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1.引 言 有机化学中球棒模型是认识分子空间结构的重要途径，若能用形象、生动的三维空间来表示有机化合物的分子结构，会加强微观化学教学的直观性和主动性，加深学生对一些化学抽象概念的理解和认识，提高学习者的学习兴趣。创建三维模型的软件比较多，而VRML作为一种刚刚兴起的技术，其发展历史并不长，但由于VRML自身独特的魅力，其强大的三维展示能力、较小的数据量，使VRML得到广泛应用。本设计定位于运用VRML技术尝试有机化学分子的空间结构的制作。 http://www.paper51.com
2.VR与VRML 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
虚拟现实（VirtualReality）技术就是利用计算机建立的多维信息构成的、可操纵的人工媒体空间，它融合了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、数字图像处理、网络技术、传感器技术及高度并行的实时计算技术等多个信息技术[1]。虚拟现实的独特特点在于其沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination），简称为3I特性[2]。虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling Language)的出现推动了虚拟现实VR技术在教育领域的应用。VRML语言在基于网络平台上创建逼真的三维虚拟场景，实现三维动画效果，它不同于网络上二维画面的状态，尤其改变当前网络与用户交互的局限性，使人机的网络交互更加自然、灵活，在虚拟世界的场景中更具有强烈的真实性、交互性和动态性。 paper51.com VRML2.0 提供了七种结点类型：几何节点、属性节点、编组节点、传感器节点、插补器节点、脚本节点、其它节点[3]。节点之间可以通过事件相互通讯，事件通过路由在场景图中传送。几何原始节点能直接用来创建VRML 虚拟场景的标准，包括自然界中最基本的几何造型。属性节点是用来描述几何形体的属性，通过属性节点可为虚拟场景中的物体添加颜色，材质、纹理等。传感器节点能够检测用户动作或时间推移，从而产生初始事件，构成交互性和动态行为的基础，利用脚本节点可以自定义行为。它是以三维性、交互性、动态性和实时性为主要表现特征，应用虚拟现实构建的虚拟场景，酷似真实世界，可以使学习者沉浸其中，并可进行各种交互操作，符合建构主义学习理论关于学习情境创设的特点[4]。 http://www.paper51.com
3.设计目标 copyright paper51.com 3.1.个人能力目标 copyright paper51.com 本设计主要通过运用VRML语言编写三维化学分子结构代码，实现了基本的交互操作。在设计过程中，提高了自己对虚拟设计的认识，掌握了VRML的语法规则，强化了建模与编程能力，并能将所学的知识拓宽到其他领域，最为关键的是提高了个人的自学能力。 copyright paper51.com 3.2.设计内容目标 http://www.paper51.com
有机化学分子模型通过Authorware集成在一起，凭借VRML强大的三维展示能力，将有机化学分子的三维模型给予形象化地、逼真地展示，希望能够提高学习者的想象力，激发学习者的学习兴趣。 copyright paper51.com 4.三维有机化学分子的制作 paper51.com 4.1.工具的选择 内容来自www.paper51.com 本次设计主要选用VRML作为技术实现手段。VRML是一种ASCII码格式的文本文件，其文件长度有限，同样一个场景文件的长度远远小于其它格式的文件，所以在网络带宽有限的条件下，它更加适合于在计算机网络上进行传播。利用VRML可以在Internet上创建逼真的虚拟现实世界。作为一项和多媒体、因特网、虚拟现实等领域密切相关的新技术，VRML目前已发展成为Internet上基于WWW的三维互动虚拟世界制作的主流语言。 内容来自www.paper51.com 4.2.模型的编程实现 paper51.com 4.2.1.技术实现流程图 copyright paper51.com
paper51.com 图1技术流程图 paper51.com 上图主要是模型的制作流程，以甲烷分子为例，简要说明实现过程 内容来自www.paper51.com
（1）系统分析与设计 内容来自www.paper51.com 首先通过查阅资料，获取甲烷分子的空间结构，确定键长，键角的值，设置交互功能，交互功能主要是通过脚本计算键长键角，并显示到屏幕上。 http://www.paper51.com （2）系统实现 内容来自www.paper51.com 通过代码编写创建三维的甲烷分子结构，设置交互功能。 copyright paper51.com （3）系统测试 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 通过交互功能，单击原子，在屏幕上显示坐标值，并显示键长，键角。因为键长，键角是通过原子的坐标值计算得到，所以将计算得到的键长与键角与查资料获取的键长键角对比，若不同，则返回场景，修改坐标，重置角度，直到输出的键长与键角的值与实际相同为止。 paper51.com （4）将做好的模型嵌入Authorware中。 内容来自www.paper51.com |