三維模型庫或稱為３Ｄ虛擬模型庫具有經濟性、靈活性、直觀性、可復制性等優點［３］。其在《工程制圖》中的教學優勢體現在：（１）替代并擴充傳統的實物模型。它不僅能完全取代傳統的實物模型，消除實物模型攜帶不便的缺點，還能根據教學內容的更新，及時擴展新的三維教學模型，克服傳統教學模型數量有限、無法修改等缺點。(2)是教育和學習的輔助工具，是師生交流的載體。不僅能在課堂上生動地表現教學內容，還有助于教師對知識的講解和學生的理解，以及教師和學生的交流和討論。三維模型庫可以作為從課堂延伸到課后的載體，幫助學生完成課后練習，提高學生的學習興趣和學習效率。

此外，三維模型庫具有豐富的實踐教育素材庫等多種優點，但目前在教育中應用的三維模型庫客觀存在(1)不完全開放、修正和更新能力差的問題。目前，大多數虛擬三維模型庫不能隨意修改、擴展或刪除，大大降低了這種三維模型庫的利用率。(2)基于單一三維CAD軟件，通用性差。為了滿足教育的需要，教師熟練掌握的三維CAD軟件，如UG、PGG/E、Slddwords、CATIA、Slddeideee等，相應的虛擬三維模型庫相繼建立，在制圖教育中也發揮了提高教育效果的作用。

但這類三維模型庫最大的缺點是基于某一種ＣＡＤ軟件的，對不能熟練掌握該軟件的教師來說大大提高了其應用難度［４］；另一方面，學生在使用這些三維模型時需要安裝專業化的軟件，而對于還未接觸三維ＣＡＤ軟件的學生來說也是非常有難度的，這就大大降低了學生學習這類三維模型庫的積極性。（３）非網絡化，共享性差。三維模型庫大多在單機環境下運行，其共享廣度和方便程度是非常有限的。雖然也可將三維模型庫載入網絡共學生瀏覽，但這仍舊只是單一的傳授模式，在信息技術高度發展和應用的今天，還缺乏一個教師實時發布與之教學及課后輔導內容高度一致的三維模型的通道，缺乏一個師生間實時互動與交流、三維模型資源高度共享的公共網絡平臺。綜上所述，建立基于Web和異構三維CAD軟件的三維模型資源共享平臺是必要的，通過網絡，不僅可以提供大量的模型資源，還可以整合教育資源，還可以為教師和學生的交流提供交流平臺，支持遠程教育、網絡教育。

２Ｗｅｂ三維模型共享平臺的設計與實現

２．１總體架構設計

為克服目前模型庫在工程制圖教學中存在的缺點，Ｗｅｂ三維模型共享平臺采用了Ｂ／Ｓ模式，其總體架構如圖１所示。系統大體設置了５個層次：用戶界面層、業務邏輯／功能層、數據層、應用程序服務層和接口層。(1)用戶界面層:用戶界面為終端用戶(教師和學生)提供系統訪問的工具。教師和學生只需通過Web瀏覽器安裝簡單支持Web3D的三維模型可視化插件(BSContactvRML)，即可在線瀏覽平臺的各種三維模型，無需安裝專業化軟件。(2)業務邏輯/功能層:業務處理層是系統的核心，負責處理三維模型共享平臺的核心功能，包括三維模型的在線預覽、在線參數驅動設計、三維模型的發布和知識交流、三維模型的快速建設和擴展工具等。(3)數據層:數據庫是三維模型共享平臺的支持，三維模型資源庫是最重要的數據來源。根據其來源分為基礎模型庫、擴展模型庫和用戶模型庫等。(4)應用服務和接口層:該系統基于異構三維CAD軟件系統，包括UGNX、PDD/E、Soloeee、SloeWoks、CATIA等，通過接口連接，以服務的形式滿足不同CAD軟件用戶的教師需求。

2.2工程制圖教育的基礎模型庫建設和擴展

不同教師、教育對象和教育內容的多樣性和復雜性特征，為了滿足現代工程制圖教育的要求，共享平臺中的三維模型資源庫分為基礎模型庫、擴展模型庫和用戶模型庫3種。三維模型資源庫結構如圖2所示。擴展模型庫是指教師根據自己的教育、教育班的學生和不同專業的特點和要求，利用平臺提供的快速建設和擴展工具，根據需要適時擴展和調整基礎庫。用戶模型庫是平臺各用戶實時上傳交流而實時上傳到平臺的豐富的三維模型資源，也是三維模型資源庫的有效擴展。學生在校園網上打開瀏覽器，可以從各個角度觀察和控制三維模型，對模型進行評論和交流，有效提高學生積極學習的積極性，實現模型資源的高度共享，擴大學生知識面，達到提高教育質量的目的。

3工程制圖教學中的應用實踐

Webb三維模型共享平臺是針對應用于工程制圖教學中的大量三維模型資源開發的，集用戶在線應用和在線管理于一體。教學是教師和學生共同參與的過程，Web3D模型共享平臺在工程制圖教學中的應用如圖3所示。(1)教師必須作為教師登錄系統訪問主頁和系統管理頁面。在課堂教學中，教師通過上門系統瀏覽現有的三維模式輔助教學，通過加強學生對各種圖形的感性認識，提高課堂理論教學效果；利用平臺提供的在線參數驅動設計功能，通過改變模式尺寸，更形象地展示圖形的變化情況，如通過在線改變圓柱直徑大小，展示雙正交圓柱或圓柱與圓錐正交相貫通的趨勢；利用平臺提供的快速建庫和擴展工具，調整和擴展基礎庫中的模型，滿足教師自身教學的特殊需求。這些擴展模型可以是任何三維CAD軟件制作的模型，與基礎倉庫的模型一樣被教師和學生看到，可以進行參數化的再設計。(2)學生作為學生登錄系統訪問主頁，根據自己的需要選擇相應的鏈接，進入三維模型的預覽和參數化設計頁面，實現模型的觀看和操作。另一方面，復習和補充課堂知識更重要的是，通過查看練習題模型庫，能夠及時校正練習的正確性，彌補教師不能及時指導的缺陷，有效提高學生的學習興趣和效率。

4結束語

這種利用資源共享、輔助教育、交流交流、師生共建等指導思想建立的Web3D模型共享平臺也可應用于機械原理和機械設計等專業基礎課程教育。利用Web3D等網絡技術，不受時間場所的限制，可以正確表現機械的形狀和結構，展示機械的功能和原理，學生可以通過觀察和操作更全面、更深入地了解機械。網絡化三維模型共享平臺是順應信息技術快速發展的產物，是計算機輔助教育的工具之一。對加強工科類學生學習專業基礎課程興趣，提高教學效果，促進專業基礎課程教學改革起著重要作用。