虛擬仿真技術(shù)的作用精選(九篇)

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第1篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)；油田生產(chǎn)；虛擬環(huán)境；仿真系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599?。?012）　18-0000-02

1 簡(jiǎn)析計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

近幾年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了不斷的突破與發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)也逐漸發(fā)展起來，為油田的生產(chǎn)與建設(shè)提供了又一項(xiàng)技術(shù)支持和保障。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱為靈境技術(shù)，以沉浸性、交互性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面。其最重要的兩個(gè)特征是系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境交互性及沉浸感。它綜合利用了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多傳感器技術(shù)等，來模擬人的視覺、聽覺等感官系統(tǒng)，使人沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境里，通過語言、肢體語等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，來創(chuàng)造一種適人化的多維信息空間。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及高分辨率顯示技術(shù)等技術(shù)手段的結(jié)合生成了三維逼真的虛擬環(huán)境，用戶需要通過特殊的交互設(shè)備就可以進(jìn)入虛擬環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠生成虛擬境界的圖形工作站。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已普遍應(yīng)用于工業(yè)、建筑領(lǐng)域、教育培訓(xùn)。文化娛樂、能源生產(chǎn)等方面。根據(jù)目前虛擬現(xiàn)實(shí)的傾向特征，可將虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)劃分桌面級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)性的虛擬現(xiàn)實(shí)、投入的虛擬現(xiàn)實(shí)和網(wǎng)絡(luò)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要特征有：多感知性、浸沒感、構(gòu)想性。構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)有環(huán)境建模技術(shù)、立體聲合成和立體顯示技術(shù)、觸覺反饋技術(shù)、交互技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)等。而一個(gè)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅包括虛擬環(huán)境，也包括以高性能計(jì)算機(jī)為核心的虛擬環(huán)境處理器、以頭盔顯示器為核心的視覺系統(tǒng)、以語音識(shí)別、聲音合成與聲音定位為核心的聽覺系統(tǒng)、以方位跟蹤器、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣為主體的身體方位姿態(tài)跟蹤設(shè)備和以味覺、嗅覺、觸覺與力覺反饋系統(tǒng)等設(shè)備技術(shù)組成。

2 簡(jiǎn)析計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)和仿真系統(tǒng)的內(nèi)涵比較廣，其應(yīng)用的范圍還有待擴(kuò)大。而計(jì)算機(jī)實(shí)用技術(shù)的重要組成部分虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在工業(yè)、商業(yè)、科技開發(fā)、軍事、教育、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域。接下來就以計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為例，做以簡(jiǎn)要的分析，旨在了解計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)的相關(guān)知識(shí)和油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案與原理，了解科技在實(shí)際生產(chǎn)中的作用與價(jià)值，掌握相關(guān)的科技服務(wù)于生產(chǎn)與建設(shè)，創(chuàng)造更多的社會(huì)財(cái)富，解決生產(chǎn)中能源供需矛盾，提高作業(yè)人員的實(shí)際操作水平和相關(guān)的素質(zhì)與技能，保證生產(chǎn)的安全、順利進(jìn)行。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在油田生產(chǎn)中，對(duì)安全操作等培訓(xùn)工作起到了一定的作用。而設(shè)計(jì)并開發(fā)基于桌面系統(tǒng)的油田安全操作的仿真系統(tǒng)，有助于提高油田的生產(chǎn)效率和管理水平。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過建立逼真的虛擬環(huán)境，利用各種高檔工作站、高性能圖形加速卡和交互設(shè)備，通過聲音、力與觸覺等方式，并且有效地屏蔽周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境，使參與者完全投入到虛擬世界中，用以提高作業(yè)人員的相關(guān)職業(yè)技能和實(shí)際的操作水平，積累相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

同時(shí)將基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)上的仿真技術(shù)，在油田注水生產(chǎn)中也有較大的作用與價(jià)值，隨著油田生產(chǎn)進(jìn)入中、高含水期，注水量逐漸的增加，注水的能耗尤其是電能的消耗越來越嚴(yán)重，使得油田注水系統(tǒng)的運(yùn)行及其復(fù)雜，井下壓裂測(cè)試、鉆關(guān)井、洗井問題及其注水裝置設(shè)備的維護(hù)、管網(wǎng)的改造等問題僅依靠作業(yè)人員的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)是無法有效解決的，但若在油田注水生產(chǎn)過程使用仿真系統(tǒng)ISPPS的設(shè)計(jì)，以系統(tǒng)基本水力元件數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用節(jié)點(diǎn)方程模型建立系統(tǒng)仿真模型，對(duì)現(xiàn)有的注水系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及情況進(jìn)行定性分析。通過利用仿真設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的某層次的抽象屬性進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模仿，利用相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模型進(jìn)行試驗(yàn)與分析，得到可靠、準(zhǔn)確的信息。油田生產(chǎn)借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模型、三維數(shù)字化系統(tǒng)及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來構(gòu)建能源安全作業(yè)虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，為多人在線交互式訓(xùn)練提供了條件，通過封閉式的演示、指導(dǎo)操作、開放式自由操作等培訓(xùn)模式，有利于開發(fā)能源安全作業(yè)虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，有效解決能源安全作業(yè)培訓(xùn)成本、安全和效率問題。在三維仿真信息化系統(tǒng)內(nèi)可對(duì)設(shè)備管理、管線管理、安全應(yīng)急等演練，構(gòu)建作業(yè)區(qū)三維環(huán)境。

3 簡(jiǎn)析計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展的方向

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展與科技力量的推動(dòng)作用是密不可分的。自上世紀(jì)70年代初開始，數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)仿真得以發(fā)展，70年代末，普及和推廣了各種類型的專用和通用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，90年代對(duì)交互式仿真和虛擬仿真進(jìn)行研究，并取得了一定的科研成效。之后，隨著科技和系統(tǒng)過程的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)已日趨成熟，擴(kuò)展到生產(chǎn)與建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)建設(shè)提供了技術(shù)保證和科技支持。未來的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的油田生產(chǎn)仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還有很大的發(fā)展空間與發(fā)展?jié)摿Γ鞔_其發(fā)展方向，有助于進(jìn)行相關(guān)的科研和發(fā)揮在實(shí)際中的應(yīng)用價(jià)值。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，未來的仿真技術(shù)將向仿真技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化與虛擬制造的方向發(fā)展，其發(fā)展?jié)摿τ写M(jìn)一步開發(fā)與完善。

參考文獻(xiàn)：

第2篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

關(guān)鍵詞： 虛擬仿真 家畜解剖學(xué) 三維模型

1.引言

家畜解剖學(xué)是農(nóng)業(yè)類高等學(xué)校動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程主要講授正常家畜、家禽的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、器官的位置關(guān)系和發(fā)生發(fā)展規(guī)律。本課程的特點(diǎn)是名詞眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)于首次接觸動(dòng)物醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生來說學(xué)習(xí)起來比較困難，不知道應(yīng)該怎樣學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)課堂講授方式難以滿足現(xiàn)代化教學(xué)發(fā)展需要，虛擬仿真技術(shù)正逐漸應(yīng)用到各專業(yè)教學(xué)課程中，對(duì)教育行業(yè)產(chǎn)生了巨大影響。

2.虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及其在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)是用計(jì)算機(jī)虛擬場(chǎng)景逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界事物的技術(shù)，涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工交互、人工智能和傳感技術(shù)等。具有真實(shí)性、交互性和沉浸性的特點(diǎn)，逐漸成為現(xiàn)代教育技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，應(yīng)用于不同專業(yè)教學(xué)過程中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在人類醫(yī)學(xué)上得到了廣泛應(yīng)用。虛擬仿真技術(shù)打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)空間和經(jīng)費(fèi)的限制，在充分保證教學(xué)效果的基礎(chǔ)上，不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，而且大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。使學(xué)生通過虛擬場(chǎng)景的人機(jī)交互，由視覺、聽覺、觸覺等手段獲取場(chǎng)景的反應(yīng)，通過學(xué)生自我組織，制訂并執(zhí)行學(xué)習(xí)計(jì)劃，進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，開展適應(yīng)式學(xué)習(xí)。很多高校、科研院開發(fā)了人體解剖虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、虛擬動(dòng)畫、三維網(wǎng)絡(luò)課程等應(yīng)用于理論和實(shí)踐教學(xué)，充分發(fā)揮了現(xiàn)代教育技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高了教學(xué)水平。

1989年美國(guó)首先開展了“可視虛擬人”的計(jì)劃，并于1994年完成世界第一例男性“虛擬人”數(shù)據(jù)采集，1998年完成女性虛擬人數(shù)據(jù)采集，共采集到56GB的數(shù)據(jù)。隨后，韓國(guó)“可視韓國(guó)人”項(xiàng)目于2000年完成第一例韓國(guó)人標(biāo)本的數(shù)據(jù)采集；2003年，鐘世鎮(zhèn)主持的“虛擬中國(guó)人”項(xiàng)目完成中國(guó)人體數(shù)據(jù)的采集工作。以這些虛擬人數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，對(duì)人體器官進(jìn)行了三維重建，精細(xì)逼真的三維結(jié)構(gòu)為人體解剖學(xué)提供了大量素材?；谔摂M人體數(shù)據(jù)集產(chǎn)生了很多人體解剖三維虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于人體解剖學(xué)教學(xué)。在仿真平臺(tái)上可以對(duì)人體結(jié)構(gòu)進(jìn)行任意角度旋轉(zhuǎn)、縮放、標(biāo)注等操作。便于教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。2010年10月在上海世博會(huì)期間，瑞典首次向公眾展示了代表先進(jìn)醫(yī)學(xué)虛擬仿真技術(shù)的“虛擬解剖臺(tái)”。此虛擬解剖臺(tái)數(shù)據(jù)來源于人體的磁共振（MRI）和CT成像數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)處理將這些數(shù)據(jù)從二維平面圖變成真實(shí)感極強(qiáng)的三維模型，將人體內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)完整地展示出來。這款虛擬解剖臺(tái)可用于人體解剖學(xué)教學(xué)，學(xué)生用手指通過觸摸屏進(jìn)行人體器官操作，能完整地展示骨骼、血管、肌肉等的不同形態(tài)，還可以移除或添加內(nèi)臟器官、血管、神經(jīng)等結(jié)構(gòu)，從而理解各器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)和相互位置關(guān)系。

3.虛擬仿真技術(shù)在家畜解剖學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀

家畜解剖學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，家畜的器官標(biāo)本、模型等教學(xué)材料在本課學(xué)習(xí)中有重要作用。但是近些年隨著招生規(guī)模擴(kuò)大，一般理論授課時(shí)學(xué)生人數(shù)較多，不能發(fā)揮標(biāo)本、模型的作用，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)課上觀察標(biāo)本、模型。虛擬仿真技術(shù)在家畜解剖學(xué)中的報(bào)道較少，由于數(shù)字人的數(shù)據(jù)采集方法投資巨大，過程復(fù)雜，需要多領(lǐng)域?qū)I(yè)人員合作完成，目前還沒有完整的大家畜（牛、馬等）虛擬解剖系統(tǒng)。很多科研機(jī)構(gòu)利用數(shù)字人的數(shù)據(jù)采集方法對(duì)豬、兔、小鼠、大鼠等動(dòng)物進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集和虛擬仿真工作。Maierl等在1999年報(bào)道了第一例“可視化狗”，但其數(shù)據(jù)不完整，沒有四肢部分的結(jié)構(gòu)，而且圖像不精細(xì)。2005年9月，重慶理工大學(xué)、第三軍醫(yī)大學(xué)和重慶市畜牧科學(xué)研究院共同完成了世界第一例“數(shù)字可視化豬”數(shù)據(jù)集的采集工作，圖像質(zhì)量比較高，能夠清晰顯示內(nèi)部結(jié)構(gòu)[1]。2014年，連國(guó)云[2]采集完成了“數(shù)字化新西蘭兔”的數(shù)據(jù)集。但是對(duì)于家畜解剖學(xué)重點(diǎn)講授的牛、馬等大家畜，還沒有虛擬解剖數(shù)據(jù)集的報(bào)道。主要原因是牛、馬的體型比較龐大，采用數(shù)字人運(yùn)用的冷凍銑削設(shè)備無法完成銑削，牛、馬等動(dòng)物只能采用其他方法建立三維模型，雖然這些模型不如冰銑削得到的數(shù)據(jù)精確，但是仍然能夠在家畜解剖學(xué)教學(xué)中發(fā)揮巨大作用。蘇楊生[3]等報(bào)道了通過3D Max軟件建立了牛的椎骨模型，并建立了交互程序，學(xué)生可隨時(shí)隨地進(jìn)入程序觀察解剖標(biāo)本。張蕾[4]等采用Photoscan軟件對(duì)動(dòng)物頭骨進(jìn)行了三維重建。付大鵬等[5]采用三維激光掃描儀獲得了動(dòng)物股骨的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行三維重建，得到了股骨的三維模型。以上研究成果為虛擬仿真技術(shù)在家畜解剖學(xué)中的應(yīng)用提供了思路和教學(xué)資源。

4.虛擬仿真技術(shù)在家畜解剖學(xué)的應(yīng)用前景

虛擬仿真技術(shù)在家畜解剖學(xué)及相關(guān)專業(yè)有著非常廣闊的應(yīng)用前景。三維模型能夠形象清晰地展示動(dòng)物的解剖結(jié)構(gòu)和器官的相互位置關(guān)系。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⒗碚撌谡n中教師采用圖片、照片等素材難以描述清楚的概念、結(jié)構(gòu)給學(xué)生以感性認(rèn)識(shí)，能夠加深學(xué)生的理解程度，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和記憶。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⒊橄蟮慕Y(jié)構(gòu)變具體，使枯燥的概念形象生動(dòng)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，突破傳統(tǒng)解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)空間和時(shí)間的限制，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)自由地學(xué)習(xí)，方便自學(xué)。綜上所述，虛擬仿真技術(shù)能夠?qū)⒓倚蠼馄蕦W(xué)的抽象教學(xué)內(nèi)容形象地展示出來，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生由被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，極大增強(qiáng)家畜解剖學(xué)教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建勛，徐凱，邱宗國(guó).世界首個(gè)三維可視化的數(shù)字豬.重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，（03）：69-73.

[2]連國(guó)云.數(shù)字化新西蘭家兔的三維結(jié)構(gòu)重建研究.計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014，（12）：24-26.

[3]蘇楊生，宋斯偉，李穎，等.牛骨骼模型三維數(shù)字化重建.黑龍江畜牧獸醫(yī)，2015，（09）：249-250.

[4]張蕾.動(dòng)物骨骼三維重建的探索.四川文物，2014，（06）：81-83.

第3篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

（1）計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算在產(chǎn)品模型為中心的應(yīng)用：在產(chǎn)品模型引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以對(duì)產(chǎn)品的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)性能、可制造型、可裝配性等情況進(jìn)行分析。一個(gè)產(chǎn)品的研究與開發(fā)，需要考慮其實(shí)用功能、實(shí)際需求、產(chǎn)品外觀、產(chǎn)品尺寸、產(chǎn)品的可制造型、產(chǎn)品的可批量生產(chǎn)性等方面的因素，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)很好的完成這些工作，在產(chǎn)品模型中發(fā)揮作用。

（2）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造系統(tǒng)模型為中心的應(yīng)用：制造業(yè)中的制造系統(tǒng)模型中包括了制造設(shè)備的高仿真智能運(yùn)用。復(fù)雜制造系統(tǒng)的模擬等過程，計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)在檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行能力、監(jiān)控設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況中發(fā)揮著巨大的作用。

（3）計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在開發(fā)過程模型為中心的應(yīng)用：在這個(gè)分類中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)主要是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中起到作用。產(chǎn)品的制造過程引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是利用仿真技術(shù)將制造系統(tǒng)模型和產(chǎn)品模型進(jìn)行有效的結(jié)合，進(jìn)行多方位的模擬、全面的運(yùn)算，以及全面的考慮生產(chǎn)批量、產(chǎn)品成本等問題，開發(fā)出合格并且滿足需求的產(chǎn)品。

二、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一種高新的科學(xué)技術(shù)在制造業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)、軍事、醫(yī)療等汗液都有應(yīng)用，特別是在航空行業(yè)、國(guó)防行業(yè)等大規(guī)模、復(fù)雜的系統(tǒng)研發(fā)中具有很高的應(yīng)用價(jià)值。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在制造行業(yè)中的應(yīng)用可以減少不必要的損失、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量。在制造行業(yè)中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)涵蓋了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試運(yùn)行的全過程，已經(jīng)成為了制造業(yè)不可或缺的重要技術(shù)手段?！∮?jì)算機(jī)仿真技術(shù)中的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使用戶通過電腦屏幕進(jìn)入一個(gè)三維世界，其可以為產(chǎn)品提供一個(gè)可視化的三維環(huán)境，對(duì)物體進(jìn)行交互操作，從而對(duì)質(zhì)量和數(shù)量進(jìn)行綜合決策，這種可視化的解決策略可以對(duì)快速化及批量化生產(chǎn)的發(fā)展起到推動(dòng)作用[2]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，對(duì)產(chǎn)品的性能和運(yùn)行狀況進(jìn)行測(cè)試與監(jiān)控，這種技術(shù)將計(jì)算機(jī)圖文學(xué)、高仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)傳感技術(shù)等多種技術(shù)手段進(jìn)行了結(jié)合，這種技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)階段都可以進(jìn)行支持，使用者通過操作可以檢驗(yàn)產(chǎn)品的各個(gè)部件是否合格，檢驗(yàn)產(chǎn)品的各個(gè)性能進(jìn)的穩(wěn)定性，檢驗(yàn)產(chǎn)品功能的實(shí)用性?！∮?jì)算機(jī)仿真技術(shù)中的虛擬制造技術(shù)將三維模型和虛擬仿真進(jìn)行有有效的集成，從而可以對(duì)實(shí)際世界中的物體進(jìn)行操作，是一種計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)技術(shù)，是一種實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)制造過程的應(yīng)用技術(shù)[3]。虛擬制造技術(shù)在制造業(yè)中的引入可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)線或車間中少人力、物力、財(cái)力并在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)驗(yàn)證[4]，為產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、制造業(yè)中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究展望

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的生產(chǎn)過程的信息化、數(shù)字化、以及網(wǎng)絡(luò)化，為企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造提供了包含生產(chǎn)源、工藝流程、管理等多種動(dòng)態(tài)信息的分析方法。在傳統(tǒng)的制造方法卻無法對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行快速化設(shè)計(jì)，無法進(jìn)行小批量多品種的產(chǎn)品的生產(chǎn)，對(duì)于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、控制都很難達(dá)到預(yù)期的效果，而計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的引入就可以很好地解決這些問題。

現(xiàn)階段應(yīng)用比較廣發(fā)的物流仿真軟件有DEL-MIA/QUEST、EM-Plant等，這些軟件都是面向?qū)ο蟮?、圖形化集成建模仿真軟件，可以搭建系統(tǒng)仿真模型，通過參數(shù)輸入而獲得系統(tǒng)的參數(shù)輸出，對(duì)制造企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)具有很高的參考性。隨著仿真軟件在制造業(yè)中的需求的不斷增大，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)會(huì)不斷的發(fā)展，三維建模軟件與物流仿真軟件會(huì)得到更好的結(jié)合，并以快速、簡(jiǎn)單的建模建立、工藝仿真以及優(yōu)化算法等一步一步的集成，這將是制造業(yè)中計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向。

四、結(jié)論

第4篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

【關(guān)鍵詞】醫(yī)學(xué)信息 虛擬仿真 實(shí)訓(xùn)方法 圖像分割

1 引言

隨著我國(guó)對(duì)醫(yī)學(xué)技術(shù)的要求逐步增高，傳統(tǒng)的醫(yī)療實(shí)訓(xùn)方法已經(jīng)無法滿足如今的醫(yī)療人力資源的匱乏，因此越來越多的醫(yī)療中心選擇用虛擬仿真技術(shù)來對(duì)醫(yī)護(hù)人員的實(shí)訓(xùn)進(jìn)行訓(xùn)練。目前，在國(guó)內(nèi)，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)逐步受到我國(guó)醫(yī)學(xué)界和科學(xué)界的重視和研究興趣。虛擬仿真技術(shù)具有模擬手術(shù)場(chǎng)景復(fù)雜，人機(jī)溝通力強(qiáng)，手術(shù)現(xiàn)場(chǎng)多元化等特點(diǎn)。其所包含的技術(shù)領(lǐng)域也十分廣泛。虛擬仿真技術(shù)通常包含傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，現(xiàn)代生物技術(shù)，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)信息技術(shù)，仿真技術(shù)和科學(xué)計(jì)算技術(shù)等?；卺t(yī)學(xué)信息技術(shù)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)不僅可以對(duì)醫(yī)療人員的臨床實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真模擬訓(xùn)練，同時(shí)也可以在醫(yī)生手術(shù)過程中，全程對(duì)醫(yī)生操作進(jìn)行實(shí)時(shí)指導(dǎo)，是目前醫(yī)學(xué)界一項(xiàng)炙手可熱的培訓(xùn)技術(shù)。

2 基于醫(yī)學(xué)信息技術(shù)虛擬仿真技術(shù)

虛擬仿真技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)臨床手術(shù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練的一種醫(yī)療培訓(xùn)技術(shù)。它包含了許多醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，包括現(xiàn)實(shí)手術(shù)的培訓(xùn)技術(shù)，計(jì)算機(jī)全程指導(dǎo)手術(shù)技術(shù)，醫(yī)學(xué)圖處理技術(shù)，醫(yī)生通過圖像引導(dǎo)進(jìn)行手術(shù)技術(shù)，手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，醫(yī)療圖像重建和虛擬手術(shù)技術(shù)等。傷口切割處仿真是指在虛擬仿真手術(shù)中模擬外殼手術(shù)的傷口切割技術(shù)，該技術(shù)可以訓(xùn)練外科醫(yī)生的傷口切割手法與技能熟練度，虛擬仿真技術(shù)充分的模擬了手術(shù)時(shí)傷口切割的效果，以及醫(yī)療人員切割傷口的平滑程度。

在進(jìn)行傷口切割仿真技術(shù)的試驗(yàn)中，傷口切割時(shí)間和傷口切割效果是制約模擬實(shí)驗(yàn)真實(shí)性的保障。手術(shù)碰撞仿真是指在進(jìn)行虛擬仿真手術(shù)過程中，患者器官與手術(shù)器械的碰撞至關(guān)重要，在外科手術(shù)中，手術(shù)器械與患者器官的碰撞往往會(huì)決定一場(chǎng)手術(shù)的效果或是一個(gè)人的生命，因此，對(duì)手術(shù)器械碰撞的模擬實(shí)驗(yàn)是醫(yī)學(xué)仿真試驗(yàn)中十分重要的板塊。由于患者的軟組織器官，與模擬的醫(yī)療器械都呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，因此，在進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，針對(duì)不規(guī)則幾何體是否會(huì)發(fā)生碰撞的實(shí)驗(yàn)，是確保模擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性和仿真高效性的關(guān)鍵。醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)是指對(duì)于醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)的模擬和數(shù)據(jù)分析模擬等。包括三維，X光，血液流動(dòng)等的圖像模擬。對(duì)于手術(shù)場(chǎng)景的仿真包括對(duì)手術(shù)時(shí)的燈光，器械，設(shè)備，手術(shù)室的背景顏色，手術(shù)器材材質(zhì)的模擬等。為醫(yī)療人員在進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)提供一個(gè)較為真實(shí)的手術(shù)場(chǎng)景。仿真系統(tǒng)配置內(nèi)核則包括仿真模擬板塊的監(jiān)測(cè)與更新，手術(shù)資源配置的維護(hù)，操作板塊的模擬等。

3 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)方法研究

為了驗(yàn)證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的有效性，我們對(duì)其實(shí)訓(xùn)方法進(jìn)行了深入的分析和研究。根據(jù)目前仿真系統(tǒng)的開發(fā)形式，我們對(duì)其系統(tǒng)按照功能性的不同，進(jìn)行了模塊劃分。模塊劃分后，我們開始對(duì)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)方法進(jìn)行研究。首先，我們需要構(gòu)建一個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的程序編程，該編程包括虛擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，虛擬實(shí)驗(yàn)對(duì)象，虛擬實(shí)驗(yàn)圖像和虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景。虛擬實(shí)驗(yàn)的程序編程是整個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行編程后，需要對(duì)實(shí)驗(yàn)的硬件設(shè)備進(jìn)行選擇。通常我們所采用的實(shí)驗(yàn)硬件設(shè)備包含瑞士公司生產(chǎn)的Pmryer力度觸覺反饋設(shè)備，該力度觸覺反饋設(shè)備包括有7個(gè)力度反饋度，可以對(duì)模擬手術(shù)過程中的手術(shù)力度進(jìn)行全方位的模擬。包括擠壓力，拉扯力，摩擦力，抓取力等。硬件選擇完畢后，我們就可以對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的具體任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)的具體任務(wù)包括一，虛擬醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)，我們需要對(duì)虛擬的醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行處理，保證其頻率波動(dòng)的穩(wěn)定和二維，三維圖像的識(shí)別。二是建立三維的軟組織模型，對(duì)手術(shù)過程中軟組織可能發(fā)生的變化進(jìn)行模擬，以保證模擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。三是對(duì)實(shí)驗(yàn)力度反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在手術(shù)進(jìn)行過程中，醫(yī)護(hù)人員的手術(shù)力度有著至關(guān)重要的作用，因此，我們需要對(duì)手術(shù)過程中的力度進(jìn)行模擬。四是對(duì)手術(shù)時(shí)的血液流動(dòng)進(jìn)行模擬。手術(shù)時(shí)，醫(yī)護(hù)人員需要隨時(shí)對(duì)患者的血液流動(dòng)進(jìn)行控制，因此對(duì)血液流動(dòng)進(jìn)行模擬在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中是十分重要的。隨著我國(guó)醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛。

4 結(jié)論

基于醫(yī)學(xué)信息技術(shù)的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)是一個(gè)包含著眾多復(fù)雜技術(shù)的一款醫(yī)療手術(shù)模擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。本文對(duì)其實(shí)訓(xùn)方法進(jìn)行了深入的分析和研究。首先我們對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)編程，之后對(duì)其硬件設(shè)備進(jìn)行選擇，最終確立仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)包括了模擬軟組織模型的建立，保障了虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠了解手術(shù)過程中患者軟組織結(jié)構(gòu)的變化情況。模擬圖像處理技術(shù)，對(duì)醫(yī)療圖像進(jìn)行二維，三維的建模，并對(duì)其圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。模擬手術(shù)力度反饋，更好幫助醫(yī)療人員在進(jìn)行手術(shù)時(shí)的力度控制進(jìn)行訓(xùn)練。虛擬仿真系統(tǒng)不僅可以對(duì)醫(yī)療人員的手術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行培訓(xùn)，同時(shí)也可以利用仿真模擬系統(tǒng)，在真實(shí)手術(shù)操作時(shí)，進(jìn)行手術(shù)實(shí)時(shí)的引導(dǎo)。基于醫(yī)學(xué)信息的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)不僅為我國(guó)醫(yī)療人員的手術(shù)經(jīng)驗(yàn)提供了訓(xùn)練的平臺(tái)，也為我國(guó)醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[2]王勇軍，吳鵬，郭光友，譚珂.支持力反饋的鼻腔鏡虛擬手術(shù)仿真系統(tǒng)[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2001（03）：404-407.

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作者簡(jiǎn)介

李曉莉（1980-），女，河南省西華縣人。碩士學(xué)位。副教授。主要研究方向?yàn)榕R床醫(yī)學(xué)。

第5篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

[關(guān)鍵詞]游戲引擎；機(jī)械動(dòng)力仿真；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391.9；TD672 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）33-0225-02

一、引言

三維游戲由于引擎技術(shù)在建模技術(shù)、物理引擎技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境的高質(zhì)量實(shí)時(shí)渲染技術(shù)、動(dòng)畫技術(shù)、人工智能技術(shù)、對(duì)象的行為控制技術(shù)等各方面不斷的完善和強(qiáng)大，已經(jīng)極大地引起了人們的關(guān)注和重視。游戲引擎不再僅用于游戲娛樂產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，更多的滲透到了教育軟件開發(fā)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用、動(dòng)畫影視（特技）制作、軍事訓(xùn)練、實(shí)時(shí)模擬等人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。極大地改變了人們的生活方式和思維方式。

游戲引擎技術(shù)尤其物理引擎技術(shù)不斷的研究發(fā)展，讓我們意識(shí)到仿真虛擬機(jī)械動(dòng)力的可能性。利用游戲引擎虛擬機(jī)械運(yùn)動(dòng)，將為開發(fā)教育游戲中的虛擬物理實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)上數(shù)字科技館、娛樂型游戲中的機(jī)械道具和多樣化游戲任務(wù)等具有重要的應(yīng)用價(jià)值和研究意義。

傳統(tǒng)的機(jī)械動(dòng)力仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然在一定程度上也能虛擬機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，但是由于那些技術(shù)不可避免的弊端對(duì)機(jī)械動(dòng)力仿真技術(shù)應(yīng)用在其他領(lǐng)域形成了瓶頸。傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)仿真技術(shù)缺乏交互性，設(shè)計(jì)復(fù)雜，表現(xiàn)單調(diào)。隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)的滲入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虛擬現(xiàn)實(shí)造型語言）或Cult3D為代表的技術(shù)給機(jī)械仿真領(lǐng)域帶來了交互性，但是由于傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)固有的特性，如運(yùn)動(dòng)行為的硬編碼、交互性差、畫面不流暢、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜等，使得基于游戲引擎技術(shù)虛擬機(jī)械動(dòng)力的技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)和更大的發(fā)展前景。

本論文研究的技術(shù)充分利用了游戲平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，它不僅具有傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)所有的優(yōu)點(diǎn)，而且具有3D游戲般的交互性和逼真的動(dòng)力學(xué)模擬。從開發(fā)角度而言，游戲引擎的實(shí)時(shí)渲染能力、快速的計(jì)算能力、組件化、可重用性以及面向?qū)ο蟮木幊谭绞降?，都使得?yīng)用游戲引擎成為一種非常便捷和有效的仿真技術(shù)手段。本文描述了利用游戲引擎模擬簡(jiǎn)單的機(jī)械動(dòng)力實(shí)例的核心技術(shù)。

二、機(jī)械動(dòng)力仿真技術(shù)研究背景

概念設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的最初階段，主要目的是獲得產(chǎn)品的本質(zhì)形狀。[3]機(jī)械仿真技術(shù)的發(fā)展為機(jī)械工業(yè)概念設(shè)計(jì)注入了新的活力。計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理能力的提高為機(jī)械系統(tǒng)的仿真提供了更好的基礎(chǔ)。

我國(guó)機(jī)械系統(tǒng)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助工具多數(shù)是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D軟件，此類建模軟件含有大量的圖形文件，容量較大，不利于網(wǎng)上傳輸和遠(yuǎn)程控制。同時(shí)這種方式建立的三維模型是靜態(tài)的，動(dòng)畫是設(shè)計(jì)者事先設(shè)計(jì)好的一副副二維動(dòng)畫，用戶只是被動(dòng)的接受，而不能按照自己的意愿進(jìn)行實(shí)時(shí)交互式仿真。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種更為人性化的交互技術(shù)，近幾年來逐漸滲透到各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸特征、交互特征和構(gòu)想特征，剛好彌補(bǔ)了上述傳統(tǒng)方法的不足。因此，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)的方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)成為必然。傳統(tǒng)的機(jī)械仿真都是代碼編寫控制的運(yùn)動(dòng)效果，沒有實(shí)現(xiàn)通過物體間力的作用而讓物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，所以不免比較生硬，不能具有可復(fù)用性和柔性。

綜上可知，機(jī)械工業(yè)虛擬仿真技術(shù)由于其復(fù)雜性、綜合性決定了開發(fā)的困難，因此勢(shì)必需要一些工具來輔助開發(fā)，游戲引擎由于其本身的特點(diǎn)，成為開發(fā)機(jī)械工業(yè)虛擬系統(tǒng)的有力工具。

三、游戲引擎技術(shù)

1.三維游戲引擎

一般而言，三維游戲引擎包括：引擎內(nèi)核、三維圖形引擎、物理引擎、人工智能系統(tǒng)、3D模型和圖像庫、網(wǎng)絡(luò)引擎、輸入系統(tǒng)。三維游戲引擎中各子系統(tǒng)關(guān)系可由（圖1）表示。

2.游戲引擎技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）利用游戲引擎可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)制作的復(fù)雜度，縮短開發(fā)時(shí)間，降低制作成本。

（2）游戲引擎中強(qiáng)大的物理引擎為該機(jī)械動(dòng)力仿真系統(tǒng)提供了保障，這也是不同于其他虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的閃光點(diǎn)。

（3）該游戲引擎能快速嵌入到網(wǎng)頁中運(yùn)行，因此，極大的活躍了網(wǎng)頁式三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的三維網(wǎng)頁虛擬技術(shù)在WEB中運(yùn)行效果不是很好，運(yùn)行緩慢，效果單調(diào)，交互性差，游戲引擎技術(shù)的支持在一定程度上可彌補(bǔ)這些不足。

（4）游戲引擎的最大特點(diǎn)是可以實(shí)時(shí)渲染，這樣使得開發(fā)者可以及時(shí)瀏覽和調(diào)整系統(tǒng)。Unity3D游戲引擎甚至可以支持在程序運(yùn)行時(shí)改動(dòng)場(chǎng)景中物體的屬性。這樣的實(shí)時(shí)性改變，使得開發(fā)者能迅速獲得最佳的設(shè)置效果值。

（5）基于游戲引擎技術(shù)開發(fā)的機(jī)械動(dòng)力仿真系統(tǒng)，具有游戲般的交互能力，活躍了機(jī)械展示的表達(dá)方式。

（6）在游戲引擎平臺(tái)上的二次編程代碼被稱為“腳本”，大多數(shù)腳本語言都是面向?qū)ο蟮木幊烫攸c(diǎn)，具有封裝、多態(tài)、可復(fù)用性等特性。簡(jiǎn)單易學(xué)，使虛擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)者易于開發(fā)應(yīng)用。

四、主要結(jié)論

3D游戲引擎技術(shù)最大的特點(diǎn)就是它把一個(gè)程序中可以重復(fù)利用的部分，以精巧的模塊組織起來，將其規(guī)格化、最佳化，以利于程序重用技術(shù)。利用引擎不僅可以開發(fā)出“景物真實(shí)、動(dòng)作真實(shí)、感覺真實(shí)”的三維系統(tǒng)，更重要的是利用它我們可以節(jié)省大量的人員和資金，簡(jiǎn)化系統(tǒng)制作的復(fù)雜度，縮短開發(fā)時(shí)間，降低制作成本，并且游戲引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人稱射擊游戲）特性，這一特點(diǎn)可以巧妙的應(yīng)用于交互設(shè)計(jì)中。游戲引擎的實(shí)時(shí)渲染、動(dòng)態(tài)編譯和可視化編輯功能有效解決了傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中存在的渲染耗費(fèi)時(shí)間和硬件成本的問題。

3D游戲引擎最吸引人的是它的強(qiáng)大的PhysX物理引擎和真實(shí)的圖形渲染引擎。強(qiáng)大的功能會(huì)提升研究的成功性。從開發(fā)方面考慮，該引擎的腳本語言近似c#或javascript，使得開發(fā)輕車熟路，而且腳本是動(dòng)態(tài)編譯的，運(yùn)行速度和匯編接近，不會(huì)因?yàn)槟_本的問題而影響系統(tǒng)的執(zhí)行效率。從方面考慮，該引擎支持跨平臺(tái)，而且用該引擎開發(fā)的作品可以通過網(wǎng)頁直接運(yùn)行，是3D虛擬現(xiàn)實(shí)作品輕松實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁漫游的良好解決方案。

參考文獻(xiàn)

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第6篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

（北京理工大學(xué)軟件學(xué)院，北京100081）

摘要：在信息時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)交流無論在深度還是在廣度上都顛覆了傳統(tǒng)意義上的交流，成為人們生活的重要組成部分，它不但滿足了人們的內(nèi)在需要，擴(kuò)大了人們的社交范圍，而且改變了人們的生活方式。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)作為一門專門利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，為促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)社會(huì)的交流提供了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。本文通過對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬交流平臺(tái)的研究，對(duì)仿真技術(shù)在促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)交流方面的技術(shù)突破點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞 ：仿真技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)交流；虛擬；關(guān)鍵突破

DOI：10.16083/j.cnki.-1296/G4.2015.02.066

中圖分類號(hào)：O245文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671—1580（2015）02—0151—02

本文受國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAH38F01-05）資助。

收稿日期：2014—09—12

作者簡(jiǎn)介：張福泉（1975— ），男，福建福州人。北京理工大學(xué)軟件學(xué)院在讀博士，閩江學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，副教授，研究方向：流媒體智能存取技術(shù)，智能化數(shù)字表演與仿真技術(shù)。

一、虛擬網(wǎng)絡(luò)交流的重要平臺(tái)及其發(fā)展趨勢(shì)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們的交流方式發(fā)生了巨大的變化，低效率的傳統(tǒng)交流方式逐漸被網(wǎng)絡(luò)交流方式所取代。網(wǎng)絡(luò)交流以網(wǎng)絡(luò)作為信息的載體，將互聯(lián)網(wǎng)作為交流分享的平臺(tái)，極大地提升了交流的即時(shí)性和效率。

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)主要包括即時(shí)通信交流平臺(tái)、信息互動(dòng)平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)商品交易平臺(tái)和在線交流平臺(tái)。無論人們?cè)谀囊粋€(gè)平臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流，對(duì)交流過程的快速、真實(shí)、便利的追求都永無止境，這極大地推動(dòng)了仿真技術(shù)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也為仿真技術(shù)的發(fā)展指明了方向。首先，雖然網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)的種類越來越多，網(wǎng)絡(luò)交流的方式越來越繁雜，但是，單一的網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)無法滿足人們的需要，未來網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)不僅能實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”與“虛擬人”的交流，還將實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”之間的交流。其次，網(wǎng)絡(luò)交流平臺(tái)畢竟都是虛擬環(huán)境下的交流，無法滿足人們相互之間真實(shí)的精神情感交流的需要。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)交流的可視化、智慧化以及無障礙交流必將成為新的發(fā)展趨勢(shì)，追求虛擬現(xiàn)實(shí)世界成為計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向。

二、可視化仿真技術(shù)在虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的技術(shù)突破

可視化仿真技術(shù)指的是將仿真中的數(shù)字信息變?yōu)橹庇^的、以圖形圖像形式表示的、隨時(shí)間和空間變化的仿真過程呈現(xiàn)的技術(shù)手段?？梢暬抡婕夹g(shù)是仿真領(lǐng)域的重要研究分支，包括了可視化算法、實(shí)時(shí)繪制、圖像生成、多通道及多視點(diǎn)顯示、人機(jī)交互、分布式與并行計(jì)算、軟件工程學(xué)、效果評(píng)估等理論技術(shù)以及各行業(yè)相關(guān)的建模技術(shù)，等等。

（一）可視化仿真軟件的智能化、自動(dòng)化。隨著網(wǎng)絡(luò)交流的不斷深化和發(fā)展，實(shí)體動(dòng)態(tài)、智能視點(diǎn)選取成為可視化軟件的發(fā)展潮流。1.實(shí)體動(dòng)態(tài)生成。在仿真開始前先在想定仿真節(jié)點(diǎn)編制好態(tài)勢(shì)變化的想定文件，在仿真過程中通過節(jié)點(diǎn)的仿真軟件對(duì)想定文件進(jìn)行動(dòng)態(tài)解析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同仿真節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)匹配。實(shí)體動(dòng)態(tài)生成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于將網(wǎng)絡(luò)交流的不同需求進(jìn)行分散化建模，簡(jiǎn)化了仿真建模的復(fù)雜性。2.視點(diǎn)智能選取。Vega是可視化視點(diǎn)選取使用較為廣泛的工具，帶有靜止、運(yùn)動(dòng)模式等多種視點(diǎn)方式，但是，Vega等工具的固定觀看模式無法充分體現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)仿真過程中各個(gè)實(shí)體、事件、環(huán)境、場(chǎng)景、系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)變化情況，要實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的視點(diǎn)管理，就需要全局漫游、俯視以及智能眼視點(diǎn)等模式。

（二）可視化仿真建模的三維實(shí)體柔性技術(shù)。智能視點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)具有固定實(shí)體的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)仿真，對(duì)于沒有固定形狀，并且隨著時(shí)間和過程不斷變化的實(shí)體，例如云、風(fēng)、煙霧彈等柔性體，則需要采用柔性仿真技術(shù)，通過對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)特性、機(jī)理以及作用建立起這些柔性體特殊的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，進(jìn)行可視化繪制，實(shí)現(xiàn)對(duì)柔性體的三維仿真。

（三）可視化仿真實(shí)時(shí)性和逼真度的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)和逼真是虛擬網(wǎng)絡(luò)交流追求的兩個(gè)重點(diǎn)，在技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)兩者的最大突破成為可視化仿真技術(shù)不斷進(jìn)步的動(dòng)力。在硬件方面，通過提升計(jì)算機(jī)運(yùn)行芯片的計(jì)算性能和處理模式來實(shí)現(xiàn)快速繪制；在軟件方面，借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)格技術(shù)的并行計(jì)算、分布式計(jì)算，可以逐步優(yōu)化軟件結(jié)構(gòu)和代碼，減少計(jì)算量，從而提升繪制速度。

（四）非視覺物理量的可視化技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)中不僅存在看得見、摸得到的實(shí)體，還存在不可見的非視覺物理量

（例如磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、水聲場(chǎng)、電場(chǎng)等）

。要實(shí)現(xiàn)虛擬社會(huì)交流的真實(shí)性，非視覺物理量的可視化技術(shù)也是非常重要的突破。非視覺物理量可視化仿真的關(guān)鍵技術(shù)是三維數(shù)據(jù)場(chǎng)仿真，一般通過兩個(gè)途徑來實(shí)現(xiàn)：1.對(duì)三維數(shù)據(jù)生成的等值面進(jìn)行繪制，這是基于面的可視化，主要方法有切片技術(shù)、幾何變形曲面法以及網(wǎng)格劃分法等。2.將三維數(shù)據(jù)投影到計(jì)算機(jī)，再通過體繪制技術(shù)進(jìn)行繪制，這是基于投影的可視化。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流中的關(guān)鍵突破

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)通過虛擬的“現(xiàn)實(shí)人”體驗(yàn)來表達(dá)、獲取信息，集合了多種計(jì)算機(jī)技術(shù)，例如人工智能、控制論、數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、實(shí)時(shí)計(jì)算技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、電子傳感技術(shù)、機(jī)器人、多媒體以及遙現(xiàn)技術(shù)，等等，是一種最有效模擬“現(xiàn)實(shí)人”在自然環(huán)境中視、聽、動(dòng)等行為的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)。通過VR技術(shù)，創(chuàng)造出一個(gè)“現(xiàn)實(shí)人”可以與虛擬世界進(jìn)行對(duì)話、虛擬世界對(duì)“現(xiàn)實(shí)人”的行為作出反應(yīng)的人機(jī)交互環(huán)境，同時(shí)，表現(xiàn)出虛擬世界的自律、臨場(chǎng)感，使得“現(xiàn)實(shí)人”具有身臨其境的感覺，這也正是人們?cè)谶M(jìn)行虛擬網(wǎng)絡(luò)社會(huì)交流時(shí)所極力追求的體驗(yàn)。

（一）VR的視覺表現(xiàn)技術(shù)。真實(shí)感以及圖形圖像實(shí)時(shí)繪制是實(shí)現(xiàn)VR視覺感知的重要手段之一，也是構(gòu)造虛擬環(huán)境的核心，更高、更強(qiáng)的真實(shí)感和實(shí)時(shí)性不但保證了VR系統(tǒng)的沉浸感和交互性，而且也是VR視覺表現(xiàn)技術(shù)所追逐的重要目標(biāo)。圖形圖像繪制是VR視覺表現(xiàn)的基礎(chǔ)，一般可以分為：1.圖形繪制技術(shù)，主要研究真實(shí)感光照計(jì)算、自然景物繪制以及紋理映射等；2.場(chǎng)景繪制技術(shù)，包括全光函數(shù)、光場(chǎng)計(jì)算、同心拼圖、全景拼圖等研究?jī)?nèi)容；3.圖像與圖像相結(jié)合的繪制技術(shù)，包括幾何一致性以及光照一致性等方面的內(nèi)容。

（二）VR的聽覺表現(xiàn)技術(shù)。聽覺是人類感知世界的重要信息來源，虛擬社會(huì)中的每一個(gè)發(fā)聲體都是“現(xiàn)實(shí)人”感知虛擬社會(huì)信息的一個(gè)重要來源。事實(shí)上，我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上感知的聲音素材大部分都是數(shù)字化音頻，由于不具有空間信息，無法體現(xiàn)虛擬社會(huì)聽覺空間的真實(shí)感和立體感，而通過描述人的聽覺系統(tǒng)對(duì)不同方位聲音的不同頻譜特性（頭部相關(guān)傳輸函數(shù)：HRTF），例如雙耳時(shí)間差、聲級(jí)差等，可以建立起虛擬聽覺空間（VAS），其中的聲音定位技術(shù)是實(shí)現(xiàn)三維逼真音效的關(guān)鍵技術(shù)。

（三）VR的力/觸覺表現(xiàn)技術(shù)。VR通過力/觸覺設(shè)備對(duì)力/觸覺信息（主要包括碰撞檢測(cè)和碰撞響應(yīng)）進(jìn)行高效處理，在客戶操作力/觸覺設(shè)備時(shí)，碰撞檢測(cè)算法對(duì)“現(xiàn)實(shí)人”與虛擬對(duì)象的碰撞情況進(jìn)行檢測(cè)，并在發(fā)生碰撞后運(yùn)行碰撞響應(yīng)策略。

（四）VR的嗅/味覺表現(xiàn)技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)，人的嗅覺是由化學(xué)刺激產(chǎn)生的，而且氣味間細(xì)微的差別都會(huì)引發(fā)不同人的不同反應(yīng)，顯然，要對(duì)虛擬社會(huì)的嗅/味覺進(jìn)行高仿真，現(xiàn)在還存在一定的困難，這也將成為未來VR技術(shù)研究的重要方向，現(xiàn)階段有許多科學(xué)家進(jìn)行了有益的探索。例如：Amoore J.E就曾想用基本的七種氣味來進(jìn)行合成，但真實(shí)度不高。

雖然仿真技術(shù)為促進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)交流進(jìn)行了各種關(guān)鍵技術(shù)的突破，實(shí)現(xiàn)了虛擬社會(huì)的可視化和可交流，但離現(xiàn)實(shí)社會(huì)中人與人的真實(shí)交往還存在一定的差距，而且虛擬社會(huì)中“現(xiàn)實(shí)人”、“虛擬人”以及“虛擬物”的相互交流還存在一定的障礙，需要進(jìn)行進(jìn)一步的仿真技術(shù)研究才能更好地實(shí)現(xiàn)。

［

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第7篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；仿真技術(shù)；應(yīng)用

仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要就是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)下加以實(shí)現(xiàn)的，通過多種學(xué)科理論作為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)的軟件工具支持下，發(fā)揮著重要作用。在早期的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用，是隨機(jī)數(shù)通過實(shí)驗(yàn)求解隨機(jī)問題方法的應(yīng)用，在近些年的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展下，和工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展有著緊密的結(jié)合，這樣就對(duì)工業(yè)發(fā)展起到了很大促進(jìn)作用。通過從理論上對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用研究，就能為實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)制造發(fā)展提供理論支持。

1機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性和應(yīng)用流程

1.1機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用重要性分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要促進(jìn)作用，從上世紀(jì)七十年代以來，在全球化的競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展方面愈來愈激烈，產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)也在向著個(gè)性化以及多元化的方向發(fā)展。仿真技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)就有著很大推動(dòng)，而在收到經(jīng)濟(jì)水平的因素影響，在實(shí)際操作系統(tǒng)的應(yīng)用上費(fèi)用相對(duì)比較高。仿真技術(shù)的應(yīng)用，在設(shè)計(jì)人員將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為載體下，通過運(yùn)用相應(yīng)的軟件以及構(gòu)建數(shù)據(jù)模型等，這樣就能對(duì)參數(shù)詳細(xì)準(zhǔn)確的分析，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中應(yīng)用，就能有效提高設(shè)計(jì)的效率[1]。機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用，只需要設(shè)計(jì)人員結(jié)合不用方案在仿真軟件當(dāng)中進(jìn)行構(gòu)建虛擬機(jī)，從而就能有效完成不同假設(shè)性虛擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)最優(yōu)化的方案進(jìn)行選擇。仿真技術(shù)的應(yīng)用對(duì)計(jì)算的精度可有效保證，對(duì)研發(fā)的質(zhì)量也能有效提高，節(jié)約了大量的研發(fā)資金，這對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展就有著積極促進(jìn)作用。

1.2機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用流程分析

機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的發(fā)展，需要從多方面加強(qiáng)重視，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中仿真技術(shù)的應(yīng)用，主要是在電腦數(shù)學(xué)模型以及仿真模式的建立基礎(chǔ)上應(yīng)用的。仿真技術(shù)的應(yīng)用涉及到圖形學(xué)以及幾何造型學(xué)等，在對(duì)系統(tǒng)實(shí)質(zhì)抽象數(shù)學(xué)模型的處理過程中，要按照相應(yīng)的程序進(jìn)行實(shí)施。首先就是對(duì)模型進(jìn)行建立，仿真技術(shù)應(yīng)用中先要能抽象出能達(dá)到仿真目的的可靠系統(tǒng)，然后加上邊界以及約束條件[2]。接著就要對(duì)相應(yīng)學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，把這一系統(tǒng)在數(shù)學(xué)表達(dá)的方式下進(jìn)行闡述。主要的內(nèi)容就是數(shù)學(xué)模型，模型的構(gòu)建過程中，就要結(jié)合時(shí)間關(guān)系進(jìn)行劃分。在模型的構(gòu)建類型上有動(dòng)靜兩種模型類型，在動(dòng)態(tài)模型方面又分為連續(xù)時(shí)間以及離散時(shí)間和混合時(shí)間幾種。機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用流程中，在模型的變換層面就比較關(guān)鍵。這一環(huán)節(jié)主要是將抽象的數(shù)學(xué)表達(dá)進(jìn)行轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)處理形式。然后通過適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ约坝?jì)算機(jī)語言，就能對(duì)仿真模型進(jìn)行分析，這就需要對(duì)計(jì)算機(jī)研發(fā)新的系統(tǒng)，或者是通過仿真軟件加以應(yīng)用，都能夠達(dá)到模型變換的目的[3]。接著就是模型的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。也就是把創(chuàng)建仿真模型輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，通過仿真模型的運(yùn)行就能獲得仿真結(jié)果。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)中是通過先期設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行運(yùn)行的，這樣就比較的簡(jiǎn)單。對(duì)于仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)問題，就要先對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行辨析，對(duì)其結(jié)果的可靠性進(jìn)行檢驗(yàn)可通過反正過程反向驗(yàn)證法以及置信通道方法加以應(yīng)用。通過這一系列的程序?qū)嵤?，就能有助于仿真技術(shù)的積極作用發(fā)揮。

2機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)的應(yīng)用特征及實(shí)際應(yīng)用

2.1仿真技術(shù)應(yīng)用的特征體現(xiàn)分析

第一，應(yīng)用范圍大特征。仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的應(yīng)用，有著鮮明的特征體現(xiàn)，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到制造和測(cè)試維護(hù)的整個(gè)過程中，仿真技術(shù)都能貫穿始終。在機(jī)械產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)以及詳細(xì)設(shè)計(jì)和加工制造等環(huán)節(jié)，仿真技術(shù)都能發(fā)揮積極的作用。在仿真技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，在范圍上得到了迅速擴(kuò)大化，仿真對(duì)象和目的上從研究制造對(duì)象動(dòng)力學(xué)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，已經(jīng)向著研究制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行方向發(fā)展，在庫存管理以及產(chǎn)品開發(fā)過程組織等層面都有著涉及。第二，集成化特征。機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中的仿真技術(shù)應(yīng)用，在集成化的特征層面表現(xiàn)的比較突出，也就是對(duì)仿真技術(shù)的綜合性應(yīng)用，從而就能有效形成可運(yùn)行的產(chǎn)品開發(fā)以及制造環(huán)境。在仿真的類型上是多樣化的，有著面向產(chǎn)品以及制造工藝和生產(chǎn)管理等部分的仿真[4]。這些部分對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用都得到了綜合性體現(xiàn)。第三，分布性特征。仿真技術(shù)的應(yīng)用在和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合下，對(duì)仿真的分布性特征上就比較顯著。這是通過制造分布所決定，其中就有著敏捷制造以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的支持實(shí)現(xiàn)的。仿真技術(shù)的應(yīng)用和傳感器以及圖形技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用特征也比較突出，這就對(duì)仿真技術(shù)的交互性得到了加強(qiáng)。

2.2機(jī)械設(shè)計(jì)制造中仿真技術(shù)應(yīng)用

仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中多個(gè)環(huán)節(jié)都能進(jìn)行應(yīng)用，其中在復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算分析中的應(yīng)用作用比較突出。仿真技術(shù)應(yīng)用對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的大量復(fù)雜化數(shù)據(jù)分析計(jì)算能力比較強(qiáng)，能將數(shù)據(jù)分析簡(jiǎn)單化以及層次性的實(shí)現(xiàn)，這樣就大大的提高了工作效率，對(duì)低水平重復(fù)勞動(dòng)的問題也能避免。機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)中，運(yùn)用仿真技術(shù)就能在計(jì)算分析上準(zhǔn)確快速的實(shí)現(xiàn)，直到滿足實(shí)際的要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品材料的浪費(fèi)以及耗時(shí)的問題也得到了解決。機(jī)械產(chǎn)品的動(dòng)力學(xué)模型的分析下，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等都能得到有效保障，對(duì)機(jī)械設(shè)備的剛度應(yīng)變以及動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)分析能力也比較強(qiáng)。仿真技術(shù)在機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中應(yīng)用，也能優(yōu)化設(shè)計(jì)的質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品是通過大量結(jié)構(gòu)組裝的工藝動(dòng)作。對(duì)新機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)過程中，結(jié)構(gòu)的正確設(shè)定，和結(jié)構(gòu)間的運(yùn)動(dòng)得當(dāng)與否等，都和產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用效果有著直接的應(yīng)用。這就需要在仿真技術(shù)的應(yīng)用下，通過三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，從而有效的檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。將仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的齒輪設(shè)計(jì)中加以應(yīng)用，能有效提高齒輪設(shè)計(jì)的質(zhì)量。機(jī)械裝備當(dāng)中的齒輪是比較關(guān)鍵的零件，對(duì)其設(shè)計(jì)的精度有著高要求，實(shí)際設(shè)計(jì)過程中就要充分注重對(duì)仿真技術(shù)的應(yīng)用。具體應(yīng)用中對(duì)visuallisp語言的應(yīng)用，就能在齒輪端面實(shí)施模型的構(gòu)建以及仿真，能從多個(gè)角度實(shí)施評(píng)估[5]。仿真技術(shù)的運(yùn)用下能對(duì)圓弧針齒輪星傳動(dòng)研究分析，以及對(duì)影響正交齒輪齒輪傳動(dòng)接觸點(diǎn)的參數(shù)實(shí)施研究，這樣就大大的提高了對(duì)齒輪設(shè)計(jì)的精確度。

3結(jié)束語

綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中，隨著新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對(duì)整體的機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也有著促進(jìn)作用。仿真技術(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造的結(jié)合，為我國(guó)的機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)帶來了生機(jī)，為促進(jìn)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展以及科學(xué)性發(fā)展打下了基礎(chǔ)，希望此次研究有助于實(shí)際機(jī)械設(shè)計(jì)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

作者:楊磊 單位:鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn):

[1]潘庭海，張石磊.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程實(shí)踐性分析[J].電子制作，2014（02）.

[2]賈志欣，樓應(yīng)侯，張學(xué)昌，等.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)網(wǎng)絡(luò)化平臺(tái)建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013（04）.

[3]張寶坤，王淑霞，王艷.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].化工裝備技術(shù)，2014（04）.

第8篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí) 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

一、計(jì)算機(jī)仿真發(fā)展歷史

仿真模擬方法可以追溯到1773年，法國(guó)科學(xué)家用仿真模擬的方法做物理實(shí)驗(yàn)，然而，第一個(gè)用這種方法做隨機(jī)試驗(yàn)的人也許是美國(guó)統(tǒng)計(jì)學(xué)家E.L De forest，那是在1876年。比較早而且著名的蒙特卡羅方法使用者是W.S.Gosseet。他在1908年以”Student”為筆名時(shí)，使用了蒙特卡羅方法來證明他的t分步法；盡管蒙特卡羅法起源于1876年，但是直到約75年后，它才命名為蒙特卡羅法。其原因是直到數(shù)字計(jì)算機(jī)出現(xiàn)以前，這種方法在許多重要問題上不能運(yùn)用。從1946年到1952年數(shù)字計(jì)算機(jī)在一些科研機(jī)構(gòu)得到發(fā)展。

與今天的計(jì)算機(jī)相比，早期的計(jì)算機(jī)預(yù)算速度慢且不能存儲(chǔ)任何東西?，F(xiàn)在可并行計(jì)算機(jī)已成主流。自計(jì)算機(jī)誕生以來，性能的提高，幾乎是每四五年提高100倍，每十年提高1萬倍的速度持續(xù)發(fā)展著。

二、仿真的定義和分類

1.仿真定義

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是以數(shù)學(xué)理論、相似原理、信息技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)的專業(yè)技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和各種物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)研究的一門綜合性技術(shù)。

仿真是在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的數(shù)字化技術(shù)，它包括數(shù)字與邏輯模型的某些模式，這些模型描述某一事件和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，在若干周期內(nèi)的特征。

系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計(jì)算技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的，以計(jì)算機(jī)和其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，并借助于專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和信息資料對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，進(jìn)而作出決策的一門綜合性的和試驗(yàn)性的學(xué)科。

三、需求牽引 技術(shù)推動(dòng)

相互推動(dòng)

計(jì)算機(jī)技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域已有多年的歷史，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，除了本身日趨成熟，并且或得了廣泛運(yùn)用外，目前正面臨挑戰(zhàn)。

“需求牽引、技術(shù)推動(dòng)“是促使計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在近年內(nèi)去得飛速發(fā)展的重要。計(jì)算機(jī)仿真的形成是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的結(jié)果。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)首先可以以高效地處理科學(xué)數(shù)據(jù)和解釋科學(xué)數(shù)據(jù)。其次，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)豐富了信息交流手段。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的形成推動(dòng)工業(yè)發(fā)展、提高工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力的需要。

四、仿真軟件

仿真軟件的應(yīng)用和定義

仿真建模軟件系統(tǒng)，是為科研人員進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)提供支持的系統(tǒng)。如果在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)必做一場(chǎng)軍事演習(xí)，那么科研人員就是這場(chǎng)軍事演習(xí)的指揮官，仿真建模系統(tǒng)則為這場(chǎng)演習(xí)提供場(chǎng)地和手段。他能為指揮官加工信息、預(yù)計(jì)結(jié)果和進(jìn)行輔助決策。其用途非常廣泛，經(jīng)濟(jì)價(jià)值極高。仿真軟件是一項(xiàng)面向仿真用途的專用軟件，他的特點(diǎn)是面向用戶、面向問題。仿真軟件一般是由模型和描述語言、翻譯程序、使用程序、算法庫、函數(shù)庫、模型庫、運(yùn)行控制程序等組成。應(yīng)具有建模、運(yùn)行控制、結(jié)果處理以及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫等組成。

五、計(jì)算機(jī)仿真的基本理論

計(jì)算機(jī)仿真是由系統(tǒng)工程、現(xiàn)代數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的新型學(xué)科。

計(jì)算機(jī)仿真是一種科學(xué)方法，科學(xué)研究通常有三種途徑：理論推導(dǎo)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和仿真模擬。

計(jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)學(xué)科的相互作用促進(jìn)了進(jìn)算計(jì)技術(shù)的發(fā)展。在本質(zhì)上數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)的靈魂。

在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)中引入人工智能技術(shù)，能夠優(yōu)化系統(tǒng)，做到有優(yōu)化機(jī)制自動(dòng)修改系統(tǒng)參數(shù)，并啟動(dòng)仿真模塊，最終獲得最優(yōu)解，但在離散事件系統(tǒng)仿真重這種機(jī)制還處于研究階段。

新技術(shù)的研究開發(fā)、利用，大大提高計(jì)算機(jī)的仿真軟件的功能與性能，解決計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。隨著以智能化、集成化、自動(dòng)化、并行化、開放化以及自然化、為標(biāo)志的計(jì)算機(jī)仿真軟件新技術(shù)的深入研究、開發(fā)、利用，不僅是仿真軟件的功能與性能迅速提高，而且有可能從根本上解決仿真軟件生產(chǎn)率低下的問題。結(jié)合軟件工程實(shí)踐，探討軟件理論，有可能從理論弄清楚軟件開發(fā)的復(fù)雜度，進(jìn)而采取有效的測(cè)試進(jìn)行控制，從理論與實(shí)踐兩方面解決計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)開發(fā)的軟件瓶頸問題。

六、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的支撐技術(shù)主要有分布式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、協(xié)同式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、沉浸式計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、基于網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分布式，既是由于數(shù)據(jù)分布的需要，也是應(yīng)用分布式計(jì)算環(huán)境進(jìn)行并行計(jì)算，以達(dá)到實(shí)時(shí)顯示目的的重要手段，分布式計(jì)算平臺(tái)有互聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)機(jī)組成，包括高性能的SMP和DSM多處理器、工作站/PC機(jī)機(jī)群系統(tǒng)。

來自不同地區(qū)、不同學(xué)科的學(xué)者過去式通過出差或開會(huì)等方式進(jìn)行交流的，現(xiàn)在，隨著高速網(wǎng)絡(luò)投入使用，采用多媒體技術(shù)支持下是、的CSCW技術(shù)可以達(dá)到快捷、高效協(xié)同工作的目的。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)采用傳統(tǒng)上為虛擬環(huán)境所裝用的投影式顯示設(shè)備，標(biāo)志著這兩個(gè)研究方向融合的發(fā)展趨勢(shì)。由于沉浸式顯示設(shè)備能使用戶獲得臨場(chǎng)感，更有利于用戶獲得對(duì)數(shù)據(jù)的直觀感受，有助于結(jié)果的分析。

七、仿真系統(tǒng)的作用和意義

隨著軍事和科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真已成各種復(fù)雜系統(tǒng)研制工作的一種比不可少的手段。尤其是在航空航天領(lǐng)域，仿真即使已是飛行器和衛(wèi)星運(yùn)載工具研制必不可少的手段。在研制、堅(jiān)定、和定形全過程必須全面的應(yīng)用先進(jìn)的仿真技術(shù)。否則，任何新型的、先進(jìn)的飛行器和運(yùn)載工具的研制都將是不可能的。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在軍事的應(yīng)用是很廣泛的，如運(yùn)用交戰(zhàn)模型進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真，新型武器裝備發(fā)展過程中的仿真、部隊(duì)作戰(zhàn)訓(xùn)練方面的仿真、高層論證和規(guī)劃計(jì)劃中的仿真、軍事作戰(zhàn)理論和學(xué)術(shù)研究中的仿真、作戰(zhàn)指揮和戰(zhàn)爭(zhēng)計(jì)劃中的仿真，以及戰(zhàn)后后勤保障的仿真等。

參考文獻(xiàn)

第9篇：虛擬仿真技術(shù)的作用范文

1.采用虛擬仿真技術(shù)是解決教學(xué)改革難題的重要和有效的手段。

高職院校注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐操作技能和勇于改革創(chuàng)新的能力，要求學(xué)生能夠較快地適應(yīng)生產(chǎn)第一線的崗位技能工作，是高職學(xué)院畢業(yè)生在人才市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中所必備的條件，所以搞好實(shí)踐教學(xué)，并為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)發(fā)揮想象空間的氛圍是很必要的。隨著虛擬仿真技術(shù)的在教學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展，實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)教學(xué)手段、實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備逐漸發(fā)生變革。傳統(tǒng)的校內(nèi)、校外集中或分散實(shí)訓(xùn)基地模式將轉(zhuǎn)向校內(nèi)外與虛擬仿真實(shí)訓(xùn)相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)模式方向發(fā)展。通過傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)和虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的融合，相輔相成，相互補(bǔ)充，融入信息化要素的實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，符合現(xiàn)代職業(yè)教育教學(xué)技能的發(fā)展要求，使學(xué)生由淺入深、循序漸進(jìn)地掌握工程施工的施工工序及工藝流程等施工方法和技能，從而滿足學(xué)生在不同培養(yǎng)階段的需要，為促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提高起到積極的作用，為高職院校課程改革提供了重要支撐。

2.利用虛擬仿真技術(shù)構(gòu)建建筑工程技術(shù)教學(xué)中虛擬實(shí)訓(xùn)室的優(yōu)勢(shì)。

依托校園網(wǎng)，利用現(xiàn)代教育技術(shù)構(gòu)建的建筑工程類虛擬實(shí)訓(xùn)室，能夠?qū)ㄖこ填惡诵恼n程的教學(xué)起到真正的服務(wù)作用。虛擬實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建過程同時(shí)也是一個(gè)現(xiàn)代信息技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中運(yùn)用的過程，其建立在一定的教學(xué)理論基礎(chǔ)上，依托專業(yè)理論知識(shí)同時(shí)也可以促進(jìn)理論知識(shí)學(xué)習(xí)。教師通過形象生動(dòng)的三維數(shù)據(jù)模型，可以讓學(xué)生更好的理解施工各階段的工藝流程，將單調(diào)的理論學(xué)習(xí)上升為可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、思考熱情，激發(fā)三維空間想象能力和創(chuàng)新思維的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生更快更好的掌握專業(yè)知識(shí)。其次，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸，教師的授課也不局限于傳統(tǒng)教室，而是延伸到無限的互聯(lián)網(wǎng)終端，最大限度提供了課堂的開放度。同時(shí)，虛擬實(shí)訓(xùn)室的開發(fā)構(gòu)建也在一定程度上緩解了高職實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)條件有限的實(shí)際困難?？傊?，運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行建筑工程類專業(yè)的信息化資源建設(shè)，特別是虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)將是克服人才培養(yǎng)瓶頸，節(jié)約辦學(xué)成本、解決師資力量不足，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容改革的不二選擇。通過該虛擬實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)可以改變傳統(tǒng)意義上的課堂授課模式，是構(gòu)建在新型信息化環(huán)境下的高職院?，F(xiàn)代教育技術(shù)教學(xué)新模式。

二、建筑工程技術(shù)課程虛擬實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建與開發(fā)

1.虛擬實(shí)訓(xùn)室的系統(tǒng)組成。

建筑工程技術(shù)課程虛擬實(shí)訓(xùn)室的構(gòu)建主要以《建筑工程技術(shù)》課程中的核心內(nèi)容為主體進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括土方工程、地基處理、樁基礎(chǔ)工程、砌體工程、鋼筋混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程、結(jié)構(gòu)安裝工程、防水工程、裝飾工程、腳手架與運(yùn)輸設(shè)備、冬期與雨期施工等共十一個(gè)知識(shí)模塊，根據(jù)課程的主要內(nèi)容和實(shí)施重點(diǎn)進(jìn)行歸納合并，以及考慮工程實(shí)際情況，主要開發(fā)構(gòu)建砌體結(jié)構(gòu)工程、砼結(jié)構(gòu)工程、鋼結(jié)構(gòu)工程三個(gè)虛擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)再進(jìn)行細(xì)化，包括相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、施工準(zhǔn)備、工程圖紙、技術(shù)交底、安全交底、聯(lián)系單、工作記錄等具體實(shí)訓(xùn)內(nèi)容。系統(tǒng)以互動(dòng)式三維動(dòng)畫為主，視頻、圖片、文字為輔，將施工現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)環(huán)境展現(xiàn)在眼前，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作進(jìn)行仿真模擬實(shí)訓(xùn)，了解掌握施工過程中主要工藝流程、技術(shù)要點(diǎn)、管理過程，從而掌握相關(guān)建筑施工專業(yè)技能。

2.虛擬實(shí)訓(xùn)室系統(tǒng)軟件技術(shù)開發(fā)。

在建筑工程技術(shù)施工組織等專業(yè)理論的支撐上，選擇LAMP作為開發(fā)平臺(tái)。LAMP網(wǎng)站架構(gòu)包括Linux操作系統(tǒng)、Apache網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、MySQL數(shù)據(jù)庫和PHP編程語言，是一組常用來搭建動(dòng)態(tài)網(wǎng)站或者服務(wù)器的開源軟件，具有資源豐富、通用、高性能、低價(jià)格等優(yōu)勢(shì)。根據(jù)建筑工程技術(shù)課程教學(xué)的實(shí)際情況，本著內(nèi)容強(qiáng)調(diào)科學(xué)性、準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)風(fēng)格突出藝術(shù)性，設(shè)計(jì)技術(shù)力求簡(jiǎn)單性、實(shí)用性的思想，采用LAMP構(gòu)建一個(gè)基于Web的虛擬實(shí)訓(xùn)室，以三維仿真模擬出不同的施工現(xiàn)場(chǎng)模型，以此作為建筑工程技術(shù)課程教學(xué)的虛擬實(shí)訓(xùn)基地，將傳統(tǒng)的文字講授變?yōu)橹庇^易懂的可視化教學(xué)。

三、虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)應(yīng)用中存在的問題及對(duì)策

1.科技含量高，但系統(tǒng)開發(fā)所需專業(yè)技術(shù)型人才較為稀少。

虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)，是近年來出現(xiàn)的高新技術(shù)，目前被開發(fā)應(yīng)用用于軍事、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、地理、教育等各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，而該技術(shù)在教育上的應(yīng)用，尚處于起步階段，特別是建筑工程類專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件及技術(shù)尚十分缺乏。隨著虛擬仿真技術(shù)的研究和推廣，越來越受到政府等相關(guān)職能部門的關(guān)注和重視，這將有利于該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用研究。同時(shí)也可以通過企業(yè)與高校長(zhǎng)期合作進(jìn)行科研互利，有利于早日解決虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用問題。

2.建設(shè)項(xiàng)目施工環(huán)境多變且復(fù)雜，學(xué)生進(jìn)行虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)存在一定的差別。

建設(shè)工程項(xiàng)目一般建設(shè)周期長(zhǎng)、工序多，在建設(shè)期間環(huán)境較為多變和復(fù)雜，具有一定的隨機(jī)性和不確定性，且現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)能讓學(xué)生更加全方位了解掌握知識(shí)內(nèi)容，因此虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)存在一定的差別。為了更能促進(jìn)教學(xué)和學(xué)習(xí)效果，在專業(yè)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，將虛擬與傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)相結(jié)合，相互補(bǔ)充，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐中的不足，真正培養(yǎng)出優(yōu)良的滿足社會(huì)需要的技能型人才，為建筑施工企業(yè)輸送優(yōu)秀的技術(shù)人員。

四、結(jié)語