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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向

第1篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；職業(yè)教育；人才培養(yǎng)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VirtualReality)的概念是1989年美國VPLResearch公司創(chuàng)始人JaronLanier提出的，迄今已有二十年的歷史。虛擬現(xiàn)實(shí)是一項(xiàng)融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)、心理學(xué)、人類工程學(xué)及人工智能的綜合技術(shù)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)中就能為學(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，使學(xué)生成為虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的一名參與者，這對調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征

對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征，不同的文獻(xiàn)有不盡相同的看法，但概括起來主要有三個(gè)基本特征。沉浸性（IMMERSION）。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是根據(jù)人類的視覺、聽覺的生理、心理特點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)產(chǎn)生逼真的三維立體圖像，使用者通過各種交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，與各種對象相互作用，有一種身臨其境的感覺；交互性(INTERACTION)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人機(jī)交互是一種近乎自然的交互，使用者不僅可以利用電腦鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行交互，而且能夠通過特殊頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)行交互。使用者通過自身的語言、身體運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作等自然技能，就能對虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行考察或操作；構(gòu)想性(IMAGINATION)。虛擬現(xiàn)實(shí)不僅僅是一個(gè)演示媒體，而且還是一個(gè)設(shè)計(jì)工具，為使用者提供探索的空間。通過現(xiàn)有知識和相關(guān)提示讓使用者在環(huán)境中深化概念、萌生創(chuàng)意，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)更多的規(guī)律和有效的操作。

二、職業(yè)教育及其教學(xué)特點(diǎn)

我國是一個(gè)人力資源大國，但技師、高級技師僅占一4%，而企業(yè)需求不斷增大，一般發(fā)達(dá)國家技術(shù)工人的技術(shù)等級結(jié)構(gòu)為高級工占35%，中級工占50%，初級工占15%。以天津市技術(shù)工人的技術(shù)等級結(jié)構(gòu)為例，高級工占27%，中級工占39%，初級工占34%。因此，只有通過大力發(fā)展職業(yè)教育才是建設(shè)人力資源強(qiáng)國的重要手段。職業(yè)教育的教學(xué)特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)技能訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)教學(xué)和訓(xùn)練過程的全程指導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)培訓(xùn)技能的實(shí)用性等。

三、職業(yè)教育中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢

職業(yè)教育主要培養(yǎng)技術(shù)型和技能型人才?；谶@種定位，職業(yè)教育偏重實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際的作能力，使他們能掌握一定的技能。然而在實(shí)際教學(xué)中，往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的原因，而使一些必要的實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足。

1．教學(xué)手段先進(jìn)可重現(xiàn)操作過程

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使學(xué)生直接進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)所生成的環(huán)境中，與計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)行直觀交流，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容和操作技能的理解，提高感知水平和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。特別是對于操作過程，存在的問題和表現(xiàn)現(xiàn)象可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行重現(xiàn)，便于學(xué)生觀察理解和記憶。

2．降低教學(xué)成本避免真實(shí)操作帶來的危險(xiǎn)

以往對于危險(xiǎn)的或?qū)θ梭w健康有危害的實(shí)驗(yàn)，一般采用電視錄象的方式來取代實(shí)驗(yàn)，學(xué)生則無法直接參與實(shí)驗(yàn)，獲得感性認(rèn)識。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，則可以免除這種顧慮。學(xué)生在虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，可以放心的去做各種實(shí)驗(yàn)，不會(huì)出現(xiàn)意外。例如，虛擬的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以避免化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的燃燒、爆炸等危險(xiǎn)。虛擬的數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)，可避免原材料損耗和由于學(xué)員失誤造成機(jī)床損壞和學(xué)員受傷。虛擬的汽車駕駛教學(xué)系統(tǒng)，可免除學(xué)生操作失誤而產(chǎn)生的意外事故。

3．實(shí)驗(yàn)可以反復(fù)進(jìn)行，從而提高技能水平

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練，而且可以反復(fù)進(jìn)行。例如軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、汽車駕駛技能、機(jī)械設(shè)備加工技能、電器維修技能等各種技能的訓(xùn)練。學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。例如，在虛擬的飛機(jī)駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)中，學(xué)生可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機(jī)起飛、降落，通過反復(fù)訓(xùn)練，達(dá)到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。

4．激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在職業(yè)教育中通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使學(xué)生在虛擬環(huán)境中與計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)行直觀交流，從而豐富感性認(rèn)識，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。而在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行直觀交流，使教學(xué)過程變得生動(dòng)形象，能最大化的提高學(xué)生的感知水平和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，提高教學(xué)效果。

四、職業(yè)教育應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的前景

網(wǎng)上互動(dòng)虛擬世界是人類社會(huì)信息時(shí)代的發(fā)展方向，是各個(gè)行業(yè)未來信息化的必然目標(biāo)。而職業(yè)院校應(yīng)充分發(fā)揮自身專業(yè)特長構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，不僅能促進(jìn)校園信息化建設(shè)，而且能更好的挖掘職業(yè)院校潛能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信以及多媒體技術(shù)的結(jié)合，是傳統(tǒng)信息技術(shù)的突破，使教學(xué)資源成倍增長。網(wǎng)上互動(dòng)虛擬世界是人類社會(huì)信息時(shí)代的發(fā)展方向，是各個(gè)行業(yè)未來信息化的必然目標(biāo)。

第2篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；建筑設(shè)計(jì)

建筑是人類歷史文化的載體，任何時(shí)代，建筑都以其感人的形象展現(xiàn)出它的風(fēng)貌，反映它所包容的各種信息和內(nèi)涵。一個(gè)建筑師怎樣才能將自己的設(shè)計(jì)理念形象直觀地展示給公眾面前以供評賞呢？虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的介入，使這個(gè)問題得以解決。

隨著建筑師對計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入，計(jì)算機(jī)在制圖、管理、建模、表現(xiàn)、信息存儲與查詢等各個(gè)方面的作用正逐步變得清晰起來。這些逐步清晰的影響疊加在一起，勾勒出一個(gè)工作方式的輪廓：以數(shù)字化的設(shè)計(jì)媒體為基礎(chǔ)，依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的交流，以數(shù)字信息的交換替代原先圖紙的物理交換。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展的成果，它的出現(xiàn)和在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用為建筑師提供了更為廣闊的設(shè)計(jì)方法。它改變了建筑師的工作方式，設(shè)計(jì)者可以漫游于虛擬的場景之中或之外來體味對建筑空間的感受，及時(shí)對設(shè)計(jì)做出修改和補(bǔ)充，從而迅速、準(zhǔn)確地對比各種設(shè)計(jì)方案的可行性。虛擬現(xiàn)實(shí)為業(yè)主與建筑師間的溝通架設(shè)一個(gè)“虛擬”的橋梁，使建筑師不斷與業(yè)主交流，以達(dá)到業(yè)主滿意，避免了建筑師很多不必要的重復(fù)勞動(dòng)。[1]

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality,既是大家熟悉的VR）又稱靈境技術(shù)，是20世紀(jì)末發(fā)展起來的一門涉及眾多學(xué)科的高新技術(shù)，它集成計(jì)算機(jī)技術(shù)，傳感技術(shù)，仿真技術(shù)，微電子技術(shù)為一體。一個(gè)好的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境是由計(jì)算機(jī)圖像學(xué)，圖像處理，模式識別，多傳感器，語音處理，網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)所構(gòu)成的大型綜合集成環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)實(shí)用技術(shù)，在建筑業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景，它將帶給我們一個(gè)嶄新的天地。

2、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)從本質(zhì)上講就是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)用戶接口技術(shù)，它通過給用戶提供視覺，聽覺，觸覺，嗅覺，味覺等各種直觀而自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大限度地方便人機(jī)的交互操作，而不再需要進(jìn)行繁瑣的敲打鍵盤輸入，提高了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有三個(gè)基本特征：沉浸感，交互性，構(gòu)想性。其中沉浸感是指虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不再像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)幾口一樣，用戶與計(jì)算機(jī)的交互方式已經(jīng)是自然的，就像現(xiàn)實(shí)中人與自然交互一樣，完全沉浸在通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中；交互性是指虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)區(qū)別與傳統(tǒng)三維動(dòng)畫的特征，用戶不再被動(dòng)的接受計(jì)算機(jī)所給予的信息或者是旁觀者，而是能夠使用交互設(shè)備來操縱虛擬物體，以改變虛擬世界；構(gòu)想性是指用戶利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識，從而深化概念和萌發(fā)新意。[2]

3、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1 在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在建筑設(shè)計(jì)學(xué)科領(lǐng)域，建筑師除了用部分語言文字來表達(dá)之外，更多的是用線條來表達(dá)其設(shè)計(jì)理念，如果不是專業(yè)人士，則很難與其溝通。因此，為了讓公眾明白和了解，設(shè)計(jì)師只能通過透視圖，以一種表面的建筑外形來表達(dá)他的設(shè)計(jì)意圖，而這則具有一定的局限性，如果我們借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將我們用CAD工具制作的數(shù)字化模型投入到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，可以讓設(shè)計(jì)師及公眾從不同的角度去審視或觀賞建筑的外部空間形象。例如，荷蘭Eindoven 大學(xué)的Calibre 研究院應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在河中小島上設(shè)計(jì)了一棟博物館，其坐落在河邊的斜坡上，可以俯瞰小島，同時(shí)也可以考慮山坡的輪廓，加上建筑的細(xì)節(jié)，如門窗的設(shè)計(jì)，來表達(dá)那充滿自由曲線的外部形體,充分表達(dá)了其設(shè)計(jì)意圖。如果我們用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來表達(dá)，則具有一定的難度，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，會(huì)讓我們在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)潛在的缺陷和問題。所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是十分必要的。

3.2 在室內(nèi)裝飾中的應(yīng)用

室內(nèi)裝飾階段，標(biāo)志著工程項(xiàng)目已經(jīng)臨近了竣工日期，這時(shí)，工程一般非常緊，可能會(huì)出現(xiàn)無法預(yù)期的問題，導(dǎo)致延長工期，造價(jià)增加。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則可以在計(jì)算機(jī)上提前模擬出需要的效果，這樣我們就可以提前預(yù)知一些問題，如，房屋空間的比例尺寸，消防安全性，色調(diào)上，以及光照效果等。只要花少量時(shí)間在計(jì)算機(jī)上修改，就會(huì)使上述可能會(huì)出現(xiàn)的弊病得以避免。

3.3在景觀園林中的應(yīng)用

景觀園林對于環(huán)境變化的前瞻性和周圍景物的關(guān)聯(lián)性要求很高，因此在動(dòng)工之前就必須對完工之后的環(huán)境有一個(gè)明確的，清晰的概念。通常情況下，設(shè)計(jì)者會(huì)通過沙盤，三位效果圖，漫游動(dòng)畫來展示設(shè)計(jì)效果，供公眾來理解和感受，以上的傳統(tǒng)展示方式都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，但有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即不能以人的視點(diǎn)深入其中，得到全方位的觀察設(shè)計(jì)效果，而運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，可以任意角度，真實(shí)的看到設(shè)計(jì)效果，身臨其境的掌握設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)意圖。[3]

3.4在展示設(shè)計(jì)成果中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)是一種對現(xiàn)實(shí)的超越和豐富，當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為這種展示形式提供了條件和路徑，虛擬現(xiàn)實(shí)展示手段在一定程度上滿足了數(shù)字化社會(huì)人類對多媒體的展示、傳播要求。作為一種新的多媒體數(shù)字展示手段，虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，特別是多媒體信息展示中，將起到越發(fā)重要的作用，隨著CAD人工智能，多媒體等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)也將會(huì)朝著多元化、一體化方向發(fā)展，交互方式更加自然，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的手段將更為先進(jìn)、有效，可以說從整個(gè)設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢看，虛擬現(xiàn)實(shí)展示設(shè)計(jì)代表了現(xiàn)代信息展示模式的發(fā)展方向。

4、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對建筑設(shè)計(jì)的影響

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)，建筑師是以筆、紙和計(jì)算機(jī)制圖來完成的，通常情況下，建筑師按自己的經(jīng)驗(yàn)對設(shè)計(jì)進(jìn)行把握，有時(shí)設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)一些偏差，使其設(shè)計(jì)思維受到了一定的局限。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的嶄新的信息交流界面，是其它傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式無法比擬的，設(shè)計(jì)者可以從任意角度觀察虛擬物體的三維效果（空間的造型，物體的色彩，大小，材質(zhì)等）。其提供的實(shí)時(shí)三維場景調(diào)整，信息查詢及多媒體信息集成等技術(shù)，為方案的設(shè)計(jì)風(fēng)格，造型手法和信息展示提供了強(qiáng)有力的支持。在虛擬環(huán)境中，虛擬環(huán)境拓寬了建筑師的想象力，提高了設(shè)計(jì)能力，可以幫助建筑師設(shè)計(jì)出多元化的設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景十分誘人，在某種意義上講，它改變了人們的思維方式，改變了人們對自己，對他人，對世界的看法，對建筑師而言，這些改變也就意味著新的設(shè)計(jì)思路的誕生。

5、總結(jié)

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，人們仿佛置身于一個(gè)完全真實(shí)的環(huán)境中，使得建筑設(shè)計(jì)能夠突破“平面，立面，剖面”的刻板設(shè)計(jì)模式，進(jìn)入一個(gè)更直觀更生動(dòng)的層面。由于我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展相對較慢，在技術(shù)和應(yīng)用上還有很多問題，這些不足主要體現(xiàn)在軟硬件設(shè)備要求較高，價(jià)格昂貴及建筑設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融合問題等。但愿建筑設(shè)計(jì)人員不拘于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式和設(shè)計(jì)理念，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)實(shí)踐上的普及將指日可待。到那時(shí)，我們可以在虛擬環(huán)境中逃避現(xiàn)實(shí)的喧囂，可以感受過去的曠古和未來的輝煌。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓建華.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑表現(xiàn)中的應(yīng)用研究[J].華中建筑，2012(03):69-71.

第3篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)仿真；技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)簡介

計(jì)算機(jī)的仿真技術(shù)是一門新興的綜合性的技術(shù)，它運(yùn)用專門的軟件，再通過數(shù)字作為傳播的介體傳達(dá)給人們。因此，當(dāng)人們通過計(jì)算機(jī)媒體進(jìn)行瀏覽觀賞時(shí)就能夠有身臨其境的感覺，可以自由選擇角度。一方面，仿真技術(shù)的應(yīng)用得益于控制工程和系統(tǒng)工程的發(fā)展，在控制工程和系統(tǒng)工程中逐步探索計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)；另一方面，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)可以逐步縮短開發(fā)周期，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)減少損失，并大大降低人工成本，工作效率逐步提高，在節(jié)約經(jīng)費(fèi)開支等方面發(fā)揮巨大的作用。

2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)原理

一般情況下計(jì)算機(jī)是不能夠直接認(rèn)知和處理的，所以就要求能夠建立一個(gè)能夠反映研究又容易被計(jì)算機(jī)處理的數(shù)學(xué)模型，可以用下圖來表示：通過了解觀察，可以更加清楚地認(rèn)識到我們所要研究的對象，我們還可以看出，首先，模型的建立。把我們所抽出來的系統(tǒng)用數(shù)學(xué)的表達(dá)方式表示出來。其次，模型的轉(zhuǎn)換。模型轉(zhuǎn)換就是針對上一步抽象出來的數(shù)學(xué)表達(dá)方式通過各種適合的算法以及計(jì)算機(jī)語言轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠處理的形式，這就是通常所說的仿真模型。模型是計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵地方，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)過程。再次，模型仿真實(shí)驗(yàn)。將之前得到的仿真模型輸入計(jì)算機(jī)內(nèi)，按照之前設(shè)置好的方案來進(jìn)行仿真模型，獲得仿真的結(jié)果。仿真實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很簡單的事情。但是，如何對仿真的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，需要分析仿真的可靠性。有的專家在文章中提出了檢驗(yàn)仿真結(jié)果可靠性的兩種方法：仿真過程的反向驗(yàn)證法和置信通道法。

3計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)成為我們生活的一部分，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用改變著傳統(tǒng)的生活方式和交流方式，計(jì)算機(jī)加速了每個(gè)行業(yè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用為我們的生活提供了便利。

（1）交通領(lǐng)域。

交通是一個(gè)復(fù)雜的人機(jī)系統(tǒng)，交通是否安全，要充分考慮上述四個(gè)因素的作用和影響。交通安全仿真以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的方法為基礎(chǔ)。評價(jià)體系先建立虛擬環(huán)境，然后在這個(gè)虛擬環(huán)境中加入各種可以誘發(fā)事故的因素，最后再對某路段和某區(qū)域的交通安全水平施行全程的跟蹤與評價(jià)。計(jì)算機(jī)的仿真過程是交通安全仿真及評價(jià)系統(tǒng)的核心。該仿真過程是一種可視化的仿真，與傳統(tǒng)的數(shù)值仿真不同。例如，評價(jià)某路段的交通安全時(shí)，不僅用傳統(tǒng)的絕對數(shù)法和事故率法來評價(jià)，還要考慮交通者的感知與行為。我們可以在這個(gè)虛擬的環(huán)境中，選擇不同的交通工具，設(shè)置不同的交通環(huán)境，分別從交通者和第三者的角度進(jìn)行事故的可能性實(shí)驗(yàn)及分析，最終實(shí)現(xiàn)對該路段的安全性評價(jià)。同時(shí)也是交管部門建設(shè)和完善交通設(shè)施的依據(jù)，是一種分析交通事故的新方法。

（2）制造領(lǐng)域。

汽車制造是機(jī)械行業(yè)的重要組成部分。大多實(shí)驗(yàn)課題具有難度大、實(shí)地成本高的特點(diǎn)。引入計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，可以有效緩解上述問題。針對碰撞實(shí)驗(yàn)，浙江大學(xué)研究所的詹樟松博士建立了乘員動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。在其他方面，汽車工程學(xué)院的熊堅(jiān)利用仿真技術(shù)對汽車的制動(dòng)過程進(jìn)行了研究，一汽大眾公司的姚革等通過仿真技術(shù)研究了汽車轉(zhuǎn)向的輕便性問題。

（3）教育領(lǐng)域。

計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)是這幾年在計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)中增加的新領(lǐng)域，還可以根據(jù)需要瞬間建立模擬實(shí)驗(yàn)室。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思想和實(shí)驗(yàn)方法，打破了教與學(xué)、理論與實(shí)踐、課內(nèi)與課外的界限，更加強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)者的主動(dòng)性。通過計(jì)算機(jī)的模擬，加深學(xué)生對思想、方法、儀器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)原理的理解，還可以練習(xí)實(shí)驗(yàn)技能，鞏固知識，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣和實(shí)驗(yàn)水平?，F(xiàn)在，模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)變成現(xiàn)代化實(shí)驗(yàn)的重要手段。計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)充分運(yùn)用人工智能、控制理論和教師專家系統(tǒng)建立內(nèi)在模型，利用可操作的仿真方式，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

4計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展方向和趨勢

4.1計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展方向

（1）網(wǎng)絡(luò)化仿真。

隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用與發(fā)展，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也在不斷的提高。目前的仿真系統(tǒng)存在開發(fā)時(shí)間長、成本高、不能兼容，共享困難，可移植性差等問題。其次要利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)仿真系統(tǒng)共享。系統(tǒng)共享在仿真系統(tǒng)的開發(fā)中及其重要。實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)共享，就可以避免社會(huì)資源的重復(fù)開發(fā)，還可以適當(dāng)收費(fèi)來補(bǔ)充開發(fā)成本。

（2）虛擬制造技術(shù)。

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展的另一方向是虛擬制造技術(shù)。虛擬制造技術(shù)是一種領(lǐng)先的制造技術(shù)。它運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，借助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對產(chǎn)品的管理、控制一條龍。

4.2計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)發(fā)展趨勢

突飛猛進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)帶動(dòng)了仿真技術(shù)的飛速發(fā)展。近幾年，仿真技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果展示了良好的發(fā)展前景。

（1）面向?qū)ο蟮姆抡娼！?/p>

與傳統(tǒng)的人工建模相比有了很大的進(jìn)步，它最大限度地調(diào)動(dòng)了計(jì)算機(jī)的符號處理能力，加快了人們認(rèn)識和轉(zhuǎn)換仿真對象的速度。這種方法可以充分提升系統(tǒng)的建模能力。最重要的是，仿真技術(shù)容易掌握和使用，實(shí)際操作的技術(shù)人員可以利用仿真技術(shù)更好地為系統(tǒng)服務(wù)。

（2）分布式仿真。

分布式仿真是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)分散在各地的仿真設(shè)備，構(gòu)成空間與時(shí)間互相耦合的虛擬仿真環(huán)境。分布式仿真系統(tǒng)可以理解為由多個(gè)子模型組成的仿真模型。在分布式仿真系統(tǒng)中，這方面的現(xiàn)有技術(shù)包括：動(dòng)態(tài)、靜態(tài)數(shù)據(jù)分割技術(shù)，功能分割技術(shù)，避免通訊閉鎖技術(shù)等。

（3）智能仿真。

在建模、仿真模型設(shè)計(jì)、仿真結(jié)果的分析和處理階段，引入知識表達(dá)及處理技術(shù)，使仿真、建模的時(shí)間縮短，在分析中提高模型知識的描述能力，引入專家知識和推理幫助用戶做出優(yōu)化決策；運(yùn)用智能仿真可以及時(shí)修正、維護(hù)輔助模型，實(shí)現(xiàn)更好的智能化人機(jī)界面，使計(jì)算機(jī)與人之間的溝通變得人性化，增加自動(dòng)推理學(xué)習(xí)機(jī)制，從而增強(qiáng)仿真系統(tǒng)自身的尋優(yōu)能力。

（5）其他仿真。

可視化仿真更加形象直觀地顯示仿真全過程，有效辨別仿真過程的真實(shí)性和正確性，而且結(jié)果也簡單，方便理解。近期出現(xiàn)的動(dòng)畫仿真本質(zhì)上也屬于可視化仿真。將聲音加入可視化仿真，就同時(shí)得到了視覺和聽覺的多媒體仿真。而在多媒體仿真的基礎(chǔ)上，植入三維動(dòng)畫，強(qiáng)調(diào)交互功能，又可以得到支持觸覺、嗅覺、味覺的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真。隨著科技的不斷發(fā)展，仿真技術(shù)將為人類更好的服務(wù)。

5結(jié)語

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是在實(shí)際需要的引導(dǎo)下，在不斷進(jìn)步的計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)等相關(guān)技術(shù)的支持下，融合了新的建模與仿真方法而逐漸進(jìn)步發(fā)展起來的。計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展從簡單的原型到物理模型逐漸發(fā)展到動(dòng)態(tài)顯示仿真結(jié)果再到現(xiàn)在的可視化交互仿真。以后隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能、面向?qū)ο蠓?、可視化與圖形界面等方面對仿真技術(shù)的顯著影響，仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用都會(huì)取得優(yōu)異的成績。我們完全相信，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在我們的生活中應(yīng)用越來越廣泛，對社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展起到很好的促進(jìn)作用，給生活帶來更多的便利。

參考文獻(xiàn)：

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第4篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)多媒體；多媒體技術(shù)；發(fā)展趨勢；發(fā)展研究

中圖分類號：TP317 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 14-0054-01

一、多媒體技術(shù)簡述

在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度發(fā)展的今天，信息的傳輸、信息處理和信息的共享已成為現(xiàn)代社會(huì)進(jìn)步的關(guān)鍵，多媒體技術(shù)就是適應(yīng)于這一需要的產(chǎn)物。多媒體技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最快、最活躍的技術(shù)，是新一代電子技術(shù)發(fā)展和競爭的焦點(diǎn)。多媒體技術(shù)融計(jì)算機(jī)、聲音、文本、圖像、動(dòng)畫、視頻和通信等多種功能于一體，借助日益普及的高速信息網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的全球聯(lián)網(wǎng)和信息資源共享，因此被廣泛應(yīng)用在咨詢服務(wù)、圖書、教育、通信、軍事、金融、醫(yī)療等諸多行業(yè)，并正潛移默化地改變著我們生活的面貌。由此可見，多媒體技術(shù)在信息社會(huì)中所處的重要地位。

多媒體（Multimedia），即為兩種或者多種媒體的融合或集合使用所實(shí)現(xiàn)的人機(jī)信息交流以及信息傳播的形式，使得人機(jī)交互形式和信息傳播形式更加富有多樣性、集成性、交互性、實(shí)時(shí)性以及數(shù)字化。其所運(yùn)用的媒體形式具體可含有文本（Text）、圖形（Graph）、圖像（Image）、聲頻（Audio）、視頻（Video）和動(dòng)畫（Animation）。

二、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的現(xiàn)有應(yīng)用狀況

（一）多媒體技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用

1.數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)編碼技術(shù)。多媒體技術(shù)在通信領(lǐng)域中的重要應(yīng)用之一即為數(shù)據(jù)壓縮和編碼技術(shù)。通信領(lǐng)域的視聽業(yè)務(wù)中，若想達(dá)到漸趨完美的視聽享受，需要數(shù)據(jù)的低延時(shí)、高壓縮比率和良好的圖像質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)，這也是實(shí)現(xiàn)良好視聽視頻壓縮技術(shù)的衡量指標(biāo)。多媒體視聽業(yè)務(wù)正在不斷發(fā)展中，在提高壓縮比率和方面不斷改進(jìn)，陸續(xù)涌現(xiàn)出一些更為優(yōu)良的數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)編碼的算法和標(biāo)準(zhǔn)。

2.數(shù)據(jù)傳輸同步。多媒體技術(shù)在通信領(lǐng)域中的另一重要應(yīng)用是數(shù)據(jù)同步。在處理多媒體數(shù)據(jù)的過程之中，例如采集數(shù)據(jù)、傳輸數(shù)據(jù)和播放數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)如何維持?jǐn)?shù)據(jù)的同步機(jī)制。

3.多媒體通信網(wǎng)絡(luò)。多媒體數(shù)據(jù)由于其數(shù)據(jù)量大，形式復(fù)雜，在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和交換，對通信網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境提出了更高的要求。因此，通信網(wǎng)絡(luò)在帶寬方面要求更高，除此之外，在通信協(xié)議和交換方式也有較高要求。

（二）多媒體技術(shù)在信息數(shù)據(jù)處理方面的主要應(yīng)用

1.視頻應(yīng)用。多媒體在視頻技術(shù)方面的應(yīng)用，包括視頻編碼和數(shù)字化視頻。視頻數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的是將視頻信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字視頻文件后，將視頻文件存儲于存儲設(shè)備中的過程，其中轉(zhuǎn)換過程利用到視頻采集卡。視頻編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)的是將數(shù)字化視頻信號編碼成視頻信號。

2.音頻應(yīng)用。多媒體技術(shù)在音頻應(yīng)用中，主要包括數(shù)字化音頻、語音合成、語音處理和識別等。目前，大部分的聲像信息都是以數(shù)字化的形式進(jìn)行存儲和傳輸?shù)?，使得針對這些信息的使用更為便捷和快速。

3.動(dòng)畫制作。多媒體技術(shù)在動(dòng)畫方面的應(yīng)用，包括二維動(dòng)畫和三維動(dòng)畫。目前大量利用Flash制作出的動(dòng)畫都是二維動(dòng)畫，而三維動(dòng)畫由于生動(dòng)動(dòng)感和逼真的效果等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛被運(yùn)用于動(dòng)畫制作、大型網(wǎng)游、電視電影預(yù)告片和廣告片中。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）是近年來最為矚目的研究方向之一，其建立的是一個(gè)虛擬的環(huán)境，使用戶置身于計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合創(chuàng)造出的接近真實(shí)感受的模擬氛圍。目前，這種技術(shù)正在廣泛被引入軍事、大型網(wǎng)游和醫(yī)療領(lǐng)域。

（三）人工智能領(lǐng)域的多媒體技術(shù)應(yīng)用

人工智能（Artificial Intelligence）是通過模擬類似人類智能的方式，來延伸和擴(kuò)展人類智能的方法和技術(shù)而產(chǎn)生的一門新興的交叉學(xué)科，其研究方面包括計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)、智能信息系統(tǒng)和多媒體智能監(jiān)控技術(shù)，研究領(lǐng)域包括智能機(jī)器人、圖像和語言識別和專家系統(tǒng)等。

三、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)未來的發(fā)展方向和趨勢

（一）多媒體技術(shù)的發(fā)展更趨于多種業(yè)務(wù)融合和網(wǎng)絡(luò)化

由于多媒體技術(shù)可以借助網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)環(huán)境，創(chuàng)造出更為真實(shí)生動(dòng)的二維和三維景象，并且可以將攝像等其他設(shè)備連接起來，集合辦公、娛樂、學(xué)習(xí)于一身，還可以基于計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)地理上的無隔離優(yōu)勢，將多種業(yè)務(wù)融合使用，例如，召開計(jì)算機(jī)視頻會(huì)議、手機(jī)視頻會(huì)議、信息融合和虛擬現(xiàn)實(shí)等。因此，搭建更高速、更大帶寬的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，是促成多媒體技術(shù)更加網(wǎng)絡(luò)化和多種業(yè)務(wù)融合的基礎(chǔ)。

（二）多媒體終端設(shè)備的嵌入式和智能化

現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，在視頻和音頻接口將不斷的改善，輔之算法的改進(jìn)，計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)會(huì)有更高的飛躍。除此之外，未來基于“云技術(shù)”的網(wǎng)絡(luò)化趨勢，使得多媒體終端設(shè)備將涉及到更廣泛的方面，對智能化和嵌入式的要求更為嚴(yán)苛。

（三）多媒體技術(shù)在PC-TV融合方向的發(fā)展趨勢

傳統(tǒng)的電視機(jī)（TV）是單向接收電視網(wǎng)絡(luò)信息，重在娛樂功能。而未來電視機(jī)將采用多媒體技術(shù)，基于雙向接收-發(fā)送信息的模式，可以交互式的使用功能，也就是說未來的電視機(jī)將具備現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的大部分功能，例如，家庭網(wǎng)上購物、家庭Office、家庭醫(yī)療和收發(fā)郵件等一系列功能，真正體現(xiàn)出PC-TV融合的發(fā)展趨勢。

（四）多媒體在安全領(lǐng)域和軍事方面的應(yīng)用和發(fā)展

由于多媒體技術(shù)朝向更加趨于網(wǎng)絡(luò)化、多種業(yè)務(wù)交融、智能化和嵌入式等方向發(fā)展，其對處理、傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性要求更高，多媒體安全技術(shù)將成為信息安全領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。

另外，多媒體技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用也將是未來的趨勢。例如，傳統(tǒng)的軍事信息管理系統(tǒng)、作戰(zhàn)指揮和模擬系統(tǒng)、軍事教育系統(tǒng)等都將融入多媒體技術(shù)，其前景將無限廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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第5篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

[關(guān)鍵詞] 培訓(xùn) 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 虛擬組織

培訓(xùn)作為一種競爭戰(zhàn)略選擇，被越來越多的企業(yè)所重視，培訓(xùn)在企業(yè)發(fā)展中的作用使培訓(xùn)成為永恒的主題。建立學(xué)習(xí)型組織除了建立一種有利于員工學(xué)習(xí)的氛圍與機(jī)制，使員工產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，從而結(jié)合自身職業(yè)生涯設(shè)計(jì)和工作需要努力進(jìn)行自我培訓(xùn)外，當(dāng)然離不開組織根據(jù)業(yè)務(wù)改革與發(fā)展需要為員工提供的高質(zhì)量培訓(xùn)。站在科學(xué)技術(shù)未來發(fā)展及其對員工培訓(xùn)可能帶來的影響這一視角，現(xiàn)代企業(yè)培訓(xùn)與開發(fā)將會(huì)呈現(xiàn)虛擬培訓(xùn)組織的趨勢。培訓(xùn)將與新技術(shù)結(jié)合得更加緊密，新技術(shù)在培訓(xùn)中的應(yīng)用將更加廣泛?？茖W(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展正在改變著我們的生活、培訓(xùn)和學(xué)習(xí)方式。網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)必將進(jìn)一步推動(dòng)科學(xué)技術(shù)及其他各項(xiàng)事業(yè)的迅速發(fā)展。為現(xiàn)代培訓(xùn)提供了新的載體，使其可以借助于網(wǎng)絡(luò)而變得更加得心應(yīng)手，使低成本高效率的遠(yuǎn)程教育得以實(shí)現(xiàn)。未來，多媒體、國際互聯(lián)網(wǎng)和其他新技術(shù)在培訓(xùn)中的運(yùn)用將日益廣泛。培訓(xùn)的時(shí)間和空間概念將發(fā)生變化，培訓(xùn)組織趨于虛擬化。

一、企業(yè)虛擬培訓(xùn)組織的形式、優(yōu)勢及挑戰(zhàn)

虛擬培訓(xùn)組織是引用現(xiàn)代化的培訓(xùn)工具與培訓(xùn)手段,借助社會(huì)化的服務(wù)方式而達(dá)到培訓(xùn)的目的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為多媒體技術(shù)發(fā)展的高級階段，在組織學(xué)習(xí)中的應(yīng)用將促使目前組織管理過程中的領(lǐng)導(dǎo)者、員工、媒體之間的關(guān)系與地位發(fā)生重大變化。在對組織成員進(jìn)行知識傳播、技能訓(xùn)練等方面會(huì)得到顯著的教學(xué)效果。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化的進(jìn)程，虛擬網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，這一新的學(xué)習(xí)媒體將在個(gè)別化教學(xué)、企業(yè)教學(xué)、學(xué)校教學(xué)、遠(yuǎn)距離教學(xué)及終身教育中展示巨大的應(yīng)用前景。但是，目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在培訓(xùn)中也存在著一些實(shí)際的挑戰(zhàn)：有時(shí)缺乏真實(shí)感；受傳輸設(shè)備影響大；受到網(wǎng)絡(luò)速度限制；開發(fā)費(fèi)用高昂；不能快速更新等。

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對未來學(xué)習(xí)型組織的影響是巨大的。在新的世紀(jì)，它將全面地改變我們的管理、學(xué)習(xí)和生活方式?？梢灶A(yù)言,21世紀(jì)的學(xué)習(xí)型組織將是建立在虛擬現(xiàn)實(shí)條件上的新型組織。

二、虛擬培訓(xùn)組織的特點(diǎn)和應(yīng)遵循的原則

虛擬現(xiàn)實(shí)是運(yùn)用計(jì)算機(jī)構(gòu)建基于人類生理、心理特點(diǎn)之上，對實(shí)景進(jìn)行仿真和模擬的人工媒體空間，是一種新型的人一機(jī)界面方式。利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)為用戶提供了臨境的、多感官通道，盡管環(huán)境是虛擬的，但用戶通過參與模擬環(huán)境獲得真實(shí)的感受。用戶采用頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備進(jìn)人虛擬空間，并作為環(huán)境中的一員與環(huán)境中的虛擬人物進(jìn)行交談、游戲，并能通過視覺、聽覺、觸覺、動(dòng)覺對系統(tǒng)提供的信息進(jìn)行感知、獲取。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的人- 機(jī)交互界面距離減少到最小，用戶操縱自由度進(jìn)一步擴(kuò)大，系統(tǒng)可根據(jù)用戶的狀態(tài)和要求自動(dòng)調(diào)整信息的呈現(xiàn)方式、內(nèi)容和細(xì)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)中客觀事物的運(yùn)動(dòng)變化呈現(xiàn)為立體全息圖。

虛擬培訓(xùn)組織的運(yùn)作需遵循三個(gè)原則：第一，員工（而不是公司）對學(xué)習(xí)負(fù)主要責(zé)任。第二，最有效的學(xué)習(xí)是在工作當(dāng)中進(jìn)行，而不是在課堂上。第三，為將培訓(xùn)成果轉(zhuǎn)換成工作績效的提高，管理者和員工（而不是員工和培訓(xùn)者）的關(guān)系至關(guān)重要。也就是說，為讓員工能夠在工作中應(yīng)用培訓(xùn)成果，員工應(yīng)該負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)課程內(nèi)容并能將其運(yùn)用于實(shí)踐當(dāng)中。而管理者要讓員工承擔(dān)在工作中應(yīng)用培訓(xùn)成果的責(zé)任，排除他們在開展工作中應(yīng)用所學(xué)技能的障礙。

三、如何建立虛擬培訓(xùn)組織有效開展員工培訓(xùn)

1.建立虛擬培訓(xùn)組織應(yīng)當(dāng)建立企業(yè)有效的員工培訓(xùn)體系

(1)培訓(xùn)需求分析與評估

擬定培訓(xùn)計(jì)劃，首先應(yīng)當(dāng)確定培訓(xùn)需求。從自然減員因素、現(xiàn)有崗位的需求量、企業(yè)規(guī)模擴(kuò)大的需求量和技術(shù)發(fā)展的需求量等多個(gè)方面對培訓(xùn)需求進(jìn)行的預(yù)測。對于一般性的培訓(xùn)活動(dòng)，通過業(yè)務(wù)分析探討公司未來幾年內(nèi)業(yè)務(wù)發(fā)展方向及變革計(jì)劃，確定業(yè)務(wù)重點(diǎn)，并配合公司整體發(fā)展策略，運(yùn)用前瞻性的觀點(diǎn)，將新開發(fā)的業(yè)務(wù)，事先納入培訓(xùn)范疇。培訓(xùn)的必要性和適當(dāng)性通過組織分析，以及組織文化的配合是及其重要的前提，否則培訓(xùn)后，如果造成公司內(nèi)更大的認(rèn)知差異，就得不償失了。其次，對于組織結(jié)構(gòu)、組織目標(biāo)及組織優(yōu)劣等也應(yīng)該加以分析，以確定訓(xùn)練的范圍與重點(diǎn)。以工作說明書和工作規(guī)范表為依據(jù)，確定職位的工作條件、職責(zé)及負(fù)責(zé)人員素質(zhì)，并界定培訓(xùn)的內(nèi)涵。將業(yè)務(wù)分析、組織分析和工作分析三者的有機(jī)結(jié)合需求培訓(xùn)需求的最佳平衡點(diǎn)，缺人需求點(diǎn)。對于特殊性的培訓(xùn)，可以利用自我申請的方式，以符合工作專業(yè)的需要和時(shí)效。

(2)建立有效的培訓(xùn)體系

1.遴選培訓(xùn)機(jī)構(gòu)

2.確認(rèn)培訓(xùn)對象

3.確認(rèn)培訓(xùn)方式

4.制定培訓(xùn)計(jì)劃

員工培訓(xùn)體系包括培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)方式、培訓(xùn)對象和培訓(xùn)管理方式等，培訓(xùn)管理包括培訓(xùn)計(jì)劃、培訓(xùn)執(zhí)行和培訓(xùn)評估三個(gè)方面。建立有效的培訓(xùn)體系需要對上述幾個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

①培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的遴選。企業(yè)培訓(xùn)的機(jī)構(gòu)有兩類:外部培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。外部機(jī)構(gòu)包括專業(yè)培訓(xùn)公司，大學(xué)，以及跨公司間的合作即派本公司的員工到其他企業(yè)掛職鍛煉等。企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)機(jī)構(gòu)則包括專門的培訓(xùn)實(shí)體，或由人力資源部履行其職責(zé)。企業(yè)從其資金、人員及培訓(xùn)內(nèi)容等因素考慮，來決定選擇外部培訓(xùn)機(jī)構(gòu)還是企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。一般來講，規(guī)模較大的企業(yè)可以建立自己的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，如摩托羅拉公司的摩托羅拉大學(xué)和明基電通的明基大學(xué)等。規(guī)模較小的公司，或者培訓(xùn)內(nèi)容比較專業(yè)，或者參加培訓(xùn)的人員較少缺乏規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，可以求助于外部咨詢機(jī)構(gòu)。

②培訓(xùn)對象。企業(yè)根據(jù)參加培訓(xùn)的人員不同，可分為：高層管理人員培訓(xùn)、中層管理人員培訓(xùn)、普通職員培訓(xùn)和工人培訓(xùn)。應(yīng)根據(jù)不同的受訓(xùn)對象，設(shè)計(jì)相應(yīng)的培訓(xùn)方式和內(nèi)容。一般而言，對于高層管理人員應(yīng)以灌輸理念為主；對于中層人員，注重能力的訓(xùn)練和引導(dǎo)，利用互動(dòng)機(jī)會(huì)增加學(xué)習(xí)效果；對于普通的職員和工人培訓(xùn)，需要加強(qiáng)其專業(yè)技能的培養(yǎng)，長期性的延伸教育，充實(shí)員工的基本理念和加強(qiáng)事務(wù)操作。

③培訓(xùn)方式。從培訓(xùn)的方式來看，有職內(nèi)培訓(xùn)（On－the－job Training）和職外培訓(xùn)（Off－the－job Training ）。

④培訓(xùn)計(jì)劃。員工培訓(xùn)的管理非常重要，有效的培訓(xùn)體系需要良好的管理作為保障。培訓(xùn)計(jì)劃涵蓋培訓(xùn)依據(jù)、培訓(xùn)目的、培訓(xùn)對象、培訓(xùn)時(shí)間、課程內(nèi)容、師資來源、實(shí)施進(jìn)度和培訓(xùn)經(jīng)費(fèi)等項(xiàng)目。

有效的培訓(xùn)體系要求在制定培訓(xùn)計(jì)劃時(shí)應(yīng)當(dāng)因循擬定的管理程序，先由人力資源管理部門（或者培訓(xùn)主管單位）分發(fā)培訓(xùn)需求調(diào)查表，經(jīng)各級單位人員討論填寫完畢直屬主管核定后，人力資源管理部門匯總，擬定培訓(xùn)草案，提請上一級主管審定，在年度計(jì)劃會(huì)議上討論通過。同時(shí)在培訓(xùn)內(nèi)容上，最好能夠采用自主管理的方式。

⑤培訓(xùn)實(shí)施。培訓(xùn)計(jì)劃制定后，就要有組織計(jì)劃的實(shí)施。從實(shí)際操作面上講,應(yīng)該注意幾個(gè)問題：執(zhí)行培訓(xùn)時(shí)最好與考核相結(jié)合，重視過程控制，觀察培訓(xùn)過程中參訓(xùn)者的反應(yīng)及意見。培訓(xùn)是持續(xù)性的心智改造過程，所以員工在培訓(xùn)過程中的社會(huì)化改變比訓(xùn)練結(jié)果更值得關(guān)注。培訓(xùn)計(jì)劃執(zhí)行時(shí)應(yīng)當(dāng)注重彈性原則和例外管理。對于一般性的訓(xùn)練，可以統(tǒng)籌辦理，人力資源管理部門主要負(fù)責(zé)。對于特定性的培訓(xùn)，應(yīng)采用例外管理，由各個(gè)單位根據(jù)具體情況彈性處理。培訓(xùn)活動(dòng)應(yīng)注意事前溝通，塑造學(xué)習(xí)氣氛，從而加強(qiáng)學(xué)習(xí)互動(dòng)，營造良好的學(xué)習(xí)氛圍，逐步建立學(xué)習(xí)性組織。

⑥培訓(xùn)評估。培訓(xùn)的成效評估和反饋是不容忽視的。培訓(xùn)的成效評估一方面是對學(xué)習(xí)效果的檢驗(yàn)，另一方面是對培訓(xùn)工作的總結(jié)。成效評估的方法分為過程評估和事后評估。前者重視培訓(xùn)活動(dòng)的改善，從而達(dá)到提升實(shí)質(zhì)培訓(xùn)成效的作用；后者則供人力資源管理部門的決策參考。從合理化的觀點(diǎn)來看，最好是將兩者結(jié)合起來。成效評估的方法有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和非實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。具體而言，根Kirkpatrick的培訓(xùn)目標(biāo)層次，成效評估方法采用以下方法：如果培訓(xùn)的目的在于了解參訓(xùn)者的反應(yīng)，可以利用觀察、面談或意見調(diào)查等方式，從而了解參訓(xùn)者對培訓(xùn)內(nèi)容、主題、教材、環(huán)境等的滿意程度。如為了解參訓(xùn)者的學(xué)習(xí)效果，可以利用筆試或者心得體會(huì)，了解其知識增加程度。如為了解參訓(xùn)者行為的改變，可以對其行為觀察及訪談其主管或同事。

2.企業(yè)實(shí)施培訓(xùn)虛擬管理有兩種方式

(1)委托社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行培訓(xùn)

這是實(shí)施虛擬化管理的最主要方式。作為被委托方的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)需要有良好的軟硬件設(shè)施：一是擁有合格的培訓(xùn)管理人員和培訓(xùn)專家。二是擁有滿足培訓(xùn)所需要的教學(xué)場所、實(shí)習(xí)基地，以及各種培訓(xùn)運(yùn)作的前提。在培訓(xùn)規(guī)劃階段，由培訓(xùn)機(jī)構(gòu)選派培訓(xùn)需求分析專家深入企業(yè)，幫助企業(yè)確定需要培訓(xùn)的內(nèi)容，向企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)提出建議并提供咨詢。企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)依據(jù)當(dāng)前和今后業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，確定培訓(xùn)的輕重緩急，并提出具體要求，培訓(xùn)機(jī)構(gòu)則依照企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)的要求制定培訓(xùn)計(jì)劃。接著委托方和被委托方共同討論擬出的培訓(xùn)計(jì)劃，并以商業(yè)運(yùn)作方式洽談培訓(xùn)事宜。在培訓(xùn)實(shí)施階段，作為委托方的企業(yè)可以根據(jù)培訓(xùn)規(guī)模大小及重要程度派出專職或兼職的督察員。在培訓(xùn)評估階段，若是小規(guī)模的評估，通常只由培訓(xùn)機(jī)構(gòu)按已制定的評估制度進(jìn)行。若是規(guī)模較大投入較多的最終培訓(xùn)效果評估，為客觀公正起見，可以聘請第三方（如專業(yè)評估機(jī)構(gòu)）進(jìn)行評估，也可以是企業(yè)、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)和專業(yè)評估機(jī)構(gòu)共同組成評估小組予以評估。

(2)引導(dǎo)和鼓勵(lì)員工進(jìn)行自我開發(fā)式培訓(xùn)

自我開發(fā)式培訓(xùn)通常是這樣一個(gè)學(xué)習(xí)過程：學(xué)習(xí)者即員工自我決策，自我分析需求，自我規(guī)劃學(xué)習(xí)目標(biāo)，自我決定學(xué)習(xí)方法并評價(jià)其結(jié)果。在這個(gè)過程中，企業(yè)方面應(yīng)該做的：一是引導(dǎo)，即通過各項(xiàng)制度的建立和完善，積極營造企業(yè)的文化氛圍，建立學(xué)習(xí)型組織。二是支持，企業(yè)應(yīng)為員工的自我開發(fā)提供一些實(shí)質(zhì)性的幫助。如企業(yè)可以邀請職業(yè)生涯發(fā)展顧問和培訓(xùn)專家?guī)椭鷨T工確定學(xué)習(xí)目標(biāo)，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃；邀請教師定期或不定期的為員工提供輔導(dǎo)；為員工的自我開發(fā)提供力所能及的學(xué)習(xí)資源；保證員工工作之余有時(shí)間和精力進(jìn)行自我開發(fā)等等。

(3)企業(yè)實(shí)施培訓(xùn)虛擬管理的最佳方式

企業(yè)實(shí)施培訓(xùn)虛擬管理的最佳方式應(yīng)該是委托專業(yè)機(jī)構(gòu)培訓(xùn)與鼓勵(lì)引導(dǎo)員工自我開發(fā)相結(jié)合。這樣可以集中以上兩種培訓(xùn)方式的優(yōu)點(diǎn)，并可減少或避免其缺點(diǎn)。其突出的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：一是相結(jié)合的方式可以進(jìn)一步密切企業(yè)、員工和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)三者之間的關(guān)系，為取得更好的培訓(xùn)效果奠定基礎(chǔ)。二是由于這種培訓(xùn)方式是企業(yè)、員工和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)三方共同投資，共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，共享收益，風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)，這種利益共生體將最大限度地調(diào)動(dòng)培訓(xùn)參與各方的積極性，能大大提高培訓(xùn)投資收益率。三是這種培訓(xùn)運(yùn)作方式既能滿足企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展對培訓(xùn)的要求，也能滿足員工個(gè)人的職業(yè)生涯發(fā)展對培訓(xùn)的需求。在培訓(xùn)中關(guān)注員工個(gè)人的需求，這是一種全新的企業(yè)培訓(xùn)意識，符合“以人為中心”的現(xiàn)代管理理念。

其中，甄別不同層次的培訓(xùn)管理機(jī)構(gòu)、明確培訓(xùn)統(tǒng)籌單位與培訓(xùn)執(zhí)行單位的分工協(xié)調(diào)、強(qiáng)化企業(yè)培訓(xùn)部、培訓(xùn)經(jīng)理的工作要求是重要的內(nèi)容。

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第6篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)；應(yīng)用領(lǐng)域；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TP23文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2012）0320041－01

曾經(jīng)有人預(yù)言，90年代開始將是一個(gè)全新的多媒體時(shí)代。果不其然，事實(shí)證明，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段。

1 計(jì)算機(jī)多媒體的概述

所謂計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，是指文字、視頻、圖像、聲音、動(dòng)畫等各種形式的媒體信息經(jīng)過計(jì)算機(jī)的一些變換，最后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息，然后通過友好的界面而顯示出來的一種技術(shù)。其中文字、圖像、視頻、聲音、動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)程序等都可以歸納為多媒體。其實(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)?？梢钥吹接?jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的應(yīng)用，尤其是在教學(xué)過程中，傳統(tǒng)教學(xué)模式與計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的結(jié)合，使教學(xué)課程更加生動(dòng)活潑，很多傳統(tǒng)教學(xué)手段無法解決的難題，在如今數(shù)字化教學(xué)時(shí)代，都可以通過計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)來解決。

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，將文件的處置帶入一個(gè)新的境地，不論是文件的修改還是生成，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信將文件可以傳到世界各地，且能夠改善傳統(tǒng)紙質(zhì)文件保存時(shí)間不久遠(yuǎn)等缺點(diǎn)，可以將文件永久保存，當(dāng)以后需要時(shí)可以通過互聯(lián)網(wǎng)在計(jì)算機(jī)終端上打印出來。

2 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的研究內(nèi)容

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)涉及的內(nèi)容比較比較多，但是主要的有幾下幾個(gè)方面：計(jì)算機(jī)多媒體數(shù)據(jù)的壓縮、計(jì)算機(jī)多媒體數(shù)據(jù)的組織和管理、計(jì)算機(jī)多媒體信息的展現(xiàn)和交互、計(jì)算機(jī)多媒體的通信技術(shù)與分布處理技術(shù)等。

其中計(jì)算機(jī)多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)，像圖像、視頻、音頻等信息所占的存儲空間很大，所以將這些數(shù)據(jù)壓縮是非常必要的，同時(shí)由于這些數(shù)據(jù)龐大且種類較多、關(guān)系復(fù)雜等原因，因此計(jì) 算機(jī)多媒體數(shù)據(jù)的組織和管理也比較重要。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)的信息技術(shù)相比，比較先進(jìn)的一處就是，除了傳統(tǒng)的信息技術(shù)的顯示功能外，還可以將視覺、味覺、觸覺、嗅覺等多種媒體信息結(jié)合起來，相互作用和合成。計(jì)算機(jī)多媒體中還有一個(gè)重要的技術(shù)就是多媒體通信技術(shù)，它彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)的很多不足之處。另外還有一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，用戶只可應(yīng)用人類的智慧和技能來考察和操作這個(gè)虛擬的世界。

3 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，歸結(jié)主要有以下幾個(gè)領(lǐng)域：

1）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用在通信領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在通信領(lǐng)域主要應(yīng)用的一個(gè)方面就是數(shù)據(jù)壓縮與編碼技術(shù)。在通信領(lǐng)域，尤其是視聽業(yè)務(wù)中，通過低延時(shí)的數(shù)高壓縮比率、優(yōu)質(zhì)圖像質(zhì)量的良好的視頻視聽壓縮技術(shù)來讓視頻視聽達(dá)到趨于完美的境地。隨著視頻和視聽技術(shù)業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，一些更為優(yōu)良的數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)編碼的算法和標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)另一個(gè)在通信領(lǐng)域重要的應(yīng)用就是數(shù)據(jù)的同步，比如在多媒體數(shù)據(jù)處理過程中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)播放等，來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步機(jī)制。

2）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用在信息數(shù)據(jù)的處理方面。在信息數(shù)據(jù)處理方面，計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的應(yīng)用包括視頻應(yīng)用、音頻應(yīng)用、動(dòng)畫制作、虛擬現(xiàn)實(shí)等。

其中視頻方面的應(yīng)用包括視頻編碼和數(shù)字化視頻。視頻編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)的是將數(shù)字化視頻信號編碼為視頻信號，而視頻數(shù)字化是利用視頻采集卡將視頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻文件后，然后存儲在設(shè)備的過程。

音頻應(yīng)用則包括數(shù)字化的音頻、語音合成、處理、識別等，為了使大部分的聲像信息的使用更加的快捷，我們采用數(shù)字化的形式來進(jìn)行存儲和傳輸。

在動(dòng)畫設(shè)計(jì)制作方面，利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)制作的三維動(dòng)畫由于具有動(dòng)感生動(dòng)、效果逼真等一些優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于動(dòng)畫制作、電視電影廣告拍攝、大型網(wǎng)游等中。

另外，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用一個(gè)重要的研究方向就是虛擬現(xiàn)實(shí)，通過計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)造出接近真實(shí)環(huán)境的模擬氣氛，用戶之身其中，感受如同在真實(shí)的世界中，這種技術(shù)現(xiàn)在用的比較多的領(lǐng)域有軍事、醫(yī)療、網(wǎng)絡(luò)游戲等。

3）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)應(yīng)用于人工智能領(lǐng)域。所謂人工智能，就是以模擬類似人類智能的方式，來擴(kuò)展和延伸人類智能的一種方法或者技術(shù)。其研究領(lǐng)域包括計(jì)算機(jī)智能信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)多媒體智能監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)智能機(jī)器人、語言圖像識別系統(tǒng)、專家系統(tǒng)等。

4）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用?，F(xiàn)代企業(yè)在自身信息化管理和生產(chǎn)自動(dòng)化控制的過程中，對信息的采集、監(jiān)視、存儲、傳輸、分析、處理等方面，如果能夠應(yīng)用到計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，就可以節(jié)省成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量控制，處理信息的時(shí)候綜合化、智能化，提高工業(yè)生產(chǎn)和管理的自動(dòng)化控制水平。尤其是在生產(chǎn)過程中，設(shè)備的故障診斷和參數(shù)監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面起著至關(guān)重要的作用，這也是未來計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。

4 計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展趨勢

計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在未來的發(fā)展趨勢主要有以下幾個(gè)方面：

1）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)未來的發(fā)展會(huì)更加趨于多類業(yè)務(wù)的結(jié)合，并且更加網(wǎng)絡(luò)化。將計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)融合到通信和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境中，制造出來的二維、三維圖像，加之一些設(shè)備如攝像頭等的聯(lián)接，就可以實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)的融合，且無距離的集辦公、娛樂、學(xué)習(xí)為一體。像我們常見的有計(jì)算機(jī)視頻會(huì)議、聊天、信息整合和模擬現(xiàn)實(shí)等，更加強(qiáng)大寬闊的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺是促進(jìn)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)更加完善的必要條件。

2）計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在安全領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域方面的應(yīng)用及發(fā)展?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)發(fā)展趨于智能化和嵌入式的方向發(fā)展，那么它對數(shù)據(jù)存儲、處理、傳輸?shù)脑O(shè)備和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境方面的安全性要求就會(huì)更加嚴(yán)格，在軍事領(lǐng)域如軍事信息管理系統(tǒng)、作戰(zhàn)指揮模擬系統(tǒng)、軍事教學(xué)系統(tǒng)等都會(huì)加入計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，那么前景無可限量。

參考文獻(xiàn)：

[1]柴亞輝、沈文楓、徐煒民、劉覺夫、鄭衍衡，Searching for complete set of free resource rectangles on FPGA area based on CPTR[J].Journal of Shanghai University(English Edition)，2011（05）.

[2]張倬、陸宇凡、沈文楓、徐煒民、鄭衍衡，Blocking optimized SIMD tree search on modern processors[J].Journal of Shanghai University(English

Edition)，2011（05）.

第7篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；機(jī)械電子；電子控制；產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 10-0081-01

一、前言

隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)取得了突破性的發(fā)展，并滲透到各個(gè)領(lǐng)域中。特別是在機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中，占據(jù)著非常關(guān)鍵的地位，當(dāng)前機(jī)械及電子控制領(lǐng)域中對于計(jì)算機(jī)依賴程度還在不斷上升，本文正是在這種背景下展開分析與研究的。

二、計(jì)算機(jī)控制理論及技術(shù)發(fā)展背景分析

（一）計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展分析

隨著當(dāng)前社會(huì)不斷發(fā)展和進(jìn)步，計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展也日益成熟，且在機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中得應(yīng)用也愈加廣泛。自從第一臺計(jì)算機(jī)在問世以后，就開始運(yùn)用到生產(chǎn)中過程參量的檢測工作中，并通過對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，促使計(jì)算機(jī)控制理論不斷發(fā)展及控制系統(tǒng)的不斷完善形成。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，至上世紀(jì)60年代時(shí)，已經(jīng)出現(xiàn)了專門用于過程控制管理的計(jì)算機(jī)，并通過計(jì)算機(jī)成功實(shí)現(xiàn)了直接對數(shù)字進(jìn)行控制。

當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制理論的不斷發(fā)展，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)發(fā)展技術(shù)已經(jīng)從傳統(tǒng)集中式的控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑻幚砥髯鳛楹诵姆謱邮降目刂葡到y(tǒng)，且利用計(jì)算機(jī)可以直接監(jiān)控機(jī)械及電子控制領(lǐng)域的所有環(huán)節(jié)。從而有力的降低了人工成本，并提高了機(jī)械及電子控制領(lǐng)域中的工作效率。

（二）計(jì)算機(jī)發(fā)展技術(shù)分析

當(dāng)前，技術(shù)發(fā)展更新速度很快，計(jì)算機(jī)處理器也在進(jìn)行相應(yīng)的變革，而隨著計(jì)算機(jī)處理器不斷更新?lián)Q代，計(jì)算機(jī)的控制技術(shù)也將隨之不斷發(fā)生變化，最終對機(jī)械及電子控制領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。

首先，是可視化發(fā)展技術(shù)，它包括了數(shù)據(jù)庫及監(jiān)測信息的可視化，同時(shí)還包括可視化相關(guān)設(shè)計(jì)輔助技術(shù)等。通過可視化發(fā)展技術(shù)，可以有效確保有限元法在機(jī)械及電子控制領(lǐng)域中的應(yīng)用精確性與可靠性，從而提高計(jì)算機(jī)在機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中得應(yīng)用效率。

虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，即VR技術(shù)，它是一項(xiàng)可以被創(chuàng)建，并能夠有效模擬和體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)中世界的技術(shù)。通過需虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，可以將真實(shí)世界中各類媒體信息完美融入于虛擬世界中，并有效的構(gòu)造了可以各個(gè)層次中交互進(jìn)行信息處理的虛擬用戶信息空間。

多媒體的仿真技術(shù)，它是建立在計(jì)算機(jī)的可視化及仿真技術(shù)的基礎(chǔ)之上的，通過仿真技術(shù)，不同的媒體形態(tài)對不同性質(zhì)模型信息進(jìn)行模擬，并且將系統(tǒng)行為、系統(tǒng)形態(tài)、物理模型、數(shù)學(xué)模型與相應(yīng)的時(shí)空展現(xiàn)模式，統(tǒng)一進(jìn)行建模并求解。仿真技術(shù)的這種運(yùn)用特點(diǎn)，更加適合科學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)需要，因此得到了工程界中的普遍重視。

PLC技術(shù)，也稱為可編程控制器，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用到機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中。它是將計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化控制技術(shù)融為一體的控制系統(tǒng)，通過這個(gè)系統(tǒng)，有效的解決了機(jī)械及電子控制系統(tǒng)領(lǐng)域中的開關(guān)控制等問題，并逐漸替代高能耗與高故障率繼電器的控制系統(tǒng)。當(dāng)前隨著PLC控制技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大，除了可以收集并存儲電子運(yùn)行數(shù)據(jù)以外，還可以監(jiān)控整個(gè)控制系統(tǒng)[1]。

同時(shí)，通過PLC技術(shù)，還可以編制多元化控制算法的程序，以實(shí)現(xiàn)閉環(huán)進(jìn)行控制，這類控制系統(tǒng)被廣泛運(yùn)用于化工、冶金、鍋爐控制與熱處理等場合中。而且隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，PLC技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)通信等功能，從而在工業(yè)生產(chǎn)控制的監(jiān)控工作中得到更加廣泛的運(yùn)用。

此外，多媒體的通信技術(shù)等，可以通過網(wǎng)絡(luò)在不同的計(jì)算機(jī)間相互進(jìn)行多媒體信息傳輸。而計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中，獲得應(yīng)用成功如建筑與設(shè)備中CAD結(jié)構(gòu)制圖軟件。其次，還有工程信息計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，它是借助工程信息的管理系統(tǒng)，即MIS工程信息的數(shù)據(jù)庫及地理信息系統(tǒng)GIS與互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境等實(shí)現(xiàn)。

三、計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中的具體應(yīng)用分析

（一）在交通領(lǐng)域中信號燈控制實(shí)際運(yùn)用分析

交通領(lǐng)域中，信號燈控制管理系統(tǒng)，這是計(jì)算機(jī)應(yīng)用于電子控制系統(tǒng)中最典型的案例。信號燈控制系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)編程控制器技術(shù)來對十字路口中信號燈的動(dòng)作實(shí)施控制，并且通過準(zhǔn)確掌握信號燈變燈動(dòng)作進(jìn)行時(shí)間控制，來為交通安全出行提供重要的技術(shù)支持。

（二）自動(dòng)販賣機(jī)中計(jì)算機(jī)控制運(yùn)用分析

自動(dòng)販賣機(jī)工作原理完美的展示了計(jì)算機(jī)在機(jī)械及電子控制領(lǐng)域中的應(yīng)用，自動(dòng)販賣機(jī)按照顧客的自身需求來選擇商品，當(dāng)顧客按下販賣機(jī)中商品的開關(guān)時(shí)，所投入硬幣值通過計(jì)算機(jī)控制器數(shù)碼驅(qū)動(dòng)管顯示出來，再利用光傳感器進(jìn)行識別與判斷，再進(jìn)行下一步的操作。自動(dòng)販賣機(jī)主要是利用PLC控制與信號的輸出來實(shí)現(xiàn)商品售賣的全過程，通過這種技術(shù)應(yīng)用，使得人們生活更加便捷，并且也拓展了PLC技術(shù)的應(yīng)用范圍。

（三）農(nóng)業(yè)機(jī)械化與電子控制中的計(jì)算機(jī)運(yùn)用分析

近幾年以來，我國不斷加大對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的投資力度，以提升農(nóng)業(yè)的機(jī)械化發(fā)展水平，最終改善農(nóng)民的生產(chǎn)作業(yè)條件。而計(jì)算機(jī)就在農(nóng)業(yè)的機(jī)械化發(fā)展過程中得到了廣泛的運(yùn)用，如農(nóng)業(yè)機(jī)械操作空間與駕駛室儀表盤等，正是計(jì)算機(jī)技術(shù)于機(jī)械及電子控制領(lǐng)域中應(yīng)用的最好說明。當(dāng)前農(nóng)業(yè)機(jī)械的駕駛室中，電子儀表已經(jīng)代替了傳統(tǒng)的儀表盤，且原來單一的參數(shù)顯示已經(jīng)朝著人機(jī)交互式智能化的發(fā)展方向轉(zhuǎn)變[2]。通過電子儀表的顯示屏，可以針對不同終端信息任意進(jìn)行選擇，且可以很方便的將農(nóng)業(yè)機(jī)械的相關(guān)作業(yè)數(shù)據(jù)收集存儲至相應(yīng)存儲卡里邊，從而可以將農(nóng)業(yè)作業(yè)中相關(guān)數(shù)據(jù)很方便的傳輸?shù)睫k公室中進(jìn)行分析研究。

此外，還可以將管理者決策與操控指令等傳輸?shù)睫r(nóng)業(yè)機(jī)械中智能控制的終端，以促進(jìn)農(nóng)機(jī)操作自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)。

（四）工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用分析

工業(yè)機(jī)器人指的是可以自動(dòng)進(jìn)行控制，并可以重復(fù)進(jìn)行編程、多功能及多自由度的計(jì)算機(jī)操作機(jī)，它涉及了計(jì)算機(jī)、電子控制、機(jī)械等專業(yè)技術(shù)，并且在確保操作者人身安全的前提下，有效改善作業(yè)環(huán)境、減輕作業(yè)強(qiáng)度，同時(shí)提高工業(yè)的勞動(dòng)控制。因此由計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的工業(yè)機(jī)器人正被廣泛運(yùn)用到機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中，日益改變著人類日常生產(chǎn)生活方式。

四、結(jié)束語

綜上所述，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)，有效的改善了機(jī)械及電子控制領(lǐng)域的作業(yè)環(huán)境，并極大的降低了作業(yè)強(qiáng)度和提高了作業(yè)安全。同時(shí)可以預(yù)見，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械與電子控制領(lǐng)域中的應(yīng)用也將更加完善。

參考文獻(xiàn)：

第8篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

論文摘要：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，城市規(guī)劃建設(shè)發(fā)生了革命性的變化。而虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言vrml正是相應(yīng)其產(chǎn)生的，人們可以根據(jù)自己的豐富的想象力模擬構(gòu)造出任意模型，從而實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃的預(yù)見。當(dāng)然，也可以從模型中發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)和不足，從而做進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。本文正是基于這種技術(shù)和vrml開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了城市的仿真，能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開發(fā)商、工程人員及公眾可以從任意角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計(jì)意圖，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。

本文研究的主要是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域中的應(yīng)用。意義在于針對現(xiàn)代城市建設(shè)的盛行，利用環(huán)境學(xué)、工程學(xué)、規(guī)劃設(shè)計(jì)等的綜合，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用其中，實(shí)現(xiàn)對城市的仿真，更真實(shí)、鮮明、生動(dòng)地展現(xiàn)城市面貌，便于對城市規(guī)劃的可行性研究，有利于城市的規(guī)劃，建設(shè)和完善。

abstract ：the city planning and layout have been revolutionized by the advent of the virtual reality technology. and virtual reality modeling language happens to come into being going with it. people could construct any model according to his imagination, consequently the expectation of the city planning can be achieved. certainly we could find out the error and insufficiency, so that we could modify and improve it. the article bases on this technology and vrml exploitation tool to implement city emulation. it can make government layout department, project developer, engineering person and public set eyes on layout result in spots and commutatively by applying vr technology, and make them grip the city’s conformation and understand the purpose of the designer, and the participation of the public could come true.

this paper is mainly about the application of the virtual reality technology to the city planning. the significance is that it can realize city emulation by applicating euthenics, engineering, layout and vr technology. consequently we can show the more real, brilliance, dramatic city’s visage, so that it makes the feasibility research of the city planning more simple and it in favor of city planning, city’s construct and city’ perfect.

keywords ：virtual reality；city planning；modeling；emulation

第一章緒論

1.1 什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)是計(jì)算機(jī)模擬的三維環(huán)境，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（virtual world）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的，它通過人的視、聽、觸覺等作用于用戶，使之產(chǎn)生身臨其境的感覺的視景仿真。它是一門涉及計(jì)算機(jī)、圖像處理與模式識別、語音和音響處理、人工智能技術(shù)、傳感與測量、仿真、微電子等技術(shù)的綜合集成技術(shù)。用戶可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)入這個(gè)環(huán)境并能操縱系統(tǒng)中的對象并與之交互。

虛擬現(xiàn)實(shí)不是真的，也不是現(xiàn)實(shí)，它只是一個(gè)在桌面上可實(shí)時(shí)地做交互式三維圖形用戶界面的工具。就像窗口系統(tǒng)及鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)用戶界面一樣，虛擬現(xiàn)實(shí)可使計(jì)算機(jī)的運(yùn)用更加有效、透明。根據(jù)設(shè)計(jì)者的構(gòu)想，用戶可以沉浸到數(shù)據(jù)空間中，將用戶在一定時(shí)間內(nèi)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相隔離，然后投入到可實(shí)時(shí)交互的虛擬環(huán)境中，并且駕馭其中的數(shù)據(jù)，使人有一種身臨其境的感覺。

虛擬現(xiàn)實(shí)是一門綜合技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主，綜合利用計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)、模擬技術(shù)、傳感技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、顯示技術(shù)、伺服技術(shù)等，來生成一個(gè)逼真的三維視覺以及嗅覺等感覺世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自身的功能和一些設(shè)備，對所產(chǎn)生的虛擬世界這一客體進(jìn)行瀏覽和交互式考察[1]。

虛擬現(xiàn)實(shí)有三大特點(diǎn)：浸沉感、交互性和構(gòu)想性。

浸沉感指的是人浸沉在虛擬環(huán)境中，具有和在真實(shí)環(huán)境中一樣的感覺；

交互性指在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)者不是被動(dòng)地感受，而是可以通過自己的動(dòng)作改變感受的內(nèi)容；

構(gòu)想性指虛擬的環(huán)境是人構(gòu)想出來的，因而可以用以實(shí)現(xiàn)一定目標(biāo)的用途。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展前景

虛擬現(xiàn)實(shí)（virtual reality，vr）是近來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界的熱點(diǎn)之一，在社會(huì)生活的許多方面有著非常美好的發(fā)展前景，更是數(shù)字地球概念提出的依據(jù)和基礎(chǔ)技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要在工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）、數(shù)據(jù)可視化、飛行模擬、多媒體遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、藝術(shù)創(chuàng)作、游戲、娛樂等方面。 web的出現(xiàn)更使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引起人們普遍的關(guān)注。人們對它寄予厚望，希望利用這個(gè)技術(shù)使世界各地的人，可以在三維環(huán)境下交流。多個(gè)用戶可以進(jìn)行基于文本的或是聲音技術(shù)的閑談，在網(wǎng)上建立一個(gè)真正的三維社區(qū)已不再只是夢想中的事[2]。

虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展前景十分誘人，而與網(wǎng)絡(luò)通信特性的結(jié)合，更是人們所夢寐以求的。在某種意義上說它將改變?nèi)藗兊乃季S方式，甚至?xí)淖內(nèi)藗儗κ澜?、自己、空間和時(shí)間的看法。它是一項(xiàng)發(fā)展中的、具有深遠(yuǎn)的潛在應(yīng)用方向的新技術(shù)。利用它，我們可以建立真正的遠(yuǎn)程教室，在這間教室中我們可以和來自五湖四海的朋友們一同學(xué)習(xí)、討論、游戲，就像在現(xiàn)實(shí)生活中一樣。使用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)及其相關(guān)的三維設(shè)備，我們的工作、生活、娛樂將更加有情趣。因?yàn)閿?shù)字地球帶給我們的是一個(gè)絢麗多彩的三維的世界!

我們相信社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的創(chuàng)新使這一切在世界的任何地方都能做到，再不需等待可望而不可及的將來，或許就在十年以后，或許二十年以后。

1.3 國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究概況

美國是vr技術(shù)的發(fā)源地。美國vr研究技術(shù)的水平基本上就代表國際vr發(fā)展的水平。目前美國在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究主要集中在感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四個(gè)方面。

在當(dāng)前實(shí)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與開發(fā)中日本是居于領(lǐng)先位置的國家之一，主要致力于建立大規(guī)模vr知識庫的研究。另外在虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虛擬現(xiàn)實(shí)硬件是從美國進(jìn)口的。

在vr開發(fā)的某些方面，特別是在分布并行處理、輔助設(shè)備（包括觸覺反饋）設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面，在歐洲英國是領(lǐng)先的。到1991年底，英國已有從事vr的六個(gè)主要中心，它們是windustries（工業(yè)集團(tuán)公司），british aerospace（英國航空公司），dimension international，division ltd，advanced robotics research center和virtual presence ltd（主要從事vr職產(chǎn)品銷售）[3]。

和一些發(fā)達(dá)國家相比，我國vr技術(shù)還有一定的差距，但已引起政府有關(guān)部門和科學(xué)家們的高度重視。根據(jù)我國的國情，制定了開展vr技術(shù)的研究，例如，九五規(guī)劃、國家自然科學(xué)基金會(huì)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把vr列入了研究項(xiàng)目。在緊跟國際新技術(shù)的同時(shí)，國內(nèi)一些重點(diǎn)院校，已積極投入到了這一領(lǐng)域的研究工作。

北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是國內(nèi)最早進(jìn)行vr研究、最有權(quán)威的單位之一，他們首先進(jìn)行了一些基礎(chǔ)知識方面的研究，并著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺接口方面開發(fā)出了部分硬件，并提出了有關(guān)算法及實(shí)現(xiàn)方法；實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，建立了網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實(shí)研究論壇，可以提供實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，提供虛擬現(xiàn)實(shí)演示環(huán)境，提供用行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，提供開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)平臺，并將要實(shí)現(xiàn)與有關(guān)單位的遠(yuǎn)程連接[3]。

浙江大學(xué)cad&cg國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)，另外，他們還研制出了在虛擬環(huán)境中一種新的快速漫游算法和一種遞進(jìn)網(wǎng)格的快速生成算法。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)系已輕成功地虛擬出了人的高級行為定人臉圖像的合成，表情的合成和唇動(dòng)的合成等技術(shù)問題，并正在研究人說話時(shí)頭勢和手勢動(dòng)作，話音和語調(diào)的向步等。

還有其他一些大學(xué)在虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)面取得了驕人成績，在這里就不再介紹了。總之，雖然我們和其他一些發(fā)達(dá)國家相比還存在差距，但我國的發(fā)展前景還是很光明的，需要大家的不懈努力。

1.4 本文研究的主要內(nèi)容

本文主要是介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)極其應(yīng)用，及其相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)工具vrml語言。通過對城市的模擬設(shè)計(jì)，更深入的了解虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及掌握vrml語言的使用。

第一章主要講了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)知識、發(fā)展前景以及現(xiàn)今國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。以便讓讀者對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有一定的了解。

第二章主要講了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)工具vrml語言的發(fā)展歷史，虛擬現(xiàn)實(shí)與vrml的聯(lián)系以及vrml的創(chuàng)作原理等，目的是使得讀者可以很快掌握vrml。

第三章是系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)，主要講了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用和vrml的使用。通過介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用，物理建模技術(shù)以及城市模型的概要設(shè)計(jì)，使得讀者對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的了解更加深入和透徹。

第四章主要講了系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，主要是告訴讀者怎樣利用vrml語言實(shí)現(xiàn)模型的虛擬實(shí)現(xiàn)。通過本章的學(xué)習(xí)可以使讀者的運(yùn)用vrml語言的能力大大增強(qiáng)。

第五章主要講了在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及相應(yīng)的解決方法。

第二章 vrml簡介

2.1 vrml的發(fā)展歷史

vrml使用場景圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來建立3d實(shí)境，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以sci開發(fā)的open inventer 3d工具包為基礎(chǔ)的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。vrml的場景圖是一種代表所有3d世界靜態(tài)特征的節(jié)點(diǎn)等級：幾何關(guān)系、材質(zhì)、紋理、幾何轉(zhuǎn)換、光線、視點(diǎn)以及嵌套結(jié)構(gòu)。幾乎所有的生產(chǎn)三維產(chǎn)品的廠商，無論是cad、建模、動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)，還是vrml,它們的結(jié)構(gòu)核心都是場景圖。

1993年9月，tong parisi和mark pesce開發(fā)了第一個(gè)vrml瀏覽器，稱為labyrinth，它是www上三維瀏覽器的原形。

1994年春，在日內(nèi)瓦第一屆www大會(huì)上，由tim berners-lee和dave raggett所組織的一個(gè)名為bird_of_feather (bof)的小組提出了vrml這個(gè)名字，當(dāng)時(shí)所代表的含義是virtual reality makeup language，但是后來為了反映三維世界的建立而改成了virtual reality modeling language，縮寫為vrml。在這次大會(huì)以后，一個(gè)www-vrml mail list的組織成立了，silicon graphics，inc(sgi)的gavin ball通過選擇open inventor文件格式中的基本元素，增加必要的www特征，制定的方案經(jīng)修訂，在1994年第二次www大會(huì)上公布為vrml1.0的初稿。

另一位sgi的原open inventor設(shè)計(jì)師paul strauss開始作一個(gè)vrml公共域的詞解程序，當(dāng)時(shí)流行于業(yè)界的名字叫qvlib。這個(gè)程序的作用是把vrml的可讀文件格式轉(zhuǎn)換成瀏覽器可理解的格式。這個(gè)詞解程序于1995年1月公開。它可以安裝到各式各樣的平臺上，從此，各種瀏覽器私雨后春筍般興盛起來[4]。

1996年8月在sgi的 moving worlds提案基礎(chǔ)上形成vrml2.0。vrml2.0在vrml1.0的基礎(chǔ)上進(jìn)行了很大的補(bǔ)充和完善。

vrml2.0的dis就是以vrml2.0為基礎(chǔ)制定的，于1997年4月提交國際標(biāo)準(zhǔn)化組織iso jyci/sc24委員會(huì)審議，依照慣例命名為vrml97。

1998年12月在原vrml組織的基礎(chǔ)上成立了web3d聯(lián)盟，致力于vrml ng標(biāo)準(zhǔn)的制定，并致力于制定x3d網(wǎng)絡(luò)三維標(biāo)準(zhǔn)。在x3d的旗幟下，vrml將結(jié)合java3d和xml等技術(shù)，成為internet上三維虛擬世界的主要標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 vrml與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)的英文名稱為virtual reality，簡稱vr，即利用計(jì)算機(jī)的高科技手段構(gòu)造出一個(gè)虛擬的世界，使參與者獲得與現(xiàn)實(shí)一樣的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)在當(dāng)今國際上倍受矚目的課題。

當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)尚未出現(xiàn)的時(shí)期，仿真只能在實(shí)物上進(jìn)行，這一階段的仿真稱為模擬仿真。其特點(diǎn)是：由于仿真是在實(shí)物上進(jìn)行，因而實(shí)時(shí)性強(qiáng)且精度較高，但是實(shí)施的難度和費(fèi)用都較大。在計(jì)算機(jī)技術(shù)問世且被引入仿真領(lǐng)域的初期，仿真技術(shù)步入了半模擬半數(shù)字的階段。這時(shí)系統(tǒng)中的一些部分由計(jì)算機(jī)代替，另一部分則由實(shí)物充當(dāng)，所以，在一定程度上仍然保留著實(shí)時(shí)性仿真的特點(diǎn)[5]。

80年代后期，仿真在諸多方面都發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，仿真研究的對象已由連續(xù)轉(zhuǎn)向離散事件系統(tǒng)。仿真已由重視實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向重視建模與結(jié)果分析。計(jì)算機(jī)已成為一種重要的仿真工具。計(jì)算機(jī)仿真是一門利用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。

由于從強(qiáng)調(diào)并重視與人工智能結(jié)合轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)與圖形技術(shù)和對象技術(shù)結(jié)合，仿真系統(tǒng)的交互性大大加強(qiáng)。就應(yīng)用領(lǐng)域方面而言，仿真已從研究制造對象的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性及加工、裝配過程，擴(kuò)大到研究制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，并進(jìn)一步擴(kuò)大到后勤供應(yīng)、庫存管理、產(chǎn)品開發(fā)過程的組織、產(chǎn)品測試等，涉及到企業(yè)制造活動(dòng)的各個(gè)方面。這些轉(zhuǎn)變明顯地說明，計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，它的重要性與特殊功能已越來越突出。虛擬現(xiàn)實(shí)促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)是采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)生成的一個(gè)逼真的、具有視、聽、觸、嗅、味等多種感知的虛擬環(huán)境，置身于該環(huán)境中的人們可以通過各種傳感交互設(shè)備與這一虛構(gòu)的現(xiàn)實(shí)進(jìn)行相互作用，達(dá)到彼此融為一體的程度。近年來隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是高性能海量并行處理技術(shù)、可視化技術(shù)、分布處理技術(shù)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，使得建立人機(jī)一體化的、分布的、多維信息交互的仿真模型和仿真環(huán)境成為可能，仿真因此形成一些新的發(fā)展方向，如可視化仿真、多媒體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真等[5]。

2.3 vrml原理

1.vrml對三維虛擬世界的描述

vrml規(guī)定了3d應(yīng)用中大多數(shù)常見的功能。

(1)建模能力，vrml定義了類型豐富的幾何、編組、定位等節(jié)點(diǎn)，建模能力較強(qiáng)。

基本幾何形體：box、sphere、cone、cylinder

構(gòu)造幾何形體：indexlineset、indexfaceset、extrusion、piontset、elevationgrid

造型編組、造型定位、旋轉(zhuǎn)及縮放：group、transform

特殊造型：billbord、backgroud、text

基本幾何形體節(jié)點(diǎn)只能作十分有限的幾種造型，用點(diǎn)、線、面索引節(jié)點(diǎn)及拉伸節(jié)點(diǎn)就可以構(gòu)造任意復(fù)雜的實(shí)體形狀。特殊造型節(jié)點(diǎn)可用于場景中的文字、背景顏色等設(shè)置。造型編組可以用來描述裝配關(guān)系，其中transform節(jié)點(diǎn)可以確定裝配位置、方向。

(2)真實(shí)感及渲染能力，通過提供豐富的相關(guān)節(jié)點(diǎn)的渲染，可以很精細(xì)地實(shí)現(xiàn)光照、著色、紋理貼圖、三維立體聲源。

光照：headlight、spotlight、pointlight、directionlight

材質(zhì)著色：material、appearance、color、colorinterpolator

紋理：imagetexture、movicetexture、pixeltexture、texturetransform

霧：fog

明暗控制說明：normal、normalinterpolator

三維聲音：sound

場景光照的設(shè)置直接影響觀察者的視覺效果，這幾種光照節(jié)點(diǎn)可以提供各種虛擬場景的光源。不同材質(zhì)的物體色彩及反光效果不同，vrml的材質(zhì)及著色節(jié)點(diǎn)的使用可以仿造如同真實(shí)物體給出的視覺效果。文理節(jié)點(diǎn)可以對實(shí)體表面粘貼圖片或進(jìn)行像素點(diǎn)的設(shè)置以使實(shí)體具有同實(shí)物一樣的表面花紋。霧、明暗控制都對場景的光線反射有影響。聲音節(jié)點(diǎn)可以在場景中模擬出實(shí)際空間可能產(chǎn)生的各種聲響，如音樂、碰撞聲等[6]。

(3)觀察及交互手段，傳感器類型豐富，可以感知用戶交互。視點(diǎn)可以控制對三維世界的觀察方式。

傳感器：cylindersensor、planesensor、visibilitysensor、proxymitysensor、spheresensor、touchsensor

控制視點(diǎn)：viewpoint、navigationinfo

各種傳感器節(jié)點(diǎn)可以感知用戶鼠標(biāo)的指針，touchsensor節(jié)點(diǎn)在數(shù)控車床操作按紐功能的仿真中十分有用。視點(diǎn)控制可以預(yù)先提供給用戶一些更好的觀察角度。

(4)動(dòng)畫，vrml提供了方便的動(dòng)畫控制方式。

關(guān)鍵幀時(shí)間傳感器：timesensor

線性插值器及姿態(tài)調(diào)整：coordinateinterpolator、orientationinterpolator、scalarinterpolator

這兩組節(jié)點(diǎn)的配合使用可以產(chǎn)生場景中的動(dòng)畫效果，關(guān)鍵幀時(shí)間傳感器節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)線性插值器節(jié)點(diǎn)按時(shí)間順序給出關(guān)鍵值插值，這些插值就是關(guān)鍵震動(dòng)畫時(shí)控制實(shí)置、狀態(tài)所需要的中間過渡值。

(5)細(xì)節(jié)等級管理及碰撞檢測：lod、collision

細(xì)節(jié)等級管理是對復(fù)雜實(shí)體的細(xì)節(jié)顯示加以控制，使該實(shí)體可在視點(diǎn)外或遠(yuǎn)離視點(diǎn)時(shí)不顯示或粗略顯示。vrml自身提供的碰撞檢測是指觀察者在虛擬場景中的替身與實(shí)體的碰撞。

(6)超鏈接及嵌入：anchor、inline

這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)使vrml可以由一個(gè)虛擬場景直接鏈接到另一個(gè)場景，或者將另一個(gè)場景中的實(shí)體嵌入自己的場景中。

2.vrml的執(zhí)行模式

通過使用vrml的script節(jié)點(diǎn)編程、與java間事件訪問和建立場景圖內(nèi)部消息通道能夠很方便的實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)體的交互和動(dòng)畫功能。vrml場景圖可以接受兩種事件驅(qū)動(dòng)：從路由語句傳過來的入事件及由外部程序接口寫入的直接事件。路由語句說明由場景傳出的每一條消息的傳遞路徑，也就是從一個(gè)節(jié)點(diǎn)的出事件域傳出的事件傳遞到一個(gè)節(jié)點(diǎn)的入事件域。場景中傳感器節(jié)點(diǎn)通常定義了觸發(fā)事件，它通過路由發(fā)送到場景圖的其他節(jié)點(diǎn)的入事件域。如傳感器節(jié)點(diǎn)的觸發(fā)事件直接傳遞到插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生關(guān)鍵值插值，也可以傳遞script節(jié)點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算處理產(chǎn)生關(guān)鍵值插值。script節(jié)點(diǎn)的處理過程就是javascript語法編寫腳本程序。script節(jié)點(diǎn)還可以通過url域引入java程序到其他需要的節(jié)點(diǎn)，比如傳送給實(shí)體改變它的位置、形狀。由外部程序接口寫入的直接事件不需要路由圖傳遞，但其他執(zhí)行過程都是一樣的。如果需要外部程序的響應(yīng)，它應(yīng)該能夠有讀取節(jié)點(diǎn)出事件域數(shù)據(jù)的接口[7]。

2.4 vrml的創(chuàng)作工具

創(chuàng)作vrml可以用你喜歡的文本編輯器，如windows95下的notepad，dos下edit等。當(dāng)然，最后要獎(jiǎng)文件保存為以 .wrl為后綴的文件。對于復(fù)雜的三維造型，如果vrml語句逐句寫出，那么其工作量是非常大的，有時(shí)也是無法完成的，幸運(yùn)的是有很多大型的具有三維造型功能的軟件都開發(fā)了vrml文件的輸入輸出，人們可以利用這些造型工具直觀快速的創(chuàng)建一個(gè)三維空間，然后輸出為 .wrl后綴的文件。這樣對于復(fù)雜的三維造型vrml環(huán)境中顯示就不成問題了。

推薦讀者使用的vrml創(chuàng)作工具是vrmlpad，它是一種功能強(qiáng)大且簡單好用vrml開發(fā)設(shè)計(jì)專業(yè)軟件，其完全vrml97標(biāo)準(zhǔn)。vrmlpad可以對vrml文件進(jìn)行瀏覽編輯，對資源文件進(jìn)行有效的管理，并且提供了vrml文件的向?qū)?，可以幫助開發(fā)人員編寫和開發(fā)自己的vrml虛擬現(xiàn)實(shí)作品[8]。

第三章系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1.1 概況

隨著全球知識經(jīng)濟(jì)的興起，信息產(chǎn)業(yè)正以前所未有的速度蓬勃發(fā)展，上至政府、軍隊(duì)，下到各企事業(yè)單位都開始重視信息技術(shù)的創(chuàng)新研究和長遠(yuǎn)發(fā)展，并已經(jīng)或準(zhǔn)備給予大量的投入。而作為信息技術(shù)發(fā)展重要驅(qū)動(dòng)力的“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)，也隨之成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)之一。

由于城市規(guī)劃的關(guān)聯(lián)性和前瞻性要求較高，城市規(guī)劃一直是對全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一。從總體規(guī)劃到城市設(shè)計(jì)，在規(guī)劃的各個(gè)階段，通過對現(xiàn)狀和未來的描繪（身臨其境的城市感受、實(shí)時(shí)景觀分析、建筑高度控制、多方案城市空間比較等），為改善人居生活環(huán)境，以及形成各具特色的城市風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的支持。規(guī)劃決策者、規(guī)劃設(shè)計(jì)者、城市建設(shè)管理者以及公眾，在城市規(guī)劃中扮演不同的角色，有效的合作是保證城市規(guī)劃最終成功的前提。vr技術(shù)為這種合作提供了理想的橋梁，運(yùn)用vr技術(shù)能夠使政府規(guī)劃部門、項(xiàng)目開發(fā)商、工程人員及公眾可從任意角度，實(shí)時(shí)互動(dòng)真實(shí)地看到規(guī)劃效果，更好地掌握城市的形態(tài)和理解規(guī)劃師的設(shè)計(jì)意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規(guī)劃更有機(jī)的組成部分，公眾的參與也能真正得以實(shí)現(xiàn)。這是傳統(tǒng)手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動(dòng)畫等所不能達(dá)到的[9]。

3.1.2 虛擬城市的有機(jī)組成

仿真的虛擬環(huán)境

類似于時(shí)下流行的三維動(dòng)畫，同樣是通過強(qiáng)大的三維建模技術(shù)建立逼真的三維場景，對規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行真實(shí)的“再現(xiàn)”。但是vr技術(shù)建立的虛擬環(huán)境是由基于真實(shí)數(shù)據(jù)建立的數(shù)字模型組合而成，嚴(yán)格遵循工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和要求，屬于科學(xué)仿真系統(tǒng)；而傳統(tǒng)動(dòng)畫的三維場景則是由動(dòng)畫制作人員根據(jù)資料或想象繪制而成，與真實(shí)的環(huán)境和數(shù)據(jù)有較大的差距，嚴(yán)格意義上來說屬于一種演示作品。

多方式、運(yùn)動(dòng)中感受城市空間

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，可以全方位,多種樣式（步行、驅(qū)車、飛行、ufo等）,完全由用戶自由控制在場景中漫游。vr技術(shù)與傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫最根本的區(qū)別就是：傳統(tǒng)動(dòng)畫的觀察路徑都是預(yù)先設(shè)定好的，用戶只能按照事先設(shè)定的路徑瀏覽場景；而vr技術(shù)可以由用戶在三維場景中任意漫游，人機(jī)交互，甚至還可以使用專用的頭盔把用戶的視覺、聽覺及其他感覺封閉起來，產(chǎn)生一種身臨其境的錯(cuò)覺。這樣一來，很多不易察覺的設(shè)計(jì)缺陷能夠輕易地被發(fā)現(xiàn)，減少由于事先規(guī)劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項(xiàng)目的評估質(zhì)量。

實(shí)時(shí)多方案比較

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，我們可以很輕松隨意的進(jìn)行修改，改變建筑高度，改變建筑外立面的材質(zhì)、顏色，改變綠化密度，……所看即所得，只要修改系統(tǒng)中的參數(shù)即可，而不需要象傳統(tǒng)三維動(dòng)畫那樣，每做一次修改都需要對場景進(jìn)行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規(guī)劃設(shè)計(jì)意圖通過vr技術(shù)實(shí)時(shí)的反映出來，用戶可以做出很全面的對比，并且虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以很快捷、方便的隨著方案的變化而作出調(diào)整，輔助用戶做出決定。從而大大加快了方案設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量，提高了方案設(shè)計(jì)和修正的效率，也節(jié)省了大量的資金。

三維空間信息交流

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的沉浸感和互動(dòng)性不但能夠給用戶帶來強(qiáng)烈、逼真的感官?zèng)_擊，獲得身臨其境的體驗(yàn)，還可以通過其數(shù)據(jù)接口與gis信息相結(jié)合，即所謂的vr-gis，從而可以在實(shí)時(shí)的虛擬環(huán)境中隨時(shí)獲取項(xiàng)目的數(shù)據(jù)資料，方便大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、投標(biāo)、報(bào)批、管理等需要。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還可以與網(wǎng)絡(luò)信息相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)三維空間的遠(yuǎn)程操作。

公眾參與與方案展示

對于公眾關(guān)心的大型規(guī)劃項(xiàng)目，在項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)過程中，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以將現(xiàn)有的方案導(dǎo)出為視頻文件用來制作多媒體資料予以一定程度的公示，讓公眾真正的參與到項(xiàng)目中來。當(dāng)項(xiàng)目方案最終確定后，也可以通過視頻輸出制作多媒體宣傳片，進(jìn)一步提高項(xiàng)目的宣傳展示效果。

3.1.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對城市規(guī)劃的影響

1．城市規(guī)劃管理

信息技術(shù)對城市規(guī)劃管理的影響主要表現(xiàn)在辦公自動(dòng)化方面，目前的辦公自動(dòng)化方面，目前的辦公自動(dòng)化主要是提高城市規(guī)劃管理部門內(nèi)部的管理水平、質(zhì)量和效率。隨著社會(huì)的信息化，通過因特網(wǎng)可以建立城市規(guī)劃管理部門與城市建設(shè)者之間的有效信息通信渠道，可以通過因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上報(bào)建，報(bào)建單位只要在本單位與因特網(wǎng)相連的計(jì)算機(jī)就可完成報(bào)建過程和提供所需的材料，規(guī)劃審批可以在因特網(wǎng)上完成。

規(guī)劃管理與規(guī)劃設(shè)計(jì)更緊密的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)管理與設(shè)計(jì)的一體化，審批的結(jié)果可以電子數(shù)據(jù)的形式迅速的反饋給設(shè)計(jì)部門，而設(shè)計(jì)部門可盡快地將設(shè)計(jì)結(jié)果以電子數(shù)據(jù)的形式提交給管理部門，這些信息的傳輸可以通過因特網(wǎng)來完成。

通過因特網(wǎng)可以進(jìn)行規(guī)劃評審，各地的專家可以在家里對規(guī)劃成果進(jìn)行評審，規(guī)劃成果將利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)專家所需的各種信息（如建筑物三維動(dòng)態(tài)模型），通過網(wǎng)絡(luò)會(huì)議交流意見，專家甚至可以實(shí)時(shí)與規(guī)劃師交流，提出自己意見和設(shè)想，并可以較快地通過建立數(shù)字模型加以證實(shí)[10]。

2．城市規(guī)劃設(shè)計(jì)

城市規(guī)劃設(shè)計(jì)將更廣泛應(yīng)用cad和gis技術(shù)，而計(jì)算機(jī)圖形輸入技術(shù)的改進(jìn)和智能化，五筆輸入技術(shù)，使規(guī)劃設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)更為方便，而不影響靈感產(chǎn)生。

設(shè)計(jì)過程中所需的數(shù)據(jù)將數(shù)字化，使其獲取變得更加容易、更加方便，可以采用遙感圖像直接作為背景進(jìn)行設(shè)計(jì)，而各種地下管線的資料由于數(shù)據(jù)庫的建立而更加方便的獲得?，F(xiàn)在比較難以得到的人口空間分布、交通流量等信息由于相應(yīng)信息系統(tǒng)建立而能很方便地獲得。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使規(guī)劃設(shè)計(jì)成果的三維動(dòng)態(tài)建模更加方便，設(shè)計(jì)成果更加形象和直觀。

在規(guī)劃設(shè)計(jì)和規(guī)劃審批中由于規(guī)劃成果的數(shù)字化，使得對各種規(guī)劃成果和方案的定量分析、模擬和預(yù)測成為可能，經(jīng)濟(jì)可行性分析也更為方便，促進(jìn)規(guī)劃決策的科學(xué)化。

通過因特網(wǎng)由分布在全球各地的規(guī)劃設(shè)計(jì)專家共同合作完成設(shè)計(jì)也將成為可能，這樣可以構(gòu)建了一個(gè)不受規(guī)劃師的空間分布制約的虛擬設(shè)計(jì)事務(wù)所。

3．公眾參與

公眾可以通過因特網(wǎng)動(dòng)態(tài)了解規(guī)劃設(shè)計(jì)方案和參與規(guī)劃審批，而且規(guī)劃方案與成果的表現(xiàn)形式由于采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和多媒體技術(shù)更為直觀和形象，使公眾能更好的理解規(guī)劃師的意圖，公眾通過因特網(wǎng)發(fā)表個(gè)人的意見，與規(guī)劃師、管理人員和其它有關(guān)人員進(jìn)行直接對話，使公眾參與更加有效，促進(jìn)決策過程的民主化。

4．城市規(guī)劃研究與教育

因特網(wǎng)構(gòu)成了一個(gè)巨大的電子圖書館，各種城市規(guī)劃研究成果將以電子出版物的形式出現(xiàn)，城市規(guī)劃研究者將通過因特網(wǎng)查到各種城市規(guī)劃資料，并可通過電子郵件、bbs（電子公告欄）及其它一些網(wǎng)絡(luò)通信方式進(jìn)行交流。

因特網(wǎng)同時(shí)也將成為一個(gè)龐大的遠(yuǎn)程教育網(wǎng)，城市規(guī)劃專業(yè)的學(xué)生可以通過因特網(wǎng)利用多媒體技術(shù)學(xué)習(xí)城市規(guī)劃的理論與知識。

在信息時(shí)代，電子游戲也將成為一個(gè)很好的教育手段，城市規(guī)劃方面的游戲軟件將出現(xiàn)，可以對規(guī)劃設(shè)計(jì)與審批及城市建設(shè)過程進(jìn)行模擬，使城市規(guī)劃學(xué)習(xí)及城市規(guī)劃的宣傳與教育通過玩電子游戲的過程來完成。

總之，信息時(shí)代的到來，使人類構(gòu)造了一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界相對應(yīng)的虛擬的信息世界，人們將生活在由原子組成的現(xiàn)實(shí)空間和由比特（bit）構(gòu)成的信息空間(cyberspace)中，現(xiàn)實(shí)空間與信息空間的物理界面（interface）是由計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫構(gòu)成的信息基礎(chǔ)設(shè)施，人們通過這一界面可跨越現(xiàn)實(shí)空間與一些時(shí)間的限制，了解現(xiàn)實(shí)世界的過去和現(xiàn)在，預(yù)測未來，進(jìn)行思想交流。城市規(guī)劃將在信息空間中構(gòu)造城市發(fā)展的藍(lán)圖，并通過建設(shè)者在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)。

3.2 物理建模技術(shù)

3.2.1 人工的幾何建模方法

由構(gòu)造vr的觀點(diǎn)看，幾何建模是構(gòu)造vr的致命技術(shù)，它的限制可能妨礙vr的進(jìn)展。vr研究將受益于共享的開放的建模環(huán)境，包括物理建模環(huán)境等。為了加深理解，需要回顧三維幾何模型怎樣獲取。下面回顧幾個(gè)vr工作所報(bào)告的模型獲取過程。vr的幾何建模一般通過基于pc或基于工作站的cad工具獲取。在北卡大學(xué)漫游建筑的項(xiàng)目中，autocad用于產(chǎn)生構(gòu)成一座教堂幾何模型的12000個(gè)多邊形。討論的一個(gè)問題是"由為其它目的寫的cad程序中取出要求的數(shù)據(jù)"。由autocad產(chǎn)生的文件取出三維幾何并不困難，但問題是并非所有要求的數(shù)據(jù)都以vr要求的形式提供。特別是沒有提供有關(guān)建筑物實(shí)際物理的數(shù)據(jù)，用于實(shí)時(shí)漫游算法的劃分信息，以后由手工或?qū)Ｓ贸绦蚣尤搿?/p>

vpl reality built for two (rb2) 系統(tǒng)使用macintosh ⅱ，作為固體建模的設(shè)計(jì)站，用iris工作站作為繪制/顯示站。rb2是用于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)vr的軟件開發(fā)平臺。在rb2下開發(fā)是快速的交互的，具有可實(shí)時(shí)編輯的屬性約束和交互。rb2的幾何建模功能利用了軟件模塊rb2 swivel和數(shù)據(jù)流/實(shí)時(shí)動(dòng)畫控制臺body electric。rb2在組織上有大量跟隨者，他們沒有足夠的資源開發(fā)自己的vr。rb2是交鑰匙系統(tǒng)，它的幾何物理文件格式是專有的。

在npsnet項(xiàng)目中，初始的三維插圖集由simnet數(shù)據(jù)庫得到。這些模型知道的武器系統(tǒng)的三維外表比simnet少得多。結(jié)果，研究者開發(fā)了保存這些三維模型的開放格式，把物理模型增加到格式中，并改寫了系統(tǒng)，包含了面向?qū)ο蟮膭?dòng)畫能力。例如，npsnet研究組正在利用multigen cad工具開發(fā)無物理的模型，這用于sgi基于performer的npsnet-4系統(tǒng)。有物理的cad系統(tǒng)已開始開發(fā)，但還很貴，只是專用的。許多ve應(yīng)用要復(fù)制真實(shí)世界。不是用手建立模型，最好利用視覺或其它感覺自動(dòng)獲取模型。自動(dòng)獲取復(fù)雜環(huán)境模型(如工廠環(huán)境)當(dāng)前還不現(xiàn)實(shí)，但這是合適的課題。同時(shí)，自動(dòng)或接近自動(dòng)獲取幾何模型，現(xiàn)在在某些情況是現(xiàn)實(shí)的。部分自動(dòng)的交互式獲取在不久將是可行的?，F(xiàn)在已有利用激光掃描建立實(shí)際物體三維外形的設(shè)備出售。

3.2.2 自動(dòng)的幾何建模方法

三維掃描儀（3 dimensional scanner）又稱為三維數(shù)字化儀（3 dimensional digitizer）。它是當(dāng)前使用的對實(shí)際物體三維建模的重要工具。它能快速方便的將真實(shí)世界的立體彩色信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能直接處理的數(shù)字信號，為實(shí)物數(shù)字化提供了有效的手段。它與傳統(tǒng)的平面掃描儀、攝像機(jī)、圖形采集卡相比有很大不同。首先，其掃描對象不是平面圖案，而是立體的實(shí)物。其次，通過掃描，可以獲得物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，彩色掃描還可以獲得每個(gè)采樣點(diǎn)的色彩。某些掃描設(shè)備甚至可以獲得物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。而攝像機(jī)只能拍攝物體的某一個(gè)側(cè)面，且會(huì)丟失大量的深度信息。第三，他輸出的不是二維圖像，而是包含物體表面每個(gè)采樣點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)和色彩的數(shù)字模型文件。這可以直接用于cad或三維動(dòng)畫。彩色掃描儀還可以輸出物體表面色彩紋理貼圖。

1．三維信息獲取技術(shù)

早期用于三維測量的是坐標(biāo)測量機(jī)（cmm）。目前，cmm仍是工廠的標(biāo)準(zhǔn)立體測量裝備。它將一個(gè)探針裝在三自由度（或更多自由度）的伺服裝置上，驅(qū)動(dòng)探針沿三個(gè)方向移動(dòng)。當(dāng)探針接觸物體表面時(shí)，測量其在三個(gè)方向的移動(dòng)，就可知道物體表面這一點(diǎn)的三維坐標(biāo)?？刂铺结樤谖矬w表面移動(dòng)和觸碰，可以完成整個(gè)表面的三維測量。其優(yōu)點(diǎn)是測量精度高。其缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，物體形狀復(fù)雜時(shí)的控制復(fù)雜，速度慢，無色彩信息。

機(jī)械測量臂借用了坐標(biāo)測量機(jī)的接觸探針原理，把驅(qū)動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)改為可精確定位的多關(guān)節(jié)隨動(dòng)式機(jī)械臂，由人牽引裝有探針的機(jī)械臂在物體表面滑動(dòng)掃描。利用機(jī)械臂關(guān)節(jié)上的角度傳感器的測量值，可以計(jì)算探針的三維坐標(biāo)。因?yàn)槿说臓恳蛊渌俣缺茸鴺?biāo)測量機(jī)快，而且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，靈活性好。但不如光學(xué)掃描儀快。也沒有彩色信息。faro和immersion公司提供這類產(chǎn)品。

借助雷達(dá)原理，發(fā)展了用激光或超聲波等媒介代替探針進(jìn)行深度測量。這是激光或超聲波測距器。測距器向被測物體表面發(fā)出信號，依據(jù)信號的反射時(shí)間或相位變化，可以推算物體表面的空間位置，稱為"飛點(diǎn)法"或"圖像雷達(dá)"。不少公司開發(fā)了用于大尺度測距的產(chǎn)品（如用于戰(zhàn)場和工地）。小尺度測距的困難在于信號和時(shí)間的精確測量。leica和acuity推出了采用激光或紅外線的測距器。senix公司推出了超聲波測距器。它受遮擋的影響較小。但要求測量精度高，掃描速度慢，而且受到物體表面反射特性的影響。

基于計(jì)算機(jī)視覺原理提出了多種三維信息獲取原理。這包括單目視覺法，立體視覺法，從輪廓恢復(fù)形狀法，從運(yùn)動(dòng)恢復(fù)形狀法，結(jié)構(gòu)光法，編碼光法等。其中的結(jié)構(gòu)光法，編碼光法成為目前多數(shù)三維掃描設(shè)備的基礎(chǔ)。這些方法可以分為被動(dòng)式和主動(dòng)式兩大類。被動(dòng)式法的代表是立體視覺法。主動(dòng)式法的代表是結(jié)構(gòu)光法，編碼光法。光學(xué)掃描的裝置比較復(fù)雜，價(jià)格偏高，存在不可視區(qū)，也受到物體表面反射特性的影響[11]。

用于獲得物體內(nèi)腔尺寸的方法之一是工業(yè)ct。它以高能x射線對零件內(nèi)部進(jìn)行分層掃描。它的缺點(diǎn)是精度不高，價(jià)格昂貴，且存在放射性危害。

美國cgi公司生產(chǎn)的自動(dòng)斷層掃描儀（automatic cross section scanner, acss）可以克服這些缺點(diǎn)。但要求對被測物體進(jìn)行破壞。

2．三維掃描系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

在硬件和控制技術(shù)方面，掃描運(yùn)動(dòng)的伺服裝置要求精度高，運(yùn)行平穩(wěn)，可定位性好。用電子掃描代替機(jī)械掃描是當(dāng)前的趨勢。各類傳感器要求精度高，分辨率高，噪聲小。

三維信息獲取技術(shù)方面，三維信息獲取的原理應(yīng)綜合考慮精度，速度，易實(shí)現(xiàn)性，易使用性，成本，使用背景等。原理確定后，還要注意實(shí)施方案，采用巧妙的技術(shù)策略，提升產(chǎn)品的性能。還要研究計(jì)算模型和誤差模型，了解誤差的原因，誤差的傳遞，誤差的校正和消除。往往還要包括數(shù)據(jù)的預(yù)處理和后處理技術(shù)。

色彩信息獲取方面，物體的色彩由三個(gè)因素確定: 照明類型，物體表面的反射特性，眼睛按三條不同的光譜靈敏度曲線感知光線的能力。彩色是一種心理感覺。它與光源輻射能量的分布及觀看者的視覺感受有關(guān)。目前的三維掃描儀一般得到的不是物體表面的材質(zhì)和對入射光的反射特性，而是在某種照明條件下所呈現(xiàn)的色彩。

三維構(gòu)型，顯示及修改技術(shù)方面，掃描儀獲取的是物體表面離散采樣點(diǎn)的坐標(biāo)和色彩。這些采樣點(diǎn)的集合稱為"點(diǎn)云"（point cloud）。必須用點(diǎn)，多邊形，曲線，曲面等形式描述立體模型，即將"點(diǎn)云"構(gòu)成"形"。同樣的點(diǎn)集進(jìn)行不同的連接，可能得到不同的三維模型。復(fù)雜表面的散亂點(diǎn)的構(gòu)形是很困難的。還要將得到的三維模型顯示出來，并對缺陷進(jìn)行人工修改。還必須支持多種數(shù)據(jù)格式，將結(jié)果按指定的格式輸出[12]。

定標(biāo)技術(shù)方面，確定有關(guān)的裝置參數(shù)就是定標(biāo)。它與計(jì)算模型和誤差模型有關(guān)。定標(biāo)精度和可靠程度直接影響測量精度。定標(biāo)還可以校正裝置的誤差。對彩色掃描，還有色彩定標(biāo)問題。

3.3 城市建模

本設(shè)計(jì)采用了人工幾何建模方法建立城市模型的。這部分包括兩部分，即總體建模和局部建模。

3.3.1 總體建模

總體建模初步構(gòu)造了將要建立的城市模型的大體布局，包括主要的街道，建筑等，還有整體的天空地面的色彩。局部建模是在整體建模的基礎(chǔ)之上對局部布景的詳細(xì)設(shè)計(jì),是個(gè)逐步細(xì)化的過程。

整體建模如下：用background設(shè)置天空和地面的色彩。background節(jié)點(diǎn)用于生成vrml的背景空間，背景采用了立方體空間的表現(xiàn)形式，在其外放置了一個(gè)地面球體，在地面球體之外是天空球體。立方體和球體在概念上都是無限大的，并包圍著vrml世界，觀察者可以看到立方體和球體的任意部分但永遠(yuǎn)不能接近它們。用viewpoint節(jié)點(diǎn)定義了瀏覽者在虛擬環(huán)境中的游行方式。viewpoint視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)定義了處于局部坐標(biāo)系中的一個(gè)指定位置，用戶可以從該點(diǎn)來觀察場景。在每一個(gè)新的觀察點(diǎn)，瀏覽器獲得的圖象就像是使用一部虛擬的取景器在屏幕上播放一樣。替身在虛擬空間中的移動(dòng)，就使得取景器不斷的調(diào)整起位置和朝向。在這里本人定義了aa視點(diǎn)，采用了飛行的非跳躍的漫游方式。為了是瀏覽者的感覺和現(xiàn)實(shí)世界一樣，本人又在瀏覽者的頭部安置了頭燈，否則，展現(xiàn)在我們面前的將是一個(gè)個(gè)黑漆漆的模型。同時(shí)用worldinfo定義了境界信息，在運(yùn)行界面的標(biāo)題欄可以看見該設(shè)計(jì)的名稱，作者等等。worldinfo節(jié)點(diǎn)用來聲明一個(gè)空間的標(biāo)題以及想提供的其他注解，它對vrml場景的創(chuàng)建并不產(chǎn)生影響。

運(yùn)行效果如圖3-1。

圖3-1 背景圖

上圖只是一個(gè)非常非常粗略的框架，在此之上，用transform節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建了幾棟樓房，有高有矮，和城市的比較接近，還有南北東西走向的街道。transform節(jié)點(diǎn)是一個(gè)組節(jié)點(diǎn)。transform節(jié)點(diǎn)包含一個(gè)子節(jié)點(diǎn)列表，這些子節(jié)點(diǎn)可以是shape節(jié)點(diǎn)、group節(jié)點(diǎn)或transform節(jié)點(diǎn)。在transform節(jié)點(diǎn)中的所有子節(jié)點(diǎn)將在transform節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)系原點(diǎn)處建立。該節(jié)點(diǎn)包括位置的確定、造型節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸和方向、造型節(jié)點(diǎn)大小的縮放比例及縮放旋轉(zhuǎn)軸，以及形體造型的構(gòu)造等，它的功能比較強(qiáng)大，使用相對簡單。transform節(jié)點(diǎn)在放置場景中的對象并確定其方向時(shí)具有很大的靈活性。transform節(jié)點(diǎn)也是一個(gè)形成vrml場景層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)。這里的樓房和街道就是用簡單的形體造型節(jié)點(diǎn)box構(gòu)成的，只是在大小，位置，方向上做了相應(yīng)的改變。為了是樓房看起來更逼真，又在上面嵌入了樓房的圖片。

城市規(guī)劃一直是對全新的可視化技術(shù)需求最為迫切的領(lǐng)域之一。從總體規(guī)劃到城市設(shè)計(jì)，在規(guī)劃的各個(gè)階段，通過對現(xiàn)狀和未來的描繪，為改善人居生活環(huán)境，以及形成各具特色的城市風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的支持。這里也采用了城市規(guī)劃的思想，哪里放置街道、哪里放置樓房等都需要縝密的考慮，要求布局合理，位置適當(dāng)。

圖3-2是設(shè)置后的運(yùn)行效果。

圖3-2 簡單的樓房

很顯然，城市里只有樓房和街道是不夠的，一定要有樹，那是反映一個(gè)稱呼司綠化程度和建設(shè)特色的標(biāo)志，而樹則不是簡單的立方體，但為了構(gòu)造的簡便，本人用圓柱體和球體來構(gòu)造樹，只要將球體在豎直方向上拉伸，在水平方向上壓縮，然后將這個(gè)改造過的形體放在圓柱體上就形成了一棵樹。當(dāng)把樹嵌入到城市模型中，景致就完全不一樣了。這就是城市的整體構(gòu)造。

在這里所用到的立方體box、球體sphere、圓柱體cylinder都是簡單形體造型節(jié)點(diǎn)，但是運(yùn)用它們可以構(gòu)造更復(fù)雜的對象，需要初學(xué)者靈活的掌握和運(yùn)用它們。除了上面提到的簡單造型節(jié)點(diǎn)之外還有圓錐體cone。

圖3-3是一棵樹的造型。其實(shí)，它不僅僅是一棵樹，更是一個(gè)希望，象征著人類對環(huán)境美好的憧憬和欣欣向榮景象的期待。

圖3-3 樹

圖3-4 綠化的城市

圖3-3-4是在嵌入了帶有綠意的小樹的城市的整體構(gòu)造。雖然有點(diǎn)空曠，但是，地廣人稀正是我們?nèi)祟愃蛲摹，F(xiàn)在世界人口的膨脹，土地資源的緊缺，已經(jīng)上升到令人矚目的日程。開拓一片沃土，合理利用土地資源是每一個(gè)建設(shè)者的最終目的和任務(wù)。而且我們也應(yīng)該珍惜每一片土地。

3.3.2 局部建模

局部建模也稱為細(xì)致建模，具體步驟如下。

一個(gè)城市只有樓房、街道和樹是不夠的，因此需要我們對粗略的城市進(jìn)行細(xì)化。首先，先建立一個(gè)花壇，花壇也是有簡單的造型構(gòu)成的，包括立方體和球體，相互嵌套而成?；▔念伾O(shè)置為淺綠色，錯(cuò)落有致。有樹有花壇，當(dāng)然也得有草了，所以，還要做一個(gè)草坪。為了不和花壇相沖突，草坪的顏色設(shè)置為深綠色，是一個(gè)大的扁平的立方體。街道上沒有車也是不行的，但車的造型是比較復(fù)雜的，但是什么復(fù)雜的東西都可以簡單化，本人用兩個(gè)球體和兩個(gè)圓柱體做成了一個(gè)小汽車。兩個(gè)球體需要變形，而且上面的球體比下面的小。兩個(gè)圓柱體作為車輪子，架在大的變形球體的下面，并在上面嵌入了車的圖片，具體造型效果如圖3-5。

圖3-5 小車

草坪建好了，也要為其進(jìn)行裝飾，因此在上面放了凳子和一個(gè)供觀賞的造型，凳子是由黃色的立方體做成的，供觀賞的造型則是在淺灰色的圓錐體上架了一個(gè)球體，并在草坪的四角各放了一個(gè)半球。為了體現(xiàn)國民的保護(hù)環(huán)境意識，在草坪的邊上有放置了一個(gè)圓柱形的垃圾箱。在此基礎(chǔ)之上，為了體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)世界的動(dòng)感，草坪四角的半球及中間圓錐體上的球的顏色是自動(dòng)變化的。顏色的不斷變化是通過顏色插補(bǔ)器corlorinterpolator和時(shí)間傳感器timesensor來實(shí)現(xiàn)的。corlorinterpolator節(jié)點(diǎn)是vrml提供的附加的插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)，利用它可以構(gòu)造色彩的變化效果。corlorinterpolator節(jié)點(diǎn)在它的key和keyvalue域中使用一系列關(guān)鍵時(shí)刻值和色彩值。corlorinterpolator節(jié)點(diǎn)通過在兩個(gè)色彩值中內(nèi)插，來計(jì)算一個(gè)中間的色彩值，此值被它value_changed域輸出。timesensor節(jié)點(diǎn)可以像時(shí)鐘一樣標(biāo)記時(shí)間的流逝，還附加有定時(shí)發(fā)送相關(guān)時(shí)刻信息的功能。同時(shí)它可以是一個(gè)定時(shí)開關(guān)，開始及結(jié)束一些過程。通常與插補(bǔ)器、傳感器聯(lián)合使用。timesensor節(jié)點(diǎn)能夠作為任何組的子節(jié)點(diǎn)。

效果如圖3-6和圖3-7。從兩副圖中可以明顯看出，除了圖中的球體的顏色是不同的之外，其他的都是一樣的。

圖3-6 奇異的草地甲

圖3-7 奇異的草地乙

虛擬現(xiàn)實(shí)，也就是模擬現(xiàn)實(shí)，使得呈現(xiàn)的景象和現(xiàn)實(shí)世界的一樣逼真。在這了，本人將要設(shè)計(jì)的城市的四個(gè)游樂場所中的一個(gè)做了一點(diǎn)變化。那就是將里面的球體改成了立方體，這不是主要的，值得一提的是當(dāng)替身與游樂場的距離在一定范圍內(nèi)時(shí)，中間的立方體會(huì)自動(dòng)的旋轉(zhuǎn)一定的角度。這種變化是如何實(shí)現(xiàn)的呢？其實(shí)很簡單，這里使用了臨近傳感器proximitysensor。臨近傳感器感知觀察者進(jìn)入并在一個(gè)空間的長方體區(qū)域中移動(dòng)的時(shí)間。當(dāng)觀察者接近區(qū)域時(shí)，能使用這些傳感器啟動(dòng)一個(gè)動(dòng)畫，當(dāng)觀察者離開時(shí)停止這個(gè)動(dòng)畫。proximitysensor節(jié)點(diǎn)能夠作為任何組的子節(jié)點(diǎn)。并且它可以感知觀察者何時(shí)進(jìn)入、退出和移動(dòng)魚當(dāng)前坐標(biāo)系內(nèi)一個(gè)長方體區(qū)域?？梢詸z測到觀察點(diǎn)接近的信號，利用它可控制其他操作。

一個(gè)城市只有高樓沒有平房也是不切實(shí)際的，本人又在城郊建立了幾個(gè)平房區(qū)。每個(gè)平房也是由簡單的幾何造型節(jié)點(diǎn)box構(gòu)成的。而且，每個(gè)平房的門是可以用鼠標(biāo)拉動(dòng)一個(gè)角度的。房門轉(zhuǎn)動(dòng)是通過圓柱傳感器cylindersensor的實(shí)現(xiàn)的。cylindersensor節(jié)點(diǎn)可以感知一個(gè)觀察者的拖動(dòng)動(dòng)作，并且計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸和角度，且通過它的rotaion_changed域輸出。將鼠標(biāo)的動(dòng)作轉(zhuǎn)換成適于操作造型的輸出。cylindersensor節(jié)點(diǎn)可以是任何組節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，它可以感知觀察者在組及子節(jié)點(diǎn)的任何造型上的動(dòng)作。通過將傳感器節(jié)點(diǎn)的輸出路由到transform節(jié)點(diǎn)來引起造型物體的旋轉(zhuǎn)。平房區(qū)建完了，又在天邊添加了幾座山。山群是幾個(gè)圓錐體組成的，只是遠(yuǎn)近和大小不同，顏色也做了調(diào)整，并在上面嵌入了山的圖片。具體結(jié)果如圖3-8。

圖3-8 山與平房

一個(gè)城市沒有人是不可能的，只是多少的問題。人的造型本人是用球體和立方體組成的，胳膊，腿，身體已經(jīng)脖子是幾個(gè)立方體，頭部是一個(gè)球體，效果如圖3-9。

圖3-9 人

除了以上的各個(gè)造型外，在模型中還有一些電線桿，只是起到輔助的作用，也是為了使設(shè)計(jì)更加完美。

設(shè)計(jì)的最終結(jié)果如圖3-10。

圖3-10 美麗的城市

以上就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，是基于vrml技術(shù)的，在整個(gè)設(shè)計(jì)和建模過程中，要求設(shè)計(jì)者有很好的邏輯構(gòu)想思維方式，時(shí)刻以城市規(guī)劃為理念，要從全局考慮，掌握逐步細(xì)化的能力。在這里要求大家要熟練掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和vrml技術(shù)，理解城市規(guī)劃的要領(lǐng)，能夠靈活的運(yùn)用vrml語言，達(dá)到舉一反三的程度。

四章系統(tǒng)的編碼實(shí)現(xiàn)

本設(shè)計(jì)是以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)，應(yīng)用vrml語言實(shí)現(xiàn)的城市環(huán)境的模擬，下面是通過編碼而得到的一個(gè)城市模擬視圖圖4-1。

圖4-1 城市運(yùn)行圖

在這里的核心技術(shù)是vrml語言。在第二章已經(jīng)對vrml語言做了簡要的介紹，這里就不再贅述。

編碼實(shí)現(xiàn)的過程實(shí)際上是如何應(yīng)用vrml語言的建模過程，編碼設(shè)計(jì)的核心也是vrml語言。在這里，對編碼的實(shí)現(xiàn)過程作一下簡要的介紹。在城市的模擬過程中，許多造型都是用簡單的造型節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的，用到的簡單造型節(jié)點(diǎn)有立方體box，圓錐體cone，球體sphere和圓柱體cylinder，盡管它們比較簡單，但是它們是基礎(chǔ)造型，不可缺少。下面，本人就從程序中取出一部分來闡述整個(gè)編碼實(shí)現(xiàn)過程。

background節(jié)點(diǎn)是用來設(shè)置天空和地面的色彩的，skycolor中包含一系列三元顏色值，用來設(shè)置變化的顏色。skyangle中包含一系列角度值，用來設(shè)置顏色變化的角度。groundcolor和groundangle的功能和作用同skyground和skyangle大同小異。如：

background{

skycolor [0.0 0.2 0.7,0.0 0.5 1.0,1.0 1.0 1.0]

skyangle [1.309,1.571]

groundcolor [0.1 0.0 0.0,0.4 0.25 0.2,0.6 0.6 0.6]

groundangle [1.309,1.571]

}

directionallight節(jié)點(diǎn)是用來設(shè)置平行光的照射方向的，其中的direction指定了一個(gè)三元值來設(shè)置方向，下面的例子中所設(shè)定的方向?yàn)楣饩€沿著y軸負(fù)方向照射。相當(dāng)于光線是從頂部照射下來的。

directionallight {

direction 0 -1 0

}

navigationinfo節(jié)點(diǎn)是用來定義導(dǎo)航信息的，type域可以定義為飛行fly，行走walk等方式，speed域設(shè)置觀察著在場景中暢游的速度，單位為米每秒。headlight域指明是否瀏覽器要將觀察者的頭燈打開。頭燈是一束指向用戶正在觀看方向的有向光。avatarsize域指定一些距離參數(shù)，這些參數(shù)決定了在考慮碰撞檢測和視點(diǎn)隨地形起伏的用戶可移動(dòng)范圍。該域的第一個(gè)只是碰撞被探測出以前用戶的位置與一個(gè)碰撞幾何體間允許的距離；第二個(gè)只是視點(diǎn)與地面間應(yīng)保持的高度；第三個(gè)只是視點(diǎn)可以跨過得最高障礙物的高度。公共域avatarsize值描述了觀察者替身的大小特性。如：

navigationinfo{

type "fly"

speed 1.0

headlight false

avatarsize [0.25,3.2,3.0]

}

transform節(jié)點(diǎn)是一個(gè)組節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)包括一個(gè)子節(jié)點(diǎn)的列表。這些子節(jié)點(diǎn)可以是shape節(jié)點(diǎn)、其他group節(jié)點(diǎn)或transform節(jié)點(diǎn)。translation用來指定造型的位置，children域是指定受該節(jié)點(diǎn)的變換影響的子節(jié)點(diǎn)。這個(gè)節(jié)點(diǎn)是整個(gè)程序設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)節(jié)點(diǎn)，幾乎每一個(gè)模型的建立都用到了transform，因此，對transform的靈活運(yùn)用尤為重要。下面的例子使用transform節(jié)點(diǎn)設(shè)置地面。

transform {

translation 0 -24 0

children[

shape{

appearance appearance{

material material {diffusecolor 0.4 0.25 0.2,}

}

geometry box {size 400 48 400} } ] }

viewpoint節(jié)點(diǎn)是視點(diǎn)定義節(jié)點(diǎn)，定義了處于局部坐標(biāo)系中的一個(gè)指定位置，用戶可以從該點(diǎn)來觀察場景。position用來設(shè)置視點(diǎn)的位置，它是一個(gè)三元值，jump域決定了視點(diǎn)的類型，即跳躍型的和飛跳躍型的。orientation域是一個(gè)四元值，前三個(gè)值指定了視點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸，第四個(gè)值說明了旋轉(zhuǎn)角度的正負(fù)。description域的值指定了一個(gè)用于描述視點(diǎn)的文本串。下面是一個(gè)關(guān)于視點(diǎn)aa的例子。

def aa viewpoint {

position 25 5 70

jump false

orientation 0 1 0 0.4

description "aa"

}

在vrml編程中，group節(jié)點(diǎn)也是一個(gè)很重要的節(jié)點(diǎn)。group節(jié)點(diǎn)提供了最簡單的節(jié)點(diǎn)編組，可以包含任意數(shù)目的子節(jié)點(diǎn)，與一個(gè)沒有轉(zhuǎn)換域的transform節(jié)點(diǎn)相當(dāng)。該節(jié)點(diǎn)與transform節(jié)點(diǎn)一樣，也有一個(gè)children域。它用來收集節(jié)點(diǎn)和創(chuàng)建不需要實(shí)施變幻的層次結(jié)構(gòu)。似乎有了transform節(jié)點(diǎn)，group節(jié)點(diǎn)并沒有什么用處。但有時(shí)在對一個(gè)整體進(jìn)行操作時(shí)，以transform節(jié)點(diǎn)組織的整體相比group節(jié)點(diǎn)組織的整體并不能顯示出優(yōu)勢。如果在使用傳感器或插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)時(shí)，祖作為一個(gè)整體，可以使用def來給它定義一個(gè)名稱，并且在vrml文件中使用use重復(fù)的引用。

一個(gè)組可以具有任意數(shù)目的成員，成為子節(jié)點(diǎn)。既可以是造型以可以是其他包含造型和組的足。包含子節(jié)點(diǎn)的組節(jié)點(diǎn)被稱為父節(jié)點(diǎn)。因?yàn)榻M節(jié)點(diǎn)可以其他的組，一個(gè)組的父節(jié)點(diǎn)可能是一個(gè)更高一級組的子節(jié)點(diǎn)。高級組的父節(jié)點(diǎn)可以是一個(gè)更高級組的子節(jié)點(diǎn)。從此上溯直到最高級父節(jié)點(diǎn)，稱為根節(jié)點(diǎn)。造型可以組織在一起來創(chuàng)建更大、更復(fù)雜的造型。由于group節(jié)點(diǎn)和transform節(jié)點(diǎn)很相似，在這里就不再舉例子了。

以上介紹的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)是vrml語言的核心節(jié)點(diǎn)，整個(gè)程序的設(shè)計(jì)都是通過這些節(jié)點(diǎn)的不同設(shè)置和組合來實(shí)現(xiàn)的。除此之外，還有兩個(gè)重要的工具，這就是節(jié)點(diǎn)名定義def及引用use，這是vrml世界提供給我們的兩個(gè)避免重復(fù)勞動(dòng)的工具，節(jié)點(diǎn)命名是以關(guān)鍵字def加上所命名名稱在一起，置于節(jié)點(diǎn)類型定義之前開完成的。這兩個(gè)說明符可以放在任何允許節(jié)點(diǎn)的地方。use語句并不是復(fù)制該節(jié)點(diǎn)，而是把該節(jié)點(diǎn)再次插入它所在的場景圖。節(jié)點(diǎn)名只在本文范圍內(nèi)有效。

總之，系統(tǒng)的編碼實(shí)現(xiàn)就是利用vrml中的基本造型節(jié)點(diǎn)對已經(jīng)涉及好的模型進(jìn)行的模擬實(shí)現(xiàn)過程。在這個(gè)過程中，需要設(shè)計(jì)者能夠熟練的掌握和運(yùn)用vrml語言，懂得融會(huì)變通，才能使預(yù)想創(chuàng)建的模型得以實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，vrml中還有很多更深一層次的部分，那需要有興趣的讀者繼續(xù)學(xué)習(xí)和探索，筆者在這里就不再過多描述了。

第五章系統(tǒng)的測試與分析

5.1 系統(tǒng)的測試

隨著程序的逐步完成，系統(tǒng)的測試也開始了。系統(tǒng)的測試采用的單元測試法，即逐步測試的過程。將程序分成若干個(gè)程序模塊，單獨(dú)進(jìn)行測試，觀察結(jié)果，與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行對比。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題是逐步解決。然后，再將小的模塊漸進(jìn)式的整合成幾個(gè)較大的模塊，重復(fù)上面的工作，最終形成整體的模塊，構(gòu)成城市的整體建模。

5.2 測試中遇到的問題

在測試中遇到問題是在所難免的，本人也遇到了一些問題。

問題一：在程序的編碼過程中，無論定義的立方體的顏色是哪一種，顏色的顯示總是在頂部，其余部分為暗黑色。

問題二：在程序的編碼過程中，當(dāng)對一個(gè)簡單的形體造型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行紋理貼圖時(shí)，運(yùn)行提示，找不到貼圖文件。也就是說，紋理貼圖不成功。

問題三：在運(yùn)行界面的標(biāo)題欄添加境界信息時(shí)，為何只顯示其中的一部分，其余的沒有顯示。

問題四：程序中的許多節(jié)點(diǎn)的位置是一層一層嵌套的，因此就涉及到了如何才能進(jìn)行正確的定位，本人總是在這個(gè)方面大費(fèi)周章。希望可以找到一個(gè)好的方法來解決這個(gè)問題。

問題五：程序中的許多route與語句的使用總是和預(yù)想的存在差距。

當(dāng)然還有很多更有難度的問題，由于本人能力有限，沒有進(jìn)行深入的探究，希望有興趣的人繼續(xù)努力。

5.3 問題的解決方法

對于第一個(gè)問題，通過察看資料以及對其他程序的研究，本人認(rèn)為，應(yīng)該是光線的照射方向問題，只要將瀏覽者的頭燈打開應(yīng)該就行了，經(jīng)驗(yàn)證結(jié)論成立。

對于第二個(gè)問題，本人經(jīng)過細(xì)心研究，反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于找到了答案。由于不同的vrml瀏覽器對圖片的識別也是不同的，有些瀏覽器只是別.jpg形式的圖片文件，有些瀏覽器只是別.gif形式的圖片文件，而有些是兼容的。因此，只要正確選擇瀏覽器及其相應(yīng)的圖片格式，就可以實(shí)現(xiàn)貼圖紋理了。也許還有其他原因，由于本人能力有限，只發(fā)現(xiàn)了這些。

對于第三個(gè)問題，經(jīng)過本人的細(xì)心研究發(fā)現(xiàn)，有些vrml瀏覽器提供特殊菜單選項(xiàng)來顯示虛擬空間的標(biāo)題和注解，一些瀏覽器也把虛擬空間的標(biāo)題定位于瀏覽器窗口的標(biāo)題欄。可以在空間使用任意多的worldinfo節(jié)點(diǎn)。但只有第一個(gè)worldinfo會(huì)被瀏覽器顯示。因此，在使用worldinfo節(jié)點(diǎn)時(shí)只要針對不同的瀏覽器采用相應(yīng)的準(zhǔn)則就不會(huì)出錯(cuò)或不合心意了。

對于第四個(gè)問題，在vrml世界中，內(nèi)層節(jié)點(diǎn)的定位可以說是獨(dú)立于外層節(jié)點(diǎn)的。一旦外層節(jié)點(diǎn)定義好了，就可以只考慮內(nèi)層節(jié)點(diǎn)了。當(dāng)然，怎樣才能找到正確的位置不是一件容易的事，它需要有好的空間立體思維能力和條理清晰的層次構(gòu)想，也許需要多多練習(xí)，熟能生巧。

對于第五個(gè)問題，route的使用是一門技術(shù)，需要初學(xué)者多看一些相關(guān)的書籍和例子，掌握其中的要領(lǐng)和規(guī)律，還要多多練習(xí)。俗話說的好好記性不如爛筆頭，它需要大家多多的練習(xí)。

以上這些只是筆者個(gè)人的一點(diǎn)見解，由于知識有限，能力有限，可能看法有些淺薄，希望有興趣和愛好的讀者給與建議和指正。

結(jié)論

“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用---基于vrml技術(shù)的城市之旅”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，充分體現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在城市規(guī)劃建設(shè)中的作用，它能夠減輕設(shè)計(jì)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，節(jié)省投資。而vrml在實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃中更是起到了不可或缺的作用，它是一種編程工具，利用它可以實(shí)現(xiàn)任意模型的虛擬，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢也才得以實(shí)現(xiàn)，使得城市的設(shè)計(jì)布局合理、美觀，支出價(jià)有所值。

在該設(shè)計(jì)的過程中，本人充分體會(huì)到要想熟練地掌握運(yùn)用vrml和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，就必需扎實(shí)的學(xué)習(xí)vrml語言和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)知識。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都顯示了其特殊的作用。時(shí)代的發(fā)展也使得我們掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為一種時(shí)尚的潮流。

設(shè)計(jì)的過程就是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問題---解決問題---發(fā)現(xiàn)問題---解決問題的循環(huán)反復(fù)過程，但是它讓學(xué)習(xí)的人逐步進(jìn)步，就好像滾雪球一樣，一點(diǎn)一點(diǎn)，越滾越大。通過“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用-----基于vrml技術(shù)的城市之旅”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，本人在vrml語言的運(yùn)用以及對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展方面有了很深的了解，受益匪淺。當(dāng)然遇到很多尚未解決的問題，希望感興趣的讀者能夠繼續(xù)研究。

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第9篇：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展方向范文

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資。對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。

一、機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展

在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當(dāng)前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體。機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。

二、智能化技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1性能發(fā)展方向

(1)高速高精度高效化。

速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化。

包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大?？刹眉粜詮?qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群拉系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。

(3)工藝復(fù)合性和多軸化。

以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工。正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。

(4)實(shí)時(shí)智能化。

早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對相對簡單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展。由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。

2.2功能發(fā)展方向

(1)用戶界面圖形化。

用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前Internet、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)，也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用。人們可以通過窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。

(2)科學(xué)計(jì)算可視化。

科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語育表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

(3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化。

多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取?/p>

(4)內(nèi)裝高性能PLC。

數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圈或高級語言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能，編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)崅?cè)，用戶可在標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。

(5)多媒體技術(shù)應(yīng)用。

多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域。應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

2.3體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

(1)集成化。

采用高度集成化CPU，RISC芯片和大規(guī)?？删幊碳呻娐稦PGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度，應(yīng)用LED平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)?？蓪?shí)現(xiàn)超大尺寸顯示。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，掘高系統(tǒng)的可靠性。

(2)模塊化

硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服，PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。

(3)網(wǎng)絡(luò)化

機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作，通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行。不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。