[发明专利]轻量级三维仿真教学平台构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机辅助教学技术领域，特别是轻量级三维仿真教学平台构建方法。

背景技术

土石坝对自然条件有广泛的适应性，它对地基的要求比混凝土坝底，适应变形能力强，同时土石坝可以就地取材，可以充分利用枢纽建筑物基础开挖料筑坝，但是由于土石坝基础资料多、设计内容繁多，除包括常规的枢纽布置与坝型选择、坝体结构设计、坝基处理、坝体与坝基、岸坡与其他建筑物的连接、坝的计算与分析等。

土石坝设计是一个非常庞大的工程,它的基础资料多、设计内容繁多，除包括常规的枢纽布置与坝型选择、坝体结构设计、坝基处理、坝体与坝基、岸坡与其他建筑物的连接、坝的计算与分析等，完成一套针对于虚拟教学的系统不仅需要扎实的水利方面的理论作为铺垫，同时还需要良好的数学、物理以及编程方面的能力，所有土石坝教学往往是一个难点。

传统的教学观念主要是“传道、授业、解惑”，这种教学方法是以教为主，学生始终处于被动的学习环境中，现代化的教学方法要求改变传统的课堂讲授式为启发引导式，赋予学生学习的主动性，引入虚拟现实技术到教学中，逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能。

目前基于虚拟现实技术的特点，它的实际应用在理工科的教学中比较广泛，随着各个行业的要求越来越高，像建筑、机械、物理、化学等学科都开始利用虚拟现实技术实现行业的突破，比如同济大学建筑学院的虚拟现实实验室，采用比较高端的设备，像建筑景观、结构进行相关的仿真，中国科技大学运用虚拟现实技术在物理实验方面，有着丰富的经验，他们已经形成了比较成熟的产品：基于本地的大学物理仿真实验软件，大学物理虚拟实验远程教学系统，相对于这些学科，应用于水利学科的虚拟教学平台则很少。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供轻量级三维仿真教学平台构建方法，改善了土石坝教学与演示系统对水利课程教学的弊端。

其解决的技术方案是，包括以下步骤：

步骤一：对土石坝原型基本构件结构进行划分成土石坝构件；

步骤二：对土石坝构件进行细化成细化部件；

步骤三：细化部件进行参数化，建立细化部件数据库；

步骤四：利用CATIA对土石坝建立三维模型，并将所述三维模型转换为3DXML格式文件，同时将所述三维模型的参数信息保存为BOM信息表；

步骤五：利用ADO.NET技术将3DXML信息与虚拟教学和演示平台进行数据交互；

步骤六：对3DXMLPlayer浏览器二次开发，使虚拟教学模型进行交互演示。

本发明利用土石坝教学与演示系统改善了水利课程教学的弊端，能使学生身临其境感受土石坝，以便更好地体验、接受和学习土石坝设计技术，极大地提高学生的学习兴趣和学习效率，能够给学生一个真实的、直观的感受，提高学习成果。

附图说明

图1为本发明的土石坝虚拟教学与演示系统实现流程图。

图2为本发明的土石坝虚拟教学与演示系统框图。

图3为本发明的3DXMLPlayer浏览器具体二次开发结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

现结合图1至图3所示，本发明轻量级三维仿真教学平台构建方法，包括以下步骤：

步骤一：对土石坝原型基本构件结构进行划分成土石坝构件；

步骤二：对土石坝构件进行细化成细化部件；

步骤三：细化部件进行参数化，建立细化部件数据库；

步骤四：利用CATIA对土石坝建立三维模型，并将所述三维模型转换为3DXML格式文件，同时将所述三维模型的参数信息保存为BOM信息表；

步骤五：利用ADO.NET技术将3DXML信息与虚拟教学和演示平台进行数据交互；

步骤六：对3DXMLPlayer浏览器二次开发，使虚拟教学模型进行交互演示。

所述利用CATIA对土石坝建立三维模型的步骤为：

步骤一：利用土石坝整体工程和土石坝原型构件构造，根据CATIA骨架设计方法，建立土石坝工程整体骨架模型和断面构件骨架模型；

步骤二：通过CATIA建立土石坝构件模板库，将构件模板按照断面构件骨架模型提供的骨架要素进行装配设计，形成土石坝某段三维模型；

步骤三：按照整体骨架模型进行装配，形成土石坝的三维模型。