中国大学生计算机设计大赛 2026

慧聚衍射
智启光程

光栅衍射虚拟仿真智慧教学平台

基于 Fraunhofer 衍射理论  |  Unity3D 虚拟仿真  |  AI 智能答疑
支持 Web / PC / Android 三端  ·  四种光栅类型全覆盖

立即下载 ▶  在线试用 了解作品
SCROLL

光栅衍射实验的
核心挑战与解决方案

现状痛点

光栅类型单一

现有教学仅聚焦黑白光栅等基础结构,难以覆盖课标中拓展性光学内容,缺乏分层讲解。

参数不可调节

光栅以固定物理结构呈现,学生无法自主调整观察衍射变化,抽象知识难以具象化。

误差来源驳杂

学生操作不当、环境干扰等多源误差叠加,影响实验教学效果与数据可信度。

时空限制严重

师生只能在特定时间、特定地点完成操作,难以满足多样化和灵活的教学需求。

实验实践不足

传统实验受器材、场地、操作条件限制,AI 辅助教学未能有效融入教学闭环。

🎯 我们的目标

01
光栅类型拓展

在黑白光栅基础上进行拓展,构建涵盖多种类型光栅的实验系统,满足多种教学场景。

02
教学实践优化

提供可调参数控制和可视化演示,提升教学的灵活性与可控性,提升教学效率。

03
突破场地限制

降低器材与场地依赖,缓解实验教学成本矛盾,减少硬件成本压力。

04
多端应用适配

基于 Unity3D 开发,实现 PC 端、移动端、网页端的多终端适配,适合多种场景。

构建类型多样、参数可调、
多终端适配的光栅衍射虚拟仿真系统
4
光栅类型
3
支持平台
实时
拟合图像更新
自动
实验报告生成

深度融合 技术与教学

黑白光栅

振幅调制 · 离散分布
透过率函数为矩形波

正弦振幅光栅

振幅调制 · 连续分布
仅产生 0 级与 ±1 级衍射

矩形相位光栅

相位调制 · 离散分布
占空比与相位差双参数控制

正弦相位光栅

相位调制 · 连续分布
贝塞尔函数描述各级光强

🔬

MATLAB 数值仿真

基于夫琅禾费衍射理论开发数值仿真算法,针对四种光栅分别建模,通过优化离散化采样方法提高数值计算精度。

🎮

Unity3D 沉浸式场景

Blender 精细建模光学器件,Unity 统一整合,建立数据关联机制实现器件位置与衍射图像的动态对应。

🤖

AI 实时智能答疑

基于 Python 集成豆包 AI 大模型,构建具备实时问题解答与操作引导能力的智能辅助系统。

📐

三视角光路观察

侧视视角查看器件信息与参数调节,俯视视角改变器件位置与角度,特写视角精细观察与细调。

📈

实时动态拟合图像

拟合图像随光路参数变化实时刷新,衍射光强分布曲线即时响应,直观呈现规律变化。

📋

数据记录与自动报告

实验操作数据实时记录,一键保存各参数下的光强数据;完成后系统自动计算结果,生成完整实验报告。

📊

综合测评与成绩反馈

实验操作(40%)+ 理论知识(60%)双维度评分,系统自动生成成绩报告,精准定位知识薄弱点。

🌐

Web / PC / Android 三端

WebGL + Docker + React 技术栈,用户可在不同平台上灵活开展光栅衍射仿真教学与实践。

Unity 3D
C# / VS
MATLAB
Blender
WebGL
React
Docker
豆包 AI

选择你的平台
开始探索光的世界

版本 v1.1.3  ·  支持完整光栅衍射仿真实验

📱

Android 端

VERSION 1.1.3
文件大小:153 MB
  • Android 7.0 或更高版本
  • 骁龙 660 或同等芯片
  • 4 GB RAM
  • 1080p 分辨率或更高
  • 2 GB 可用存储空间
↓ 下载 APK
🐧

Linux 端

VERSION 1.1.3
文件大小:318 MB
  • Ubuntu 18.04 或更高
  • Intel Core i5 及以上
  • 8 GB RAM
  • OpenGL 4.5 支持
  • 5 GB 可用存储空间
↓ 下载完整版

🌐 在线使用 · 无需下载

支持 Chrome 88+ · Firefox 85+ · Safari 14+ · Edge 88+
要求 WebGL 2.0 支持,启用硬件加速,推荐 50 Mbps 或更高网速。

🔗   www.oplabcloud.com