虚拟现实技术的飞速发展,使得人们更广泛的认识到虚拟实验技术在实验教学、职业培训、科学研究等方面的重要应用价值。在教育培训领域,虚拟实验室将学生和虚拟仪器通过网络联系在一起,以前所未有的方式为学生提供了一种崭新的实验学习方式。目前虚拟实验系统采用的单一化构建模式、方法、技术已很难满足当前社会的需求,这就对虚拟实验室的构建在功能性和技术性上提出了更高的要求。当前虚拟实验的构建技术以三维技术为主体,其他技术的融合不仅可以很好的形成技术上的优势互补,更丰富了虚拟实验系统的组成形式。以网络平台为载体,通过样品信息的传递,将多个虚拟模块整合为一套完整的综合虚拟实验,成为未来虚拟实验室向更广泛领域发展的趋势。红外光谱分析、紫外-可见光谱分析和分子荧光光谱分析作为分子光谱系列分析方法的重要内容,其广泛的应用范围和强大的拓展功能早已成为化学及相关专业领域的实验教学中最具代表意义的一部分。而光谱数据的图形特征和浓度测定数据组成的线性方程作为实验信息进行传递具有数据处理的典型性。基于此,构建一种模块化网络共享、二维技术与三维视觉沉浸感并存、拥有强大的数据存储功能以及实时信息反馈的多元化虚拟实验室,对于推动当今诸多专业领域的虚拟仿真技术具有很好的借鉴意义。本文在深入探讨虚拟实验室构建技术的基础上,综合比较后确定了分子光谱系列虚拟实验室的实现方法和开发路线。在红外光谱分析中,采用多元模块化设计思路,运用3ds Max进行三维仪器场景建模,Virtools实现虚拟交互,Flash进行二维红外谱图解析,数据库结合网络平台构建开放式红外谱图库,建立融合三维沉浸感与二维技术于一体的网络多功能红外光谱分析虚拟实验室。在紫外光谱分析中,基于Virtools技术,建立了食品检验和紫外漫反射系统三维模块化紫外-可见光谱分析虚拟实验室,使用户真正体验到虚拟仪器与现实生活的密切联系,以及仪器在科研领域的重要应用,在虚拟工作站的应用上实现了浓度测定实验数据随机变化的突破。在分子荧光光谱分析中,采用Virtools技术,以维生素B2含量的测定为例对该分析方法进行全过程三维仿真模拟,解决了谱图绘制、峰形变化等技术问题。本论文依据多元模块化设计开发的虚拟实验室具备高仿真的三维交互场景,多功能一体化的操作体验,全面的技能培训,强大的拓展应用和完整的教学评价系统,可以很好的应用于仪器培训、远程教学等领域,其多元模块化的构建模式对其他谱图系列虚拟实验的开发应用也有较好的借鉴价值。