VBL100虚拟实验室的虚拟实验室系统仿真内容

家兔呼吸运动调节、影响尿生成的因素及利尿药物、神经体液因素及药物对心血管活动的影响。

4)、每个仿真试验包括简介、原理、录像、模拟、仿真等部分 1、采用客户/服务器模式――技术先进性

采用客户/服务器的体系结构，既可以在实验室局域网，又可以在校园网范围内进行访问，方便学生的使用，也便于系统的扩充和升级，这有别于以前的单机版多媒体系统

图2 软件体系结构

2、结构完整、内容丰富――结构先进性

系统整体结构完整，内容丰富，包含资料室、动物房、实验准备室、模拟实验室和考场五个部分内容

3、自己研制的模拟算法――算法智能化

公司自己研发的波形核心模拟算法，对每一个波形的模拟都如此逼真，比如血压模拟，不仅模拟出每个血压波形的细节：收缩期、舒张期、心房波等，而且连二级呼吸波也进行了逼真的模拟

图3 完全自主研制的模拟算法高度逼真地模拟各种生物波形

4、交互仿真逼真、优美――界面优美

每个仿真实验包括：简介、原理、操作仿真、实验录像和实验波形模拟5个部分的内容，全方位地介绍了整个实验，既表达整体，也表达细节，便于学生对实验操作的充分理解和掌握

图4 每个仿真操作将图片、文字、录像融为一体，逼真度极高

DRLab创新实验室系统的核心是DRLab系列软件平台。 DRLab系列软件由DRVI可重组虚拟仪器平台、DRLink可重组计算机控制平台、DRScene机电设备控制仿真平台构成，它们具有如下基本特点：

DRLab系列软件全部自主研发，并已申请国家发明专利。

DRLab系列软件主要针对工业生产和科学实验需求而设计，采用的标准PC架构及软件总线和软件芯片技术，取消传统程序设计中的编译、链接环节，实现系统开发平台和运行平台一体化。

DRLab系列软件采用软件总线结构，具有总线型系统开放结构和软硬件模块组件化、积木化的特点，用户无需具备高深的计算机软硬件知识就可以象组装计算机一样，根据应用需求在线编程、调试和重组新型虚拟仪器系统以及搭建个性化的工业测控系统。

DRLab系列软件同时还能与A/D卡、I/O卡等信号采集硬件进行组合与连接，进行实际信号的检测，与相应的实验对象和传感器相结合，可以迅速组建一个开放性网络化实验室，真正让学生针对实际对象去选择测试手段、信号分析和处理方法，从而构建一个完整的实验环节，提高学生的创新能力、设计能力和动手能力。

DRLab系列软件内置嵌入式Web服务器和ActiveX客户端程序，支持网络化运行，能够以浏览器/Web服务器方式提供多学生终端支持，不到3M的客户端程序就可在学生计算机上提供一个完善的虚拟仪器和虚拟实验的开发及运行平台，实现网络化的软、硬件共享。

DRLab系列软件支持自动化脚本技术，教师和学生可以用VBScript语言编制小程序，实现一些特殊的分析、处理功能或者某个基本原理的验证，从更深的层次了解虚拟仪器、虚拟实验的设计和工作原理。

DRLab系列软件采用“虚拟仪器网页”技术，以脚本方式对所设计的虚拟仪器进行描述。便于教师布置实验任务和学生上交实验作业。

DRLab系列软件能广泛适用于工程测试、机电一体化、控制工程等专业，是各大专院校相关专业专科生、本科生、硕士生乃至博士生理想的教学实验和科学研究的工具。

DRLab功能简介

1.DRLab 系列软件是一个可视化、图形化的支持软件芯片插接的操作平台，该操作平台提供了虚拟仪器软面包板、软件芯片插件组、快捷工具、嵌入式Web服务器、VBScript脚本语言、浏览器信息栏等功能支持.用户可以利用操作平台提供的菜单、工具条、软件芯片表，在软面包板上可视化插接虚拟仪器软件芯片，快速进行虚拟仪器的设计、调试和运行。

2.为适应网络环境下实验教学需要，DRLab 系列软件提供了一个ActiveX形式的网页插件，学生可在线安装并使用DRLab 系列软件。客户端计算机的程序安装量不到10M，下载程序量5MB，适合在校园网上建立网络化虚拟实验室使用。DRLab 系列软件平台内置了嵌入式Web服务器，这样一套网络版的DRLab 系列软件就可以在网络中共享，同时供多个学生终端使用，最终形成一个网络化的虚拟实验室。

3.DRLab系列软件平台将虚拟仪器面板和浏览器合二为一，两者之间的切换通过面板左下脚的“浏览器/虚拟仪器窗口切换”按钮进行。用户可以在DRLab系列软件平台的地址栏中可以输入域名或IP地址信息访问网页，比如基于HTML格式的实验指导书，学生可以在网络上直接访问实验指导书，并根据实验指导书的要求进行实验。也可以通过窗口切换按钮切换到虚拟仪器操作面板，进行虚拟仪器的设计、调试及运行。

4.为方便进行功能扩展和二次开发，DRLab系列软件平台提供了三重扩展方式：

a. 采用VC设计DLL扩展插件，通过添加扩展件的方式添加到ActiveX控件工具条使用；

b. 采用VBScript设计ActiveX扩展插件，通过“扩展件”菜单中的“添加VB ActiveX控件”功能添加到DRVI操作平台上使用；

c. 使用VBScript脚本芯片，用Signal VBScript中的函数进行编程，设计用户自定义芯片，完成特殊功能。

5.DRLab系列软件平台提供了从操作按钮、信号源、硬件控制、曲线显示到信号分析处理、微积分环节、振荡环节、PID调节环节等共计150余个软件芯片，利用这些软件芯片可很方便的搭建各种测试和控制环节。

6.DRLab系列软件平台内置了微型Web服务器和嵌入式Web服务器，为避免和普通Web服务冲突，它们分别采用了8600和8500端口，使用8600端口的微型Web服务器提供实验指导书和脚本解析功能，使用8500端口的嵌入式Web服务器提供数据交互和共享功能。任何一台装载了DRLab系列软件平台服务器端和客户端的计算机间都可以互相传递命令和数据，实现网络远程控制和硬件设备共享。

7.为便于教师布置实验任务和学生上交实验设计结果，DRLab系列软件平台采用了与浏览器显示相似的超文本网页技术即“虚拟仪器网页”来描述所创建的系统，读入一个“网页”就是一个不同的仪器和实验。

8.DRLab系列软件平台还提供了方便的教学演示芯片集，利用该芯片集，教师可以根据自身教学的需求很方便的搭建一些教学演示模型，比如传送带模型、齿轮检测模型、弹簧阻尼系统、运动小车控制等等。

9.为便于教师进行教学实验，蓝津信息在提供DRLab系列软件平台、实验对象和各种传感器的同时，还根据教学需求提供了多种实验的实验指导书和参考实验脚本，使教师能够迅速的开出满足教学大纲要求的实验。蓝津信息提供的实验指导书基于WEB模式的，可以直接在网络上发布，学生可以预先通过网络浏览并准备实验，提高实验的效率。

10.使用DRLab系列软件平台可以很方便的搭建各种虚拟仪器、测试、控制和仿真加工环节，比如频谱分析仪、数字滤波器、数字频率计、双踪示波器、数字万用表、噪声测试仪、PID调节控制、脉冲激励估计系统特性和仿真车削加工等等，

11.DRLab系列软件平台集成了传感器定标曲线拟合工具、VBScript脚本编辑器、数字滤波器设计工具、网络视频图像接收器、AVI教学短片制作工具和图形打印等多种工具，极大地丰富了DRLab系列软件平台的功能

在虚拟实验室中，学生既可以在虚拟实验台上动手操作，又可自主设计实验，有利于培养的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。在虚拟实验室中，学生更易获得相关的知识，科学的指导和敏捷的反馈。虚拟实验室是未来实验室建设的发展方向。

虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究的重要载体。

随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。

创建过程

虚拟实验室的开发分为模型建立、制作交互文档、网络发布三个阶段。文章以目前国内市场占有率最高的虚拟现实软件VRP为例，进行系统讲解。

虚拟实验室的开发分为模型建立、制作交互文档、网络发布三个阶段。 基于3Dmax建模需注意以下三点：第一，要有相对准确的模型数据，保证产品模型的尺寸比例协调和模型外观在视觉上的真实性。第二，对于复杂对象要考虑三维模型的层次结构，分别建模，最后把所有的模型组合。第三，使用尽量少的面数，删除冗余的几何元素，合并同类模型，降低整个模型的复杂度以优化模型、提高反应速度。建好模型之后，根据虚拟实验室动作制作模型动画。

建好模型后，进行材质编辑和设置场景灯光。材质编辑与模型优化同样重要，因为材质的使用需要与烘焙操作结合，不同类型的材质采取不同的烘焙方式。LightingMap烘焙方式只支持3DSMAX默认的Standard材质，Completemap烘焙方式支持Max大部分材质（例如符合材质、多为材质等），如果Diffuse（漫反射）通道上没有添加纹理贴图，只能选择Completemap烘焙方式。此外，材质贴图只支持jpg，bmp，dds图片格式；灯光按照3DSMAX的标准设置。

烘焙模型，烘焙就是把MAX中的物体的光影以贴图的形式带到VRP中，以求真实感。模型烘焙需要注意三个问题：第一，选择恰当的烘焙模式，Completemap光感好，但烘焙效果模糊，所以小部件物体和产品推荐使用Completemap；Lightmap贴图清晰但光感弱。第二，根据模型大小及其材质进行恰当的烘焙参数设置，大模型采用大贴图尺寸，小模型采用小贴图尺寸，很小的模型和金属、玻璃材质不必烘焙。第三，根据模型烘焙类型和贴图尺寸，把模型进行分类并放在一个图层中，便于管理、修改。

最后，利用VRP-for-Max插件导出场景。导出场景之前要检查重名模型并进行修改，然后选择导出类型（静态模型、刚体动画、柔体动画、相机），直接导出VRP格式的文件。 在VRP中完成交互设置后，将VRP对象导出为支持网络发布的vrpie格式。学生可通过网络或本地机用IE或Netscape浏览器使用虚拟实验室，随时随地地做实验、分解实验步骤，也可通过旋转或移动对象查看其细节结构及属性、组装和拆卸对象等。虚拟实验室技术既能减少实验室建设的投入成本，又可应用在远程教学网站上，以更好地实现金属焊接实践教学。

实验室反映时代的特征，时代的发展又推动实验室的发展。数字时代的到来使实验室走形虚拟化，带来前所未有的发展空间，促使其发生全方位的变化，呈现出许多新特点和新优势——提升了设计理念、拓展了服务对象、扩大了设计空间、简化了设计流程、缩短了设计周期、降低了设计成本。虚拟实验室的开发具有众多优势，作为走在时代最前沿的教育工作者，应积极地把虚拟化技术运用到实验室开发中，把握时代脉搏，发挥虚拟实验室在新时代教学和科研中的巨大作用。

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