虚拟实现技术范文

虚拟实现技术范文第1篇

关键词：虚拟现实；虚拟校园；建模语言；建模工具；Action Script

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)17-4222-02

1 虚拟现实与虚拟校园

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一门二十世纪末才兴起的崭新的，融合了数字图像处理、计算机图形学、人机接口技术、传感技术、人工智能技术、多媒体技术等多个信息技术分支的学科。虚拟现实系统是利用各种先进的硬件技术及软件工具，设计出合理的硬件、软件及交互手段，使参与者能交互式地观察和操纵系统生成的虚拟世界的软件系统。它是用计算机模拟的三维环境对现场真实环境进行仿真，用户可以走进这个环境，可以控制浏览方向，并操纵场景中的对象进行人机交互[1]。虚拟校园是指使用虚拟现实技术构建的、方便用户浏览和操纵的校园全景系统。

2 虚拟现实系统特点

虚拟现实系统都可以用三个“I”来描述其特性，这就是“沉浸（Immersion）性”、“交互（Interaction）性”和“想象（Imagination）性”。这三个特点充公反映了虚拟现实系统的关键特性，即系统与人的充分交互和人在虚拟现实环境中的主导作用[2-3]。

虚拟现实技术是根据人类的视觉听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，并通过电脑的键盘、鼠标或传感设备进行交互，从而达到身临其境的感受。

3 虚拟现实技术实现方法比较

3.1 虚拟现实建模语言

虚拟现实系统的建设过程可分建模和实现两个环节，其中建模语言有多种，ActionScript3.0、VRML、JAVA3D 和OpenGL 是几种用得最多的虚拟现实建模语言，因为这几种语言建出的模型都有较强的交互显示能力和交互操作能力。

VRML是一种三维造型和渲染的图形描述语言，通过描述一个虚拟场景以达到现实中的效果，并且可以在网络中创建逼真的虚拟场景。VRML 把虚拟世界看作成一个大的场景，而场景中的一切都看作场景中的节点，它使用场景图数据结构来建立三维实境，利用层次性文件的包含关系创建任意的动态场景[4]。因为应用VRML语言开发的系统在互联网上使用时还要安排相关插件，否则不能正常使用，给用户造成一定的麻烦。

OpenGL 有很好的跨平台特性，许多人利用它来编写三维应用程序，但对于一个非程序设计人员来说，利用OpenGL 编写出复杂的三维模型程序几乎是不可能的，烦琐编程过程令人难以掌握，只有对于专业编程人员来说，OpenGL 可扩展性好，性能效果较好，是一个非常好的工具。

JAVA3D 可以用来编写三维形体，它包含了VRML所提供的所有功能，它可以编写出复杂的三维应用程序，但与VRML 不同，JAVA3D 没有基本形体，它调用其它三维软件生成的形体。

Action Script动作脚本是遵循 ECM Ascript第四版 的 Adobe Flash Player 运行时环境的编程语言。它在 Flash 内容和应用程序中实现交互性、数据处理以及其他功能。Action Script是Flash的脚本语言，与JavaScript相似，新出的AS3.0使用OOP（面对对象编程），增加更强的报错能力，指定类型也更明确，3D效果显著。Flash在互联网上使用非常广泛，几乎所有的WEB浏览器都可以播放Flash文件，使用Flash程序非常快捷、方便。近年来，在虚拟现实技术实现工具选择方面越来越受青睐。

3.2 建模工具

在虚拟现实技术应用中三维建模是相当关键的部分。用三维软件建出的模型可以仿真的模拟客观世界。实现虚拟现实评价所建模型的技术水平包含四个方面：是否需安装插件、交互显示的能力、交互操作的能力和易于构造的能力。要创建优秀的虚拟环境选择好建模方式很重要，通常建立虚拟现实场景模型主要有三种方式：一是采用全景摄影技术，把一系列局部图像拼接起来的，能够进行全视野、360 度全方位环视漫游的图像环境；二是使用编程的方法直接生成三维模型，常用的语言有ActionScript、VRML、JAVA3D 、OpenGL 等；三是采用第三方建模工具，如3Ds max、MAYA等三维模型软件来制作三维模型，简化编程语言设计模型的过程；四是使用用编程语言建立三维模型，都要编写大量非常繁杂的程序。

虚拟校园主要是为了应用于校园的对外宣传和招生中，能给许多不能亲自参观考察学校的学生及家长等一种新的选择和高度逼真的视觉体验；另一方面，基于几何的建模真实感不强，且体积增大，降低实时性。所以系统采取真实环境全景摄影技术构造全景图，并且通过这种虚拟体验，促进校园文化、学术交流，有利于校园的对外宣传，使更多的人了解校园现状。

3.3 虚拟校园技术路线选择

通过对虚拟现实的建模语言和建模工具的比较分析，基于VR虚拟现实的沉浸性、交互性的特点，结合虚拟校园的需求特点，以及网络传输速率的制约的考虑，虚拟校园系统的实现技术采用了Flash CS4 为平台，以ActionScript3.0为开发语言的技术路线。

4 虚拟校园系统的实现思路

4.1 建模思路

通过安置静态或动态摄像机实现对三维场景的观察，利用摄影设备连续扫描周围空间的真实图像，利用在某一固定位置所抓取的一个环境的360 度全景图像，通过展现全景图像的相应部分来实现相互的调整，构造出一个全视野、360 度全方位环视漫游的图像环境。

4.2 Action Script程序思路

该系统将观察景点简化为一个圆柱体，将虚拟环境中的景点表面剖分成三角形。这样，任何景点的表面都可以被剖分成三角形，因而这样的方法具有普遍性。

景点透视与投影实现思路。通过景点透视来产生远小近大的变化以产生空间感，在PV3D中，设想观察者camera在一个正六面体中央，通过一点通过透视方程来计算每个面的在空间投影中的位置，以产生透视效果。

消隐算法的实现思路。如果没有消隐算法，那么观察者只能看到离屏幕最近的面，而不能看到整个3D空间，将面法线与视锥体夹角大于180度设为不可见，将多边形的中心与camera重合，在camera坐标系中Z值小于0的多边形不可见。

5 结束语

基于Flash CS4平台、ActionScript3.0语言所构建的虚拟校园系统，使用方便、可以实现较好的互动。文章所介绍技术成功应用于河源职业技术学院虚拟校园系统，建设成功的虚拟校园系统目前广泛应用于校园的对外宣传和招生中，能给许多不能亲自参观考察学校的学生及家长等一种新的选择和高度逼真的视觉体验。并且通过这种虚拟体验，促进校园文化、学术交流，有利于校园的对外宣传，使更多的人了解校园现状，因而具有较高的价值。

参考文献：

[1] 兰小机,沈惊宏.虚拟现实技术与雕塑相结合的浅议[J].电脑应用技术,2009(79).

[2] 黄小刚,李伟程.山西师大主校区三维虚拟校园的建设研究[J].山西师范大学学报:自然科学版,2008,22(2):33-36.

[3] 彭辉,黄飞.深入浅出说VR[J].电子出版,2003(2):46-47.

虚拟实现技术范文第2篇

在动画梦工厂任职数字战略和新业务发展的执行副总裁吉姆・梅纳德（Jim Mainard）称，虚拟现实要想变现，现在所需要的就是稳定且源源不断的盈利内容。同时，他计划在不久后的数字好莱坞会议上使用虚拟现实技术进行演讲，此次会议主要谈论的主题就是未来的虚拟现实和增强现实前景。

根据好莱坞目前流行的VR内容来看，基于IP基础的动画内容不断出现，这些动画作品都从新近的电影作品中汲取灵感，比如华纳兄弟的《自杀小分队》和迪士尼的《奇幻森林》等。戴上三星的VR头盔显示器，就可以感受《敢死队》里的惊险场面，用户可以选择扮演影片中的小丑女或神，在一座虚拟建筑中一试身手。

吉姆・梅纳德（Jim Mainard）补充，“如今电影营销部门也会利用VR体验为电影造势。有些VR体验确实不错，但并没有如人们预期的那样形成成熟的商业模式。虚拟现实的体验现状有点类似3D电视，市场上不乏可以在家用3D设备上观看的电影，但其热萑床蛔阋匀霉壑谥馗垂劭础！泵纺傻乱苍げ猓对于VR行业而言，2019年在盈利状况上会有所好转。游戏行业是最容易实现盈利的领域，如：《EVE：瓦尔基里》和《蝙蝠侠：阿甘之城》的VR体验就可以在PS设备10月13日推出的版本中实现。与此同时，好莱坞导演斯蒂芬・斯皮尔伯格与阿里杭德罗・冈萨雷斯・伊纳里多即将推出第一部以虚拟现实为载体的电影，影片讲述了偷渡过美国边境的墨西哥难民的经历。

除了内容以外，大众消费者购买VR头显设备的需求也有望在未来盈利。为此，谷歌10月刚刚推出了安卓设备Daydream View VR 头戴显示设备，此设备将在11月正式面向大众推出，售价79美元。Daydream这款VR头盔同时支持使用其他移动设备体验虚拟现实，比如谷歌早期的产品Cardboard和三星的VR Gear头盔。

虚拟实现技术范文第3篇

需求分析

新疆油田公司数据中心先后购置了一台容量为6TB的HDS 9585数据存储和三台Sun E4900数据库服务器，实现了中心数据库集群，使勘探、开发、经营、管理数据实现集中管理。

由于HDS 9585和原有的EMC CX700存储设备相互独立，且各系统发展不均衡，导致某些系统建设之初规划了很大的容量和很高的性能，但实际运行中却没有那么大的需求，而另一些应用却陷入了容量和性能不足的困境，最终导致HDS 9585必须升级扩容，而EMC CX700存储资源却被闲置的局面。此外，由于HDS 9585和EMC CX700来自不同的厂商，资源不能互通和有效利用，为系统的维护管理、性能优化、故障排查、数据迁移、容灾备份等都带来极大的不便和困难。

因此，新疆油田公司需要建设一套集中统一的高性能、高可靠性的存储平台。新平台必须能够对原有的异构存储环境进行整合，能将原有的存储设备作为新存储平台的外部存储设备，使新的存储设备和原有的存储设备形成一个统一完整的存储池，由新的存储设备进行统一管理，最大限度地发挥原有存储资源的再利用能力。同时，新的平台能够提高原有存储环境的整体运行性能，整个存储环境对各业务透明，存储平台可以根据各业务的特性和需要，灵活分配存储容量、处理能力等各种资源，确保关键业务的稳定可靠运行。借助新的存储平台，存储设备能方便扩容，各存储设备能够方便地进行无缝的数据迁移，并且实现集中的存储备份，并满足未来容灾的需要。

存储整合技术思路

在存储整合过程中，需要着重考虑以下几方面原则:

平台整合 不但要满足数据中心目前和未来集中存储的需要，还要对已有系统的存储环境进行最大限度的整合，实现服务器的集中访问、数据资源的集中存储和处理。

高性能 新的存储平台必须具备强大的处理能力，能消除原有存储设备的性能瓶颈。

可扩充性 应确保在原有的系统平台上扩展和实现新功能、新业务的增加。

高可靠性 存储平台具有高可靠性，支持服务器平台的高可用性集群技术; 具备先进的容灾设计; 充分保证系统的高扩展能力和高容错能力，具有通道负载自动均衡能力和存储系统性能调节能力。

高可用性 在存储和其他应用系统尽量不停机的情况下，实现扩容、维护、升级等服务，提高性能以满足新的业务需求，具备7×24连续工作的能力，系统的可用性应能达到100%，可以实现磁盘数据的在线不停机备份。

可管理性 要求配置实时性能监测管理软件，可对系统性能和操作数据等服务器性能进行实时监控、管理和调配。

技术先进性 系统设计采用当前先进而成熟的技术，不仅可以满足现实工作的需求，也应把握未来存储整合的发展方向。

虚拟化存储方案

根据以上分析，公司决定采用日立数据系统(HDS)有限公司企业级存储产品TagmaStore NSC55网络存储控制器或USP V作为数据中心存储整合的核心设备，配合HDS的存储管理软件、数据快照镜像软件，形成一套完整、高效的存储整合解决方案。本项目采用SAN架构进行整个存储系统的建设，存储网络将分为服务器层、网络交换层和集中存储平台三个层次。

服务器层 需要对公司数据中心各业务系统的服务器进行改造，增加光纤通道主机卡HBA，使这些主机具有访问存储网络的能力。

网络交换层 采用Brocade企业级大吞吐量的SAN交换机，保证服务器和外部存储设备到网络存储控制器的高速连接。

集中存储平台 这是本次存储整合系统建设最核心的部分。我们采用HDS TagmaStore USP V网络存储控制器，为其配置1块前后端混合处理板，提供16个4GB的前端主机接口和8个后端磁盘接口，为其配置5GB控制缓存和16GB数据缓存，在其内部配置20块300GB FC磁盘共计6TB裸容量，作为整个集中存储环境的基础。

对于数据中心正在使用的HDS 9585和EMC CX700等设备，可以通过SAN交换机直接连接到USP V的后端，作为它的外部存储设备，通过HDS UVM通用卷管理软件，可以把外部存储设备的逻辑卷直接映射到USP V上，由USP V统一管理和使用，而对前端服务器来说所有的工作都是透明的。

由于采用USP V进行了存储环境的整合，就可以很方便地通过USP V对原来异构的存储设备进行集中的数据备份和容灾。本次我们在备份中心选择IBM 3494(40TB)作为近线备份设备，可选用HDS AMS 200存储产品作为远程实时数据备份的存储设备，将AMS 200通过新疆油田公司已有的光纤链路直接连接到数据中心的SAN交换机上，并且将AMS 200也作为USP V的外部设备来管理和使用。

项目实施

从图中可以看出，以HDS USP V作为核心搭建的存储系统架构由三个层面组成: 应用主机层，集中了所有的业务系统主机; 核心存储和虚拟化引擎层，由HDS USP V搭建; 异构存储池，由系统中的若干旧设备，如HDS、EMC等厂商的各种存储设备组成。上述三层架构实现的存储优化拓展功能包括: 核心引擎、存储分区、存储整合、分级存储、应急系统联机恢复、异构系统灾备。

经过对油田公司数据中心各业务系统的运行特点进行分析，发现各系统具有很大的不均衡性，而HDS USP V的虚拟分区技术正好可以满足这一要求，可为数据中心中最关键的业务分配独立的分区，不同分区之间可以实现完全隔离和安全保证，确保最重要的应用能够享受到最好的服务质量。

链 接

虚拟实现技术范文第4篇

关键词：虚拟化[1]；VMware vSphere

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1519-02

1 前沿

虚拟化技术主要是通过对底层进行抽象，将计算机元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行，将网络的控制管理与数据的转发与交换进行有效的分离[2]。

以是否存在宿主操作系统来看，虚拟化技术主要分为原生及寄居两种架构。原生架构是指虚拟机本身不再依赖任何操作系统，或者可以认为虚拟机本身就是一个操作系统，只是这个操作系统只提供虚拟化服务。而寄居架构，则认为虚拟机是一个软件或者服务，只有在已经安装好的操作系统上才能运行。从被应用的领域来分，虚拟化又可以分为服务器虚拟化，存储虚拟化，应用虚拟化、平台虚拟化和桌面虚拟化。其中服务器虚拟化需要具备功能和技术有：多实例、隔离性、CPU虚拟化、内存虚拟化、设备与I/O虚拟化、无知觉故障恢复、负责均衡、统一管理、快速部署。

VMware vSphere是VMware公司推出的一套服务器虚拟化解决方案，核心组件是Vmware ESX/ESXi，可以独立安装和运行在裸机上的系统，支持硬件虚拟化，通过与vSphere Client远程连接控制，在ESXi服务器上创建多个虚拟机，并且虚拟服务器在性能与稳定性上与亚于普通的硬件服务器。

本文采用原生架构，利用VMware vSphere套件来实现服务器虚拟化的部署。

2 服务器虚拟化的设计与实现

企业传统服务器应用面临：资源利用率低、管理复杂，故障恢复慢，兼容性差，购置维护成本高等[3]。虚拟化的目的就是打破原始物理结构之间的隔断，将物理资源转变为逻辑上可直接调控管理的资源，最大限度地使用物理资源。

服务器虚拟化将系统虚拟化技术运行于服务器之上，将一台服务器虚拟成若干个服务器使用，随时随地能将服务器资源分配给最需要它们的工作负载以简化管理和提高效率，继而减少为单个工作负载峰值而储备的资源的方法。通过虚拟化技术将物理硬件和操作系统分离，使得多个具有不同操作系统的虚拟服务器可以独立运行在同一台物理服务器上，最大化的利用硬件资源，其部署框架如图1所示。

1）网络应用层：网络应用层是对企业内部提供各类服务的应用系统的集合。通过服务器虚拟化将虚拟机运行在运行有ESX/ESXi的物理服务器中，通过调整这些虚拟机的资源，从而满足应用系统的需求，对用户提供系统服务。

由于应用系统服务类型的不同，可以将应用系统归类为不同类型，通过主机层vNetwork部分连接内网不同的核心交换机，从而面向不同类别的用户提供不同类别的系统服务。

2）主机层：主机层是VMware vSphere体系中的虚拟层，包含两个服务：基础架构和应用程序。应用服务（Application Services）完成三个部分功能，分别是：可用性（Availability）、安全性（Security）和可扩展性（Scalablity）。架构服务（Infrastructure Services）包含有运算部分的vCompute、存储部分的vStorage和网络部分的vNetwork三个部分。在架构服务部分，EXS/EXSi主机负责将硬件资源虚拟化提供给上层服务。

3）网络服务层：网络服务器是服务器虚拟化的服务层。主要提供网络服务、数据备份服务、网络管理服务。服务器虚拟化框架中所有设备均通过该层中接入交换机互联；数据备份服务通过数据备份系统，利用VMware vSphere的快照技术实现对虚拟机的网络备份，该文采用上海爱数软件有限公司公司的PX2400数据备份系统；网络管理则通过VMware vSphere体系中vCenter Server组成，它是配置、调配和管理虚拟化IT环境的中心点，是vSphere的中央总控，完成应用程序的控制调配功能。

4）存储层：存储层是服务器虚拟化的基础。物理服务器只提供EXS/EXSi主机操作系统的存储空间，而网络应用层的虚拟机均存储于存储层中的网络存储设备中。网络存储设备通过网络服务层的接入交换机和主机层互联，为主机层提供存储服务。该文中网络存储设备采用H3C公司的IX3000网络存储设备。

服务器虚拟化实施前，某企业共有24台物理服务器，每台服务器提供单一的应用系统服务；服务器虚拟化实施后，物理服务器缩减至5台，应用系统数量没有改变，配置结果如表1。其服务器虚拟化的实施步骤归纳如下：

1）在服务器硬件层面上导入虚拟层，即在IBM x3650服务器上安装配置VMware ESX Server；

2）通过在 DELL 330微机上安装VMware vCenter Client来对服务器进行访问和综合调配；并在ESX/ESXi主机上创建虚拟机。

3）利用VMware Converter将现有的物理服务器逐步迁移到虚拟机上。

[服务器名称＼&IP地址＼&作用＼&应用系统数量＼&CUP使用率＼&内存使用率＼&IBM X3650＼&10.1.1.10＼&EXS/EXSi server＼&3＼&4.9%＼&73.9%＼&IBM X3650＼&10.1.1.11＼&EXS/EXSi server＼&6＼&9%＼&95.9%＼&IBM X3650＼&10.1.1.12＼&EXS/EXSi server＼&4＼&2%＼&4.4%＼&IBM X3650＼&10.1.1.13＼&EXS/EXSi server＼&4＼&3.7%＼&20.4%＼&IBM X3650＼&10.1.1.14＼&EXS/EXSi server＼&7＼&2.6%＼&34.5%＼&DELL 330＼&10.1.1.15＼&vCenter Client＼&――＼&5%＼&49.1%＼&]

其中，以IP地址为10.1.1.11 EXS/EXSi server服务器情况为例，其中虚拟机占用CPU和内存情况如图3。

通过采用服务器虚拟化技术，主要成果可以总结如下：

服务器数量由原先20多台物理服务器降为6台服务器（5台EXS/EXSi Server， 1台vCenter client），并且可以根据实际使用情况可以灵活添置服务器，整合比例约为4：1；

由于虚拟机分配不合理，资源提升的效果不明显，应将消耗资源较大的虚拟机与消耗资源较小的虚拟机分配与同一物理服务器上，后续将对此进行研究分析。

虚拟机通过模板配置，数据备份和快照技术，部署速度增加、单点故障率下降。

3 结束语

本文从企业信息中心的现状和存在的问题出发，系统的研究了企业信息中心服务器虚拟化建设的可行性和可操作性。后续，将继续对虚拟机在物理服务器中的分配方法进行研究。

参考文献：

[1] 张巍.企业虚拟化实战――VMware篇[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 怀进鹏，李沁，胡舂明.基于虚拟机的虚拟计算环境研究与设计[J].软件学报，2007.

虚拟实现技术范文第5篇

关键词：虚拟现实技术；现代展示艺术；交互技术；视觉化

在当下不难发现，“技术”和“艺术”这两个名词总是结伴出现在现实生活中。“没有艺术的装饰，技术是冷漠的；没有技术的支持,艺术是苍白无力的”①。任何一种行业要想市场上占有一席之地，其作品必须满足了用户对审美和功能两方面的要求。虚拟现实艺术（简称VR艺术）正是如此：它以虚拟现实、增强现实感等人工智能技术作为媒介手段加以运用的艺术形式。该艺术形式的主要特点是它的超文本性与交互性，不仅仅满足了用户对审美和功能两方面的要求，更能在交互的过程中将用户的审美期望延续下去。

一、虚拟现实技术在现代展示艺术中的应用现状

随着虚拟现实技术的日趋成熟，也使得现代展示艺术寻找到新的方向，尝试着在展示中加入虚拟现实技术。艺术家通过虚拟现实技术中的人机交互手段来控制作品的形式，塑造出更具沉浸感的艺术氛围和更具真实感的精神世界。可以通过“具有虚拟现实性质的交互装置系统可以设置观众穿越多重感官的交互通道”①，这需要艺术家通过软件和硬件的完美配合来实现，从而实现用户与作品之间更有效的沟通与反馈，创造良好的参与性和可操控性；也可以通过摄像头对用户的动作进行捕捉，并加以储存、记录、应用，但是这种应用是以保持用户的意识增强为基础，增强同步放映的效果和新塑造、新处理的影像效果；还可以通过增强现实、混合现实等形式，将虚构世界和真实世界结合在一起，观众可以通过自身动作控制投影的文本，如“数据手套可以提供力的反馈，可移动的场景、360°旋转的球体空间不仅增强了作品的沉浸感，而且可以使观众进入作品的内部，操纵它、观察它的过程，甚至赋予观众参与再创造的机会”①。

1、产品展示中的虚拟现实技术

进入数字时代的今天，虚拟现实技术最先被应用在产品展示。商业产品的销售与服务都逐渐走向数字化，数字媒介高效而又经济的信息传播特质提升了产品的附加价值。同时随着计算机硬件的更新换代，其运算能力不断提升，三维虚拟现实方式已经逐渐二维平面化的展示形式。产品的展示透过三维的方式能全方位、多角度的展现产品的外观，同时也可通过交互功能来实时操作，预演产品的各项功能，使顾客通过虚拟的观察与操作，对产品有更加全面的感知，从而达到引起消费者购买欲望的目的。据调查，目前许多知名的企业都开始运用虚拟现实技术来展示其商品，例如上海汽车工业总公司旗下的荣威品牌，在其官方网站上就采用了虚拟现实技术来展示荣威轿车。通过其展示界面，用户不仅可以通过控制鼠标观看轿车外形，还可以进入轿车内部，观察其内饰、结构，这种展示方式所带来的真实感是以往的静态图片所不能比拟的。

2、建筑展示中的虚拟现实技术

传统的建筑展示，如我们最常接触到的房地产楼盘展示以及博物馆中的历史建筑展示，通常都是以等比例缩小的实物模型的方式展现，虽然它也能够实现多角度的展示建筑，但由于此类模型具有无法再现真实的体量大小和重现原型材质的弊病，观察者不能真正感受到建筑，更不用说体会融入建筑环境之后的沉浸感了。借助虚拟现实技术来展示的建筑，可以使观察者仿佛漫步于真实世界的建筑环境之中，获得最直接的感官享受，值得一提的是，这种虚拟现实的小区规划以及样板房的展现形式已经在我国北京、上海、广州等大城市逐渐热门起来。同时，在文化遗产保护领域的景观建筑的展示中也能见到虚拟现实技术的身影，它的运用借助于网络平台这一高效传播媒介，真正做到即使远在千里之外，游客也可以足不出户的徜徉于名胜古迹，领略其自然、人文魅力。目前，一些久负盛名的文化景点，如故宫、敦煌、明孝陵等都已拥有了这样的虚拟现实系统，另外在上海世博会期间，就运用了最先进的网络虚拟现实技术实现了网络化展示，并建立了虚拟世博园网站，游客可以自由的游览三维的世博园的景点场景。

3、环境模拟中的虚拟现实技术

“虚拟现实技术不仅可以对具体的物体进行仿真模拟，还可以对环境进行多维的虚拟仿真，可以实现视觉、听觉、触觉等多种感知的模拟。例如通过3D立体眼镜、3D头盔、多通道投影等实现多角度全方位的三维视觉模拟；通过人头录音技术展现具有更加真实的3D声音；通过数据手套可以实现隔空取物等”③。这种对环境模拟的虚拟现实技术已经在很多展览馆中付诸于实践。上海科技馆内的全息音响就是一个虚拟现实的三维声音试听体验，游客只需进入一间封闭的房间内，再加上周围的气氛被古老的装饰渲染成古屋效果，游客带上耳机，熄灭屋内的灯光，耳机内传来具有位置感很强的立体声音，让人仅通过耳机里的声音就能获得置身于环境之中的现场感。

二、虚拟现实艺术是交互性的艺术表现

虚拟现实艺术——现代科技前沿的综合体现，它是复杂数据通过人机交互界面对其进行可视化操作，从而形成了一种新颖的艺术语言形式，它之所以能够吸引艺术家，关键在于艺术思维与科学技术的巧妙结合之后，所产生的全新的感知体验。相比较与传统模式下的新媒体艺术，仿佛其间存在着一个潜在的可无限拓展的空间，即交互性、人机对话，是虚拟现实艺术呈现出的独特优势所在。从整体意义上说正好印证了张文俊先生的观点，“虚拟现实艺术是以人机对话为基础的交互性的艺术形式，其最大优势在于建构作品与参与者的对话，通过对话揭示意义生成的过程。”②

虚拟实现技术范文第6篇

关键词:JAVA技术;FLASH;虚拟实验

中图分类号:G434文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)26-7454-01

Based on Java Technology Physical Virtual Experiment Design and Realization

MA Jia-lin

(Department of Computing Science, Huaiyin Institute of Technology, Huai'an 223001, China)

Abstract: In recent years, was getting more and more widespread along with the virtual experiment in the teaching application, the virtual experiment already became with the modern education technology is auxiliary the teaching the important means. This article through the example showed that several kind of models realize the technology which the teaching aspect virtual technology, and makes the analysis and the explanation to each kind of technology's good and bad points as well as the serviceability.

Key words: JAVA technology; FLASH; virtual experiment

近几年来,随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的发展,网络教学已经渗入到教育的各个方面。虚拟实验就是在计算机中创设一种实验情境,让用户通过鼠标的点击或拖曳操作进行虚拟的实验。虚拟实验实现的基础是多媒体技术、网络技术与虚拟仪器技术的结合。特别是虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合使虚拟实验具有了一定的智能化特征。虚拟技术的发展为实验教学改革及远程教育提供了很好的条件和技术支持,用虚拟实验来辅助教学是现代教育技术发展的要求,它有着广阔的前景。

本文通过实例来说明几种典型实现教学方面虚拟实验的技术,并对每种技术的优缺点以及适用性做出分析和说明。

1 Java技术实现虚拟实验

虚拟实验辅助教学不是传统的意义上的把实验项目制作成图文并貌的实验介绍,而是学生可以在电脑上进行交互式操作,实现了真正意义上的互动模拟,已达到良好的教学效果。

JAVA语言是强类型语言,JAVA的JSP和APPLET分别可以对数据、图象进行有效的处理从而解决FLASH和ASP无法解决的问题;再次,因为JAVA语言有很强的网络功能,尤其是Applet专用于嵌入WEB网页,并产生特殊的页面效果。JAVA Applet具有基本的绘画功能、动态页面效果、动画和声音的播放、交互功能的实现、窗口开发环境、网络交流能力的实现等特点。所以对于要求有大量的图象处理和操作交互,特别是复杂精确数据处理的这类实验,可以进行浮点运算和字符串的各种处理,对于有这种要求的实验,无疑应选JAVA。所以我们开发的静电场描绘实验主要采用JAVA Applet进行设计。下面是采用JAVA对大学物理实验――静电场描绘进行模拟,如图1所示。

以下是静电场描绘Java部分代码:

public boolean mouseDown(Event evt, int x, int y)

//用于判断鼠标位置,并完成不同的操作

{

if(approach == 0 && x >= 103 && x = 294 && y

{ approach++;

str = "打开开关G";

jx = 125;

jy = 285;

repaint();//如果鼠标点击开关按钮,完成打开电源开关

} else

if(approach == 1 && x >= 168 && x = 294 && y

{ approach++;

str = "连接接线A";

jx = 214;

jy = 210;

repaint(); //如果点击接线柱A,就联通A线路

} else

……(下转第7456页)

(上接第7454页)

System.out.println("dian" + dian);//利用八个等势线描绘静电场图

if(dian == 24)

{str = "描绘电场线";

approach++;

repaint();

}

2 Flash技术实现虚拟实验

Flash有两大特点,即逼真的动画设计效果和强大的内置脚本程序 ActionScript.Flash可以制作网页交互动画 ,它具有基于矢量的绘图功能 , 也可以灵活控制,管理对象,还提供 ActionScript脚本语言。Flash还具有支持交互、数据量小、效果好、不需要媒体播放器软件之类等特性。将制作的课件和虚拟仪器 ,仿真实验置于网页上 ,学生可以不受时空的限制 ,随时上网进行实验预习和复习 ,也可以作为远程实验教学或选修实验。以下是利用Flash实现光电效应的实例,图2为仪器外观。

3 其他虚拟实验实现技术

3.1 VRML

VRML(Virtual Reality Modeling Language――虚拟现实建模语言)是一种用于建设虚拟三维世界的场景建模语言,具有平台无关性,是目前Internet上基于WWW的三维互动场景制作的主流语言。用VRML制作虚拟设备有以下特点:具有3D动画、音效、传感器触发、事件输入输出、行为控制、支持多种脚本与多重使用者等功能,能在Web上实现动态页面,具有加强的交互功能。

3.2 3DMAX

用VRML建立复杂的三维模型是相当繁难的,而3DStudioMax因其强大的三维建模功能恰好可弥补VRML这方面的不足,并且VRML具有与3DStudioMax模型的无缝接口。因此在虚拟实验系统的场景和仪器设备制作时,一般是先利用3DMAX制作出复杂逼真的场景,然后利用VRML语言进行位置、动作、空间背景、视点、传感效果等设置,使虚拟实验教学系统既具有逼真的漫游效果,又具有可交互可操作的特点。

4 总结

通过以上几种常用实现虚拟实验技术的比较,我们可以看出JAVA技术具有较强的数据处理能力,也便于实现web访问;Flash技术的优点之一在于仪器界面控制和外观设计,此外,Flash对还具有体积小,网络传输速度快,嵌入web更容易等很多优点;VRML便于构建虚拟环境,3DMAX能容易构造成逼真的实验仪器和场景。总之,每种技术都有自己的优点和不足,我们应该根据具体实验项目的的特点选用合适的技术,才能制作出优秀的虚拟实验。

参考文献:

[1] 邱进冬.基于Web的虚拟现实的开发与应用[J].计算机应用研究,2003(3):92-95.

[2] 梁宇涛.虚拟现实技术及其在实验教学中的应用[J].实验技术与管理,2006(3):81-85.

虚拟实现技术范文第7篇

关键词 资源整合；虚拟化；VMware

中图分类号TP391 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）49-0212-01

天津市财税信息化建设自上世纪80年代开始，至今，已实现了应用现代信息技术管理财税业务，建立了现代预算管理体系、税收征管体系和财税管理监督体系，信息化成为构建精简高效、规范廉洁财税的有效途径。回顾过去，展望未来，为了更好地发挥信息化助推器的作用，保持天津财税信息化建设科学、可持续发展，资源整合将成为今后一段时期内建设的重点和核心，从技术上，虚拟化的不断成熟为资源整合奠定了基础。

1 信息化资源整合和虚拟化的概念

信息化资源整合就是对信息化资源整理加工的过程，通过技术和管理手段的融合，通过建立机制、丰富手段，优化人员、流程、工具等信息化元素，实现科学化、规范化、精细化管理的目的。

虚拟化是一个广义的术语，在计算机方面就是在底层硬件基础上进行抽象，通过虚拟服务器对硬件资源按照需求进行规划，重新定向逻辑分配，实现相互独立的运行空间。

2 基于虚拟化技术的资源整合

目前，虚拟化技术已从理论阶段向实践阶段过渡，各个服务器、网络、数据库、中间件、存储厂商都在尝试，其中VMware作为产品，其与IBM、HP、DELL、CISCO、ORACLE、EMC、NETAPP等厂商的合作，促进了虚拟化技术的广泛应用，更是为云计算的推动注入了催化剂，也为实现信息化资源整合提供了技术保证。

2.1 虚拟化技术的选择

虚拟化技术大致可分为完全虚拟化和准虚拟化，其中：完全虚拟化基于hypervisor，代表产品是VMware和Virtual PC；准虚拟化是通过对操作系统核心层面的改变，与hypervisor协同工作，代表产品是Xen。

结合天津财税信息化建设业务快速增长、设备需求量大、应用相对分散、备份机制不健全等实际情况，可重点考虑完全虚拟化技术应用，特别是VMware的推广使用。

2.2 虚拟化技术的应用

整合中，虚拟化技术的应用应以降低成本、改进服务、加强管理为原则，保障性能的提升、业务的连续运行和管理的动态监控。

2.2.1 规划基础架构

本着利旧的原则，利用IBM的6个HS22刀片服务器、HP的6个460C刀片服务器、DELL的5个R910PC服务器、EMC的CX4和HP的4100存储等资源分别搭建业务内网和业务外网虚拟化环境，配置ESX4.1虚拟化宿主机，利用VMware对于业务连续性保护功能实现对应用和数据库的保护，同时升级IBM的2个HS20刀片服务器搭建虚拟化环境，利用vRanger5.0 将需要进行备份和容灾的虚拟机复制到此环境，对整个虚拟化架构进行保护。

2.2.2 VMotion和DRS技术应用

VMware VMotion 可以将正在运行的整个虚拟机能够在瞬间从一台服务器移到另一台服务器上。虚拟机的全部状态由存储在共享存储器上的一组文件进行封装，而 VMware 的 VMFS 群集文件系统允许源和目标 VMware ESX 同时访问这些虚拟机文件。然后，虚拟机的活动内存和精确的执行状态通过高速网络迅速传输。因网络也被 VMware ESX 虚拟化，因此，虚拟机保留其网络标识和连接，从而确保实现无缝迁移。

Vmware DRS是分布式资源调度程序，通过跨聚合到逻辑资源池中的硬件资源集合来动态地分配和平衡计算容量。Vmware DRS跨资源池不间断地监控利用率，并根据反映了业务需要和不断变化的优先事务的预定义的规则，在多个虚拟机之间智能地分配可用资源。当虚拟机遇到负载增大时，Vmware DRS将通过在资源池中的物理服务器之间重新分布虚拟机来自动为其分配更多资源。

使用VMware VMotion保障业务的连续性，同时采用DSR技术进行系统资源调配，打破由管理员监控调整的模式，由DSR根据虚拟机实际运行情况，对内存、CPU等资源进行动态调整。

2.2.3 HA技术应用

采用HA技术，由vCenter发送再重启的指令，令ESX主机自动启动应用，HA的控制器会记录宕机的主机在宕机时运行的具体虚拟机，从存储上找到宕机的主机，通知HA根据顺序依次重启主机，在硬件突发故障时，减少宕机时间。

2.2.4 vRanger软件的应用

利用vRanger，在将备份文件发送到目的存储之前将对文件进行压缩，在全备份的同时，执行增量备份，逐块扫描数据，仅对上次备份后更改的文件等做备份，以减少备份数据的数量。消除了由于备份而消耗在ESX Server上的资源，提升备份操作的工作效率。

2.3 虚拟化的管理

应用虚拟化技术进行资源整合后，在满足应用需求，控制底层架构的安全性，稳定性和可用性的同时，仍需要一种有效的手段来进行基础建构环境的监控和优化管理。

vFoglight基于vSphere 4.1的虚拟化环境，整合vCenter功能，提供完整的图形化界面来显示虚拟化系统运行状况。管理员可以清楚的掌握vCenter、Datacenter、Resource pools、Clusters、ESX Server及VM运行的情况。通过vFoglight搭建管理中心平台，辅以制度手段，监控设备健康情况，包括CPU使用率、内存使用量、网络吞吐量、应用进程等，实现虚拟化架构容错的全自动化。

除设备虚拟化之外，在存储虚拟化、网络虚拟化等方面还有很多值得深入的地方，应将信息技术与管理手段有效结合，形成整体可行的规划设计，才能真正全面发挥信息技术优势，提高信息技术应用水平和管理水平。

参考文献

[1]张巍.企业虚拟化实战-Vmware篇[M].机械工业出版社.

[2]石磊，邹德清，金海.Xen 虚拟化技术[M].华中科技大学出版社.

[3]Brockmeier, Joe/Hess, Kenneth.Practical Virtualization Solutions.Prentice Hall Ptr.

虚拟实现技术范文第8篇

关键词：虚拟机好处；虚拟机技术；服务器实现

1 在服务器上实现虚拟机技术优势

服务器需要占据一定的空间，并且在运行的过程中对于环境也有一定的要求，利用虚拟机技术可以减少服务器的使用数量，节约机房的资源，提高利用率。在对硬件系统进行系统维护的过程中，不需要停机就可以进行，保证了程序运行的连续性。虚拟机技术的应用减少了硬件成本的投入，并且提高了运行的效率。在进行系统升级和迁移时可以平滑过度，一个物理系统中可以同时支持多个应用程序，提高服务器资源的利用率。

2 服务器虚拟机技术介绍

2.1 服务器虚拟机定义

在虚拟机技术快速发展的过程中，越来越多的厂商都开始推出服务器虚拟机产品，所以说，关于服务器虚拟机的定义每家的说法不一。但是无论怎么解释，都有一个最为核心的思想，虚拟机技术将信息资源进行优先排序，然后将资源合理的分配到最需求的服务器中，有效的提高了工作效率，从而避免了服务器在峰值时的工作负载，减少了资源的储备量，对于服务器来讲减轻了运行负担。

2.2 用虚拟机技术构建的服务环境

虚拟机技术相对于传统的服务器来讲具有非常多的优点，可以有效的克服传统服务器中的缺点，提高服务器的运行效率。利用虚拟机技术在服务器上构造出若干个逻辑单元，这些逻辑单元是不可见的，然后在这些逻辑硬件上运行操作系统，从而实现各自的服务功能。从网络用户的角度来讲，在进行网络操作时是独立的操作系统，这些操作系统是建立在逻辑硬件上。

2.3 主要的服务器虚拟机技术分类

2.3.1 硬件分区

硬件分区主要是对硬件资源进行划分，在每一个分区中的，都有独立的CPU和内存，并且在分区中有独立的操作系统。这样在一台服务器中可以有多个操作系统，并且可以同时启动。对于硬件分区来讲具有较好的稳定性和可靠性，但是缺乏灵活性，对于资源不能够进行有效的调配。

硬件分区主要特性如下：

（1）在硬件分区之后，每个分区中都有定制的芯片组，这样在一个分区发生故障时，不会影响到其他分区的运行，对故障进行了有效的隔离，保证系统运行的稳定性和可靠性。

（2）由于每个分区中都有独立的应用软件和操作系统，所以运行都是在硬件分区范围内的，无法跨越边界，操作系统的运行不会影响到其他的软件，实现了故障隔离。

（3）操作系统的多样性，因为每个硬件分区中都可以独立运行操作系统，所以在一台服务器上可以同时运行多种操作系统。

（4）因为硬件分区实现了故障的隔离，所以一个分区出现故障不会影响到其他分区的运转，整个系统还可以正常的运行，从而提高了系统运行的可用性，在性能方面也有所提高。

（5）动态调整硬件分区间的系统资源，从而实现CPU、内存等系统资源在不同硬件分区间动态调整。

2.3.2 逻辑分区

对于逻辑分区的划分，主要是利用专业软件来执行的，将操作系统进行有效的隔离，划分依据可以按照处理器或者内存等。在一个硬件中可以同时有多个独立的逻辑分区，每个逻辑分区都可以运行操作系统，所以在同一台主机上可以安装不同的操作系统。

逻辑分区的主要特性如下：

（1）操作系统隔离，每个逻辑分区独立运行自己的操作系统，使得每个分区完全彼此隔离，包括操作系统、内核和应用等，但不能隔离硬件错误。

（2）资源的动态调整，逻辑分区间的资源可动态调整，而调整的力度较小，可以是一个CPU或0.1个CPU，可根据业务需要，按需调整逻辑分区的资源，在很大程度上可提高物理资源的利用率。

（3）动态迁移，逻辑分区独立于硬件、基于虚拟化层之上，完全由虚拟化层进行管理，这为逻辑分区在不同的物理硬件之间进行动态迁移提供了前期基础，通过动态迁移，能够实现在不终止应用的情况下，将逻辑分区在不同的物理机器间进行迁移。

（4）高可用性，进行逻辑分区的硬件出现故障时，其上的逻辑分区能够根据定义的策略自动在其它物理机上运行，实现低成本的高可用性，这为服务器基础架构的稳定性提供了较大的保证。

2.3.3 操作系统层虚拟化

操作系统层虚拟化就是在操作系统层面增添虚拟服务器功能。

操作系统层虚拟机的主要特性如下：

（1）操作系统层虚拟机技术有利于更大限度地使用系统资源，减少需要维护的操作系统个数。

（2）操作系统层的虚拟机，没有独立的hypervisor层。主机操作系统本身就负责在多个虚拟服务器之间分配硬件资源，并且让这些服务器彼此独立。

（3）对于使用操作系统层虚拟机技术，所有虚拟服务器必须运行同一操作系统。

（4）操作系统层虚拟化的灵活性比较差，但本机速度性能比较高。

（5）便于管理，由于架构在所有虚拟服务器上使用单一、标准的操作系统，管理起来比异构环境要容易。

3 虚拟机在服务器上的实现

3.1 Vmware虚拟机介绍

VMware是Vmware公司基于X86平台的企业级服务器虚拟机软件，在所有通过虚拟化技术对IT环境进行优化和管理的软件中，VMware得到了最为广泛的应用，从桌面环境到数据中心均有涉及。VMware将操作系统从运行它的底层硬件中抽离出来，并为操作系统及其应用程序提供标准化的虚拟硬件，从而使得多台虚拟机能够在一台或者多台共享处理器上同时独立运行。

3.2 VMware虚拟机技术服务器上的实现

为了更好的解决传统单一物理服务器部署应用方式所造成的弊端，全球虚拟化产品领先厂商VMware公司推荐了如下采用VMware虚拟机技术在服务器上的实现。

对于采用VMware虚拟机技术在Windows/Lunix平台上的实现，建议配置最新的基于四核CPU技术的双路物理CPU的服务器，同时每台服务器上都安装配置VMware第四代虚拟架构套件――vSphere企业版软件，用于在单个物理服务器实体上，利用服务器强大的处理能力，生成多个虚拟服务器，每一个虚拟服务器，从功能、性能和操作方式上等同于传统的单台物理服务器，在每个虚拟服务器上，再安装配置Windows或Linux操作系统，进而再安装应用软件，这样以前的每个物理服务器就变成为VMware架构服务器上的虚拟机，从而大大提高资源利用率，降低成本，增强了系统的可用性，提高系统的灵活性和快速响应，完美的实现了服务器虚拟架构。

4 结束语

科学技术的发展，促使了虚拟机技术的应用，尤其是在大型企业中，服务器的应用比较重要，如何有效的提高服务器的运行效率，是企业迫切需要解决的。虚拟机技术在服务器中的应用，不仅减少了成本投入，节约了资源，同时还有效的提高了服务器的运行效率。在现代信息化社会中，虚拟机服务器已经得到了广泛的应用，对于企业的发展有重要的促进作用，为社会的进步创造了有利的条件。

参考文献

[1]金海.计算系统虚拟化-原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2008.

[2]王春海，刘晓辉，白凤涛.Vmware虚拟机实用宝典[M].北京：中国铁道出版社，2007.

虚拟实现技术范文第9篇

关键词：虚拟现实；虚拟现实技术；概念设计；产品开发

中图分类号：U662.3 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）01-0114-02

目前国际上流行的一种“故事版情景预言法”的概念设计，就是将要开发的产品置于一定的人、时、地、事和物中进行观察、预测、想象和情景分析，其形式是以故事版的平面设计表达展示给人们。于是，产品在设计的开始便多了一份生命和灵气。然而，设计表达在信息时代已是多元化的展示形式，虚拟现实技术的应用，使设计思路和设计表达如虎添翼。让人多了一种直观的、亲切的及交互的感受，这样开发设计的产品与传统相比，大大减少了投放市场的风险性，也为企业决策人寻找商机、判断概念产品能否进一步开发生产，提供更好的依据。

一、虚拟现实与虚拟现实技术

（一）虚拟现实（Virtual Reality，VR）及虚拟设计（Virtual Design，VD）

虚拟现实（Virtual Reality，VR）是利用计算机省城一种模拟环境，通过多种传感设备使用户“沉浸”到该环境中，实现用户与该环境直接进自然交互的技术。这里所谓模拟环境就是计算机生成的具有色彩的立体图形，它可以是某特定现实世界的真实体现，也可以是纯粹构想的世界。传感设备包括立体头盔、数据手套、数据衣服等穿戴于用户身上的装置和设置现实环境中的传感装置。自然交互是指用日常使用的方式对环境内的武体进行操作并得到实时立体反馈。虚拟现实是一种全新的人机交互系统，它能对介入者产生各种感官刺激，如听觉、视觉、嗅觉、触觉，给人身临其境的感觉，人能以自然的方式与计算机生成的环境进行交互操作。

虚拟设计是以“虚拟现实技术为基础，以机械产品为对象的设计手段”，借助这样的设计手段，设计人员可以通过多种传感器与多维的信息环境进行自然地交互，实现从定性和定量综合集成环境得到感性和理性的认识，从而帮助深化概念和萌发新意。

（二）虚拟现实技术

虚拟现实技术是人的想象力和电子学等相结合而产生的一项综合技术，它利用多媒体计算机仿真技术构成一种特殊环境，用户可以通过各种传感系统与这种环境进行自然的交互，从而体验比现实世界更加丰富的感受。

二、概念设计的定义及内涵

Pahl和Beitz在《Engineering Design》一书中提出“概念设计”这一名词以来，人们对概念设计进行了十几年的研究。他们将其定义为：在确定任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理极其组合等，确定出基本求解途径，得到求解方案，这部分设计工作叫做概念设计。

国内的学者也对概念设计进行了大量的研究，其中邓家|在《产品概念设计》一书中将“产品概念设计”定义为“由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的，可组织的，有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清楚、由抽象到具体、不断进化的过程。”

在几十年的时间里，人们对概念设计的研究日益增加、不断深入，使概念设计的内涵更加广泛和深刻。主要体现在:根据产品生命周期各个阶段的要求进行市场需求分析、功能分析、功能的工作原理、动作行为的构思、行为载体的选择和方案的组成的等。可见，确定方案是概念设计的最终结果，产品生命周期全过程的满足才是概念设计的关键。设计方法上更加全面融合各种方法，寻求综合最优方案，同时使设计更具创造性。

概念设计是对产品或部件的构思，目的是捕捉产品的基本形状。这个阶段，产品的形状和精确尺寸尚未确定，设计人员有一定变更自由，所以尽可能考察设计方案，以便选出生产成本最低、创意良好的方案。利用传统的计算机辅助设计，往往多是二维交互工具，缺乏三维或者多维的功能，但是产品却是三维的部件，这样必然导致人机交互效率低。现行的计算机辅助设计系统要求定义零件的尺寸，而在产品的概念设计阶段这样的尺寸可能无法精确得到或者根本没必要精确定义，这样必然影响设计效率和周期。传统的计算机辅助设计需要两类人员配合，即产品的设计人员和电脑绘图员，产品设计人员有关产品的概念信息通过草图或者口述的方法传达给电脑人员，这样导致信息的丢失或者绘图者的曲解，而如果设计者本人直接参与电脑辅助设计建模的话，由于现行的电脑辅助设计系统的操作复杂和交互能力若，大大分散了设计者的精力，限制了思路。为了克服这样的限制，充分发挥设计人员的创造性，人们开始把虚拟现实技术引入计算机辅助设计系统进行概念设计，将虚拟现实技术和概念设计有效结合，利用丰富直观的交互手段，在虚拟环境中进行概念设计，从而节省产品精确描绘和尺寸定义的时间，这就是基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计，即虚拟概念设计。

三、虚拟概念设计的研究方向和应用前景

（一）概念设计中应注意的两个问题

1.虚拟现实环境下的概念可视化。概念可视化是指设计师透过画面或者模型，将市场的需求转换成可视化的具体形态。概念设计是否能符合目标用户的要求，“眼见为实”的图面或者模型是最具有说服力的。

2.虚拟现实环境下的人机交互界面。想实现人机互动，必须解决一系列技术问题，形成和谐的人机环境。虚拟现实就是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用计算机技术为核心的现代高科技省城逼真的视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、互相影响，从而产生“沉浸”于等同真环境的感受和体验。

（二）虚拟现实技术在概念设计中的前景

在虚拟现实环境下，进行产品的概念设计是虚拟现实技术的基本内容。在电脑虚拟现实提供的良好的可视化条件下，对电脑辅助设计建立的三维模型在几何、功能、加工与装配等方面进行交互性的修改，利用虚拟现实给用户提供诸如视听触觉等各种感知交互手段，最大限度地方便用户的操作，从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。相关人员可以对原型的各方面包括视觉效果、部件间比率进行评价。针对不同用户的爱好要求，在不同的虚拟环境中，亲自体验修改模型；选择产品的可选部件，观察设计和修改过程。

概念设计是设计过程的初步阶段，它的目的是获得做够多的有关产品式样和形状的信息，同时它又是设计过程中的重要阶段，因为产品成本的60%～70%是由这个阶段决定的。面对日益加剧的产品市场竞争的挑战，可以预见，基于虚拟现实技术的计算机辅助概念设计必有长足发展，最终将与现有计算机辅助设计系统实现无缝集成。激烈的全球市场竞争，各国投入大量的资金对虚拟现实技术及其在工业设计领域中的应用进行深入研究。将研究的成果及时转化为生产力，这是产品迅速占领市场的关键。

参考文献

[1]周洪玉，王慧君，周岩．虚拟现实及应用的研究[J]．哈尔滨理工大学学报，2005，(5)．

[2]薄瑞峰，李戈．虚拟现实技术在计算机辅助概念设计中的应用[J]．华北工学院学报，2004，(10)．

[3]梁艳霞．基于虚拟现实技术的概念设计[J]．机械工程师，2002，(4)．

虚拟实现技术范文第10篇

【关键词】电力电子技术；虚拟实验平台；研究与实现

虚拟实验室这一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一个通过计算机网络来实现的虚拟实验环境，它是一个不同于信息化网络的综合集成环境，因此其可以更为有效的为用户提供各种数据信息和人力设备等资源。

1 电力电子技术虚拟实验平台的总体设计

1.1 虚拟实验室设计目标

在现实实验室中，我们进行实验教学时，需要先令学生们阅读实验指导书，然后按照要求选择适当的元件，并将其按照电路的原理进行连接，之后再对各部分电路进行检查确认，确认无误后便可以打开电源进行实验了。试验中要对相关数据进行记录，最后完成实验报告。

通过上述流程，我们可以确定虚拟实验平台的基本构成要素包括：实验帮助、实验所需元器件、电路图形连接、计算机仿真电路、结果显示。根据虚拟实验室的构成要素，我们可以基本确定虚拟实验室的设计目标为“控制（输入）部分”、“计算机仿真电路部分”、“实验结果显示（输出部分）”。

1.2 控制（输入）部分

对于控制部分的设计，首先需要对电路元件的相关参数进行设置，如“独立直流电源电压”、“独立直流电源电流”等；然后对其进行触发脉冲信号相关参数的设置，如“触发脉冲信号周期”、“触发脉冲信号占空比”等；最后是对电路的产生进行设置，这部分设置需要对元器件的图片模型进行事先布置，然后通过鼠标进行电路连接，检查无误后点击“确认”或“连接完成”。

1.3 计算机仿真电路部分

计算机仿真电路事实上就是通过计算机程序的自动求解，来根据相应程序建立的一个电路方程。在整个电路方程程序的设计过程中，由数据的结构来决定编程的思路，而如何进行数据结构的选择，则完全取决于实现实验平台的软件选择。然而只要建立了实验方程，那么就可以通过数值方法来进行编程的求解了。

1.4 实验结果显示（输出部分）

关于实验结果的显示，通过有两种形式，一种是随着实验的进行，直接显示出实验当时的实验数值；而另外一种显示方式，则是将整个实验的某一段时间内的所有相关数据计算出来，并将其存储起来，在某些特殊情况下还需要经过数据的二次处理，然后才能输出相应的实验数据结果。

1.5 平台软件的选择

在进行虚拟实验的设计时，我们需要一个“放置”虚拟实验的平台，因此这个平台软件的选择，将对整个虚拟实验的设计起到不可忽视的承载作用。而在平台软件的选择上，我们通常将“减少开发工作的工作量”、“减少低级以及重复工作的开发”、“软件本身的运行效率”等因素放在首位。现今我们所使用的软件，通常都是将若干软件通过取长补短的方式组合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混编、“VB”和“MATLAB”混编等。

2 电力电子技术虚拟实验平台的实现

虚拟实验平台的实现，首先采用了VB和MATLAB混编的方法进行编程，然后再通过对VB中MatrixVB的矩阵函数与绘图函数进行调用，最终将复杂的计算与图形描绘变为简单的编程。

首先在计算机上安装MatrixVB，建立Visual Basic的新项目，添加MatrixVB库，待系统对MMatrix.DLL文件加载完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函数了。

然后将Visual Basic的数组当做矩阵来对待，生产矩阵，来丰富MatrixVB的功能函数，将更多处理问题的先进技术融入到VB编程中去。然后利用括号、实部rN、虚部iN等方式来对矩阵元素进行定位操作，从而精确的对相关矩阵数据进行快速定位，利用simple函数将矩阵转化成为最简单的形式。

最后利用软件Psim对这种方法的可行性进行验证，通过实验的结果确认了这种方法在某些问题范围内，对含有开关器的非线性器件可以被视为理想开关，与独立电源的电力电子形成电路时，这种方法具有有效的可行性。

3 结束语

随着社会经济的发展以及教育事业规模的不断壮大，师资力量薄弱成为了制约教学开展的重要问题。特别是硬件资源的缺失，伴随着信息技术以及计算机技术的发展，成为了促进电力电子技术虚拟实验平台出现的重要因素。而电力电子技术虚拟实验平台的实现，切实有效的缓解了师资资源匮乏这一难题。

【参考文献】

[1]陆地，于瑛，刘晨，朱磊，耿素花，沈虹，孟欣.电力电子技术课程虚拟实验及演示平台的开发与研究[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）.2009.

[2]王伟，李伟，马景兰，郭屹松，张永丽.基于CDIO的“电力电子技术”课程教学改革与探索[C]//第6届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（上册）.2009.

[3]甫拉提・阿不力米提，王兆安，王秀丽.电力电子技术在风力分频发电系统中的应用[C]//2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集.2008.