計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù) 虛擬現(xiàn)實(shí) 動(dòng)畫(huà)制作

虛擬仿真又稱(chēng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或模擬技術(shù)，就是用一個(gè)虛擬的系統(tǒng)模仿另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)逐步自成體系，成為繼數(shù)學(xué)推理、科學(xué)實(shí)驗(yàn)之后人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然界客觀規(guī)律的第三類(lèi)基本方法，而且正在發(fā)展成為人類(lèi)認(rèn)識(shí)、改造和創(chuàng)造客觀世界的一項(xiàng)通用性、戰(zhàn)略性技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)VR，是20世紀(jì)80年代新崛起的一種綜合集成技術(shù)，涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等。它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境――虛擬環(huán)境，可以逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界（甚至是不存在的）的事物和環(huán)境，人投入到這種環(huán)境中，立即有“親臨其境”的感覺(jué)，并可親自操作，自然地與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互。

通過(guò)研究大學(xué)文理科學(xué)生通識(shí)教育的課程設(shè)置，能為我們提供許多寶貴的借鑒，大學(xué)教育需要逐步實(shí)現(xiàn)科學(xué)精神與人文精神的融合。本文論述以虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用，探討仿真技術(shù)在交互性視景三維動(dòng)畫(huà)制作中的作者體現(xiàn)，以完善學(xué)生知識(shí)與智能結(jié)構(gòu)而構(gòu)建課程內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的志趣和特長(zhǎng)研究授課方式，并在課程考核方面，體現(xiàn)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，分小組完成作業(yè)，小組成員進(jìn)行不同工作的分工協(xié)作，共同完成虛擬仿真作品。

1 虛擬仿真技術(shù)

通識(shí)教育實(shí)際上是素質(zhì)教育最有效的實(shí)現(xiàn)方式。在通識(shí)教育中，貫徹“博學(xué)與精專(zhuān)相統(tǒng)一的個(gè)性化素質(zhì)教育”，在課程設(shè)置中充分體現(xiàn)這一原則。另一方面，該課程對(duì)選修的學(xué)生不設(shè)任何限制，無(wú)論是什么專(zhuān)業(yè)，無(wú)論有無(wú)相關(guān)的知識(shí)基礎(chǔ)，只要對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)感興趣都可以選修。

1.1 學(xué)習(xí)仿真技術(shù)的基礎(chǔ)要求

（1）學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)的基本理論與技術(shù)，了解計(jì)算機(jī)圖形圖像的生成、顯示、處理、變換、動(dòng)畫(huà)、影視等的基本方法和技能。

（2）學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成原理，互動(dòng)性視景三維動(dòng)畫(huà)制作工具軟件，掌握虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的基本方法和技能。

（3）采用實(shí)例進(jìn)行講解，使學(xué)生能在較短的時(shí)間內(nèi)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用有所了解，并學(xué)會(huì)制作視景動(dòng)畫(huà)作品。

（4）培養(yǎng)學(xué)生具有理論分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，具有面向高科技的研究能力和基本的面向工業(yè)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

1.2 虛擬仿真技術(shù)的掌握基本

在課程內(nèi)容設(shè)置上，考慮了學(xué)生的接受能力，并能充分學(xué)習(xí)和了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的魅力，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力。課程內(nèi)容如表1所示

（1）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)。介紹計(jì)算機(jī)用戶接口等方面的概況，了解圖形用戶界面和互動(dòng)輸入方法，掌握三維瀏覽的瀏覽線程，瀏覽坐標(biāo)系，投影，實(shí)體瀏覽，廣義投影變換，剪切，硬件實(shí)現(xiàn)等基本知識(shí)。

（2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概論。學(xué)習(xí)人機(jī)交互，虛擬現(xiàn)實(shí)的類(lèi)型與應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀等方面的概況。

（3）實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的三維交互設(shè)備。

學(xué)習(xí)三維跟蹤傳感交互設(shè)備，立體顯示設(shè)備，手?jǐn)?shù)字化設(shè)備，聲音系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)集成等理論與技術(shù)。

（4）實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)與軟件。學(xué)習(xí)實(shí)事顯示處理，三維虛擬聲音顯示，觸摸和力量反饋，虛擬環(huán)境中的自然交互，三維建模等技術(shù)和軟件工具。

（5）虛擬現(xiàn)實(shí)的建模軟件。了解Creator 的基礎(chǔ)和幾何模型的創(chuàng)建理論；掌握二維圖形建立和三維模型造型技巧；掌握材質(zhì)與貼圖，燈光與環(huán)境的方法；掌握三維動(dòng)畫(huà)制作等功能，方法與技巧。

（6）虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML（Virtual Reality Modeling Language VRML） 。介紹語(yǔ)言概述，編輯器和瀏覽器，虛擬世界設(shè)計(jì)，綜合編程實(shí)例，Creator與 VRML等。

（7）虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)工具EON Reality。學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，瀏覽器，世界編輯器和材質(zhì)庫(kù)。了解虛擬世界中的對(duì)象，虛擬世界建造及www中的應(yīng)用三維虛擬世界等。

（8）交互式虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)實(shí)例。通過(guò)實(shí)例學(xué)習(xí)交互性視景三維動(dòng)畫(huà)制作技巧，主動(dòng)了解當(dāng)代科技的發(fā)展趨勢(shì)，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，善于探索未知領(lǐng)域，具有組織管理能力，具有合作精神。

2 虛擬仿真技術(shù)實(shí)踐

VRML是一項(xiàng)和多媒通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域密切相關(guān)的新技術(shù)，是一種用于建立真實(shí)世界的場(chǎng)景模型或人們虛構(gòu)的三維世界的場(chǎng)景建模語(yǔ)言，它的主要特片有三維性、交互性、動(dòng)態(tài)性和實(shí)時(shí)性。本文以VRML虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言授課為例，為充分發(fā)揮同學(xué)們的創(chuàng)造性，在課堂授課中以實(shí)例為導(dǎo)向講解節(jié)點(diǎn)的使用方法。

VRML節(jié)點(diǎn)集包括基本幾何節(jié)點(diǎn)、復(fù)雜群節(jié)點(diǎn)、VRML場(chǎng)景效果節(jié)點(diǎn)、動(dòng)畫(huà)節(jié)點(diǎn)及動(dòng)態(tài)感知節(jié)點(diǎn)等，本例為一乒乓球臺(tái)，并實(shí)現(xiàn)雙方打乒乓球的交互過(guò)程，使用以下幾個(gè)相關(guān)節(jié)點(diǎn)：

Shape節(jié)點(diǎn)，定義乒乓球臺(tái)、乒乓球和文字。

PositionInterpolator 內(nèi)插器節(jié)點(diǎn)，定義乒乓球的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，所有的內(nèi)插器節(jié)點(diǎn)都需要與和時(shí)間傳感器 TimeSensor相配合使用，把給定的時(shí)間規(guī)一化。TouchSensor觸摸傳感器則可用來(lái)讓程序接收鼠標(biāo)點(diǎn)擊與觸摸傳感器同在一個(gè)局部坐標(biāo)系的物體時(shí)點(diǎn)擊動(dòng)作，并將點(diǎn)擊的時(shí)間等內(nèi)容通過(guò)路由語(yǔ)句ROUTE傳給其他節(jié)點(diǎn)或程序，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的操作，本例點(diǎn)擊乒乓球，乒乓球開(kāi)始設(shè)定的運(yùn)動(dòng)，如圖1所示。根據(jù)本實(shí)例的節(jié)點(diǎn)使用方法，同學(xué)發(fā)揮自已的創(chuàng)造力，設(shè)計(jì)相類(lèi)似的球場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，如圖2所示學(xué)生設(shè)計(jì)的籃球球場(chǎng)。

3 三維動(dòng)畫(huà)作品展示

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件Multigen Creator 創(chuàng)建建筑模型，學(xué)生題材的選取、素材的采集、模型比例設(shè)置、建模、貼圖都凝聚的每組成員的力量，在整個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)展過(guò)程中，同學(xué)們體驗(yàn)到了美學(xué)的熏陶，計(jì)算機(jī)軟件的魅力，團(tuán)隊(duì)合作的樂(lè)趣。如圖3所示，是學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)虛擬仿真技術(shù)之后，應(yīng)用于三維動(dòng)畫(huà)制作的三維建筑模型的作品展示。

4 結(jié)束語(yǔ)

通識(shí)教育選修課對(duì)拓寬學(xué)生知識(shí)面、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)起著十分重要的作用。培養(yǎng)完整的人、通達(dá)有識(shí)見(jiàn)之人，從而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性全面提高素質(zhì)。通過(guò)視景三維動(dòng)畫(huà)的制作，學(xué)生們有了全新的體驗(yàn)，開(kāi)拓通達(dá)的知識(shí)取徑，陶冶美感和情操，擁有多元文化的思維，培養(yǎng)溝通與領(lǐng)導(dǎo)統(tǒng)御能力。

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作者簡(jiǎn)介

盧桂萍（1976-），女，碩士研究生，副教授。研究方向：機(jī)械電子、虛擬現(xiàn)實(shí)與網(wǎng)絡(luò)化制造。

作者單位

第2篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；工業(yè)工程；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是繼數(shù)學(xué)推理與科學(xué)試驗(yàn)之后認(rèn)識(shí)世界自然規(guī)律的第三類(lèi)基礎(chǔ)方法?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)是指利用實(shí)物和計(jì)算機(jī)軟件共同模擬出真實(shí)的情境，讓學(xué)生在模擬的情境下進(jìn)行探究和學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法生動(dòng)形象，接近現(xiàn)實(shí)工作場(chǎng)景，有利于提高學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)入相應(yīng)情境，真實(shí)的體驗(yàn)如在現(xiàn)實(shí)中執(zhí)行任務(wù)的感覺(jué)，以達(dá)到更快掌握技術(shù)手段的目的，而且這種教學(xué)方法可以利用計(jì)算機(jī)軟件的優(yōu)勢(shì)創(chuàng)造出靈活多樣的工作場(chǎng)景且不受行業(yè)限制，使學(xué)生對(duì)實(shí)踐問(wèn)題的認(rèn)識(shí)更深入，采用的應(yīng)對(duì)方法更靈活。由此“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”便成為專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)及實(shí)際應(yīng)用中的重要方法和技術(shù)手段。工業(yè)工程作為管理科學(xué)與工程的二級(jí)學(xué)科，其人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)出面向生產(chǎn)、管理、服務(wù)的高級(jí)專(zhuān)業(yè)技術(shù)和管理人才，面向的工作崗位主要有制造業(yè)現(xiàn)場(chǎng)管理、產(chǎn)能計(jì)算、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、項(xiàng)目管理、精益生產(chǎn)等，以及服務(wù)業(yè)的流程優(yōu)化、工作研究等。其中，制造業(yè)涉及行業(yè)范圍廣、產(chǎn)品種類(lèi)多、工序過(guò)程各異，因此，在教學(xué)過(guò)程中需要通過(guò)一系列系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)的問(wèn)題提煉能力及問(wèn)題分析能力，并采用專(zhuān)業(yè)的技術(shù)方法和手段有針對(duì)性的對(duì)問(wèn)題本質(zhì)進(jìn)行處理。然而，正是由于工業(yè)工程方法應(yīng)用行業(yè)的廣泛性及多樣性，使得我們不可能如其他5類(lèi)工程學(xué)科般擁有自己典型的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，亟需我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)過(guò)程中探索新的教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)支撐技術(shù)。

1工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

工業(yè)工程類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，主要是以“理論課+實(shí)驗(yàn)室”的模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)基本方法和技能的掌握與應(yīng)用，如，工作研究、動(dòng)素分析、人機(jī)工程、物流工程、流程優(yōu)化、現(xiàn)場(chǎng)改善等基本技能與方法論。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，基本上遵照如下流程：首先，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以上理論課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生知道、了解并掌握這些基本的專(zhuān)業(yè)手法與技能；其次，通過(guò)開(kāi)設(shè)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程讓學(xué)生對(duì)所學(xué)的這些技術(shù)方法展開(kāi)實(shí)踐，從而幫助學(xué)生達(dá)到訓(xùn)練并養(yǎng)成工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)的目的。然而，目前所開(kāi)設(shè)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程均是就某一獨(dú)立技術(shù)方法而展開(kāi)的較為單純的技能訓(xùn)練，如，工作研究的實(shí)驗(yàn)主要是針對(duì)動(dòng)作研究、動(dòng)素分析、生產(chǎn)節(jié)拍平衡開(kāi)展具體分析過(guò)程實(shí)踐，幫助學(xué)生深刻體會(huì)這些基本專(zhuān)業(yè)手法的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合；人因工程，主要是通過(guò)系列人因?qū)嶒?yàn)帶領(lǐng)學(xué)生親身體驗(yàn)，感受高度、亮度、顏色、頻繁度、規(guī)律度等人因影響因素帶給人視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等感官的切實(shí)感受，從而探討基于人因的合理化設(shè)計(jì)、布局及工作安排；設(shè)施規(guī)劃布局則是基于物流分析方法，通過(guò)物流強(qiáng)度度量，分析部門(mén)間的相關(guān)性強(qiáng)度，從而為合理布局、物流優(yōu)化提供有效參考。以上這些實(shí)驗(yàn)均對(duì)學(xué)生在工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)基本方法技能的培訓(xùn)上起到了有效效果。然而，卻并未在促進(jìn)學(xué)生養(yǎng)成工業(yè)工程職業(yè)素養(yǎng)上發(fā)揮強(qiáng)化作用。原因在于，缺乏像物流工程、系統(tǒng)工程、系統(tǒng)建模及仿真優(yōu)化等這類(lèi)有關(guān)工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的主干課程的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，要設(shè)計(jì)出針對(duì)本專(zhuān)業(yè)基本技能方法的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，需要的制造業(yè)相關(guān)設(shè)備、產(chǎn)品品種等數(shù)量巨大，且耗費(fèi)大、成本高，很難從實(shí)際操作入手，計(jì)算機(jī)仿真方法不失為解決此問(wèn)題的一種有效方法。基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)則以其高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢(shì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用和推廣。因此，應(yīng)該將“項(xiàng)目教學(xué)”“案例教學(xué)”“教、學(xué)、做”一體化和基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)的方法結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提升實(shí)踐教學(xué)效果?；谟?jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)很容易與其它先進(jìn)的教學(xué)方法相結(jié)合，因此，在工業(yè)工程類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中，將基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)與其它教學(xué)方法相結(jié)合，有助于提高實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)效果，而且成本低、效率高，使學(xué)生可以不受場(chǎng)地、行業(yè)、設(shè)備與產(chǎn)品的限制，使學(xué)生更好的掌握專(zhuān)業(yè)技能和方法，并通過(guò)基于計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)開(kāi)發(fā)的綜合性實(shí)踐項(xiàng)目，鍛煉學(xué)生的工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，從而促進(jìn)本專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)效果的提升，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在工業(yè)工程類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)中具有重要的意義。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)為人們提供了一個(gè)理想的實(shí)踐教學(xué)手段，目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)普遍將其應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、課程教學(xué)、運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練以及醫(yī)學(xué)研究等方方面面。美國(guó)是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的起源地，現(xiàn)在美國(guó)計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展水平也比較高，在這個(gè)領(lǐng)域代表了國(guó)際先進(jìn)水平，也是第一個(gè)把虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在教育教學(xué)中的國(guó)家，目前在感知、用戶界面、后臺(tái)軟件和硬件等幾個(gè)方面，形成了一個(gè)比較系統(tǒng)的虛擬仿真教學(xué)儀器架構(gòu)。如，美國(guó)的卡羅萊納州立大學(xué)利用Java技術(shù)建立了基于Web的探索式虛擬物理實(shí)驗(yàn)室，主要有以下幾個(gè)模塊：基于JavaApplet的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)施、相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程模塊、實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)模塊、協(xié)作模塊。在歐洲，英國(guó)在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，研究出了虛擬仿真軟件包，并應(yīng)用在教學(xué)儀器和工業(yè)安全培訓(xùn)等方面。如，英國(guó)的諾丁漢大學(xué)在教育和學(xué)術(shù)方面對(duì)虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行了研究與探索，其目標(biāo)主要在于探索桌面虛擬仿真的輸入設(shè)備應(yīng)用上。此外，該小組還和其他學(xué)校緊密合作，將其仿真系統(tǒng)應(yīng)用在了特殊學(xué)生教育中。在中國(guó)，目前各個(gè)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)也廣泛采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立虛擬場(chǎng)景進(jìn)行相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)與研究。例如：中國(guó)科技大學(xué)開(kāi)發(fā)出第一套基于虛擬仿真的教學(xué)儀器系統(tǒng)——利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行幾何光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)儀器的智能化儀器、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬仿真和物理教學(xué)儀器等有機(jī)結(jié)合，把物理教學(xué)儀器系統(tǒng)推進(jìn)到了新的領(lǐng)域；北京潤(rùn)尼爾網(wǎng)絡(luò)科技有限公司以北京郵電大學(xué)強(qiáng)勢(shì)的網(wǎng)絡(luò)、通訊、電子三門(mén)學(xué)科為基礎(chǔ)，采用JavaApplet技術(shù)、B/S結(jié)構(gòu)、J2EE框架，為解決高校日趨緊張的實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地等實(shí)驗(yàn)教學(xué)問(wèn)題，由北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)研究所組織精英力量，經(jīng)過(guò)多年研究，開(kāi)發(fā)出了配套的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)、外的基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)應(yīng)用情況進(jìn)行對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)：當(dāng)前，國(guó)外基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)比國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)時(shí)間早，應(yīng)用相對(duì)成熟，不管是在仿真器材還是仿真軟件上都比較豐富、且功能較多；同時(shí)，國(guó)外很多成熟的仿真實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品價(jià)格普遍偏高，且技術(shù)難度也不太適合本科學(xué)生，更適合研究所或工程師使用。盡管如此，我國(guó)還是有很多現(xiàn)行的成熟的計(jì)算機(jī)仿真軟件供我們選擇，這些成熟的仿真軟件具有界面友好、可擴(kuò)充性、支持二次開(kāi)發(fā)等特性，甚至大多實(shí)現(xiàn)模塊化利于定制化實(shí)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)，基本上能滿足國(guó)內(nèi)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要及豐富的仿真實(shí)驗(yàn)需求。因此，國(guó)內(nèi)很多高校及科研院所普遍采用購(gòu)買(mǎi)成熟的仿真軟件產(chǎn)品，基于自身的仿真實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)的二次開(kāi)發(fā)，從而設(shè)計(jì)出適合自己的基于計(jì)算機(jī)仿真的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并得到了很好的應(yīng)用發(fā)展。就工業(yè)工程類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程而言，現(xiàn)在市面上流行的仿真軟件，如，F(xiàn)lexsim、witness、em-plan等都能提供給我們一個(gè)良好的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，供我們?cè)谶@些平臺(tái)上進(jìn)行綜合性實(shí)踐項(xiàng)目的構(gòu)建和開(kāi)發(fā)。

3基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式開(kāi)發(fā)

在深度分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和企業(yè)真實(shí)需求的基礎(chǔ)上，基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和混合式學(xué)習(xí)理論，按照社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的基本原則，借鑒信息化和項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)設(shè)計(jì)方法，探索出基于實(shí)踐項(xiàng)目、真實(shí)案例和工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了“教、學(xué)、做”一體化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。該模式由“項(xiàng)目導(dǎo)入、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃和成果展示與評(píng)價(jià)”4個(gè)環(huán)節(jié)組成，其中，計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。下面簡(jiǎn)單介紹該模式的具體實(shí)施方案。

（1）在“項(xiàng)目導(dǎo)入”環(huán)節(jié)，專(zhuān)業(yè)教師的活動(dòng)包括：借助選定的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，導(dǎo)入項(xiàng)目任務(wù)及目標(biāo)、展示項(xiàng)目結(jié)果，讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，然后再布置具體的實(shí)踐任務(wù)；利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，讓學(xué)生明確自己應(yīng)當(dāng)完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以獲得哪些知識(shí)以及達(dá)到什么樣的技能水平；在充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)和能力水平的基礎(chǔ)上，適當(dāng)采取分工協(xié)作方式，安排具體的任務(wù)完成時(shí)間及成果的評(píng)定方法等。

（2）在“制定計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：通過(guò)自主學(xué)習(xí)、分工協(xié)作等方式，對(duì)具體實(shí)踐項(xiàng)目的目標(biāo)、任務(wù)進(jìn)行分析；確定任務(wù)所涉及的專(zhuān)業(yè)方法和技能手段，充分應(yīng)用已掌握的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和能力，借助計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)出仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶椭鷽Q策與優(yōu)化；確定仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施步驟，為仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。

（3）在“實(shí)施計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，按照擬定的計(jì)劃，逐步完成實(shí)踐項(xiàng)目的仿真任務(wù)；在完成實(shí)踐項(xiàng)目仿真任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，建構(gòu)自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，從而幫助自己養(yǎng)成專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。

（4）在“展示與評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，學(xué)生的工作包括：在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上展示自己的實(shí)踐項(xiàng)目仿真成果；參與討論和評(píng)價(jià)；通過(guò)對(duì)比分析，學(xué)生對(duì)自己的實(shí)踐項(xiàng)目展開(kāi)進(jìn)一步的仿真優(yōu)化處理。

4結(jié)語(yǔ)

將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)更加緊密的結(jié)合起來(lái)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做”一體化，并且，在顯著改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件、提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的同時(shí)，減少了設(shè)備消耗，尤其是耗材的使用量，節(jié)省了實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)，而且克服了時(shí)間與空間上的限制，使工業(yè)工程綜合實(shí)驗(yàn)課的開(kāi)課率和學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合能力得到顯著提升。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面的應(yīng)用前景廣泛,值得深入研究。

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第3篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；仿真；發(fā)展

1引言

自改革開(kāi)放以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展不斷加快，信息處理技術(shù)也得到了進(jìn)一步的提升，讓仿真技術(shù)擁有更為廣闊的應(yīng)用控制。為了更好地做出全面的運(yùn)行行為分析，需要做好計(jì)算機(jī)仿真的應(yīng)用與研究，最終滿足提高計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的目的，使其在各個(gè)領(lǐng)域的作用都可以得到良好發(fā)揮。

2計(jì)算機(jī)仿真的發(fā)展

隨著圖形圖像技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也有所提高，縱觀歷史發(fā)展之河，計(jì)算機(jī)仿真主要發(fā)展分為幾個(gè)階段。第一，模型試驗(yàn)。這屬于一種古老的方式，是基于物理模型的一種試驗(yàn)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，還浪費(fèi)材料。第二，數(shù)字化仿真。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)做好相應(yīng)的分析，但是計(jì)算機(jī)分析的結(jié)果卻存在局限性，無(wú)法作輔導(dǎo)直觀的表達(dá)。第三，圖像化仿真。通過(guò)三維圖形技術(shù)的利用，將計(jì)算結(jié)果表達(dá)出來(lái)，具備重復(fù)使用以及科學(xué)性的優(yōu)勢(shì)。第四，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。不但可以利用圖形圖像技術(shù)來(lái)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行表達(dá)；另外，通過(guò)觸摸儀器的利用，也可以為人們傳遞逼真的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，讓人們?cè)敢獬两渲小?/p>

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)特點(diǎn)

第一，根據(jù)實(shí)際的需求，可以對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整、修改以及補(bǔ)充。人們可以獲取想要的結(jié)果，改善研究計(jì)劃。相比傳統(tǒng)的物理實(shí)驗(yàn)，仿真技術(shù)操作成本更低，不存在風(fēng)險(xiǎn)，而且更加靈活。第二，計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果是一個(gè)極短時(shí)間的仿真，可以及時(shí)地提供生產(chǎn)實(shí)踐指導(dǎo)。第三，仿真結(jié)果不僅準(zhǔn)確，而且可靠。只要仿真模型、仿真程序以及系統(tǒng)模式是科學(xué)合理的，其結(jié)果就一定是準(zhǔn)確的。傳統(tǒng)的模擬技術(shù)屬于迭代的過(guò)程，在一定程度上，一個(gè)真正系統(tǒng)的性能，抽象的模型，在通過(guò)假設(shè)與實(shí)驗(yàn)之后，受試者閱讀輸出與驗(yàn)證模型，根據(jù)相關(guān)的參數(shù)以及模型的變化進(jìn)行判斷，不僅效率偏低，而且還會(huì)受到環(huán)境、安全等因素的影響，很難讓仿真結(jié)果符合人們的意愿。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)以及科學(xué)技術(shù)是基于系統(tǒng)仿真結(jié)果而建立起來(lái)的，在動(dòng)力模型試驗(yàn)的條件之下，不會(huì)受到過(guò)大的環(huán)境影響，其效率更高、安全性更高，能夠?qū)r(shí)間規(guī)模進(jìn)行改變，進(jìn)而成為設(shè)計(jì)、運(yùn)行、評(píng)估、培訓(xùn)系統(tǒng)，特別是復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)鍵工具。

4計(jì)算機(jī)仿真的步驟及關(guān)鍵技術(shù)

開(kāi)展計(jì)算機(jī)仿真的步驟。第一，建立出數(shù)學(xué)模型。通過(guò)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)以及觀測(cè)數(shù)據(jù)表達(dá)的分析，利用各種手段做出考慮，然后建立一個(gè)數(shù)學(xué)模型。第二，將數(shù)據(jù)模型程序化，利用先進(jìn)的自動(dòng)編程軟件，通過(guò)交互式的操作，就可以將數(shù)據(jù)模型程序化完成。第三，仿真實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)之前，需要設(shè)計(jì)一套實(shí)驗(yàn)方案，并按照實(shí)際要求運(yùn)行仿真模型，以滿足實(shí)驗(yàn)需求。在計(jì)算機(jī)仿真的計(jì)算中，包含幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。第一，智能化仿真。通過(guò)科學(xué)技術(shù)，在整個(gè)仿真過(guò)程中植入人類(lèi)的思維行為，并以知識(shí)作為其核心，進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，通過(guò)仿真技術(shù)和人工智能的相互結(jié)合，就能夠仿照出接近于現(xiàn)實(shí)的物體和景物，滿足人們的實(shí)際需求。第二，仿真面向具體的對(duì)象。由于人們主觀的意識(shí)，通過(guò)功能設(shè)計(jì)的研究與發(fā)展，對(duì)圖片與動(dòng)畫(huà)進(jìn)行整合，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)象對(duì)信息的獲取，最終帶動(dòng)系統(tǒng)活動(dòng)。第三，人機(jī)仿真和諧。站在多媒體、虛擬以及可視化的仿真角度，就可以將計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)際作用反映出來(lái)。第四，分布交互仿真。通過(guò)現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)仿真設(shè)備的互連，讓空間與時(shí)間相互配合，這樣就能夠達(dá)到仿真環(huán)境的虛擬。

5計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用

5.1軍事領(lǐng)域

在軍事領(lǐng)域中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，主要是貫穿武器裝備的設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、使用和維護(hù)。設(shè)計(jì)階段，需要針對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)物做好仿真模型的試驗(yàn)，這樣可以將產(chǎn)品設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)降低；研制過(guò)程，通過(guò)仿真技術(shù)，可以完成項(xiàng)目的檢測(cè)與調(diào)試，避免出現(xiàn)不必要的環(huán)節(jié)，同時(shí)，研制進(jìn)度也能加快；生產(chǎn)階段，通過(guò)仿真模型，可以實(shí)現(xiàn)武器裝備的測(cè)試，以確定產(chǎn)品是否能夠滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；維護(hù)階段，通過(guò)仿真模型可以對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行綜合化評(píng)估，并建立出預(yù)控方案。在軍事領(lǐng)域中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，就可以將研制武器裝備的周期加快，這樣也可以節(jié)約成本，降低風(fēng)險(xiǎn)，將產(chǎn)品的綜合性能提高到新的高度。

5.2教育教學(xué)領(lǐng)域

在教育教學(xué)領(lǐng)域中運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以滿足課堂教學(xué)質(zhì)量與效率的要求。通過(guò)仿真模型的教學(xué)試驗(yàn)仿真與動(dòng)態(tài)試驗(yàn)的相互結(jié)合，就可以將抽象化的內(nèi)容實(shí)體化，如此就能讓學(xué)生對(duì)仿真計(jì)算的方法以及網(wǎng)絡(luò)模型有一個(gè)更深入的了解，最終滿足教學(xué)所需。5.3工業(yè)領(lǐng)域隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域涉及到的項(xiàng)目與系統(tǒng)等都具備一定的特殊性與復(fù)雜性，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，就可以提高生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性與安全性，也可以對(duì)工業(yè)項(xiàng)目生產(chǎn)的機(jī)理和規(guī)定有更進(jìn)一步的了解，提供理論依據(jù)以支持工業(yè)產(chǎn)品的性能指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，主要是在石油化工、設(shè)備儀器、電子產(chǎn)品和汽車(chē)等領(lǐng)域使用。

6計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)未來(lái)的發(fā)展

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展也在不斷完善。在新的發(fā)展空間、發(fā)展條件之下，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展集中在兩個(gè)方面。

6.1網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)

由于當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)所開(kāi)發(fā)出來(lái)的并不兼容，也不能實(shí)現(xiàn)相互之間的轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致共享存在一定的難度。由于開(kāi)發(fā)成本過(guò)高，并且需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，所以一直無(wú)法滿足物盡其用的功能。為了將這一部分問(wèn)題解決，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，就能夠達(dá)到資源共享的目的。在未來(lái)，這一趨勢(shì)必定會(huì)擁有極為廣闊的發(fā)展前景，并且也可以避免因?yàn)槎伍_(kāi)發(fā)所造成的投資成本費(fèi)用的大幅度增加。另外，在這一過(guò)程中，還可以得到一定共享費(fèi)用的回收，帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

6.2虛擬制造技術(shù)

隨著虛擬制造技術(shù)不斷端深入，使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也擁有另一個(gè)重要的發(fā)展方向。在20世紀(jì)的末期，虛擬制造技術(shù)得以發(fā)展。在計(jì)算機(jī)上運(yùn)用虛擬制造技術(shù)，主要是實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段到產(chǎn)品的出廠階段以及企業(yè)各個(gè)級(jí)過(guò)程的控制與管理，都需要通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)才能夠?qū)⑵鋵?shí)現(xiàn)。另外，通過(guò)虛擬制造，也使得制造技術(shù)不必再對(duì)原本的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)過(guò)于依賴，可以實(shí)現(xiàn)多維度的制造預(yù)測(cè)，這樣就能夠促進(jìn)機(jī)械制造領(lǐng)域更好、更快的發(fā)展下去，讓其擁有更為廣闊的前景。

7結(jié)束語(yǔ)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一大趨勢(shì)，并且在未來(lái)的發(fā)展道路上也可以獲得提高與完善。所以，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的仿真技術(shù)，再配合上通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，就可以促進(jìn)信息化以及社會(huì)現(xiàn)代化的發(fā)展，再以此為基礎(chǔ)，就可以推動(dòng)仿真技術(shù)的發(fā)展。因此，我們可以清楚地了解到，不斷地?cái)U(kuò)大計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，才能夠?qū)⑵鋺?yīng)用效果擴(kuò)大，讓其擁有更為廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)

[1]賀秀玲,姜運(yùn)芳,施艷.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合探究[J].煤炭技術(shù),2013,07:224-225.

[2]徐庚保,曾蓮芝.計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)述評(píng)[J].計(jì)算機(jī)仿真,2012,04:1-5.

第4篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真教學(xué)；基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)；應(yīng)用

醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐性較高，也是具有較強(qiáng)的科學(xué)性，而且在醫(yī)學(xué)的相關(guān)教育上所占的地位是十分重要的。在醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中有些受到一定制約，例如：試題、標(biāo)本、試驗(yàn)試劑等等，在正常的試驗(yàn)內(nèi)容上進(jìn)行該規(guī)劃，進(jìn)行試驗(yàn)效果的預(yù)見(jiàn)和實(shí)驗(yàn)室物品的擺放，并且在過(guò)程中的還要考慮到運(yùn)行的成本，這樣的問(wèn)題無(wú)疑是給醫(yī)學(xué)院的教師們提出了一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，無(wú)形之中提供了醫(yī)學(xué)實(shí)踐的質(zhì)量要求。所以，對(duì)于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，解放人力勞動(dòng)力，提升學(xué)生們對(duì)于醫(yī)學(xué)實(shí)踐和理論的興趣是促進(jìn)實(shí)驗(yàn)成功的前提，依托互聯(lián)網(wǎng)的資源共享是在醫(yī)學(xué)教學(xué)系統(tǒng)中較為重要的一部分。對(duì)于現(xiàn)有的仿真教學(xué)平臺(tái)與實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行良好的總結(jié)。

一、仿真技術(shù)的模擬

所謂的仿真技術(shù)就是創(chuàng)造一個(gè)提供體驗(yàn)的模擬社會(huì)，創(chuàng)建具有互動(dòng)性和真實(shí)性的具有感知的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，對(duì)于醫(yī)學(xué)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)也是有輔助的功能，可以探索所有未知的領(lǐng)域及獲得一定的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。對(duì)于虛擬的仿真技術(shù)要完全依靠電腦進(jìn)行圖形上的修正和再現(xiàn)，這與傳統(tǒng)意義上的圖形再現(xiàn)是不同的，更為高科技更能讓大家所接受，例如：電影、電視等等。虛擬技術(shù)可以利用在查顯示畫(huà)面上，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展的更為速度，并且也是遍及這個(gè)領(lǐng)域的，例如：實(shí)踐上的教學(xué)和娛樂(lè)等等在操作上的預(yù)測(cè)等。但是現(xiàn)階段的虛擬仿真是深受教育界的信賴的，這對(duì)于醫(yī)學(xué)教育來(lái)說(shuō)是質(zhì)量上的改革。

二、仿真技術(shù)教學(xué)平臺(tái)的建設(shè)

很多醫(yī)科大學(xué)在申請(qǐng)了專(zhuān)利和科研經(jīng)費(fèi)，對(duì)醫(yī)學(xué)院的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)之間的結(jié)合，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)用處較為廣泛的，針對(duì)每個(gè)不同的機(jī)構(gòu)和低于，制定出不同的學(xué)習(xí)平臺(tái)，對(duì)于醫(yī)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)自主學(xué)習(xí)要在平臺(tái)上設(shè)置3個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，其中涵蓋了基礎(chǔ)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)部分。大面積的提升了醫(yī)學(xué)教學(xué)的深度和涉及的廣度，擴(kuò)展了醫(yī)學(xué)教學(xué)的發(fā)展空間，加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，形成較為有規(guī)模的實(shí)際場(chǎng)景醫(yī)學(xué)教學(xué)體系。

（一）智能自主學(xué)習(xí)平臺(tái)從1997年被研發(fā)開(kāi)始，從計(jì)算機(jī)的仿真引擎到數(shù)據(jù)庫(kù)的處理、虛擬的環(huán)境頁(yè)面及互聯(lián)網(wǎng)的硬件平臺(tái)等等。學(xué)生和教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用校園網(wǎng)在客戶端進(jìn)行真實(shí)場(chǎng)景的虛擬模仿，針對(duì)實(shí)驗(yàn)的標(biāo)本進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上的虛擬操作。這樣的系統(tǒng)可以不受任何的時(shí)間、場(chǎng)地和實(shí)驗(yàn)品的限制，可以在電腦上進(jìn)行反復(fù)的操作，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主性的學(xué)習(xí)。這非常有利于學(xué)生進(jìn)行復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)，并且在考試過(guò)程中的可以得到更好的補(bǔ)充。

（二）形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在虛擬仿真技術(shù)被研發(fā)的過(guò)程中，利用計(jì)算機(jī)的圖像處理和數(shù)據(jù)管理，通過(guò)多媒體的途徑進(jìn)行有形態(tài)的切片觀察，還可以用標(biāo)本展示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在沒(méi)有顯微鏡的情況下，可以微觀的進(jìn)行虛擬操作，例如，三維、虛擬展示來(lái)進(jìn)行具體操作，提升分倍率的技術(shù)上，還突破了纖維鏡本身，與病人的病理進(jìn)行充分結(jié)合，進(jìn)行自我并診斷自測(cè)和考試測(cè)評(píng)。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，進(jìn)行管理端的功能模擬，例如：視頻的點(diǎn)擊量、對(duì)于虛擬環(huán)境的點(diǎn)播量、對(duì)于計(jì)算機(jī)的職能點(diǎn)讀量、計(jì)算課堂的自測(cè)和自身考察的模塊。

（三）人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)在計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)上進(jìn)行自主評(píng)估人體解剖學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)自主學(xué)習(xí)進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)上的模擬測(cè)試，這是2006年經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)性操作后，進(jìn)行向許多高校進(jìn)行使用。通過(guò)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，在考試上和正常的自主學(xué)習(xí)上都是辨識(shí)度較為高的，在題型的選擇上和類(lèi)型上都有較大的選擇性。根據(jù)學(xué)生的等不同，提醒也會(huì)隨著進(jìn)行變化。系統(tǒng)中有加大量的標(biāo)本展示和質(zhì)量較高圖像清晰的展示部分，這樣能提高學(xué)生對(duì)于解剖學(xué)的理解，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)和自身出現(xiàn)的不同問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和解決。

第5篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,人們的生活水平和生活質(zhì)量都得到了很大的改善,因此,對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展也提高了關(guān)注。目前,醫(yī)學(xué)教學(xué)觀念和教學(xué)模式都發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變,學(xué)校也開(kāi)始了對(duì)高素質(zhì)人才的有效培養(yǎng)和教學(xué),其中,虛擬仿真技術(shù)是醫(yī)學(xué)教學(xué)中的重要手段和方式,對(duì)傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了很大的改進(jìn)。虛擬仿真技術(shù)對(duì)推動(dòng)醫(yī)學(xué)教學(xué)改革、創(chuàng)新教學(xué)模式和培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能都有著重要的作用和影響。本文主要介紹了虛擬仿真技術(shù)的概念,并分析了虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:

虛擬仿真技術(shù)；醫(yī)學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面出現(xiàn)了許多的新技術(shù)和應(yīng)用,對(duì)醫(yī)學(xué)教學(xué)產(chǎn)生了很大的影響。其中虛擬仿真技術(shù)是目前比較先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用,且獲得了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,特別是對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)的應(yīng)用,提高了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量,創(chuàng)新了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種在計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的情景模擬技術(shù),能夠讓用戶體驗(yàn)到一種身臨其境的感覺(jué),實(shí)現(xiàn)和具體的情景接觸,產(chǎn)生一定的體驗(yàn),為實(shí)際的操作提供一定的基礎(chǔ)。

1虛擬仿真技術(shù)的概述

虛擬仿真技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新興的科學(xué)技術(shù),是指利用多媒體技術(shù)的結(jié)合,創(chuàng)造形成一個(gè)有視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境,讓用戶體驗(yàn)到一種身臨其境的感覺(jué)。在這個(gè)虛擬的環(huán)境中,用戶能夠感受到空間中客體的存在,也可以和虛擬空間中的客體進(jìn)行相關(guān)的互動(dòng),這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用,主要是加快用戶對(duì)相關(guān)知識(shí)的認(rèn)識(shí)效率。虛擬仿真技術(shù)涉及的方面比較多,主要包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能技術(shù)等,另外,還有計(jì)算機(jī)的圖像處理和模式的識(shí)別等,是現(xiàn)代仿真技術(shù)的有效發(fā)展和外延[1]。虛擬仿真技術(shù)的主要特點(diǎn)就是,讓用戶獲得真實(shí)的體驗(yàn),和虛構(gòu)的客體進(jìn)行交互,并產(chǎn)生一定的想象。在虛擬的空間中,實(shí)驗(yàn)人員可以進(jìn)行和現(xiàn)實(shí)世界中同樣的活動(dòng)和實(shí)驗(yàn),而且受到的外界影響因素比較小,實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的效果也更好一些。特別是在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠有效的提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,因此,虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。

2虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用對(duì)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了很大的影響,特別是對(duì)傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行了很大的改進(jìn)。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,缺少實(shí)驗(yàn)的設(shè)備和實(shí)驗(yàn)的客體,學(xué)生的實(shí)際操作能力得不到有效的鍛煉,所以,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和操作能力培養(yǎng)不到位[2]。虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作提供了一定的基礎(chǔ),也實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的有效培養(yǎng)。目前虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

2.1虛擬仿真技術(shù)改善了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,對(duì)設(shè)備的要求比較高,主要包括一些實(shí)驗(yàn)用的動(dòng)物或者尸體、實(shí)驗(yàn)用到的儀器和設(shè)備以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等,都對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效進(jìn)行產(chǎn)生了一定的影響。隨著社會(huì)的發(fā)展,解剖學(xué)在目前獲得了很大的發(fā)展,也是醫(yī)學(xué)教學(xué)中最基礎(chǔ)和最重要的課程,所以,一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備在教學(xué)中是非常關(guān)鍵的,對(duì)教學(xué)的有效性影響也很大。目前,虛擬仿真技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展,很好的解決了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的這些問(wèn)題,不但豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備,學(xué)生可以利用虛擬的“尸體”進(jìn)行操作和實(shí)踐,也很好的鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手操作能力。

2.2虛擬仿真技術(shù)能夠提高學(xué)生的興趣虛擬仿真技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境,創(chuàng)造一定的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)條件,同時(shí),還能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生在虛擬的空間環(huán)境中和客體進(jìn)行有效的交流,提高學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解。虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)試驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,能夠?qū)⒙曇簟D像和相關(guān)的多媒體演示功能進(jìn)行結(jié)合,豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容,充分的提高了學(xué)生的興趣[3]。同時(shí),將具體的教學(xué)內(nèi)容變得形象和生動(dòng),而且有一定的視覺(jué)沖擊力,方便了學(xué)生的理解和掌握,因此,提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。比如,在進(jìn)行細(xì)胞膜的教學(xué)時(shí),可以利用虛擬仿真技術(shù)建立細(xì)胞結(jié)構(gòu),動(dòng)態(tài)化的展示,可以讓學(xué)生更好的觀察和學(xué)習(xí)。

2.3虛擬仿真技術(shù)突破了時(shí)間和空間上的限制虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)產(chǎn)生了很大改變,打破了時(shí)間和空間上的限制,學(xué)生可以通過(guò)虛擬仿真技術(shù)對(duì)動(dòng)物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的觀察,以及實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的觀察[4]。比如要了解一些藥物的成分和產(chǎn)生的身體反應(yīng),在傳統(tǒng)的教學(xué)中,通過(guò)一定的講述過(guò)程是無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效教學(xué)的,學(xué)生也難以理解。因此,虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了這些過(guò)程的快速進(jìn)行和變化,同時(shí),將這些反應(yīng)過(guò)程和變化情況能夠清晰的表現(xiàn)出來(lái),幫助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)和理解。

2.4虛擬仿真技術(shù)避免了在具體實(shí)驗(yàn)中的危險(xiǎn)情況醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程存在一定的危險(xiǎn)性,會(huì)對(duì)人體的健康產(chǎn)生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,隨著虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,避免了學(xué)生和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的直接接觸,而是通過(guò)虛擬的方式產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)的客體,所以,不需要考慮實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生一些危險(xiǎn)性的因素,因此,對(duì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有很大的幫助。除此之外,虛擬仿真技術(shù)也很好的幫助學(xué)生積累了臨床經(jīng)驗(yàn),有效的鍛煉了學(xué)生的實(shí)際操作能力,有利于學(xué)生的綜合水平提高和發(fā)展。

3結(jié)語(yǔ)

隨著虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,改善了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué),虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,加深了學(xué)生對(duì)于醫(yī)學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和理解,提高了醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率。另外,虛擬仿真技術(shù)打破了時(shí)間和空間上的限制,完善了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)備,并有效的避免了在試驗(yàn)中的不安全因素,對(duì)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳章寶,肖國(guó)君,鄧君,羅紅麗.虛擬仿真技術(shù)在藥學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J]中國(guó)管理信息化,2015(10):86-87.

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第6篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】：城市規(guī)劃；計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；靜態(tài)渲染圖；動(dòng)畫(huà)

【 abstract 】 : with the rapid development of science and technology, modern society gradually into the information age, computer technology in all areas of application in our country is becoming more and more widely. In recent years, computer technology and simulation technology, combining to form a kind of activity analysis system, reveals the law of motion of the system dynamic process and the computer simulation technology and its application in urban planning has increasingly become the hot topic of concern.

【 key words 】 : urban planning; The computer simulation technology; Static rendering; The animation

中圖分類(lèi)號(hào)： TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

仿真技術(shù)最早應(yīng)用于高能武器、航海模擬以及航天器等軍事方面。然而伴隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，這門(mén)技術(shù)迅速被推廣應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。尤其是在城市規(guī)劃中，可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，創(chuàng)建城市真實(shí)數(shù)字化模型的三維可視環(huán)境，令設(shè)計(jì)者有種處身虛擬環(huán)境的錯(cuò)覺(jué)，因此，可以更好地將周邊環(huán)境與規(guī)劃設(shè)計(jì)二者相互協(xié)調(diào)配合。

一、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡(jiǎn)介與原理

1、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是一門(mén)通過(guò)專(zhuān)用軟件來(lái)整合聲音、動(dòng)畫(huà)以及圖像的綜合性信息技術(shù)。其實(shí)現(xiàn)過(guò)程是，首先將三維的現(xiàn)實(shí)物體或環(huán)境通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真模擬成多維的表現(xiàn)形式，然后將此表現(xiàn)形式通過(guò)數(shù)字媒介傳播給媒體瀏覽者。因此當(dāng)媒體瀏覽者在觀賞時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一種身臨其境的“虛擬”錯(cuò)覺(jué)【1】。

2、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)包括建立模型、模型轉(zhuǎn)換以及模型仿真實(shí)驗(yàn)三部分。建立模型是指建立一個(gè)容易被計(jì)算機(jī)處理并能反應(yīng)所研究對(duì)象實(shí)質(zhì)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)時(shí)間關(guān)系可以將系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型分為連續(xù)時(shí)間動(dòng)態(tài)模型、離散時(shí)間動(dòng)態(tài)模型、混合時(shí)間動(dòng)態(tài)模型以及靜態(tài)模型等。

所謂的模型轉(zhuǎn)換是指利用適當(dāng)?shù)乃惴ㄒ约坝?jì)算機(jī)語(yǔ)言將數(shù)學(xué)模型抽象出來(lái)的數(shù)學(xué)表達(dá)式轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，而這種形式所表現(xiàn)的就是“仿真模型”的內(nèi)容。

所謂的模型仿真實(shí)驗(yàn)是指按照預(yù)先設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案來(lái)運(yùn)行被載入計(jì)算機(jī)中的仿真模型，從而得到一系列的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果【2】。

二、城市規(guī)劃中對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的應(yīng)用

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用主要包括在靜態(tài)渲染圖、固定路線的動(dòng)畫(huà)、交互式動(dòng)態(tài)的景觀仿真、復(fù)雜的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等。

1、靜態(tài)渲染圖在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。靜態(tài)渲染圖的操作步驟是，首先，要給建筑物體建立一個(gè)三維幾何模型；其次，對(duì)模型表面的材料質(zhì)感加以設(shè)定，同時(shí)還要選定場(chǎng)景中合適的照明和采光等；最后，通過(guò)計(jì)算機(jī)在一個(gè)合適觀察角度將三維幾何模型渲染成單幅的靜態(tài)圖像，并將此靜態(tài)圖像顯示在計(jì)算機(jī)顯示器上或者直接打印出來(lái)。在靜態(tài)渲染圖形成的過(guò)程中，可以將所渲染的圖形與現(xiàn)場(chǎng)拍攝的相片加以合成，或者在圖形中添加一些不一定存在的花、草、樹(shù)、人等圖像，以便使得建筑和背景之間的關(guān)系表現(xiàn)的更加充分逼真。同時(shí)，對(duì)建筑物體建立三維幾何模型時(shí)，還可以通過(guò)采取計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)或輔助制圖來(lái)配合工作，從而減少設(shè)計(jì)者的工作量。此外，由于靜態(tài)渲染圖的視點(diǎn)被加以固定，所以為了減少創(chuàng)建模型的工作量，設(shè)計(jì)者可以盡量省略或簡(jiǎn)化那些被遮擋而不可視的物體【3】。

2、固定路徑的動(dòng)畫(huà)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。由于靜態(tài)渲染圖的視點(diǎn)被固定，所以在實(shí)際應(yīng)用中只適合于表示一個(gè)或者幾個(gè)建筑物體。而對(duì)于復(fù)雜多量的建筑物群，靜態(tài)渲染圖往往只能靠俯視來(lái)表達(dá)全景。依靠這種方法，顯然不能將復(fù)雜的室內(nèi)景觀或者大范圍的城市景觀充分展現(xiàn)在人們面前。由此，人們選擇將多幅靜態(tài)渲染圖同時(shí)串聯(lián)在一起，使之在計(jì)算機(jī)熒屏上連續(xù)播放，就形成了一種計(jì)算機(jī)的動(dòng)畫(huà)模式。這種情境下，不僅可以讓觀察者在場(chǎng)景中有運(yùn)動(dòng)的感覺(jué)，還能讓場(chǎng)景中的物體如車(chē)輛、水等也能夠運(yùn)動(dòng)。與靜態(tài)渲染圖相比，在制作動(dòng)畫(huà)時(shí)，需要適當(dāng)添加選擇合適的視點(diǎn)以及設(shè)置合適的觀察路徑等。其原理是，首先通過(guò)計(jì)算機(jī)將關(guān)鍵的幀計(jì)算出來(lái)；然后以此關(guān)鍵幀作為基礎(chǔ)，運(yùn)用算法令中間的畫(huà)面自動(dòng)填補(bǔ)空缺，從而產(chǎn)生出動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)；最后，根據(jù)得到的動(dòng)畫(huà)數(shù)據(jù)來(lái)播放動(dòng)畫(huà)畫(huà)面。由于固定路徑的動(dòng)畫(huà)涉及到結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、數(shù)量比較大的建筑物群，因此建立三維幾何模型的工作量同樣也極其龐大，所以對(duì)于一些遮擋而不可見(jiàn)的物體同樣也可忽略不計(jì)【4】。

3、交互式動(dòng)態(tài)的仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。對(duì)于某些結(jié)構(gòu)和空間過(guò)于復(fù)雜的建筑或城市景觀，動(dòng)畫(huà)和觀察路徑已經(jīng)不能夠加以完整表達(dá)。這時(shí)，人們可以應(yīng)用交互式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的景觀仿真技術(shù)來(lái)完成目標(biāo)。交互是指觀察者能夠任意靈活調(diào)整并控制所觀察的視點(diǎn)、方向以及位置等。而實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)是指計(jì)算機(jī)能夠依照觀察者任意選擇的視角以及位置而立即生出渲染圖。采用交互式動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，其中觀察者的自由度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于動(dòng)畫(huà)，因此，需要向計(jì)算機(jī)中輸入大量的物體，在無(wú)形中就加大了建立集合模型的工作量，并使得計(jì)算機(jī)的計(jì)算量以及圖形數(shù)據(jù)處理量呈幾何倍增。所以，動(dòng)態(tài)交互式仿真技術(shù)一方面對(duì)計(jì)算機(jī)硬件性能的要求非常高，另一方面還需要大量的幾何形體輸入。

目前簡(jiǎn)化三維幾何模型、降低計(jì)算量和建模工作量來(lái)實(shí)現(xiàn)交互式動(dòng)態(tài)仿真效果的方式主要有縱向拉伸和基于圖像的環(huán)視仿真兩種【5】。

縱向拉升，又被稱(chēng)為二維半或者準(zhǔn)三維模型，它是將復(fù)雜的地形進(jìn)行縱向拉升或者把建筑的平面圖轉(zhuǎn)化成立體體塊并保證其垂直方向不變。通過(guò)這種三維的簡(jiǎn)化模型，只需采用建筑物的平面圖及其相應(yīng)高度或者復(fù)雜地面若干關(guān)鍵點(diǎn)的三維坐標(biāo)，就可以讓計(jì)算機(jī)軟件依據(jù)已知數(shù)據(jù)自發(fā)生成立體簡(jiǎn)化幾何模型，并且可以保證其仿真效果與全三維模型相同。

基于圖像的環(huán)視仿真是指，基于某一固定點(diǎn)，對(duì)其周?chē)木坝^環(huán)繞360°加以攝影，并將這些不連續(xù)的圖像用計(jì)算機(jī)整合在一起，形成一個(gè)閉合的360°全景，最后通過(guò)熒屏顯示出來(lái)。設(shè)計(jì)時(shí)，可以先將所要設(shè)計(jì)的建筑或物體制成一個(gè)靜態(tài)渲染圖，然后將其嵌入所攝的圖像之內(nèi)，便可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景與規(guī)劃和設(shè)計(jì)的建筑或物體相互融合。

4、復(fù)雜的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真在城市規(guī)劃中的應(yīng)用。在實(shí)現(xiàn)交互式動(dòng)態(tài)仿真時(shí)，人依靠鼠標(biāo)或者操縱桿來(lái)完成觀察角度、位置以及方向的調(diào)整。這里還有許多種控制觀察的方法來(lái)提高觀察者與景觀兩者間的交互性，如可以讓觀察者戴上過(guò)濾眼鏡觀察水平方向兩相鄰視點(diǎn)的圖像，還可以讓觀察者戴上傳感頭盔來(lái)感應(yīng)改變觀察視覺(jué)角度而產(chǎn)生的渲染圖，或者可以讓觀察者戴上傳感手套來(lái)向計(jì)算機(jī)傳達(dá)設(shè)計(jì)指令，亦或者可以讓觀察者穿上傳感鞋來(lái)實(shí)現(xiàn)人在場(chǎng)景中步行的模擬等等。

三、城市規(guī)劃中對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用的意義

1、在城市規(guī)劃中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，能夠使方案設(shè)計(jì)及審批效率得到提高。通過(guò)在城市規(guī)劃中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以讓設(shè)計(jì)者在審查過(guò)程中通過(guò)模擬穿行和觀察計(jì)劃方案，隨時(shí)將視點(diǎn)停留在重點(diǎn)地段，對(duì)該方案以及周?chē)h(huán)境間的關(guān)系進(jìn)行多方向探討審查，從而保證設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)生成三維幾何模型，符合方案規(guī)劃審批的要求，大大提高了審批的效率。

2、在城市規(guī)劃中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以從多角度對(duì)城市建設(shè)發(fā)展的問(wèn)題加以分析。利用仿真技術(shù)，可以結(jié)合城市發(fā)展建設(shè)的現(xiàn)狀，對(duì)城市的不同地區(qū)以及不同發(fā)展階段加以合理的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，并形成跟蹤模型，從而避免由于規(guī)劃失誤而造成的城市建設(shè)的缺憾【6】。

3、在城市規(guī)劃中應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃信息的準(zhǔn)確定位和管理公開(kāi)。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃的三維幾何模型，可以有效對(duì)城市空間信息加以分析，并對(duì)城市管理工作加以準(zhǔn)確定位。同時(shí)，還能將這種規(guī)劃的三維幾何模型到網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃政務(wù)工作的公開(kāi)展示。

結(jié)束語(yǔ)：通過(guò)在城市規(guī)劃中應(yīng)用靜態(tài)渲染圖、固定路徑的動(dòng)畫(huà)、交互式動(dòng)態(tài)的仿真以及復(fù)雜的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真等計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，創(chuàng)建城市真實(shí)數(shù)字化模型的三維可視環(huán)境，令設(shè)計(jì)者身臨其境，從而很大一定程度提高了設(shè)計(jì)審批的效率，同時(shí)還可以從多角度對(duì)城市建設(shè)發(fā)展方向加以分析，并能實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃的政務(wù)公開(kāi)，從而起到宣傳展示規(guī)劃方案的效果。

參考文獻(xiàn)

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第7篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);仿真技術(shù);信息處理;結(jié)合;探究

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)概述

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)(ComputerSimulation)指的是通過(guò)運(yùn)用建模、仿真以及圖像處理分析等方式把不可視的物體轉(zhuǎn)變成為可視形象化模擬，從而使得人們能夠借助于此了解該物體性質(zhì)、規(guī)律等。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，建?？梢哉f(shuō)是該技術(shù)的重要組成部分，通過(guò)建?？梢詫?shí)現(xiàn)在實(shí)際情況下難以或無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)物體內(nèi)部構(gòu)造模擬，隨后再輔以相關(guān)技術(shù)，讓我們能夠全面而準(zhǔn)確地掌握物體。正是憑借于這一優(yōu)勢(shì)，使得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到諸如建筑、航天、交通以及制造等多種行業(yè)，并逐漸成為行業(yè)中不可獲取重要技術(shù)。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)分析

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)就是通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)物體進(jìn)行虛擬模擬的技術(shù)，結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，其主要涉及建模思想、圖像處理分析與數(shù)字化等技術(shù)。通過(guò)研究可知，該技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中一般經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟:

2．1對(duì)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建

實(shí)踐中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)運(yùn)用第一個(gè)步驟便是對(duì)物體進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建。在此過(guò)程中，主要使用歸納與演繹兩種分析方法，有時(shí)我們只需單獨(dú)使用某一方法便可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，有時(shí)則需要將這二者結(jié)合，這需要技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)要求決定。以演繹法為例，首先計(jì)算機(jī)將物體模擬的數(shù)字化數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，隨后系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上根據(jù)所設(shè)定參數(shù)對(duì)上述數(shù)據(jù)開(kāi)展演繹分析，將該物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建起來(lái)。

2．2物體仿真模型實(shí)現(xiàn)

當(dāng)物體數(shù)據(jù)模型構(gòu)建起來(lái)后，技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行仿真模型實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是技術(shù)人員通過(guò)使用編程語(yǔ)將所構(gòu)建數(shù)據(jù)模型進(jìn)行程序化處理，從而使得該模型實(shí)現(xiàn)仿真。需要注意的是，在物體仿真模型實(shí)現(xiàn)時(shí)，所使用編程語(yǔ)言眾多，技術(shù)人員必須在充分結(jié)合數(shù)據(jù)模型特征以及相關(guān)要求基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，隨后準(zhǔn)確地使用編程語(yǔ)言將其模型化，最后通過(guò)程序化管理，確保仿真模型實(shí)現(xiàn)。

2．3仿真模型驗(yàn)證

在上述工作完成后，為了確保所構(gòu)建物體仿真模型有效性，技術(shù)人員需要對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。此項(xiàng)工作的重點(diǎn)主要是在于對(duì)該模型中數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)方法開(kāi)展驗(yàn)證，隨后技術(shù)人員根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行判斷，從而確定該仿真模型是否達(dá)到要求。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與信息處理結(jié)合探究

正如上文所述，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的實(shí)現(xiàn)在很大程度上依賴于信息處理，將二者相結(jié)合對(duì)仿真來(lái)說(shuō)不但有助于有效地提升其效果，同時(shí)也可以使得仿真實(shí)驗(yàn)功能不斷完善;而對(duì)于信息處理而言，則可以在把抽象的信息進(jìn)行可視化、虛擬真實(shí)化處理前提下，有效地提高其處理準(zhǔn)確性以及效率。有鑒于此，加強(qiáng)二者地結(jié)合與應(yīng)用逐漸成為了當(dāng)前主要發(fā)展趨向。對(duì)此，下面筆者將二者一些結(jié)合進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

3．1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與光信息處理結(jié)合

光信息處理具有速度快、容量大、可并行等優(yōu)點(diǎn)，是一類(lèi)極為先進(jìn)的信息處理技術(shù)。而計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)二維圖像信息的處理有著顯著的優(yōu)勢(shì)，將二者進(jìn)行有效結(jié)合，可以有效識(shí)別圖像特征、增強(qiáng)圖像處理能力。例如CAI、CAD等軟件都是現(xiàn)階段科學(xué)研究工程實(shí)際的新手段。

3．2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理結(jié)合

除了上述與光信息處理相結(jié)合外，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理結(jié)合也是當(dāng)前極為重要的一種形式，而在此其中以matlab軟件最為典型。該軟件作為計(jì)算機(jī)重要軟件之一，不但涉及矩陣運(yùn)算以及信息處理等眾多方面，同時(shí)還具有很高的靈活性。除此之外，該軟件在信息處理上還具有諸如運(yùn)算安全性高、輸入快捷以及功能豐富等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而使得其成為了當(dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與軟件信息處理重要的結(jié)合與應(yīng)用。結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，技術(shù)人員在運(yùn)用matlab軟件時(shí)，首先將所要處理的信息輸入到其中，隨后該軟件按照相關(guān)設(shè)定開(kāi)展仿真模擬，然后計(jì)算機(jī)在此基礎(chǔ)上對(duì)信息開(kāi)展可視化處理，如此一來(lái)將極大程度地提升信息處理工作準(zhǔn)確性以及效率。

4結(jié)束語(yǔ)

總而言之，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是現(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的計(jì)算機(jī)技術(shù)，并且定將在未來(lái)發(fā)展的道路上越走越遠(yuǎn)。而對(duì)于信息處理來(lái)說(shuō)，大部分信息處理技術(shù)已被植入到計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)當(dāng)中，將二者相互結(jié)合起來(lái)，不能呈現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢(shì)，并且極具發(fā)展空間，具有極為廣闊的研究?jī)r(jià)值。

參考文獻(xiàn):

［1］李云峰．現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究與發(fā)展［J］．計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，2002，21(4)．

［2］付凡成，彭裕．關(guān)于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的研究與發(fā)展探討［J］．電子制作，2013(21)．

第8篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

1虛擬仿真技術(shù)在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育中的教學(xué)方式一般分為理論授課和實(shí)驗(yàn)操作兩部分。其中理論教學(xué)的方式是課堂講授加傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)插圖，學(xué)生大多感覺(jué)學(xué)習(xí)過(guò)程枯燥、不好理解、不好記憶。而利用虛擬仿真技術(shù)可以在虛擬的環(huán)境下，將人體各器官的解剖、生理學(xué)、病理學(xué)的數(shù)學(xué)模型存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，利用計(jì)算機(jī)顯示屏上有意識(shí)地顯示某些細(xì)節(jié)，學(xué)生可以將病人的各種病變部位分開(kāi)或合在一起觀察病變情況，同時(shí)可以利用此技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的人體解剖理論的認(rèn)知能力。舉例來(lái)說(shuō)，目前解剖教學(xué)上應(yīng)用的虛擬仿真人體解剖圖的數(shù)字化的解剖圖譜，利用這一圖譜，學(xué)習(xí)者在虛擬的環(huán)境中可以自由地選擇、觀察、移動(dòng)虛擬對(duì)象，并且虛擬的組織器官還能及時(shí)給予學(xué)習(xí)者感官上的反饋，這樣就更容易理解和掌握解剖結(jié)構(gòu)。比較典型的應(yīng)用實(shí)例就是利用“虛擬人”數(shù)字化數(shù)據(jù)集進(jìn)行三維重建，即“人體數(shù)字化解剖學(xué)”研究，創(chuàng)立虛擬仿真解剖學(xué)，同時(shí)提供CT、MRI及PET等方面的斷層圖像，進(jìn)行一系列醫(yī)學(xué)臨床、教學(xué)及研究的虛擬模擬。具體步驟就是利用一臺(tái)人體虛擬解剖電腦，教師可以講授人體各部分結(jié)構(gòu)的解剖知識(shí)，學(xué)生也可以在虛擬的組織和器官間的模擬操作感受觸覺(jué)反饋，使學(xué)生更快地掌握手術(shù)要領(lǐng)和技術(shù)。學(xué)生在課堂上能以三維的形式看到人體數(shù)千個(gè)解剖結(jié)構(gòu)的形狀、位置及器官間的相互空間關(guān)系等，學(xué)習(xí)興趣和效果顯著提高。

2虛擬仿真技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

在臨床醫(yī)學(xué)教育中，臨床實(shí)踐是重要的教學(xué)方式，臨床實(shí)踐是對(duì)醫(yī)學(xué)學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，加強(qiáng)實(shí)踐技能訓(xùn)練已成為醫(yī)學(xué)教育改革的重點(diǎn)。虛擬仿真技術(shù)引入醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐教學(xué)是非常行之有效的教學(xué)方式。虛擬仿真技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)教育中最顯著的應(yīng)用是虛擬手術(shù)教學(xué)，即通過(guò)虛擬臨床手術(shù)技術(shù)讓學(xué)生在手術(shù)之前學(xué)習(xí)新的手術(shù)方法和流程，練習(xí)所制定的手術(shù)計(jì)劃，在虛擬仿真手術(shù)之后，也能讓學(xué)生溫習(xí)或重復(fù)全部手術(shù)過(guò)程，并且能夠?qū)W(xué)生的臨床技能進(jìn)行一個(gè)客觀的評(píng)定?，F(xiàn)今醫(yī)學(xué)院校的學(xué)生和教師都不能只是局限于書(shū)本的知識(shí)，必須不斷地學(xué)習(xí)和提高自己的臨床技能，而在實(shí)踐中常會(huì)遇到教育資源有限的問(wèn)題，解決這一問(wèn)題行之有效的手段就是利用虛擬仿真技術(shù)模擬復(fù)制手術(shù)場(chǎng)景，讓學(xué)生不斷在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。這種應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)的臨床實(shí)踐教育方式不僅可以讓教師在教學(xué)中演示不同策略的手術(shù)流程，教授學(xué)生應(yīng)對(duì)各種突況、避免手術(shù)失誤、降低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、減少病人損傷、提高手術(shù)成功率，而且同時(shí)還節(jié)約了教育資源，具有零風(fēng)險(xiǎn)、可反復(fù)操作等優(yōu)勢(shì)，學(xué)生可利用它完成手術(shù)的各個(gè)操作步驟，并對(duì)操作的過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，達(dá)到更多地積累臨床實(shí)踐技巧和經(jīng)驗(yàn)的目的。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床實(shí)踐教學(xué)能使學(xué)生有更多接觸臨床的經(jīng)驗(yàn)，可以提高學(xué)生臨床技能操作的能力、臨床綜合診斷思維能力，還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和潛力，使他們能夠運(yùn)用課堂上所學(xué)的臨床理論知識(shí)較快地掌握臨床診療實(shí)踐規(guī)律，還有利于學(xué)生職業(yè)道德和行為規(guī)范的養(yǎng)成。

3虛擬仿真技術(shù)在遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用

在遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)由于教學(xué)設(shè)備、試驗(yàn)場(chǎng)地或教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，使得一些應(yīng)該開(kāi)設(shè)的教學(xué)內(nèi)容無(wú)法進(jìn)行。利用虛擬仿真技術(shù)可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生足不出戶便可以學(xué)習(xí)各種各樣的知識(shí)，獲得與現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)一樣的效果，從而加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。以往對(duì)于一些醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，在遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教學(xué)過(guò)程中一般采用電視錄像的方式來(lái)取代實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生無(wú)法直接參與實(shí)驗(yàn)，利用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行虛擬遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，則可以增加學(xué)生動(dòng)手學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育的基礎(chǔ)是基于遠(yuǎn)程醫(yī)療的分支網(wǎng)真醫(yī)學(xué)，即遠(yuǎn)程呈現(xiàn)醫(yī)學(xué)，它把專(zhuān)家的知識(shí)通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫枰倪h(yuǎn)程位置，在遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)真醫(yī)學(xué)是虛擬仿真技術(shù)的一個(gè)全新領(lǐng)域，它結(jié)合了高清視頻、音頻和交互式組件（計(jì)算機(jī)軟件和硬件），在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建獨(dú)特的“面對(duì)面”體驗(yàn)的新型技術(shù)。使用者可以進(jìn)入某個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)空間的圖形環(huán)境，以遠(yuǎn)程控制操作或觀察為目的的進(jìn)行人機(jī)通信和交互，用這個(gè)方法幫助醫(yī)生有效地進(jìn)行手術(shù)和診療。網(wǎng)真醫(yī)學(xué)應(yīng)用與遠(yuǎn)程教育可以確保醫(yī)學(xué)生以更有效的方式進(jìn)行培訓(xùn)，例如記錄操作過(guò)程、讓學(xué)生探討操作細(xì)節(jié)并擁有沉浸于運(yùn)作房間的感覺(jué)。醫(yī)學(xué)學(xué)生可以進(jìn)入虛擬的手術(shù)是或?qū)嶒?yàn)室，在虛擬環(huán)境下激勵(lì)一個(gè)完整的操作過(guò)程，教師也可以將操作中常見(jiàn)問(wèn)題反饋給學(xué)生，從而提高每個(gè)人對(duì)某個(gè)問(wèn)題的訓(xùn)練。利用虛擬仿真技術(shù)可以創(chuàng)建大量的三維人體組織結(jié)構(gòu)，用于醫(yī)學(xué)教學(xué)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，把創(chuàng)建的三維醫(yī)學(xué)教學(xué)資源應(yīng)用與遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育，可以使學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，是資源得到充分利用。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育可以將生動(dòng)的動(dòng)態(tài)三維場(chǎng)景展現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，提高了教學(xué)的質(zhì)量和效果。

4虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育中應(yīng)用的意義

醫(yī)學(xué)教育注重的是直觀、形象、生動(dòng)，傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教學(xué)往往不夠生動(dòng)，難以具體化，難以直接展示人體的結(jié)構(gòu)，疾病發(fā)生及發(fā)展過(guò)程等教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)又存在著醫(yī)學(xué)教學(xué)成本大，不可重復(fù)執(zhí)行的問(wèn)題，這些弊端對(duì)學(xué)生更好的掌握醫(yī)學(xué)知識(shí)極為不利。為了改善原有醫(yī)學(xué)教學(xué)模式中存在的這些問(wèn)題，使虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)教學(xué)中的教學(xué)模式意義重大，該教學(xué)模式不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且將抽象的內(nèi)容具體化、形象化，給學(xué)生留下深刻的記憶，也給教師在教學(xué)中提供方便，從而達(dá)到提高教學(xué)水平和科研水平的目的。

作者:姜燕 李亢 單位:湖北醫(yī)藥學(xué)院

參考文獻(xiàn):

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[4]范敏,戴培山.人體解剖生理學(xué)課程引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教改探索[J].科技文匯,2014(10):103-104,111

第9篇：計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：仿真 機(jī)械 控制

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）12-0104-01

隨著技術(shù)的進(jìn)步，作為機(jī)械設(shè)計(jì)制造的仿真模擬技術(shù)得到了快速的發(fā)展，并且廣泛應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是以多種學(xué)科理論為指導(dǎo)，利用相應(yīng)的軟件為工具，通過(guò)虛擬試驗(yàn)的方法來(lái)解決問(wèn)題的技術(shù)。隨著工程機(jī)械產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益激烈。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、性能，降低開(kāi)發(fā)成本。在這種需求下，以仿真技術(shù)為代表的技術(shù)成為工程領(lǐng)域一種現(xiàn)代化設(shè)計(jì)手段。運(yùn)用仿真設(shè)計(jì)，建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，從實(shí)際對(duì)象的物理模型出發(fā)。設(shè)置不同的激勵(lì)信號(hào)，利用相應(yīng)曲線，即可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行辨識(shí)?？梢栽诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和評(píng)估產(chǎn)品的性能方面，降低開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品性能。工程中的技術(shù)問(wèn)題首先是要仿真技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

1 計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)現(xiàn)

對(duì)于需要研究的對(duì)象，計(jì)算機(jī)一般是不能直接認(rèn)知和處理的，這就要求為之建立一個(gè)既能反映所研究對(duì)象的實(shí)質(zhì)，又易于被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)學(xué)模型。數(shù)學(xué)模型將研究對(duì)象的實(shí)質(zhì)抽象出來(lái)，計(jì)算機(jī)再來(lái)處理這些經(jīng)過(guò)抽象的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)輸出這些模型的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)展現(xiàn)研究對(duì)象的特質(zhì)，當(dāng)然，這種展現(xiàn)可以是三維立體的。由于三維顯示更加清晰直觀，已為越來(lái)越多的研究者所采用。通過(guò)對(duì)這些輸出量的分析，就可以更加清楚的認(rèn)識(shí)研究對(duì)象。模型是進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真的核心。系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型根據(jù)時(shí)間關(guān)系可劃分為靜態(tài)模型、連續(xù)時(shí)間動(dòng)態(tài)模型、離散時(shí)間動(dòng)態(tài)模型和混合時(shí)間動(dòng)態(tài)模型；根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)描述和變化方式可劃分為連續(xù)變量系統(tǒng)模型和離散事件系統(tǒng)模型。通過(guò)這個(gè)關(guān)系還可以看出，數(shù)學(xué)建模的精準(zhǔn)程度是決定計(jì)算機(jī)仿真精度的最關(guān)鍵因素。從模型這個(gè)角度出發(fā)，可以將計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)現(xiàn)分為三個(gè)大的步驟：模型的建立、模型的轉(zhuǎn)換和模型的仿真實(shí)驗(yàn)。所謂模型的轉(zhuǎn)換，即是計(jì)算機(jī)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成能夠處理的形式，“仿真模型”是新的系統(tǒng)，利用已有的仿真軟件，如鑄造過(guò)程就常用ADSMS軟件來(lái)進(jìn)行仿真。將仿真模型載入計(jì)算機(jī)進(jìn)行使用。

2 計(jì)算機(jī)仿真在機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用

2.1 仿真技術(shù)

仿真技術(shù)是綜合多學(xué)科的技術(shù)，以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和控制理論為核心，運(yùn)用成熟的計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)將部件集成在一起，建立機(jī)械系研究的問(wèn)題，根據(jù)仿真所要達(dá)到的目的抽象出一個(gè)確定的系統(tǒng)，結(jié)合系統(tǒng)的邊界條件和約束條件，利用各種相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，把所抽象出來(lái)的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達(dá)式描述出來(lái)，描述的內(nèi)容，傳統(tǒng)的仿真就是針對(duì)單個(gè)子系統(tǒng)的仿真，而仿真技術(shù)則是強(qiáng)調(diào)整體的優(yōu)化，它通虛擬環(huán)境的耦合，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，并不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，直到獲得最優(yōu)化的效果，所以子系統(tǒng)之間的協(xié)同求解，應(yīng)該快速地建立控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等虛擬樣機(jī)。的運(yùn)用目前市場(chǎng)上一批成熟的分析軟件有ANSYS、PATRAN等。運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真軟件可采用ADAMS軟件?？刂葡到y(tǒng)仿真軟件可采用MATLAB軟件。通過(guò)三維模型和運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS中進(jìn)行分析，對(duì)控制方案進(jìn)行仿真。使產(chǎn)品設(shè)計(jì)可擺脫對(duì)物理樣機(jī)的依賴，給企業(yè)帶來(lái)高的經(jīng)濟(jì)效益，高效的研發(fā)手段促使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)降低，提高生產(chǎn)效率，通過(guò)虛擬樣機(jī)找到組織生產(chǎn)，使產(chǎn)品制造和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面更具靈活性，同時(shí)克服企業(yè)資源的局限性，將具有開(kāi)發(fā)產(chǎn)品技術(shù)組成一個(gè)臨時(shí)的企業(yè)聯(lián)盟。仿真技術(shù)必將成為工程機(jī)械領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)的主流。

2.2 機(jī)械加工仿真

機(jī)械加工過(guò)程，是利用計(jì)算機(jī)仿真，有助于發(fā)現(xiàn)其機(jī)理，為提高機(jī)械性能。在機(jī)械的磨削方面，采用時(shí)間變化的描述磨削過(guò)程的各個(gè)數(shù)學(xué)模型，通過(guò)優(yōu)化和虛擬磨削創(chuàng)造了必要的前提，在銑削方面，建立多齒端銑切削過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型，開(kāi)發(fā)切削振動(dòng)仿真的微機(jī)通用軟件，得出了端銑切削振動(dòng)的原理和條件。電火花加工的工藝仿真系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了加工參數(shù)的優(yōu)化。建立了連續(xù)擠壓的計(jì)算機(jī)仿真模型，通過(guò)模擬連續(xù)擠壓全過(guò)程的應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)和溫度場(chǎng)。

2.3 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真

了解了機(jī)構(gòu)需要設(shè)定的運(yùn)動(dòng)副情況后，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。新建一個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，創(chuàng)建連桿，根據(jù)各部件相互運(yùn)動(dòng)方式需建立7個(gè)連桿，對(duì)模型的材料特性進(jìn)行加載，定位每個(gè)運(yùn)動(dòng)副的時(shí)間函數(shù)，在一個(gè)周期內(nèi)完成所有的運(yùn)動(dòng)。向機(jī)構(gòu)添加一定的外載荷，使整個(gè)機(jī)構(gòu)工作在真實(shí)的工程狀態(tài)下，機(jī)構(gòu)的兩連桿之間，模擬兩個(gè)零件之間的彈性連接。根據(jù)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的形式，取料機(jī)械手采用恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)，采用恒轉(zhuǎn)速調(diào)速，要求必須設(shè)定運(yùn)動(dòng)時(shí)間和解算步數(shù)，機(jī)構(gòu)做運(yùn)動(dòng)仿真分析時(shí)，需要詳細(xì)記錄整個(gè)仿真零件的位移距離，適當(dāng)縮短機(jī)械加工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量和性能具有積極的作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]馮雅麗，李瑞濤等.虛擬樣機(jī)技術(shù)及其在深海采礦系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用前景.2001年中國(guó)大洋礦產(chǎn)資源研究開(kāi)發(fā)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.