實(shí)驗(yàn)教學(xué)在物理教學(xué)中具有非常重要的地位和作用。在教學(xué)中，由于班級(jí)人數(shù)多，演示物理實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生常?？床磺宄?shí)驗(yàn)現(xiàn)象而對(duì)物理教學(xué)失去興趣。用實(shí)驗(yàn)錄像或Flash動(dòng)畫等方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不具有交互性，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不逼真，不能很好地滿足課堂教學(xué)的需要。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，虛擬實(shí)驗(yàn)憑借其真實(shí)的質(zhì)感、靈活的交互，解決了演示實(shí)驗(yàn)難的問(wèn)題。本文根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，利用Cult3D技術(shù)開(kāi)發(fā)了通電、斷電自感虛擬實(shí)驗(yàn)。
　　
　　一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的選擇
　　
　　虛擬現(xiàn)實(shí)是以仿真的方式給用戶創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維虛擬世界[1]。目前桌面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有很多，常用的有Cult3D、VRML、VIEWPOINT、JAVA3D等[2]。Cult3D技術(shù)和其他技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)。
　　Cult3D是一個(gè)面向電子商務(wù)的交互三維軟件，使用Cult3D技術(shù)，用戶可以在線瀏覽、觀察可交互的三維產(chǎn)品模型。它在低帶寬的連接上提供了高品質(zhì)的渲染技術(shù)，通過(guò)使用鼠標(biāo)、鍵盤，用戶可以旋轉(zhuǎn)和縮放Cult3D模型，并可從任意角度觀察，可以傾聽(tīng)優(yōu)美的音樂(lè)和清晰的解說(shuō)。
　　Cult3D的內(nèi)核是基于JAVA 的可視化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，只要用很少的時(shí)間去熟悉Cult3D文檔，就可以很快做出比較理想的網(wǎng)絡(luò)三維程序。Cult3D本身雖然不具有建模能力，但是可以用現(xiàn)在比較流行的3DS MAX、AutoCAD、Maya等三維建模軟件建立模型。Cult3D導(dǎo)入的模型不僅支持材質(zhì)、貼圖，還支持導(dǎo)入動(dòng)畫，做出逼真的實(shí)驗(yàn)仿真效果。
　　在相關(guān)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，Cult3DByJBBRSqgDQRH+QsYDmu/i20i0834d/XHSE0KN+Tymg=顯示的效果較好，下載速度較快。此外，Cult3D生成的.co格式的文件可以插入到網(wǎng)頁(yè)、VB程序、Authorware程序中。
　　
　　二、自感虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
　　
　　通電、斷電自感實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的基礎(chǔ)演示實(shí)驗(yàn)。一個(gè)優(yōu)秀的虛擬演示實(shí)驗(yàn)，不僅應(yīng)該具有逼真的顯示效果，還要有良好的交互能力。Cult3D技術(shù)與JavaScript等技術(shù)相結(jié)合運(yùn)用就能在虛擬實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)逼真的顯示、靈活的交互。
　　Cult3D程序開(kāi)發(fā)的一般步驟是首先用3DS MAX、AutoCAD、Maya等三維建模軟件建立模型或動(dòng)畫，再輸出Cult3D支持的.C3D格式；其次將建立好的模型和做好的動(dòng)畫導(dǎo)入到Cult3D中；最后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)交互和反饋。
　　
　?。ㄒ唬┙⒛Ｐ?br/>　　首先對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行拍照，根據(jù)照片用3DMax建立模型。在建立模型時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，要求?duì)通電、斷電自感演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，確定自感虛擬實(shí)驗(yàn)中需要制作的交互和反饋環(huán)節(jié)。按鈕K1、按鈕K2、燈泡L1和燈泡L2是需要交互和反饋的環(huán)節(jié)，應(yīng)該建立成單獨(dú)的物體，并建立一個(gè)攝像機(jī)，以便控制攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)漫游效果，效果如圖1。
　　
　　圖1 自感虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?br/>　　
　　建立模型時(shí)要注意以下問(wèn)題：第一，建立的模型要和實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)物照片保持高度一致，自感實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ驼掌蛯?shí)物照片分別如圖2和圖3，要注意盡量減少模型的片面數(shù)，這樣在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的時(shí)候能夠加快顯示的速度；第二，模型中需要交互的部件在3DMAX中必須是單獨(dú)的物體，并且單獨(dú)命名，起名字的時(shí)候要注意模型的名稱要方便記憶，避免在做交互的時(shí)候不好找。比如在自感虛擬實(shí)驗(yàn)中，按鈕K1、按鈕K2、燈泡L1和燈泡L2都是需要交互的部件，因此在建立模型的時(shí)候要做成單獨(dú)物體。
　　
　?。ǘ┙换サ脑O(shè)計(jì)
　　把建立好的模型導(dǎo)入到Cult3D中后，模型并不具備交互的功能。要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和要求，為模型添加操作和控制以實(shí)現(xiàn)交互功能。
　　1．實(shí)驗(yàn)漫游的設(shè)計(jì)
　　首先在Cult3D中找到3DMax中設(shè)置的攝像機(jī)，并為它加入按鍵控制和移動(dòng)控制，設(shè)置好參數(shù)，就可以用上下左右方向鍵控制攝像