软件设计与开发
基于新型交互模式下的教学系统的设计与实现
庾永亮罗奕成
“(1.广州花都新华中学信息科广东广州510800；2.广州大学数学与信息科学学院广东广州510800)
摘要：本文提出了以MicrosoftVisualC++6.0和3dsmax8.0为开发工具，基于MicrosoftDirectX9.0SDKUpdateCOM框架和触携屏感应库，设计和开发了以三维教学为基础的新型交互式教学系统，实现了用虚根的环境代替真实的环境的效采，能通过友好的人机交互界面和三维立体图像，把真实的事物展示出来，是一个新型的交互式感应系统。
关键调虚拟现实技术新型的交互式教学系统感应系统
中图分类号：G434
文献标识码：A
文章编号：1007-9416（2011)05002803
本采用光感免屏互动电子白板技术，提出了以MicrosoffVisual C++6.0和3dsmax8.0为开发工具，基于MicrosoftDirectX9.0SDK UpdateCOM框架和触摸感应系统库，创新性地开发了以三维教学及互动电子白板为基础的新型交互式教学系统，实现了用三维虚拟的环境代替真实的环境，通过友好的人机交互界面和三维立体图像，把真实的事物展示出来。在系统中，可以虚拟出对实物的观察、现场的参观、演示实验等，有效地营造一个活跃的教学环境，提高学生掌握知识和技能的效率，以达到优化教学过程、提
高教学质量的目的，解决传统教学方式中无法解决的问题。 1、基于新型交互式的教学系统的分析
1.1设计思想
随着中国教育信息化进程的加速，电子白板的需求量呈现快速增大的态势，但由于传统带屏幕的电子白板价格昂贵，出现了不易维护、安装困难等缺点，难以快速普及。光感免屏互动电子白板就是针对克服这些缺点而研发出来的最新一代交互式电子白板产品。本产品将光感技术、智能控制等技术溶为一体，其不仅可以实现普通交互电子白板的所有功能，而且可以把“墙壁”“白板”、“投影幕布”等变成大尺寸触模屏，直接操控电脑完成各种演示教学。
本新型交互式教学系统是利用Direet3D虚拟现实技术和光感免屏互动电子白板技术相绪合构建的，在系统中可以将教学中的环境，真实、清晰地展现在学生咖前。将课堂教学迁人到虑扣世界，教师在虚拟环境中授课，学生通过“身临其境”来学习，使得学生在教学过程中，边学边做，有效提升教学的有效性。本课题创新性地结合了新型感应系统，开发出能够形象、生动、逼真地表现教学内容的新型交互式系统。在系统中，可以虚拟出对实物的观察、现场的参观、演示实验等。
1.2可行性分析
(1)经济可行性研究：随着计算机技术的发展，虚拟现实的硬件与软件成本的逐渐降低，现今只需用户用支持Windows操作系统或是支持Macintosh微机的操作系统的普通微机上利用一个鼠标和一个键盘就能真实地感受到和vR技术中一样的虚拟场景，无需用高档的图形工作站，无需带头盘和数据手套，从而摆股了素重的设备，降低了患拟现实技术实现的成本。多媒体技术与仿具技术的结合，将为虚拟现实技术的大众化铺平了道路。并以优质价廉的全新面貌逐步普及到各个教育领域【3]
(2)技术可行性研究：现今虚拟现实技术发展迅速，特别是 Direet3D的更新速度更加快速：不但可以实时控制虚拟系统，而且可以从该虚拟系统中得到视觉、触觉和听觉上的反馈，其效果相当逼真。且当今成熟的多媒体技术可以利用照拟现实技术将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合，设计出生动活泼的界面，这些界面的内容是三维的、交互式的、具有沉
没感的。 28
方方数据
1.3系统特色
(1)采用光感免屏互动电子白板，其触模屏技术将大大改善人机交互界面，让人机交互更加人性化。也让虚拟出来的场景用户感受起来更加真实。
(2)再现生活中无法观察到的自然现象或变化过程，描述抽象概念对于真实生活中的很多现象和事物，如太阳系的运动、神秘的太空、微小的动物、细菌的活动、人体血液流动以及人体器官等
(3)三维模型仿真演示。在传统实际课堂教学中，多媒体课件所展示的事物大多是平面的、静态的。虚拟现实技术则解决了课堂教学中的这一难题，通过友好的人机交互界面和三维立体图像，把真实的事物展示给学生，学生可以通过多角度观察，也可以对其放大和缩小以适应不同的需要。
(4)虚拟现实技术在实验教学中的应用。在教学中，许多昂贵的实验、培训器材，由于受价格的限制而无法普及，虚拟现实技
术从根本上解决实验教学中存在的这些问题。 2、系统实现
2.1系统结构
新型交互式教学系统的架如图所示：
系统提架
敬学模块
调练模换图1：系统框架
评价反馈横块
新型交互式系统主要分为三个模块，分别是敦学模块，主要是用于课堂上一些知识的讲解与分析；训练模块，主要用于将学习到的只是用到实践上的虚拟场景中，边实践边学习的过程，评价反馈模块，当学习、实践了一些知识点，将对这些知识点进行总结分析。
2.2系统的实现
本系统是以MicrosoftVisualC++6.0和3dsmax8.0为开发工具，