【技术名称】一种面向虚实融合实验的磁场可视化方法、系统及设备

【应用行业】计算机技术、教育信息化

【技术领域】虚拟现实技术

【知识产权】发明专利

【成果完成单位】华中师范大学

【成果完成人姓名】刘清堂、余舒凡、马晶晶、徐苏晓、郑欣欣、杨炜钦、吴林静

【成果完成时间】2020-12-03

【专利号】CN202011393486.1

【授权日期】2023-02-28

【技术成熟度】已有样品

【应用背景】新兴技术的发展，尤其是虚拟技术的诞生，使得许多实验可以在不同情境下有着相应的虚拟方式展陈，也提供了传统实验无法比拟的效果。虚拟实验由此产生，1989年美国弗吉尼亚大学的Willian Wulf教授提出了虚拟实验室是指通过计算机网络技术创造出来的虚拟学习环境，在这样一种环境中，学生可以不受时空的限制，通过鼠标、键盘、头盔等交互设备在计算机模拟的虚拟空间内进行实验操作与探究，从而获得沉浸感体验。增强现实(Augment Reality,简称AR)是通过计算机技术将虚拟物体叠加在真实世界中的技术。它有着许多吸引眼球的特点，包括：自然交互、抽象内容具象化等。随着移动技术、网络技术的发展，移动端的增强现实成为了主流，其便捷性也为增强现实在教育中的大范围应用提供了可能。在不同学科中已有相关研究，如Ewais A等人设计开发了一套基于增强现实的化学原子与分子APP用于课堂，结果证明该应用大大提升了学生对学习自然科学的态度。

【成果简介】该成果公开了一种面向虚实融合实验的磁场可视化方法、系统及电子设备。该方法包括步骤：步骤1，构建虚拟磁铁模型数据库，将长方体磁铁模拟成在长方体磁铁的N‑S两极连线方向上叠加的多层薄层电流环构成的电流环；步骤2，计算长方体磁铁对磁体外任意一点的磁场矢量；步骤3，采集真实磁铁图像，根据真实磁铁图像为真实磁铁从步骤1构建的数据库中匹配对应的虚拟磁铁模型，调用步骤2的磁场矢量计算方法计算磁场矢量，根据计算出的磁场矢量绘制磁感线并进行可视化。该成果应用于中学物理教学中，通过虚实融合交互提高学生的学习兴趣，并且适合在移动终端上实现，仿真度高，交互性强。

【成果图片】

【联系方式】段治国、安红高、刘树楠、吴涛，02767868068，02767868067