《工程制图》教学中虚拟模型库的建立.

基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发图学学报随着计算机技术和网络技术的不断发展，工程制图领域也在不断进步。

为了提高工程制图的效率和准确性，本文提出了一种基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发方法。

通过构建一个网络虚拟模型库，用户可以方便地访问和共享工程制图资源，提高工作效率。

1. 背景介绍工程制图是工程设计的重要环节，它涉及到各种图形和数据的表达。

传统的工程制图方法主要依赖于手工绘图和纸质文档，这种方式存在效率低下、信息传递不准确等问题。

随着计算机技术的发展，工程制图逐渐向数字化和自动化方向发展，虚拟模型库的构建成为了一种趋势。

2. X3D技术介绍X3D（eXtensible 3D）是一种基于XML的3D图形标准，它可以用于创建和展示3D模型。

X3D具有跨平台、可扩展和互操作性等特点，因此在工程制图领域具有广泛的应用前景。

通过使用X3D技术，可以方便地创建和展示工程制图模型，并实现网络共享和交互。

3. 网络虚拟模型库开发本文提出了一种基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发方法。

通过收集和整理现有的工程制图资源，包括各种图形、符号和标准，构建一个虚拟模型库。

然后，利用X3D技术将这些资源进行数字化处理，并相应的X3D模型。

将X3D模型存储在服务器上，并提供网络访问接口，用户可以通过网络访问和所需的工程制图资源。

4. 系统功能与实现（1）模型浏览：用户可以通过网络浏览虚拟模型库中的各种工程制图模型，包括二维图形、三维模型等。

（2）模型搜索：用户可以通过关键词搜索所需的工程制图模型，系统会根据关键词匹配结果进行展示。

（3）模型：用户可以选择所需的工程制图模型进行，以便在本地使用。

（4）模型共享：用户可以将自己创建的工程制图模型到虚拟模型库，与其他用户共享。

（5）模型交互：用户可以通过虚拟模型库与其他用户进行交互，包括评论、讨论和协作等。

本文提出了一种基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发方法，通过构建一个网络虚拟模型库，用户可以方便地访问和共享工程制图资源，提高工作效率。

基于Quest 3D的三维交互式工程制图模型库的建立摘要：为了培养学生的三维立体思维，针对实物模型教学的不足，本文基于quest 3d平台的虚拟现实技术和图像处理技术构建了一个用于展示和教学的交互式三维工程制图模型库。

用户可以在模型库中自由漫游，全方位的观察所展示的模型，点播教学视屏和音频，使用户产生身临其境的感觉，以此提高学生的学习兴趣和教学质量。

abstract： in this paper， based on virtual reality and image processing technology， we apply quest 3d to construct an interactive 3d engineering drawing model library for training students’ 3d thought and making up the shortcomings of the physical model teaching. in the model library， users can roam freely， including comprehensive observation models， showing teaching videos and audios. it gives users to a real immersive feeling and raise interest in learning and teaching quality. 关键词：模型库；虚拟现实技术；quest 3d；交互key words： model library；virtual reality；quest 3d；interaction中图分类号：tb23 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）12-0202-020 引言虚拟现实利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物[1]。

Ｌ Ｊ １ Ｈ ＮＨ ａｊｎ 。 Ｉ ＬＣ Ｅ ａｎｎ ｜ Ｉ Ｇ Ｅ ｕ－ａｇ Ｌ Ｏ Ｈ ＮＪ —ｅｇ ｅ ｉ Ｕ ｉ
（ ｈ ｎ ｑｎ ｎｖ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｄ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｃ ｏ ｇ ｉｇＵ ｉｅｓｙｏ ｉ ｅ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ ｔ Ｓ ｎ ａ Ｔ
模型 室来 代替 传 统 的实物 教 学模 型 室 是一个 具 有现
实意 义的课题 。
具。任何一所理 工科 院校 ， 对模 型 的需 要都 是必不可
少的 ， 它是教 师 的教学 工 具 ， 是学生 从抽 象 的理 论知 识到具体实物 过程 中的一种辅 助教学 手段 ， 教学领 在 域 内有着极其 重要 的作用 ，广 泛应用 于各个 学科 ， 尤 其是工程制 图学科运用 最为普 遍 。但 是 ， 教学 模 型一 般只能在课 堂上使用 ． 型室也 不能全 天候 向学生 开 模 放． 在较大程 度上影 响了教学 效果 。实物模 型普遍 存 在 以下 问题 ： 教师每次上 课都需 要携 带各种各 样 的模 型， 增加 了老师 的负荷 ； 模型大 小有 限 ， 距离 老师 远的 学生往 往看 不清 楚 ． 响教学 效 果 ； 影 若几 个教 师 同时
ｆ 教 师上 课 再 也 不 需 要 搬 运 众 多 的 模 型 ，减轻 了 １ ）
教师的劳动强度 ， 只需教室有多媒体教学设备 即可 。 ｆ１ 拟模 型室 中的三 维模 型造 型逼 真 ，控制 灵 ２虚 活 ， 以随意放 大 、 小 、 可 缩 剖切 、 旋转 、 渲染等动 画演示 ， 立体感极强 ． 将抽 象的理论与 实际物体相联 系 ， 强 了 增 感性认 识 ． 大地调动 了学生 的学习积极性 。 极

价值工程1虚拟模型使用的意义《机械制图》课程是培养获得工程师初步训练的一门重要的技术基础课，本课程既有理论，实践性又很强。

是后续课程学习的基础。

该课程的任务就是培养学生的绘图和看图能力，培养学生的空间想象能力和空间分析能力，进一步提高学生的造型能力和设计能力。

在这门课的学习过程中，实物模型的使用对学生的学习效果起着很重要的影响，是该课程的重要环节，但是大量模型的使用也给上课带来了不便，模型的频繁借还和搬运费时费力不便于管理，再者，配合工程制图课程的网络化教学，模型的使用也将进入到网络化。

这将从根本上改善模型教学的现状。

借助于三维CAD 软件强大的三维实体造型功能和工程图模块，通过对工程形体的实体模型演示，把工程形体的抽象、静止的内容转换成形象、生动的立体模型图，采用先三维、后二维、再三维的模式进行教学，可以收到比较好的教学效果。

2虚拟模型与实物模型的比较优势2.1直观性优势：实物模型一般尺寸相对较小，离讲台较远的同学很难看清楚实物模型的细节结构，这就给课堂教学效果带来了一定影响．这些同学往往只能在下课后，再近距离观察实物模型，以弥补课上无法看清的缺憾．3D 虚拟模型可以通过三维CAD 软件进行任意的放大、移动和旋转，使每一个同学都可以看清楚模型的每个细节结构。

2.2可复制性优势：3D 虚拟模型可以任意复制。

我们把虚拟模型库上传到网站上，这样学生可以在课下的任何时间，进行下载和学习。

加强师生间的互动，提高教学效果。

2.3经济性优势：3D 虚拟模型库的建立只需要教学人员进行微机操作就能很快地建立起来，可以说是“零成本”。

这样可以减少实物模型的数量，减少不必要的支出，节约教育成本。

2.4灵活性优势：实物模型的种类与数量是制造厂家设计好的，且数量上都是有限，而教材的变化较大，这使其很难完全满足教学的要求。

而3D 虚拟模型库可以由教学人员根据教学内容的要求很灵活地“制造”出需要的“模型”，从而使虚拟模型库不断地在补充和扩大，可以较好地服务课堂教学。