虚拟实验室作为计算机辅助教育的重要组成部分在教育领域具有良好的发展前景,并已经受到教育界人士越来越多的关注。虚拟实验室应用于实际教学具有“突破传统教学实验的时空局限性”、“减少实验经费开支”、“规避传统实验的危险操作”等等优点。目前的虚拟实验室多采用平面的二维设计方式,在实验真实感、交互性和教学效果等方面与现实实验相差甚远,不能满足实际教学的需求,而在另一方面,建立虚拟现实系统的需要昂贵的硬件设备及巨额的资金投入,限制了虚拟现实技术在教育领域的应用。随着计算机应用技术的发展,特别是计算机图形处理性能的大幅度提升,以往只能在高性能计算机上实现的桌面式虚拟现实如今在普通个人计算机上也能正常运行,虚拟现实技术因此达到前所未有的普及程度,也为虚拟实验室的发展带来了新的生机。基于桌面式虚拟现实技术的虚拟实验室利用建模技术生成三维仿真的虚拟实验场景,让实验者沉浸于虚拟场景之中,并通过与实验场景进行实时的交互感知和操作实验对象,完成类似于真实环境下的实验操作过程。这种三维场景的虚拟实验室与现有的平面式虚拟实验室相比能够达到更好的教学效果。论文对虚拟实验室和虚拟现实技术进行了分析,阐述了虚拟现实技术用于虚拟实验室开发的优势和在教育中应用虚拟现实技术的影响。对基于虚拟现实的虚拟实验的建模技术进行了研究。结合实际教学的需求,分析使用Extensible 3D(X3D)技术设计虚拟实验室的可行性。对X3D中的动画技术、音频技术及交互技术进行了研究,分析相关技术在设计虚拟实验室时的应用方法。提出了一个基于X3D的虚拟化学实验室(VRCL)模型,并对各个模块的功能进行详细分析,提出了相关功能的具体实现方法。论文对X3D中的交互技术作了较深入的研究,为应用桌面式虚拟现实技术