在虚拟仿真技术日益成熟的当下,利用该技术对各行各业的事物进行仿真模拟的工作已经逐渐成为了相关领域的研究热点。在高校实验教学改革以及实验教学项目信息化建设的热潮之下,基于虚拟仿真技术而开发的虚拟仿真测试仪器逐渐被运用到实验教学等领域之中。但在目前,相关虚拟仿真测试仪器一般以平面二维的形式为主,而这种状态所呈现的虚拟仿真仪器与真实仪器之间还有一定程度上的差距。在以上背景之下,为了让使用者的使用感受与真实实验仪器相接近,开发更加逼近真实的虚拟仿真测试仪器显得尤为重要。为了实现一款在三维环境下呈现的具有程控功能的虚拟仿真频谱分析仪,本文需克服无法直接调用关键函数库的难点。首先,本文针对于可程控3D虚拟频谱分析仪进行了需求分析并且拟定了相应的设计方案。根据真实频谱分析仪的使用现状,本文选择了以扫频式频谱仪频谱分析仪的基本工作原理作为仿真原型。结合设计需求,本文确立了以3ds Max和Unity3D相结合的三维建模与功能逻辑开发环境。在软件设计上,本文以MVP架构进行设计,将各模块的耦合进行了降低。随后,本文以3ds Max展开了三维建模工作。为确保本文所开发的可程控三维虚拟频谱分析仪能够与目标虚拟仿真实验平台达到较好的兼容,本文进行了三维建模的制作规范制定,结合内置模型建模、挤压放样建模与多边形建模的建模方法,实现了对仪器各功能按键、旋钮、屏幕等的三维建模工作。然后,本文进行了可程控三维虚拟频谱分析仪基本功能的开发。在用户操作上实现了以鼠标点击进行按键操作为主的交互功能;以定时刷新的管理方式,维持仪器的最新运行状态。在频谱分析功能上,本文实现了对超外差式频谱分析原理的模拟。在波形绘制上,利用了Unity3D开发引擎中的Linerenderer工具实现了相对坐标系的建立,并根据频谱分析数据进行对应的波形显示。本文运用了命令模式实现了程控命令的设计,并实现了几类重要SCPI程控指令。最后,本文使用了分帧数据处理的方式重点解决了因数据量庞大而带来的性能难点问题。最后,本文对可程控三维虚拟频谱分析仪进行了测试。在测试工作中,将可程控三维虚拟频谱分析仪搭载于三维虚拟仿真测试实验平台之上。根据测试效果显示,仪器能够实现相关基本功能。在外观的呈现上,本设计能够达到贴近真实的设计效果。