随着虚拟现实技术的不断发展,虚拟实验得到了广泛的研究和应用,为创新实验教学模式提供了一种新的思路。虚拟实验不仅可以解决学校实验教学中存在的问题,还能有效的改变远程教育实验教学的现状,因此对虚拟实验进行研究、开发具有非常重要的意义。Virtools是一款功能非常强大的三维交互设计软件,具有简单易用、交互功能强大、可视化界面、可扩展性强等特点,被广泛的运用于游戏开发、工业仿真、技能训练、虚拟实验开发等方面。因此,本文尝试研究如何利用Virtools来构建三维虚拟实验,希望能够将虚拟现实技术的优秀成果转换成实际的虚拟实验教学系统,并将其很好的运用于实验教学中。本文包含六部分内容,第一部分阐述了本文研究的目的、意义及研究方法,分析国内外虚拟实验研究的现状及研究中存在的问题；第二部分对虚拟现实技术及其特征进行了简单分析,对虚拟实验的含义、特点、发展趋势进行深入探讨,重点研究了虚拟实验在学校教育和远程教育中的具体应用,最后对虚拟实验的缺点与不足及构建虚拟实验的理论基础进行了深入分析。第三部分对可用于虚拟实验开发的相关技术进行比较分析,并对选择Virtools作为主要开发工具的理由进行详细阐述,最后对Virtools进行详细介绍,并深入分析了基于Virtools的三维虚拟实验的开发流程。第四部分以电视节目摄像实验为例,对虚拟实验的总体结构框架、交互功能、交互界面及技术路线和实现方案进行分析、设计。第五部分根据设计好的各项功能,对电视节目摄像虚拟实验进行具体开发。对三维模型建构和实验交互功能实现的关键技术和实现方法进行深入分析,最终开发出一个具有一定使用价值的电视节目摄像三维虚拟实验系统。最后一部分对全文的研究进行总结,指出研究中存在的问题与不足,并提出以后研究的方向。通过研究,本文对虚拟实验的相关理论及其在教育中的应用进行了深入的分析,对如何运用Virtools设计和开发虚拟实验摸索出了一些解决方法,希望对以后的研究和学习提供一定的思路和借鉴。