拟楼盘

3. 在网上搜索3个虚拟现实技术应用实例，并抓图。

网上世博会

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虚拟看房系统

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/Products_d_

3D虚拟购物网站

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七、实验结果与分析、心得

通过对老师所要求的实验内容进行操作后，熟悉了通过Internet网络了解虚拟现实技术，以及相关应用

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实验二： 了解虚拟现实技术的硬件

一、实验课程名称

虚拟现实技术

二、实验项目名称

了解虚拟现实技术的硬件

三、实验目的和要求

1．通过Internet网络了解虚拟现实技术的硬件

2．通过Internet网络了解虚拟现实技术硬件的相关应用

四、实验内容和原理

1、在Internet网络上查找虚拟现实技术的硬件网站。

2、查找国际或国内在2010年召开的国际国内有关虚拟现实技术的学术会议(2-3个)，了解其相关内容。

3、通过以上操作，初步了解虚拟现实技术的硬件及相关应用

五、主要仪器设备

计算机

六、 操作方法与实验步骤

1、在Internet网络上用搜索引擎查找虚拟现实技术的硬件网站。

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每个从选取一个设备，译成中文发到********************.cn信箱，信件的名称是学号+姓名+第几次作业。附件与之同名，一般为word格式。如邓安的第二次作业，信箱主题是：04142101邓安第2次作业，附件名是：04142101邓安第2次作业.doc

2、查找国际或国内在2010年召开的国际国内有关虚拟现实技术的学术会议(2-3个)，了解其相关内容。

通过用百度或者谷歌搜索其相关内容并阅读记录。

1、第四届全国教育游戏与虚拟现实学术会议(EGVR’2010)定于7月21-22日在北京中国传媒大学举行,会议由中国图像图形学会虚拟现实专业委员会、中国教育技术协会信息技术教育专业委员会联合主办,中国传媒大学动画学院、中国科学院自动化研究所联合承办。本次大会的内容包括学术报告、专题研讨、最新成果和应用系统演示,并邀请国内外著名专家到会作特邀报告。会议录用论文将结集出版,优秀论文将推荐到《Transactions on Edutainment》国际期刊(EI)、《中国图像图形学报》、《系统仿真学报》

2、由中国图像图形学学会主办，广东工业大学承办的“第十五届全国图像图形学学术会议”将于2010年12月10日至12日在气候宜人的“羊城”广州，美丽的广东工业大学大学城校区举行。NCIG涵盖了计算机图形学、图像处理、视频通讯、虚拟现实、三维可视化、医学影像、数字艺术和游戏设计、机器学习、信息安全等广泛领域。 此次会议旨在聚集从事图像图形相关领域基础研究和应用推广的广大专家学者和企业，为

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其提供一个相互交流的平台，共同探讨图像图形及相关研究领域各方向的 学术动态及发展趋势。就计算机图形学、图像处理、视频通讯、虚拟现实、三维可视化、医学影像、数字艺术和游戏设计、机器学习、信息安全等广泛领域目前的热点问题展开深入、广泛研讨，共享研究成果，促进图像图形及相关研究领域研究人员的相互交流与合作。

七、实验结果与分析、心得

通过以上的实验操作，做到了初步了解虚拟现实技术的硬件以及相关应用，对今后这方面的学习打下基础。

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实验三： 全景作品的拍摄与制作

一、实验课程名称

虚拟现实技术

二、实验项目名称

全景作品的拍摄与制作

三、实验目的和要求

1．掌握鼓形全景的拍摄

2．通过PTgui等相关软件进行鼓形全景的制作

四、实验内容和原理

1.利用数码单反相机拍摄鼓形全景的素材

2.鼓形全景的制作

3.通过以上操作学习鼓形全景的制作全程

五、主要仪器设备

鱼眼镜头相机，计算机

六、操作方法与实验步骤

1.利用数码单反相机拍摄鼓形全景的素材

（1）相关设备：鱼眼镜头相机,拍摄全景特有的三角架

（2）拍摄步骤：架好专门的三脚架，将相机假设好，在M档下对比每个方位的光圈大小，然后取平均值，调到A档，调整光圈至平均值即可，然后分别在前后左右上五个方位拍下照片。

2.鼓形全景的制作

（1）需要用到的相关软件有：ptgui、Panorama Tools等等

（2）制作流程：

1、建立三度球面空间模型；

2、按特定要求拍摄六张鼓形图像

3、然后，确定图像相邻关系及相邻图像之间的最佳点对集

4、基于最佳点对集，建立并求解优化方程；

5、最后，生成全景图像。

七、实验结果与分析、心得

通过实验掌握了鼓形全景的拍摄、PTgui等相关软件进行鼓形全景的制作，同时PTGUI也可做很细致的操控。

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实验四： Cult3D技术制作

一、实验课程名称

虚拟现实技术

二、实验项目名称

Cult3D技术制作

三、实验目的和要求

1．通过Internet网络了解虚拟现实技术Cult3D技术

2．利用Cult3D实现交互作品

3．通过以上步骤初步了解虚拟现实Cult3D技术及其如何实现交互

四、实验内容和原理

1、在Internet网站或教材配套光盘中运行DEMO。观看其效果，注意观察其视觉质量，文件容量等。观看5个以上有关Cult3D的相关网站，对其中三个进行截图，并简介之。

2、在官方网站上下载相关DEMO，安装文件，插件（IE插件、导出插件）。

3、运行Cult3D，设置三维展示效果。

4、学习一些实例的制作。

五、主要仪器设备

微型计算机（要求接入Internet网络）

六、 操作方法与实验步骤

1.在Internet网站或教材配套光盘中运行DEMO。观看其效果，注意观察其视觉质量，文件容量等。

观看5个以上有关Cult3D的相关网站，对其中三个进行截图，并简介之。

2．在官方网站上下载相关DEMO，安装文件，插件（IE插件、导出插件）。

Cult3D软件包括三个组成部分：

建模输出插件是针对 3DS MAX、MAYA等三维软件的，通过此插件将3D模型输出成

Cult3D Design的*.c3d格式。

Cult3D的主要部分，是Cult3D的设计制作工具，可以将模型(*.c3d文件格式)加上旋转、缩放、移动、声音等交互性的效果。

针对其他应用程序的浏览插件，必须安装以后

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才可以在 IE、Netscape、Arcobat、Office等软件中看到Cult3D的展示效果。

3．运行Cult3D，设置三维展示效果。

实例1： 实现用鼠标的左键对物体旋转，鼠标的右键对物体进行放大与缩小，鼠标的左右键同时按下时则移动这个物体。

① 运行Cult 3D Designer。

② 添加openbox.c3d素材文件。

③ 将Event Map窗口中的Left mouse click on object拖入Event Map窗口右边大窗口中，点击 Actions窗口， 双击“Interactivity” 展开其菜单，将Mouse-Acrcball 拖到Event Map 窗口中“ObjectLclick_1”上，当在此图标上出现一个黑色图框时，放下图标，此时可看到两个图标间有根线连在一起。

④ 在Event Map窗口中，拖动Scence Graph 窗口中Box物体到Arcball图标上，等出现黑色图框后放下，此时可看到两个图标间有根线连在一起，在Event Map窗口中，再次拖动Box物体到“ObjectLclick_1”上。

⑤ 在主菜单中选取“Preview”中“Run 。

⑥ 进行Internet发布。

实例2: 增加背景与声音

在本例中主要制作一个展示窗口的背景画面及在展示物体中各部分显示文字提示工具，并可播放声音。

①运行Cult 3d Designer，加入添加minidisc.c3d素材文件(此文件为Cult3d

Designer5.3安装后自带的文件)。执行菜单中File→ADD Cult 3d Designer file，导入这个文件。此时在Stage Windows窗口和Scene Graph窗口中显示该物体及文件相关信息。

②在Event Map 窗口中拖入“World start”图标到右边窗口空白处，再在Action窗口中展开Render，选取“Set background”，拖入Event Map窗口中“World Start_1”图标上，当出现黑框时放下，如图5-30所示。

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图5-30 设置背景各窗口图

③ 双击Event Map窗口中的“Set background”图标，可改变其参数，设置其背景效果，如图5-31所示，如果类型设为“Texture”（纹理），要增加新的背景图片，必须先在Scene Graph窗口中选取“Textures ”单击鼠标右键，选择“New”并选取增加欲做背景的图片文件后，才能使用。

图5-31 背景参数设置

④ 设置物体三维展示效果，如上例中所示，使物体CD机可用鼠标来进行拖动物体、放大与缩小、移动物体等操作。

⑤ 接下面的工作是设置文字提示工具功能，选取Scene Graph窗口中“Tooltips”，单击鼠标右键，选择“New”新建一个“Tooltips1”，双击后弹出对话框，如图5-32所示。

图5-32 文字提示工具的设置对话框

⑥在此对话框中，将Text项目中文字改为“播放键”。单击Associated objects项目中的Add/Remove按钮，弹出图5-33对话框，选取 button-PlayPause增加到右边的区

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域中，并可在Tooltip对话框(如图5-32)中设置提示文字的前景与背景颜色、字体、位置、透明度、效果等。

图5-33 tooltips中select对话框

⑦ 同样的方法在物体CD机中的“停止键”上设置文字提示，如图5-34所示。设置完成后，在Srage windows(演示)窗口，用鼠标分别指向CD机上的“播放键”与“停止键”，可看见在其右侧出现了相关的中文提示。

图5-34 设置“停止键”文字提示的对话框

⑧ 下面开始设置物体CD机的音乐播放，要播放声音，必须要先在Scence Graph窗口中，添加声音文件。单击sound选鼠标右键，选New→sound，出现如图5-35对话框，修改文件路径，选取对应的声音文件，在Cult3d软件中支持*.midi、*.wav等声音文件格式。

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图5-35

选择声音文件对话框

⑨ 在Event Map窗口中，将Left mouse click on object图标拖入右侧的工作区中空白处，在Scene

Graph窗口中，单击物体button-PlayPause，将其拖入Event Map窗口右侧工作区刚才所加的Left mouse click on object-2图标上。

⑩ 在Actions窗口中，单击Sound下的Play Sound，将其拖入Event Map窗口右侧工作区的ObjectLClick_2图标上，在这个Sound图标上单击鼠标右键，在弹出菜单中选取Parameters项，在Select对话框中选中所需的声音文件即可，如图5-36所示，此时在演示窗口单击CD机的“播放键”就可播放音乐。

图5-36 制作播放声音效果

⑾ 接下来，是要控制声音的停止。在Event Map窗口中，将Left mouse object

click on object图标拖入右侧的工作区中空白处，在Scene Graph窗口中，单击button-stop，将其拖入Event Map窗口右侧工作区object click_3图标上。

⑿ 在Actions窗口中，单击Sound下的Stop Sound，将其拖入Event Map窗口右侧工作区ObjectLClick_3图标上。在Event Map窗口中，将Original_1图标拖到Stop Sound图标上。

⒀ 在Stage Windows窗口中，用鼠标点击CD机上的“播放键”可播放声音，点击CD机上的“停止键”，则声音停止。如图5-37所示，保存为cdplay.c3p文件。

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图5-37

全部的源程序图标

实例3、物体的移动与停止

在本例中主要制作一架飞机飞行、停止和复位的操作。采用键盘上的“F”或“f”按键来进行向前飞行，用 “S”或“s” 按键来进行停止飞行，用 “R”或“r” 按键复位。

操作步骤：

1、启动并导入素材文件。运行Cult 3d Designer，加入添加plane.c3d素材文件(此文件可在本书配套光盘中找到)。执行菜单中File→ADD Cult 3d Designer file，导入这个文件。此时在Stage Windows窗口和Scene Graph窗口中显示该物体及文件相关信息。

2、增加三维展示操作。在Event map1窗口中单击(World Start)将其拖入到右侧工作区的空白处，在Actions窗口中，单击“Interactivity”选项下的(Mouse-Arcball)，将其拖入到Event map1窗口右侧工作区中的(World Start)上面，当再现黑框后放下，将Scence Graph窗口中的“C5_CARGO”模型拖入到Event map1窗口右侧中(Mouse-Arcball)上，出现黑框后放下。其效果如图5-3-28所示。

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图5-3-28 增加三维展示效果图

3、制作物体向前运行的效果。在Event map1窗口中，单击窗口左边的(Keyboard’s key press)，将其拖入到此窗口中的右侧工作区，将其改名为“fly”，再双击它打开相应的对话框，在左边框中选择“F”和“s”这个字母分别加入到右侧框中，如图5-3-29所示。

图5-3-29加入“F”和“f”按键控制

在Actions窗口中，单击“Object motion”选项中的其拖入到Event map1窗口中的在Actions窗口中，单击“Object motion”选项中的将其拖入到Event map1窗口中的(Sequence action)选中，将(Translations XYZ)选中，(Fly)上面，出现黑框后放下。

(Sequence action)上面，出现黑框后放下。双击(Translations XYZ)，弹出对话框，并设置相应的数据，如图5-3-30所示。

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图5-3-30 参数设置

4、制作停止效果。在Event map1窗口中选中(keyboard’s key press)，拖动它到右侧工作区空白处，将其改名为“Stop”，再双击它，在弹出的对话框中，在左边框中选择“S”和“s”加入到这个对话框中的右侧。

在Actions窗口中，单击“Object motion”选项中的(Stop sequence action)选中，将其拖入到Event map1窗口中的(Stop)上面，出现黑框后放下。

在Event map1窗口中，将(Sequence action)拖入到(Stop sequence action)上面，出现黑框后放下。

在Actions窗口中，单击“Object motion”选项中的(Stop …)选中，将其拖入到Event map1窗口中的(Stop)上面，出现黑框后放下。

在Event map1窗口中，将物体C5_CARGO 拖到(Stop …)”上，双击(Stop …)，出现对应的对话框，将左边框中的“ation XYZ”加入到右侧框中，如图5-3-31所示。

图5-3-31加入停止的操作图

5、制作复位操作。在Event map1窗口中，选中(keyboard’s key press)拖到窗口右侧空白处，将其改名为“Reset”，再双击它，在弹出的对话框中，选择“R”和“r” 加入到对话框的右侧。

在Actions窗口中，单击“Object motion”选项中的(Reset)选中，拖入到Event

map1窗口中的(Reset)上，将物体C5_CARGO 拖到此图标上。其效果图如图5-3-32所示。

图5-3-32 图标效果图

6、保存文件。将此文件命名为“Plane.c3p”后存盘，本实例制作完成。

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七、实验结果与分析、心得

通过Cult3D的学习，初步了解虚拟现实Cult3D技术及其如何实现交互，并且Cult3D主要是针对刚体对象来实现交互控制，难以实现用于控制点驱动的特征细微变化。

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实验五： VT作品制作

一、实验课程名称

虚拟现实技术

二、实验项目名称

VT作品制作

三、实验目的和要求

1．通过Internet网络了解相关VT作品

2．利用VT开发相关作品

四、实验内容和原理

利用三维游戏制作软件VT（virtools）开发相关作品

五、主要仪器设备

计算机

六、操作方法与实验步骤

1. 通过Internet网络了解相关VT作品

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2.实例制作

实例1:箱子的打开与关闭

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实例2：对象场景

1、 导入素材程序龙和银角，在界面中设定好位置和大小并将其设为初始值

2、 在BB界面中导入控制按键设定好参数，以龙为银角的对称点固定旋转

3、 设定银角的初始位置和面向对称，如图所示参数设置

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实例3：导弹的制作

1、 导入怪物和导弹的素材，调整大小，设定为初始值

2、

3、

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4、设置导弹碰触怪物后的消失效果

5、

6、设置导弹隐藏，如图

实例4：匀速运动的西瓜

1、 导入怪物、银角和西瓜设定大小及位置，设定为初始值

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2、 创设并设置曲线，如右图

3、 将创设的曲线的三个点的两个

端点分别绑定到怪物、银角

4、 设置曲线的颜色，并进行各种参数设定

5、 最后的成果，如图

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七、实验结果与分析、心得

通过Internet网络了解相关VT作品,利用VT学习了一些相关实例的制作，并制作了一些个人作品，实验过程中，需要细心设置调整，切不可马虎，否则很多细微的错误会导致实验失败。

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本文标签： 技术虚拟现实实验相关