[发明专利]一种机能学虚拟仿真实验波形构建方法

说明书

本发明公开了一种机能学虚拟仿真实验波形构建方法，属于数据传输处理技术领域，解决了目前虚拟仿真实验波形影响观察分析效果的问题，包括：导出虚拟仿真实验所需数据；将数据处理为图形与实体实验波形对比；采用函数工具对实验波形进行处理；对处理后的数据，插入散点图或者折线图，判断其与真实实验波形理论和变化趋势是否一致；对数据进行校验和格式化，生成json数据文件；搭建前端波形显示UI界面框，通过HTML5加载json数据文件，对数据进行反演；编写脚本代码，配置功能参数；检测功能参数；封装形成虚拟仿真实验波形。本发明用于虚拟仿真实验波形构建，构建出的波形与实体实验波形相似度高且可灵活调整。

技术领域

本发明属于数字信息传输处理技术领域，具体涉及一种机能学虚拟仿真实验波形构建方法。

背景技术

虚拟仿真实验是通过依托多媒体、仿真技术、虚拟现实、人机交互、数据库和网络通讯技术，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，让学生可以在虚拟环境中开展实验，最终实现真实实验不具备或难以完成的教学功能，是学科专业与信息技术深度融合的产物。这种方式能够节约大量实体资源，并避免部分实体实验对环境的污染。而机能学虚拟仿真实验，即采用以上方法构建虚拟机能学实验室，在虚拟环境中完成生理学、药理学以及病理生理学相关实验手术操作和实验波形分析，其中实验波形包含了动物的血压波形、呼吸波形、肌张力波形、脑电波形等等。对虚拟实验波形进行的分析，避免了某些实体实验中，实验复杂度高导致实验失败无法观察实验波形的弊端，同时提高了学生学习机能学实验的兴趣和积极性。

目前机能学虚拟仿真实验波形的构建方法有两种：

第一种是采用Adobe Flash或者Adobe Photoshop软件根据实验波形需求或已有实验波形图进行临摹描绘。此方法只能绘制变化程度较为简单的实验波形，对波形趋势变化复杂且无规律的波形无法实现，且绘制时间长、工作量大，同时完成后的虚拟实验波形无法实现波形的增益以及扫描速度的调节，学生无法将波形进行展开，进行细节的观察，影响学生对知识点的分析。

第二种是采用算法，根据实际需要的波形走向，使用函数对其进行模拟生成。此方法对制作者的数学功底要求较高，制作的波形可以实现增益以及扫描速度的调节，但是由于函数模拟生成的波形较为理想化，如血压波形每个周期内血压曲线走势基本一样，无法复制出真实波形中每个周期内曲线的差异，从而影响实际教学效果。

发明内容

本发明的目的在于：

为解决现有技术中的虚拟仿真实验波形构建方法制作出的波形周期曲线走势固定化和理想化，导致与真实波形曲线的差异大，影响观察分析效果的问题，提供一种机能学虚拟仿真实验波形构建方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种机能学虚拟仿真实验波形构建方法，包括如下步骤：

步骤A：导出虚拟仿真实验所需数据；

步骤B：将导出数据在Excel表格中处理为图形后与实体实验波形进行对比；

步骤C：在Excel表格中采用函数工具对实验波形进行处理，得到处理后的数据；

步骤D：对处理后的数据，插入散点图或者折线图，判断其与真实实验波形理论和变化趋势是否一致，以此来判定处理后的数据是否符合波形需求，若不符合需求则重复步骤C；

步骤E：对数据进行校验和格式化；

步骤F：使用HTML5以及CSS搭建前端波形显示UI界面框，通过HTML5请求的方式，加载json数据文件，对格式化后的数据进行反演；

步骤G：通过JavaScript编写脚本代码，对功能参数进行配置，所述功能参数包括增益、扫描速度和时间轴等；

步骤H：将配置后的功能参数加入到HTML5绘制的波形反演程序中进行调试，并检测功能参数是否正常，若功能参数不正常则重复步骤G；

步骤I：对最终生成的波形采用SCROM标准对其进行封装，形成含仿真实验波形的SCROM标准课件。