時間：2024-02-04 16:56:54
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇虛擬仿真技術方案，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：建筑施工；虛擬仿真；應用
中圖分類號：TU7文獻標識碼： A 文章編號：
引言：建筑施工行業是傳統行業之一，在當前高新技術高速發展的背景下，其行業應接受高新技術帶來的優勢。在進行復雜大量的建筑施工時，為了保障不間斷地有節奏工作，應使各個施工環節協同運作、步調一致，而要想達到這個目的就必須事先制定準確無誤的組織計劃和施工方案。而運用以往的工具和計算技術，早已難以保障準確地、及時地處理大量繁瑣的施工技術資料。于是本文著重對虛擬仿真技術在建筑施工的運用進行了研究和探討。
一、虛擬仿真技術的概念
虛擬施工技術（VC）是對實際施工過程的模擬。它運用結構仿真和虛擬現實等技術，在計算機等相關設備的支持下，對施工過程中的物品、人員、財產、施工過程進行逼真演練，以便事先發現施工中可能出現的問題，并采取相應的預防措施，在優化與控制能力、縮短工期、增強施工過程中的決策、減少風險和降低成本等方面均有顯著作用。[1]
二、虛擬施工所需的技術支持
虛擬施工需要眾多學科領域來提供技術支持，主要包括為虛擬現實技術、優化與建模技術、計算機仿真技術以及相關的軟硬件技術。具體情況如下：
2.1虛擬現實技術。它綜合了傳感器技術、計算機圖形技術、顯示技術、計算機仿真技術等眾多學科，它為人機對話提供了更直觀和逼真的三維畫面，而且還可以在多維空間上創建一個虛擬環境，以達到身臨其境的感覺。
2.2建模與優化技術。應用此原理進行工程的設計、規劃、管理、施工時可以綜合全面地考慮在時間、經濟和技術上的最佳方案，實現利益的最大化。優化方法也是虛擬施工中的一個重要技術。建模方法實際上是虛擬施工的另一種支撐技術。虛擬施工的模型包括：設計模型、基礎模型和施工模型三大方面。其中施工模型與工藝參數聯系在一起，以反映設計模型與施工模型間的交互作用。因此，施工模型必須具有以下幾大功能：施工數據表、計算機工藝仿真、施工規劃、物理和數學模型、統計模型等。
2.3計算機仿真技術。在土木工程中仿真技術主要運用在施工技術與管理和結構計算。計算機仿真技術是虛擬施工的最重要部分。在結構工程施工方面，內力仿真分析將直接給工程施工安全提供保障。[2]
2.4軟硬件基礎。虛擬施工技術是數據庫技術、CAD技術與計算機仿真技術、計算機網絡技術、虛擬現實技術、人工智能技術等多種學科技術結合而成的。只有當軟件和硬件同時發揮作用才能使仿真技術得到充分利用。
三、虛擬仿真技術在建筑施工中的應用與現實意義
在建筑施工中虛擬仿真技術的作用不言而喻：首先，它有助于相關管理制度的完善和建筑市場的管理。在招投標時，虛擬仿真技術可以直觀地對投標各方的方法、成效和施工工藝進行比較，從而達到公開、透明、公正、公平的目的。這樣就大幅度減少了不正當行為的出現，對規范建筑市場管理有不可估量的作用。同時，它還能幫助判斷建筑設計的合理性，以便對不合理處進行及時修改，優化設計方案，這對一些重大工程極其重要。因為設計方案畢竟都有一定的局限性，它主要由設計者的知識水平和施工經驗來決定，因此對于同一個施工項目不同的設計師有著不同的方案，這時就需要用到虛擬仿真技術來科學地、直觀展現不同施工方法措施和施工組織的具體效果，以便定量地對各種方案進行對比，真正實現施工方案的優化。運用虛擬施工技術能對整個施工過程進行事先模擬，使技術人員能在施工前最大可能地了解到各個構件在實際工程中的相互關系和相對位置，對施工方案進行相應調整，計算其相應工況應力，對多種施工方法進行實驗分析。這樣對于下面幾個方面將會產生重大的作用：（1）建筑工程施工方案的選擇和優化，我們知道，現在的建筑物因為設計師的不同，所以，基本上每一個建筑都有它自身的風格，這就導致了我們不可能復制建筑工程的施工過程。但是，如果采用施工虛擬仿真技術，我們就可以解決因為在施工經驗的基礎上建立的對于施工組織的選擇和優化以及施工的方法所產生的局限性的問題。同時還可以直接的看到每一種施工組織措施和施工方法相結合時產生的不同的效果。這樣就可以讓我們更直觀的從不同的施工方案中選擇出最適合的施工方法，從而更好的完成施工。（2）施工技術的革新和新技術的引入，對于施工技術人員來說，施工虛擬仿真技術不僅能讓他們更好的發揮出他們的創造性而且還能在成本很低的情況下完成施工新工藝的試驗。這樣，我們不僅降低了其試驗的風險，還能大大的縮短引入和推廣的時間。（3）施工管理，施工管理過程中不可避免的會出現質量、安全等方面的隱患，而施工虛擬仿真技術在模擬施工的過程中就可以讓我們很清楚的看到這些安全隱患，從而在施工過程中能有效的避免或者盡早提出解決方法。（4）安全、生產培訓施工虛擬仿真技術具有實效性、全面性的技術優勢，對操作人員了解操作流程起到了重要作用，保證了施工任務的安全性，同時有效提高施工質量。（5）考察建筑設計的合理性.則也需運用大型工程設計施工虛擬仿真技術，該項技術不僅方便了對需優化部位的修改，更對業主、施工單位、設計單位三方的溝通與設計交底提供了便捷準確的方法。 [3]
四、虛擬仿真技術在建筑施工中存在主要問題：
計算機硬件和仿真軟件本身的發展是仿真技術能否在建筑工程施工領域得以推廣和應用所遇到的主要瓶頸。目前應用虛擬仿真施工系統所面臨的難題有：（1）由于虛擬仿真系統具有需要在較高的專用工作站或實驗室上進行的特點，導致了開發和應用要求的硬件平臺較高，從而導致了企業在自行開發系統的過程中必須投入大量的資金和人力在專用虛擬實驗室的建造以及國外進口設備和軟件的購買上，這勢必影響著企業的資金和人力資源。另外，系統的演示受設備的限制，移動的不方便性都在企業的考慮范圍內。（2）單項工程的開發需要一個方便的開發平臺，這個平臺的提供需要一套面向建筑工程施工的專用集成型軟件系統。由于虛擬仿真系統在工程施工中幾乎沒有集成型軟件，導致了在單項工程進行開發時，需要從國外進口相關軟件平臺作為支撐，再加上工程施工中影響因素較多，以上的種種因素成為了開發一個項目所需成本較高的客觀因素。（3）目前，雖然我國一些大型建筑企業集團已成為開發和應用施工定額軟件、施工管理軟件的主力。他們通過建立自己的設計研究院，為施工企業的技術人才培養創造了條件，而且部分的工程技術人員已具有一定的軟件研發能力和應用水平。但是，無論是施工企業要引進專業軟件人才，還是培養自己的開發骨干，都會給施工企業的開支造成巨大的壓力。[4]
五、總結：隨著虛擬施工技術的進一步發展，虛擬技術在土木工程中的應用將更加深入、普遍，它能大大提高工程管理和施工的效率，保證進度的進展，節約成本，提高安全性，減少工程風險等。在虛擬現實系統的施工組織與管理下，通過建立虛擬模型和虛擬施工過程來實現工程事先模擬，這必定會成為傳統的施工管理的新篇章。
參考文獻
[1]杜曉剛.虛擬仿真技術在建筑施工中的應用分析[J] - 中華民居 - 2011(6)
[2]黃明.虛擬現實技術在建筑施工中的應用 [J] -硅谷2010(8)
【關鍵詞】城市仿真；應用系統；城市規劃
一、引言
Bill Gates認為：“在當今世界，一座城市如果不跟蹤最新觀念，將技術運用到極限，明天它就可能成為一座鬼城。” 近年來，伴隨著計算機及網絡技術的飛速發展，數字化潮流已是全球經濟發展的必然趨勢，建立在城市信息化平臺上的虛擬銀行、虛擬商務、虛擬政府、虛擬學校、虛擬影劇院、虛擬旅游、虛擬醫院等已紛紛出現。由于城市的各個子系統都可以在計算機中直觀地發映出來，從而可以很方便地對城市的物流、人流、信息流進行集中而有效的控制和管理。所以，如何利用先進的計算機技術實現現代城市本身的數字化，是城市管理者、規劃部門、企業、城市居民所共同關心的問題，而城市仿真技術作為數字城市的支撐技術之一，也成為當前的研究熱點。
二、城市仿真技術簡介
2.1什么是城市仿真
城市仿真(Urban Simulation)對大多數人來說，還是一個比較陌生的概念。簡單來說，“城市仿真”就是將“虛擬現實”技術應用在城市規劃、建筑設計等領域。近幾年，城市仿真在國內外已經得到了越來越多的應用，其前所未有的人機交互性、真實建筑空間感、大面積三維地形仿真等特性，都是傳統方式所無法比擬的。
2.2與傳統方法的比較
傳統的規劃、建筑設計表現方法基本包括以下4種：人工手繪、建筑微縮模型、建筑效果圖和三維動畫。其中，人工手繪（或非真實渲染-NPR）只是偶爾作為點綴用在早期的概念設計中。建筑效果圖、三維動畫、建筑微縮模型是目前廣泛采用的三種方式。由于其市場的成熟，單做其中某一個或幾個方面即可支撐一個中型公司(100人以下)的發展。
這三種方法雖然流行，但它們各自的不足還是很明顯的。制作建筑微縮模型需要經過大比例尺縮小，因此只能獲得建筑的鳥瞰形象，無法以正常人的視角來感受建筑空間，無法獲得在未來建筑中人的真正感受；常用的效果圖表現也只能提供靜態局部的視覺體驗；三維動畫雖然有較強的動態三維表現力，但不具備實時的交互性，人是被動的，而且對方案的修改以及觀察路線的變化需要重新計算，幾天甚至幾周后才能看到結果。
而在城市仿真應用中，人們能夠在一個虛擬的三維環境中，用動態交互的方式對未來的建筑或城區進行身臨其境的全方位的審視：可以從任意角度、距離和精細程度觀察場景；可以選擇并自由切換多種運動模式，如：行走、駕駛、飛翔等，并可以自由控制瀏覽的路線。而且，在漫游過程中，還可以實現多種設計方案、多種環境效果的實時切換比較。這是傳統的建筑效果圖和預渲染回放的三維動畫所無法達到的。
2.3城市仿真技術的重點
1、在一定軟硬件的基礎之上，創建盡可能真實的場景
在城市仿真中，場景的真實感是最為關鍵的一個因素。而如前面已提到過的，由于實時三維渲染的要求及硬件顯示能力的限制，場景的復雜程度不能太高。同時，由于實時仿真技術的限制，一些比較費時的渲染選項，如動態陰影、Bump map等實現起來還有一定困難。這些都會直接影響場景的真實感。
在硬件渲染能力的限制下，為創建盡可能真實的場景，一方面需要發掘各種軟件的功能，進行優化組合；另一方面，要發展更為高級的算法，如程序幾何（Procedural Geometry）和分形算法（Fractal Mathematics）。
但“發展算法”不是一件簡單的事，非個人所能為，只能是由某家公司開發出相應的軟件，我們再來應用。所以，從一般的制作者而言，要創建真實場景還是在于充分利用各種已存在的軟件工具。從實際的開發經驗來看，主要有以下幾種軟件：
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實時三維模型創建軟件：Multigen Creator；
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紋理處理軟件：Photoshop
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實時場景管理/驅動軟件：Vega
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輔助軟件：
建模方面可以用3DsMax/Maya輔助，Maya有免費的flt文件(Multigen Creator格式文件)輸入/輸出插件，3DsMax則要通過Okino Polytrans軟件來進行格式轉換；
在三維紋理貼圖方面，可用DeepPaint 3D和Deep UV輔助；
在燈光效果貼圖方面，可用Lightscape；
AutoCAD用于接收用戶原始DWG文件，預覽并輸出DXF。
在項目之初，就要詳細規劃、分配任務，根據任務思考如何充分利用上述各種軟件達到最終效果。除了從這幾個方面著手以外，我們所能期待的就只能是計算機硬件顯卡能力的迅速提高了。
2、在三維漫游的基礎之上，開拓新功能
不滿足于僅僅簡單的三維場景漫游，在此基礎之上進行人機互動效果的開發，并和用戶應用緊密結合，如在Vega/VC下開發數據庫點擊查詢、三維/二維結合、多媒體結合、3D GIS(地理信息系統)等。 三、城市仿真應用系統與城市規劃
由于城市規劃的關聯性和前瞻性要求較高，城市規劃一直是對全新的可視化技術需求最為迫切的領域之一。從總體規劃到城市設計，在規劃的各個階段，通過對現狀和未來的描繪（身臨其境的城市感受、實時景觀分析、建筑高度控制、多方案城市空間比較等），為改善人居生活環境，以及形成各具特色的城市風格提供了強有力的支持。規劃決策者、規劃設計者、城市建設管理者以及公眾，在城市規劃中扮演不同的角色，有效的合作是保證城市規劃最終成功的前提。城市仿真技術為這種合作提供了理想的橋梁，運用城市仿真技術建立的城市仿真應用系統能夠使政府規劃部門、項目開發商、工程人員及公眾在一個統一的平臺上，可從任意角度，實時互動真實地看到規劃效果，更好地掌握城市的形態和理解規劃師的設計意圖，這樣決策者的宏觀決策將成為城市規劃更有機的組成部分，公眾的參與也能真正得以實現。這是傳統手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達到的。
3.1城市仿真應用系統的應用范圍
城市仿真應用系統可被廣泛應用于規劃設計、方案評估、領導決策、規劃審批、市民公示、宣傳展示及招商等各方面。
3.2城市仿真應用系統的特點
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仿真的虛擬環境:
類似于時下流行的三維動畫，同樣是通過強大的三維建模技術建立逼真的三維場景，對規劃項目進行真實的“再現”。但是城市仿真技術建立的虛擬環境是由基于真實數據建立的數字模型組合而成，嚴格遵循工程項目設計的標準和要求，屬于科學仿真系統；而傳統動畫的三維場景則是由動畫制作人員根據資料或想象繪制而成，與真實的環境和數據有較大的差距，嚴格意義上來說屬于一種演示作品。
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多方式、運動中感受城市空間：
在城市仿真應用系統中，可以全方位，多種樣式（步行、驅車、飛行、UFO等），完全由用戶自由控制在場景中漫游。城市仿真技術與傳統的三維動畫最根本的區別就是：傳統動畫的觀察路徑都是預先設定好的，用戶只能按照事先設定的路徑瀏覽場景；而城市仿真技術可以由用戶在三維場景中任意漫游，人機交互，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，產生一種身臨其境的錯覺。這樣一來，很多不易察覺的設計缺陷能夠輕易地被發現，減少由于事先規劃不周全而造成的無可挽回的損失與遺憾，大大提高了項目的評估質量。
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實時多方案比較：
運用城市仿真應用系統，我們可以很輕松隨意的進行修改，改變建筑高度，改變建筑外立面的材質、顏色，改變綠化密度，……所看即所得，只要修改系統中的參數即可，而不需要象傳統三維動畫那樣，每做一次修改都需要對場景進行一次渲染。這樣不同的方案、不同的規劃設計意圖通過城市仿真技術實時的反映出來，用戶可以做出很全面的對比，并且城市仿真應用系統可以很快捷、方便的隨著方案的變化而作出調整，輔助用戶作出決定。從而大大加快了方案設計的速度和質量，提高了方案設計和修正的效率，也節省了大量的資金。
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三維空間信息交流：
城市仿真應用系統的沉浸感和互動性不但能夠給用戶帶來強烈、逼真的感官沖擊，獲得身臨其境的體驗，還可以通過其數據接口與GIS信息相結合，從而可以在實時的虛擬環境中隨時獲取項目的數據資料，方便大型復雜工程項目的規劃、設計、投標、報批、管理等需要。此外，城市仿真應用系統還可以與網絡信息相結合，實現對三維空間數據的遠程操作。
3.3城市仿真應用系統的功用
一套完善的城市仿真應用系統能夠很好的展示城市規劃、宣傳城市建設、提升城市形象。系統根據城市的當前狀況和對城市的未來規劃，將城市的過去、現在和將來任意時間的情況展示在規劃設計者、政府決策者、投資開發者和普通市民面前。系統首先根據城市的當前狀況和對城市的規劃資料完成城市的設計，然后該系統的交互控制軟件可以幫助使用者從不同角度遍歷城市的各個部分，幫助有關人員作出決策。
提高項目管理能力和效率
規劃部門使用城市仿真應用系統，可以使方案評估更為準確、公正和快捷。另外，如果系統中需要增加新的項目，或其中的項目遇到方案修改，可以隨時導入或更新系統的數據信息，并且可供日后存檔，極大地方便了政府規劃管理部門的管理工作，提高了效率，節省了成本。
提高公眾參與度和部門協同作業
由于城市仿真技術打破了專業人士和非專業人士之間的溝通障礙，使得各部門能夠在統一的城市仿真應用系統平臺下進行交流，能更好的理解設計方的思路和各方的意見，能更快的找到問題、達成共識和解決一些設計中存在的缺陷。
提高方案設計和修正的效率
通過城市仿真應用系統，我們可以很輕松隨意對設計方案進行修改，改變用地布局，改變建筑高度，改變綠化密度，改變外立面的顏色……所看即所得，只要修改系統中的參數就可以輕松實現，大大加快了方案設計的速度和質量。
提高展示和城市形象宣傳的效果
城市仿真應用系統的沉浸感和交互性不但能夠讓用戶獲得身臨其境的體驗，同時還能隨時獲取項目的相關數據資料。對于公眾關心的大型規劃項目，在項目方案設計過程中，城市仿真應用系統可以將現有的方案導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目中來。當項目方案最終確定后，也可以通過視頻輸出制作多媒體宣傳片，進一步提高項目的宣傳展示效果。
四、結語
1仿真技術對機械設計制造行業的作用
仿真技術指的是設計人員以計算機為載體，通過利用相關軟件建立數據模型，對各性能參數進行分析從而選擇最優的設計方案，與傳統的設計方法相比安全可靠、使用靈活，大大節約了資金，也節約了反復制造實物的時間，因其不需要制造實物而又被稱為虛擬樣機技術。現代的機械設計制造行業中，因為很多系統設計非常復雜，數據量龐大，在實驗中存在很多難題，因此需要在計算機中建立相對應的模型對其進行仿真，對其各項參數性能等進行分析。在機械設計制造的初期，設計人員只要根據不同的方案在仿真軟件中建立虛擬樣機，便可以完成對不同假設的虛擬實驗，選擇最優方案或者對方案進行改進都非常方便。在機械設計制造行業中使用仿真技術不僅可以使計算更加精確，提升研發質量，而且也在一定程度上提升了研發效率，節約了研發資金。
2仿真過程的實現
2.1模型的建立
在機械設計制作的過程中，若要使用仿真技術，首先就要設計編輯條件和約束條件，確定研究目標，進而建立一個可以滿足系統要求的仿真運行系統。系統初步建立之后，便要求設計者根據相應的學科知識對該系統進行數字化表述，也就是對系統建立數學模型。通常狀況下，數學模型由于時間不同可分為動態和靜態兩種，其中動態模型又可以分為離散、連續和混合時間三種。
2.2模型的變換
這一步驟指的是把初步建立的模型通過數學表達式的作用變換成計算機能夠識別的樣式，這一過程運用了部分合適的計算機算法及語言，是仿真的基礎，也稱之為仿真模型。若要實現模型的變換，設計者可以使用現有的仿真軟件，也可以根據系統需求自行開發。
2.3模型的實驗
模型的實驗指的是通過在計算機中運行仿真模型能夠得到相應的仿真結果。做好了模型的建立和變換這兩大步驟，也就為模型的實驗打下了基礎，只要是按照預期設計目標來展開的前幾個步驟，那么這一步驟的實現并不困難。在對仿真結果進行衡量時，要對其可靠性進行分析，通常使用的方法有以下兩種：置信通道法以及仿真過程的反向驗證法。
3仿真技術在機械設計制造中的應用
3.1在齒輪設計中的應用
在機械裝備中，齒輪可謂是最重要的零部件之一，因此，在設計中對其性能進行仿真意義重大，并且不少設計者也針對此問題做了大量研究。其中包括：使用visuallisp語言對齒輪端面的建模和仿真，從任意幾何角度對其性能進行評估；用計算機仿真技術展開對圓弧針齒行星傳動的研究；對影響正交齒輪傳動接觸點的主要參數進行研究等等。此外，計算機仿真技術在齒輪泵的齒輪設計中應用也十分廣泛。
3.2在機械結構件設計方面的應用
一個機械系統的完成需要各部分機械結構件的組合，共同發揮它們的綜合作用。因此，在對一個新產品進行設計時，各零部件的性能能否正常發揮、它們之間的配合是否得當、如何選取組合方案等問題，都離不開事先用仿真技術進行模擬優化。現在市場主流的大型三維設計軟件都對結構運動仿真功能進行了開發，根據在該軟件中設計的裝配體的性能，對演示結構的運動展開模擬，如果需要運動學仿真，只需要提前設置好主運動件，具有極大的便利性。此外，在這些大型三維設計軟件的仿真運動過程中，設計者能夠從任意角度觀察運動結果，還能幫助設計者檢查結構的運動干涉等問題，功能十分強大。
3.3在復雜機械加工研究方面的應用
作為機械設計制造行業的生產基礎，用仿真技術對機械加工尤其是復雜機械加工能夠幫助設計者研究深層次機理，在理論程度上提升了這一步驟的性能與質量。在數控加工的過程中，可以使用仿真技術編寫CNC機床的零件加工程序，然后轉換成為對應的圖形信息，通過這些信息設計者很容易對加工參數進行設置。在磨削加工中，通過磨削時間的不同展開對這一步驟的建模，以此建立的仿真模型可以對磨削的性能和質量進行預測，促使磨削步驟的最優化。
4結語
隨著經濟規模的擴大，現代工業技術得以迅速發展，各生產步驟和工藝越來越復雜，因此，必須借助自動測試和仿真等計算機技術幫助設計者對設計方案進行優化。尤其是伴隨著仿真技術在機械設計制造中的使用，實現了設計者從復雜龐大的信息中對機械部件或者加工過程的最優化控制，解決了傳統機械設計制造過程中無法實現的問題。
作者:熊勇 單位:內江職業技術學院機械工程系
參考文獻:
[1]張小亞.淺談虛擬現實技術在機械設計與制造中的應用[J].企業導報,2011(16):276-277.
【關鍵詞】虛擬仿真技術；電子技術課程；技術應用
伴隨著科學技術不斷發展從而形成的虛擬仿真技術是一種作用于實驗研究的新的科學技術，在20世紀40年底被發現。在幾十年的革新、改進、發展中慢慢走向成熟，被應用于現代生產生活的各個方面。同時教育部門發掘到虛擬仿真技術在教學中的優勢，作為一種新的教學方法用用于教學中。這一技術在教育領域的應用滿足學生對教學的需要，對學生邏輯思維和動手能力有很大的幫助，提高教學效率和質量。
1.虛擬仿真技術概念
虛擬仿真技術又被稱為虛擬現實技術和模擬技術，其技術核心就是利用一個虛擬系統去模仿一個相應的真實系統。它是一種實驗研究的新技術，而它也是一直存在于自然客觀規律中一直被使用，在計算機技術發展過程中被發現提煉出的新技術。在科學技術飛速發展的現代社會，虛擬仿真技術也在不斷地進行技術改革和發展，并不斷地成為必不可少的技術。
2.虛擬仿真技術在電子技術課程中的應用
科學技術突飛猛進的發展，使得電子課程原有的教學模式不適應社會的發展進程，學生對電子技術知識的需求量也在不斷增加。虛擬仿真技術在電子技術課程的應用給教學帶來了新的教學手段，滿足學生對電子技術知識的強烈需求，適應社會對技術人才的高要求。
2.1 虛擬仿真技術融入課堂
電子技術課程在之前的教學模式是重理論輕實踐，大部分的課堂時間放在理論知識的講授中，課堂氛圍死板顯得枯燥無味，使學生學習積極性被打消，產生排斥心理。而且理論知識沒有實踐進行補充和認證，增加學生學習難度，對電子技術停留在一知半解的階段。傳統的電子技術儀器比較笨重，每次上課搬來搬去很麻煩有浪費課堂時間，課堂效率也不高。虛擬仿真技術英語與課堂解決了電子技術課堂實驗難的窘境，教師在講解理論知識的同時利用多媒體進行實驗演示，把抽象的理論概念通過演示變得很容易理解，調動學生的學習興趣，愿意主動去思考問題以及動手實驗鞏固知識點。虛擬仿真技術融入課堂提高課堂效率和教學質量，更能提供學生學習積極性。
2.2 革新實驗教學方法
電子技術顧名思義是技術性很強的課程，技術能力是需要持續不斷的實踐進行積累。所以電子技術課程是一門對實踐要求很高的學科，理論只是對技術實踐的知識補充。兩者要充分結合向應用。傳統的教學手段就是對理論知識的死記硬背，只要能通過考試就可以，在實踐方面的經驗是少之又少。所以在電子技術的教學中要讓學生了解虛擬仿真軟件并學會在實驗中使用，學生在進行電子技術實驗中可以對理論知識進行強化，而且虛擬仿真技術在實驗中應用然學生對實驗的興趣提高，在實驗的過程中學生與學生之間可以進行跟好的交流，主動地尋找知識支撐，制定更好的實驗方案，鍛煉了學生主動尋找問題和解決問題的能力。
2.3 增多課程設計實踐環節
原有的電子技術課程的實踐課程設計都比較單一，學生的實踐結果達不到預期好的效果。所以在虛擬仿真技術進入電子技術教學中要逐漸增多實踐環節，對模擬電子技術內容進行多個單元的劃分，最初由老師帶領進行模擬電子技術的實驗，然后在接下來的額試驗中把主動權教給學生，讓學生學會獨立思考，然后對自己的實驗結論進行陳述，在陳述過程中會讓學生再次進行思考，這樣對知識的記憶更牢固。
2.4 虛擬仿真技術運用注意問題
電子技術課程教學中引用虛擬仿真技術雖然在很大程度上改善了傳統的教學弊端，對教學內容有了豐富的補充，讓學生對抽象的理論知識得到更好的理解，激發學生的創新意識和學習積極性。但是不能讓模擬仿真技術完全取代實際的技術機器進行試驗，這樣會讓學生依賴于計算機中的仿真技術應用，在實際操作儀器過程中操作能力下降，不能滿足崗位的技術需求，不僅不能達到人才培養的目的，反而會起到教育的反作用。因此，在應用虛擬仿真技術教學的過程中也要加入傳統教育中積極的方面，做到虛擬技術的優質學習也能保證實物應用 的操作能力，培養學生的綜合能力和高技術素養。
3.虛擬仿真技術應用于電子技術課程的意義
虛擬仿真技術在電子技術課程中的應用，打破了傳統應試教育弊端，讓死板的電子技術課堂教學變得更加活躍，真正實現電子技術課程教育理論聯系實際；該技術的應用對教師的教學素質也是一種考驗，虛擬仿真技術是不斷發展更新的最新技術，教師要走在技術的最前沿，這樣才能在教學中更好的教授給學生，提高自身的教學能力；培養學生的學習積極性和興趣，讓學生學會獨立思考，主動提出問題并主動尋找解決方案，在實踐中鍛煉自己的動手能力和思考能力，讓自己的綜合能力得到提高；適應社會技術人才的高標準要求，學校跟注重學生在技術方面的實踐動手能力，才能保證在激烈的競爭中保持較高的競爭率，為企業培養專業技術型人才。
4.結束語
虛擬仿真技術被廣泛應用于生產生活中，成為必不可少的技術。作為實驗研究的一門新技術，近年來被不斷應用于教學領域，幫助學校培養專業綜合性技術人才。電子技術課程是理論與實踐綜合運用的一門學科，在計算機上利用仿真軟件在課堂上進行教學，把抽象的理論知識在演示的過程中簡單化、直白化，讓學生對很難理解的知識點得到直觀的理解和學習。在實踐中使用虛擬技術軟件讓學生會更好把理論知識轉化為實踐能力，同時對理論教學中漏掉的知識點通過技術實驗進行補充，減少不必要的時間浪費。這樣的新的教學方法讓學生更積極主動的去學習，提高了對電子技術課程的學興趣，對學生的思維訓練和動手能力提高有很大的促進作用；課堂氛圍得到改善，提高教學效率和質量。適應社會對人才需求，讓學生在強大的競爭中也能憑借自身的技術能力和綜合素養脫穎而出，實現自己的價值。但是教學中運用虛擬仿真技術時也要注意他可能帶來的教學局限性，不能因為是好的技術就無限制的偏重使用，這也會導致教學質量的下降，對學生綜合能力的培養帶來弊端，所以要做到虛擬仿真技術在電子技術課程中的合理應用。
參考文獻
[1]李松湘.虛擬仿真技術在電子技術課程教學中的應用研究[D].湖南師范大學，2012.
一、工程施工實習實訓教學的現狀
工程施工實習實訓主要包括施工技術的模板工程、鋼筋工程、混凝土工程、砌體工程的操作性實訓和現場管理的單位工程施工組織設計兩大部分，它是土木工程專業培養方案中的專業關鍵必修課，是實踐性、綜合性都很強的課程，有別于其他選修類別的課程。然而，目前我國土木工程施工類課程教學普遍存在著較大的困難和問題，主要表現為如下幾方面。
1.教學內容滯后于現行規范、工程實踐。土木工程施工教材內容陳舊，技術落后，沒有與時俱進，緊跟現行法律和規范，貼近工程實踐，沒有形成較好的課內課外相結合的有層次的互動式的施工類課程教學體系。例如，2009年國家出臺了《建筑施工組織設計規范》（GB/T50502-2009），盡管是推薦性規范，但是在《土木工程施工》教材中講述的仍然是50年代施工組織設計內容。
2.在課堂教學方法和教學手段方面。由于土木工程施工課程的實踐性、綜合性和理論跨度大等特點。施工課基本是采用課堂教學方式，以教師講授為主，這樣傳統的教學模式非常陳舊，沒有調動起學生的學習積極性，教學效果一般較差。盡管有的教師運用多媒體教學手段，收集大量的圖片、動畫資料，然而，由于時間與空間的限制，學生也很難觀察到施工的全過程。
3.施工生產管理實訓方法和手段方面。土木工程專業是一個實踐性很強的工科類專業，實踐教學環節效果的好壞對畢業后學生適應社會工作及動手操作能力尤為重要。現在全國高校土木類院校的培養方案實習分為施工生產實習3周，畢業實習3周，條件好的學校有3周的實訓，以老師根據教學安排事先聯系好實習單位，在規定時間內集中組織學生到工地去參觀、見習，由現場技術人員和老師對工程概況及施工技術進行講解，然后由學生自己去尋找實習單位，這種放羊式的教學方法，使得實踐環節流于形式，效果極差。
4.在實習實訓教學環境方面。實習實訓教學資源的不足是長期困繞《土木工程施工》實踐教學質量提高的難題。時代的發展和科技的進步對實驗教學提出越來越高的要求，對學生創新思維和實踐能力的培養需要一種趨于個性化的教學，需要占用更多的實驗、實習實訓教學資源。而這種矛盾可通過仿真技術的應用得以緩解，運用計算機仿真技術軟件，可模擬環境情境，學生通過仿真實習實訓后，對實訓的整體到局部建立起直觀感性認識，學生可不受實際實訓條件和時間限制進行實驗、實習實訓方案設計。虛擬仿真技術和實際情境實驗結合的模式可合理有效配置教學資源，解決實踐課時少的問題，改善教學條件，形成多元化的教學環境[4]。
二、土木工程施工實習實訓教學內容和方法
針對以上土木工程施工教學的現狀，對土木類學生進行市場調研，采取一系列教學措施，利用仿真技術在施工實習實訓中的3D技術和教學調研取得的成果帶到課堂上，采取“理論實踐一體化”教學方法，以實踐技能教學為主線，重視理論聯系實際的教學原則，是提高學生綜合執業能力和技能的有效的教學方法。
1.加快虛擬仿真實訓教學的規范化和標準化建設。2003年我系申報了我校教學科研項目《以軟手段模擬硬設備開展多媒體輔助混凝土結構實驗教學的研究》，現已獲批。該項目研究的主要目的就是要研制一個適合土木工程專業實訓教學的實驗教學軟件，越來越注重虛擬仿真技術實訓教學的應用研究。基于虛擬仿真技術具有人機交互，寓教于樂，直觀形象，便于記憶，實現互聯網，場景逼真體驗等優點，規范化、標準化的實訓教學引入虛擬現實將大大激發學生的學習興趣，增強求知的渴望和好奇心，避免傳統教學模式課程教學機械、沉悶的現象[5]。
2.利用虛擬仿真技術進行施工安全控制。由于土木工程施工過程的復雜性和危險性，建筑企業從業人員流動性大、安全意識差等情況已經成為建筑企業保證工程質量、安全施工、安全管理的一個十分棘手的問題。土木類施工實訓實習多數高等院校都是把實習生安排到與建筑施工企業校企結合的工程項目。而工程項目現場安全隱患較多，一般建筑企業都不愿意學生在現場實訓過程中的親自動手操作，加上目前法律法規不夠完善，最害怕實習生在建筑施工現場出現安全事故。目前虛擬現實技術主要應用在課堂講解演示與試驗實踐教學環節中，而利用它進行施工過程安全控制，規范施工企業安全生產管理，提高建筑施工企業安全生產管理水平，預防和減少減少安全事故的發生，實現標準化安全管理，這也是將虛擬現實技術用于安全管理的基礎[6]。
3.注重VR系統設計和實訓師資培養。虛擬仿真技術（Virtualreality，簡稱VR）又稱靈境技術，是以沉浸性、交互性和構想性為基本特征的計算機高級人機界面。VR系統的建設和發展，師資隊伍建設是關鍵，講授土木工程施工這門實踐性極強的專業課，除了需要系統的專業理論外，還要有一定的施工實踐經驗。而培養出既熟悉工程施工專業知識，又有較好的計算機應用能力的實訓指導教師是開展虛擬仿真技術的必要條件。開展虛擬仿真實訓實驗，在實訓之前要做好充分的準備工作，進行實訓教學科學周密的策劃設計過程，更需要實訓指導教師在教學理念和教學能力上具備創新能力。利用學校青年教師工程實踐培訓機會，首先安排擬講授施工課的青年教師到施工企業信息管理中心兼職鍛煉，時間不少于一年，彌補實踐經驗的不足。與此同時，可考慮與企業合作進行虛擬仿真實訓教學軟件開發和設計，力爭構建具有工程特色的土木工程施工課程教師隊伍，即雙師型的施工課教師隊伍，以滿足施工授課的需要。
4.實習實訓前做好充分準備。施工生產實習實訓前由教研室充分論證做好實施方案，采用集中和散點方式，時間安排從大三第六學期末的倒數第三周開始，至第七學期第二周結束，其問包含一個暑假，共計十周左右時間，學生可在此期間靈活安排完成生產實習任務。在實習之前，除了實習指導教師會安排學生按照實綱的要求完成實習各項任務外，土木工程施工任課教師還會專門為學生布置部分工作，即要求每個實習實訓小組（3～5人），根據自己的實習內容制作一份多媒體課件，內容主要是在施工實習過程中，學生認為比較新的施工材料、工藝以及施工管理方法和措施。開課前提交給任課教師，并隨時準備在土木工程施工理論授課時講授。通過此種形式鍛煉了學生總結工程實踐經驗的能力，培養了學生的團隊意識，同時學生提交的多媒體課件還豐富了任課教師的教學素材和內容，及時更新的案例會更加吸引學生的注意力，有利于改善教學效果。
5.改革后的實訓實習成績評定方法。考核也是激發學生學習潛能的重要方式，考核既是學生學習的壓力也是動力，為了保證日常教學效果，激發學生參與課堂教學的積極性，對土木工程施工理論教學的考核進行了局部調整，將實習實訓成果的課堂展示作為評判課程平時成績的重要依據。為了取得較好的成績，學生在施工生產實習實訓中，非常注重對施工細節的觀察，對施工中的某些做法會有更深入的思考，使實習實訓不再流于形式，施工實習實訓的質量也有所改善[7]。因此，應用虛擬仿真技術實訓實習后的成績評定方法劃分為優良、合格、不合格三個等級。實訓實綱中要求的保證項目應全數檢查，動手操作評分值達到80分及以上者評定為優良；評分值應在80分以下，70分及以上者評定為合格；當考核匯總表得分值不足70分時，當有一分項檢查評分表為零時，評定為不合格。當實訓實習考核評定的等級為不合格時，必須限期整改達到合格。
關鍵詞：虛擬數控；加工過程；仿真技術
虛擬數控的加工可以仿真出不同的加工方法與加工過程中應用的材料，而且還可以顯示并評價出加工的具體結果，但是與此同時還存在著加工的形式較少及研究的范圍有一定的局限性。由于切削的系統是一個較復雜的加工系統，因此，在加工的過程仿真技術還具有一定的不成熟性，也就是在虛擬的數控加工過程中還存在著諸多的問題需要解決。
1.在虛擬數控的加工過程中對仿真技術的主要分類
隨著科技的進步，虛擬數控加工技術在制造業加工領域得到了廣泛的應用，而仿真過程是虛擬的制造技術最關鍵的技術和最主要的核心內容。物理的仿真技術與幾何的仿真技術是對虛擬數控的研究與探索的最主要的兩個方面。
1.1.對物理的仿真技術的解析
物理的仿真技術就是在對制造零部件進行切削加工的過程中，把引起制造零部件物理變化的因素反映到虛擬的制造系統中，在實際的加工過程中，要先預測切削因素的種類，并分析出切削過程中產生的各種參數，且各參數數據間相互耦合。所以，在建模的過程中怎樣綜合看待數據參數及影響的原因，是在切削的過程中建模的最關鍵所在。
1.2.幾何的仿真技術的解析
在幾何的仿真加工過程中，并不考慮切削力與數據參數及別的原因對切削的加工過程的具體影響，只是仿真刀具及機床還有幾何體工件的相對的運動，可以檢驗出出現的碰撞及所有干涉，能夠準確的避免費力及耗時的試切的全過程。
圖1 虛擬現實系統的構成
2.數控的加工過程中存在的具體問題
切削的加工過程是一個復雜的系統過程，在切削的加工過程中出現的機理研究及探索還沒有得到相應的解決措施，致使了在加工仿真技術的過程中依然存在一定的不成熟技術，主要是由于在數控的加工過程中，所使用的不同的加工材料及應用不同的加工手段，而且可以顯示出對評價的加工結果，這就直接導致了在虛擬的數控加工過程中出現的相應的局限性。
2.1.仿真的模型具有較差的實用性
現在存在的仿真模型都是在一定的假象下做出的理想型模型，由于在加工的過程中存在著諸多的影響因素，并且對不同的影響因素之間又存在著強耦合的關系，所以，這就要求必須建立健全科學合理的模型加工的過程，以增加實際的系統及仿真的系統之間的飽和程度，這是在仿真模型的加工過程中必須要解決的重要問題所在。
2.2.仿真的模型具有較差的通用性
現在存在的仿真模型一般都是根據具體的工況，根據工件的材料及加工的不同手段、不同的刀具種類及不同的機床種類，在一定的條件下加工完成的模型，因此，這種方式下加工過程的模型就具有較差的通用性，如果這時其中有數據參數需要進行相應的變化，加工的過程中模型就需要在一定程度上做出較大程度的修改。
2.3.模型并沒有與幾何的仿真技術進行結合
在研究與探索的具體過程中，還存在著較為孤立的研究進程，幾何的仿真技術與物理的仿真技術在具體的加工過程中并沒有充分的做好結合的工作。同時，還存在著在具體的加工過程中，并沒有應用工件的材料，而是純幾何式的加工虛擬環境，現在應用的仿真加工的形式較少，對研究及探索的范圍也就比較窄。
3.對總體結構的仿真系統進行解析
數控機床的具體加工系統是由幾部分組成，數控機床的加工過程是在代碼的帶動下對工件實施切削的加工過程，要想完成數控的加工仿真的技術過程，就必須建立健全一套數控機床的幾何模型，并在此基礎上完善數控機床往運動模型發展的進度，進而完成數控機床加工的過程中仿真技術的應用。
3.1.基本形式在裝配模型中的應用
基本形式在裝配模型中的具體體現就是層次樹的和圖，這種基本形式能夠清晰表達出裝配體具體的組成關聯，同時在一定程度上也有利于在進行裝配的序列規劃過程中的正確求解，但是卻存在著不能夠較容易的表達出各零件之間的相互配合關系，相反的，圖的結構能夠更加容易的表達出各個零件之間的相互關系，而且可以提供出裝配體的其中一個零件到另一個零件存在的關系及相關的路徑，尤其適用于運動鏈與公差的實施解析，但是卻較難表達出各層次間的相互組成關系，而且結構也較復雜，不容易進行維護，在實施操作上也較困難；幾何的模型具有與其他系統不同的裝配模型需要的要求，可以總體的分為：第一，對裝配的幾何關系進行的具體描述；第二，裝配的拓撲關系的具體描述；第三，對零件的層次性進行結構的解析；幾何的模型具有一定程度的層次性，在沒有公差配合的情況下，能夠采取層次的結構手段。
3.2.完善仿真模型技術的應用
在系統的應用過程中，裝配體的表達方式是一棵樹的形式，樹的相關根節點所表示的就是用戶所需要的相應的裝配體，零件在樹樁的結構中使用的是較低層中的葉結點來進行表達，其中非葉結點的具置不會發生變化，也只有處在一個層次的裝置單元會產生約束位置的變化，處在不同層次的裝置單元會產生相應的從屬關系的變化，這種仿真的模型在一定程度上具有操作簡單、方便維護及存儲較小的具體特征。
結語：
現代虛擬的仿真技術，在發展的過程中要逐漸的將技術應用到數控的加工過程中，對仿真技術進行不斷研究與探索，主要提升數控的加工仿真系統的相關質量，建立健全仿真技術的整體結構，逐漸實現仿真技術手段及方法的多樣性應用，以加強模型仿真技術的適應性與可靠性。
參考文獻：
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近年來，我國鐵路行業發展迅猛，截至2016年底，全國鐵路運營里程達12.4萬千米，其中高速鐵路2.2萬千米以上，占世界高速鐵路總里程的60%以上。同時，鐵路技術也快速發展，鐵路信號設備不斷地更新換代。為適應高速鐵路大面積投入實際運營的需要，鐵路企業對鐵路信號工提出了全新的要求，需要大量掌握高新技術的高技能人才。
虛擬仿真技術（Virtual Reality）是近年來出現的高新技術之一，該技術能夠產生一個與真實環境高度近似的虛擬數字化環境，用戶可以對虛擬環境中的對象進行交互操作，并能從中得到必要的反饋，從而讓用戶獲得如同在對應真實環境中一樣的體驗。隨著虛擬仿真技術在國內外的發展日趨成熟，該技術已經被廣泛運用到各個領域，并且取得了良好的效果。
二、目前教學遇到的困難
鐵道信號專業的畢業生主要從事鐵路信號設備的檢修、維護等工作，在教學中需要講授專業設備的組成結構、作用和工作原理，以及設備在實際應用過程中的檢修、故障處理等內容。鐵路信號設備種類多、體積大、原理復雜，所以有的授課內容難以理解。一般采用文字加圖片的方式進行課堂講授，學生的學習興趣不高，缺乏主動性，教學效果一般。鐵道信號專業的實訓設備種類多、造價高，在現有的條件下將現場實際設備完整地搬進學校是不可能的。校內實訓基地場地有限，有的信號設備體積龐大，普通的實訓場地無法容納。因此，鐵道信號專業的校內實訓設備一般來自鐵路現場退役或報廢的設備。這些設備數量有限、技術落后，導致學校實訓內容難以系統化，學生無法整體認知鐵路信號系統。鐵道信號專業的校外實踐一般要到鐵路電務段、鐵路車站等單位進行，這些單位是鐵路運輸的關鍵部門，出于安全生產和交通正常運行的考慮，通常能為職業院校提供的實踐教學機會較少。
三、 虛擬仿真的特點
目前，越來越多的高校認識到單純依靠實訓設備無法解決日益增長的實訓需求，虛擬仿真技術在實訓教學中的優勢越來越明顯，在實訓教學中虛擬仿真技術具有以下特點：①基于虛擬仿真技術構建的實訓環境方便、易用，而且占用的教學場地很少，可構建在校園內無法建設的實訓室，大大地降低了實訓教學的成本；②虛擬仿真系統可實現情境式教學、互動式教學等多種教學方式，能夠激發學生的興趣，讓學生主動學習，教學效果顯著；③虛擬仿真系統能夠根據現場發展動態隨時更新，最大限度地降低了購置鐵路信號實訓設備、設施的投入資金。同時，教學內容也可以不斷更新，使實踐訓練能夠及時跟上現場技術的發展，讓學生學習的內容與鐵路現場結合更為緊密；④虛擬仿真系統可以使學生沉浸在“真實的”虛擬環境中，與虛擬環境進行各種交互，讓學生針對某個知識點反復練習，從而可以深化概念，鞏固基礎知識，強化實踐技能。
四、 虛擬仿真系統設計
針對專業教學內容，本課題提出了鐵路信號計算機聯鎖虛擬仿真系統的設計方案。運用Unity3D技術，有效整合DS6-K5B計算機聯鎖系統的結構和工作原理，運用二維、三維結合的形式和較強的虛擬仿真技術進行互動仿真表達。該虛擬仿真系統為鐵道通信信號相關專業學生提供了直觀、逼真的鐵路信號現場工作場景和完整的虛擬操作過程，按照鐵路信號專業人才培養方案的要求，將學生所學專業知識與實際操作相結合，運用學習的專業基礎知識指導實踐。該系統為專業教學提供了較好的虛擬互動平臺，增強了學生的學習興趣，提高了學生的實際動手能力，降低了R到萄С殺盡P檳夥掄嫦低車淖芴騫δ莧縞賢妓示。
計算機聯鎖虛擬仿真系統主要包括設備認知、虛擬操作、故障檢修以及人機交互四個功能。設備認知部分主要包括DS6-K5B型計算機聯鎖系統的相關基礎知識，屬于學習者應知應會的內容，主要包括控制臺、控顯機、監測機、聯鎖機、電子終端、繼電器接口電路和電源等設備的認知。通過控制鼠標鍵盤，可從不同角度觀看設備模型，展示其組成部件之間的連接關系，并介紹其相應的作用和工作原理，能夠讓學習者對設備有整體的認知與了解。虛擬操作部分主要包括對主要計算機聯鎖系統的拆解、組裝以及特性測試等操作，通過對鼠標鍵盤的控制，按照設備拆裝維護的步驟對設備及其部件進行操作，既能讓學習者掌握并深入理解設備的原理及組成，還能提高其實際動手操作能力。故障檢修部分主要包括計算機聯鎖系統的日常檢修、聯鎖試驗和故障處理等內容，學習者可以根據已掌握的聯鎖知識，在虛擬仿真系統中進行聯鎖試驗，進一步鞏固聯鎖的概念。并且，虛擬仿真系統模擬現場一些常見故障，學習者可以完全按照現場的作業流程進行故障處理練習。同時，學習者還有機會在仿真的工作場景中，完成計算機聯鎖系統的日常檢修工作。虛擬培訓系統必須有完善的人機交互功能，通過設置鼠標、鍵盤的交互控制功能，實現系統場景的場景切換功能和漫游巡視功能，學習者可以在學習過程中身臨其境地觀察設備的工作狀態及虛擬動作。
五、 結束語
在虛擬仿真技術基礎上設計的計算機聯鎖虛擬仿真系統能夠系統、完整、真實地模擬現場實際設備，大大降低了教學成本，改善了教學效果。在未來的專業教學中，根據現實條件將虛擬教學與傳統教學有機地融合在一起，可使虛擬教學不斷克服專業教學中的難題，最大限度地利用教學資源，達到與傳統教學的良好兼容。
參考文獻：
關鍵詞 電子仿真技術；電工維修
中圖分類號 TM 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2011)122-0171-01
隨著電子電工技術以及計算機軟件技術的迅猛發展，電子仿真技術不斷滲透到電子電工技術的各個領域。電工維修作為電子電工技術中重要的一部分，十分需要電子仿真技術應用推廣到該領域。我們可以利用電子仿真軟件進行電路的相關設計，有效地鍛煉電工的電子設計能力和開發能力。也就是通過實際的設計電路，電工維修工作者才會更加熟悉電路，更有利于進行維護工作。另外，作為電子仿真技術的特色之處就是其能夠充分調動使用者的主動性，讓使用者自己動手去搭建，能夠提高使用者實際動手能力。它能夠多方面地調動使用者的積極性，激發使用者學習興趣和欲望，提高使用者掌握的效率。例如在電子仿真軟件焊接操作的五個步驟，就是提供給你視頻教學和實用的場景，教你一步一步去實現焊接的過程。下面我們重點討論如下兩個電子仿真技術在電工維修中的應用。
1 電子仿真軟件ELECTRONICS WORKBENCH在電工維修中的應用
在電工維修中，利用ELECTRONICS WORKBENCH軟件作為電路設計，能夠有效地鍛煉了電工維修工作者的電子設計能力和開發能力，不僅使使用者的能力得到提升，另一方面還節約了成本代價。在實際使用電子仿真軟件進行電路設計時，首先是搭建電路，尋找電路中的各個元件，然后將各個元件進行連接，設定相應的參數，最后運用示波器觀察各個點的輸出波形的結果。如果不采用這種電子仿真軟件，則對于接觸示波器比較少的使用者在使用真實的示波器時，可能由于陌生或緊張造成示波器的損壞，這樣就會大大增加電工維修工作者的成本，浪費了大量時間。而使用電子仿真軟件中的示波器，就不會出現這種問題，可以很清晰地得到波形結果。由于電子仿真軟件中的示波器外觀和真實示波器類似，因此，熟悉了電子仿真軟件中的示波器，上手真實的示波器是很容易的。這樣就會避免對實際設備的損壞，即節省時間，又節省了成本，更有利于電工維修工作者的自我成長和創新精神的培養。
在實際的電路設計過程中，電路維修工作者主要面臨的問題是電源故障，主要包括：直流電和交流電錯位、直流電源的正負極反接等；對于由于元器件短路帶來的故障，例如在實際的操作過程中，電工維修工作者很不小心可能會把三極管的兩個管腳短路，導致三極管燒壞的現象。這些問題可以利用電子仿真軟件先事先操作一遍，在進一步提高正確率的情況下，再進行實際操作，進一步減少設備損壞，有效節約設備
成本。
2 電子仿真軟件網絡虛擬實驗室在電工維修中的應用
作為當前的一項熱門技術，虛擬技術擁有廣闊的應用前景，現在已經在軍事與航空技術、機器人領域、通信行業、醫療等相關領域應用廣泛。當然，虛擬技術在電工維修領域也有應用的地方，即虛擬實驗室。所謂虛擬實驗室，就是可以借助一些新興技術，例如：多媒體技術、電子仿真技術以及現實虛擬技術等，來實現電工維修工作者實際的軟硬件的工作環境。這樣對于一些高危環境的工作，具有很大的意義。因為這種虛擬的環境和實際的環境相近，這樣就可以提前熟悉工作內容和預知環境所產生的狀況等。目前，國外的網絡虛擬技術應用已漸漸成熟，成立許多網絡虛擬實驗室，而國內在網絡虛擬技術的研究正處于起步發展的階段，需要進一步研究分析。從國內外地對網絡虛擬實驗室的相關研究來看，我們可以把它主要分成如下兩類。
1）軟件仿真形式的網絡虛擬實驗室。這種實驗室是完全依托于軟件的，以仿真軟件為基礎，為電工維修工作者提供虛擬的工作環境，讓其通過網絡的途徑進入實驗室進行學習和共享資源，在其中可以利用上述講的電子仿真軟件ELECTRONICS WORKBENCH進行電子電路設
計等。
2）直接操作遠程試驗的網絡虛擬實驗室。這種實驗室并不是完全依托于軟件的，它控制的對象是實實在在的實驗設備。也就說電工維修工作者可以利用該電子仿真軟件接收來自客戶端的故障問題和參數設置，然后利用相關的電子仿真軟件進行仿真分析，最后將分析得到的故障解決方案和新的參數設置通過實驗室傳送給客戶端，甚至電工維修工作者可以對實際的實驗設備的參數進行一邊調整，一邊看真實的運行過程以及輸出結果。這種仿真技術，利用了有限的資源，提高了電工維修工作者的工作效率，是目前虛擬網絡實驗室研究的一個重要方向。
3 總結
由于電子仿真軟件具有強大的電路設計、電路繪圖、設備虛擬、對故障設備分析處理等功能，其可操作性強，作為電工維修的訓練和學習的有效手段，其在電工維修領域起到越來越重要的作用。電子仿真技術不但能夠提高電工維修工作者的業務知識水平，更能開闊電工維修工作者的視野和工作的積極性，促進電工維修行業的發展和進步。
參考文獻
關鍵詞：機械設計；仿真技術；應用
仿真技術的應用，主要就是對計算機技術下加以實現的，通過多種學科理論作為基礎，在計算機的軟件工具支持下，發揮著重要作用。在早期的計算機仿真技術的應用，是隨機數通過實驗求解隨機問題方法的應用，在近些年的科學技術迅速發展下，和工業領域的發展有著緊密的結合，這樣就對工業發展起到了很大促進作用。通過從理論上對仿真技術的應用研究，就能為實際機械設計制造發展提供理論支持。
1機械設計制造中仿真技術的應用重要性和應用流程
1.1機械設計制造中仿真技術的應用重要性分析
機械設計制造產業在我國的經濟發展中起著重要促進作用，從上世紀七十年代以來，在全球化的競爭發展方面愈來愈激烈，產品消費結構也在向著個性化以及多元化的方向發展。仿真技術的出現，對機械設計制造產業就有著很大推動，而在收到經濟水平的因素影響，在實際操作系統的應用上費用相對比較高。仿真技術的應用，在設計人員將計算機技術作為載體下，通過運用相應的軟件以及構建數據模型等，這樣就能對參數詳細準確的分析，在機械設計制造當中應用，就能有效提高設計的效率[1]。機械設計制造中仿真技術的應用，只需要設計人員結合不用方案在仿真軟件當中進行構建虛擬機，從而就能有效完成不同假設性虛擬實驗，對最優化的方案進行選擇。仿真技術的應用對計算的精度可有效保證，對研發的質量也能有效提高，節約了大量的研發資金，這對機械設計制造行業的可持續發展就有著積極促進作用。
1.2機械設計制造中仿真技術的應用流程分析
機械設計制造領域的發展，需要從多方面加強重視，在機械設計制造過程中仿真技術的應用，主要是在電腦數學模型以及仿真模式的建立基礎上應用的。仿真技術的應用涉及到圖形學以及幾何造型學等，在對系統實質抽象數學模型的處理過程中，要按照相應的程序進行實施。首先就是對模型進行建立，仿真技術應用中先要能抽象出能達到仿真目的的可靠系統，然后加上邊界以及約束條件[2]。接著就要對相應學科知識的應用，把這一系統在數學表達的方式下進行闡述。主要的內容就是數學模型，模型的構建過程中，就要結合時間關系進行劃分。在模型的構建類型上有動靜兩種模型類型，在動態模型方面又分為連續時間以及離散時間和混合時間幾種。機械設計制造過程中的仿真技術應用流程中，在模型的變換層面就比較關鍵。這一環節主要是將抽象的數學表達進行轉換成計算機處理形式。然后通過適當的算法以及計算機語言，就能對仿真模型進行分析，這就需要對計算機研發新的系統，或者是通過仿真軟件加以應用，都能夠達到模型變換的目的[3]。接著就是模型的實驗環節。也就是把創建仿真模型輸入到計算機當中，通過仿真模型的運行就能獲得仿真結果。在進行仿真實驗中是通過先期設計實驗方案進行運行的，這樣就比較的簡單。對于仿真實驗的結果的衡量標準問題，就要先對仿真實驗的結果進行辨析，對其結果的可靠性進行檢驗可通過反正過程反向驗證法以及置信通道方法加以應用。通過這一系列的程序實施，就能有助于仿真技術的積極作用發揮。
2機械設計制造中仿真技術的應用特征及實際應用
2.1仿真技術應用的特征體現分析
第一，應用范圍大特征。仿真技術在機械設計制造當中的應用，有著鮮明的特征體現，從產品設計到制造和測試維護的整個過程中，仿真技術都能貫穿始終。在機械產品的概念設計以及詳細設計和加工制造等環節，仿真技術都能發揮積極的作用。在仿真技術的實際應用中，在范圍上得到了迅速擴大化，仿真對象和目的上從研究制造對象動力學以及運動學特性，已經向著研究制造系統設計運行方向發展，在庫存管理以及產品開發過程組織等層面都有著涉及。第二，集成化特征。機械設計制造過程中的仿真技術應用，在集成化的特征層面表現的比較突出，也就是對仿真技術的綜合性應用，從而就能有效形成可運行的產品開發以及制造環境。在仿真的類型上是多樣化的，有著面向產品以及制造工藝和生產管理等部分的仿真[4]。這些部分對仿真技術的應用都得到了綜合性體現。第三，分布性特征。仿真技術的應用在和網絡技術的結合下，對仿真的分布性特征上就比較顯著。這是通過制造分布所決定，其中就有著敏捷制造以及虛擬網絡的支持實現的。仿真技術的應用和傳感器以及圖形技術的結合應用特征也比較突出，這就對仿真技術的交互性得到了加強。
2.2機械設計制造中仿真技術應用
仿真技術在機械設計制造中多個環節都能進行應用，其中在復雜的數值計算分析中的應用作用比較突出。仿真技術應用對機械設計制造中的大量復雜化數據分析計算能力比較強，能將數據分析簡單化以及層次性的實現，這樣就大大的提高了工作效率，對低水平重復勞動的問題也能避免。機械產品的研發設計中，運用仿真技術就能在計算分析上準確快速的實現，直到滿足實際的要求標準，對機械產品材料的浪費以及耗時的問題也得到了解決。機械產品的動力學模型的分析下，對機械產品的結構強度等都能得到有效保障，對機械設備的剛度應變以及動態特性的參數分析能力也比較強。仿真技術在機械結構的設計中應用，也能優化設計的質量。機械產品是通過大量結構組裝的工藝動作。對新機械產品的研發過程中，結構的正確設定，和結構間的運動得當與否等，都和產品的實際應用效果有著直接的應用。這就需要在仿真技術的應用下，通過三維機械設計軟件的應用進行仿真設計，從而有效的檢查機械結構設計的質量。將仿真技術在機械設計制造當中的齒輪設計中加以應用，能有效提高齒輪設計的質量。機械裝備當中的齒輪是比較關鍵的零件，對其設計的精度有著高要求，實際設計過程中就要充分注重對仿真技術的應用。具體應用中對visuallisp語言的應用，就能在齒輪端面實施模型的構建以及仿真，能從多個角度實施評估[5]。仿真技術的運用下能對圓弧針齒輪星傳動研究分析，以及對影響正交齒輪齒輪傳動接觸點的參數實施研究，這樣就大大的提高了對齒輪設計的精確度。
3結束語
綜上所述，機械設計制造產業的發展過程中，隨著新技術的廣泛應用，對整體的機械設計制造產業的發展也有著促進作用。仿真技術和機械設計制造的結合，為我國的機械制造產業帶來了生機，為促進機械制造產業的可持續發展以及科學性發展打下了基礎，希望此次研究有助于實際機械設計制造產業的發展。
作者:楊磊 單位:鄭州飛機裝備有限責任公司
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關鍵詞：Vega Prime；虛擬現實；數字城市；交通仿真
中圖分類號：P231.5 文獻標識碼： A
引言
隨著我國經濟的飛速發展，人民生活水平的不斷提高，車輛急速增漲，雖然國家先后出臺了多種控制舉措，但仍然沒有減輕車輛對城市交通造成的巨大壓力。如何利用高新技術手段改善城市交通環境，提高通行能力，尋找最佳的交通控制和管理措施，是城市交通管理部門急需解決的問題。
虛擬現實（Virtual Reality）技術是近年來隨著多媒體技術的成熟開始發展的一種新興技術，它具有沉浸感強、人機互動良好等特點，這些特點決定了虛擬現實技術尤其適合于城市交通模擬研究和應用【1】。將虛擬現實技術應用在城市交通仿真中，以現實的城市道路為基本，三維虛擬城市的每個街區，用戶將真實感受周圍的各種建筑，路邊的花草、樹木，交通流運行情況。還可以通過相應的感官設備置身于虛擬城市交通之中，駕駛虛擬車輛穿行于城市交通干道，親自體驗虛擬城市交通的通行能力及各個交通路口的管理和控制情況【2】。除了提供用戶感官體驗外，城市規劃者可以直接在三維虛擬城市中進行道路規劃與設計。通過直觀了解道路周邊環境，可以更全面的考慮道路與周邊環境的協調性關系以及對交通安全的影響，從而更好的優化道路設計。
本文在前期研究成果的基礎上，利用平臺、視景仿真工具Multigen Creator/Vega Prime及其提供的應用程序接口OpenFlight API與Vega Prime API實現城市道路模型的自動生成、路網拓撲結構的自動構建，交通流模擬以及信號燈對車輛行為的管控，并通過對信號燈周期時常的優化，為路網設計選擇最佳方案。同時還實現了三維虛擬環境中的場景編輯、空間分析、空間查詢、基礎GIS等功能。以進一步探索虛擬現實技術應用于交通領域的適用性以及發展前景。
交通仿真技術的研究現狀
國外研究現狀
國外的交通仿真研究發展階段基本上經歷了20世紀50-60年代、70-80年代以及90年代初以來這三個比較明顯的發展階段。
國外交通仿真研究始于20世紀60年代，這一時期的交通仿真系統主要以優化城市道路的信號設計為應用目的，模型多采用宏觀模型，模型的靈活性和描述能力較為有限，仿真結果的表達也不夠理想，這也是由當時的計算機性能所決定的。20世紀70年代至80年代，交通仿真模型的精度迅速提高，功能更加多樣，這一階段大部分常見的交通現象如跟車行駛、變換車道、車流沖突、公交運行、行人沖突、短車道溢出等，以及常見的交通管控措施如固定信號、控制感應、控制主次、優先控制、車道關閉等均可進行模擬。20世紀90年代以來 交通仿真技術更加注重軟件的易操作性和可擴展性，用戶界面更友好，軟件的開放性更高，系統集成性能更佳，并且通過引入虛擬現實建模技術增強軟件的表現力和感染力。另一方面 交通仿真軟件的功能不斷得以完善，對公交優先、復雜交通控制、停車仿真、智能交通系統（ITS）功能實現、地理信息系統GIS技術、宏微觀交互、動態交通分配等領域都進行了深入和拓展【3】【4】。
國內研究現狀
與國外相比國內在交通仿真方面的研究起步較晚，直至20世紀90年代以后，國內交通工程界逐漸注意到交通仿真研究的重要性。同濟大學、東南大學、交通運輸部公路科學研究院等一批科研機構開始展開這方面的實質性研究并取得了一定的成果，但都為針對一些局部或特定問題的研究【3】。21世紀以來，通過對國外成果的消化吸收并加入技術創新，出現了一些面向網絡交通分析較為系統化的研究成果，如同濟大學先后開發的TJTS模型【5】和TESS
模型【6】，山東省科學院開發的用于實時交通預測的仿真模型DynaCHINA【7】。此外在較大規模的系統集成應用方面有深圳市城市交通仿真系統和北京奧運交通仿真系統等【3】。另外在集成運用GIS、多智能體（MAS）和元胞自動機（CA）等新技術開展交通仿真領域的交叉研究方面已經取得了業內專家的普遍關注，并取得一定進展。交通仿真技術經歷了從單點交叉口到網絡交通仿真，從傳統的面向常規交通管理、交通規劃與設計等領域的應用到面向智能交通系統應用的發展過程，當前交通仿真技術的主要應用背景就是智能交通領域【4】。但總的來說目前國內道路交通系統仿真產品開發尚處于集成應用進口軟件系統階段，距離形成普遍應用的商品化仿真軟件產品的水平還有一定差距【3】。
基于Vega Prime的城市交通仿真系統總體設計
本文以道路與環境之間的協調性這一設計理念為切入點，研究并開發完善了城市交通仿真系統。系統采用OpenFlight數據庫的Vega Prime軟件系統，集成開發環境，以多線程方式調用Vega Prime API，從而更好的實現視景仿真控制。
系統總體設計
系統采用軟件工程開發中的結構化和原型化相結合的方法，自頂而下進行功能解析與模塊劃分，圖1為系統功能架構圖。
圖 1系統功能架構圖
系統開發流程
用戶在虛擬城市三維場景中繪制道路中心線，輸入道路相關參數，利用OpenFlight API自動生產道路三維模型；通過SQL Server建立路網信息數據庫，自動創建路網拓撲結構；應用實時仿真軟件Vega Prime集成并驅動三維模型，實現虛擬場景的實時漫游、信息查詢、空間分析、虛擬仿真等交互控制；應用Vega Prime API對場景模型進行實時編輯，結合路網拓撲結構實現車輛按需分布，并通過對信號燈的設置實現對交通流的仿真模擬。
圖 2系統開發流程圖
功能設計
系統主要功能模塊有：
該模塊主要實現對三維虛擬場景的編輯功能。主要功能有：在三維場景中添加DEM、DOM、添加單體三維模型、添加多個三維模型、模型編輯以及自然環境設置等功能。在三維場景中科實時添加、刪除、移動模型，修改模型的屬性信息以及特征信息；可隱藏/顯示拾取的單體模型，也可通過范圍區域選擇，隱藏/顯示范圍內多個物體模型；可根據場景需要設置雨、雪等自然環境。
該模塊主要實現道路三維模型的自動生成以及路網拓撲創建等。主要功能有：根據用戶繪制的道路中心線自動生成道路三維模型、道路模型的紋理編輯、道路模型屬性信息編輯以及路網拓撲結構生成。在場景的俯視通道中，為用戶提供了場景的地形正投影的二維平面圖。用戶可以在平面圖中繪制道路中心線，通過設置道路形態屬性信息，自動生成道路幾何模型；根據道路類型的不同選擇合適的紋理及紋理映射，最終生成道路的三維模型，同時完成路網拓撲結構的創建。
3、交通流設置模塊
該模塊主要實現城市交通流的模擬仿真。道路模型生成后，路網拓撲結構被自動創建，通過路徑選擇以及車輛數量的設置，在設定車輛行駛速度后，實現城市交通流仿真。主要功能有：添加車輛模型、設置車輛模型數量、車速編輯以及交通流模擬等。通過對車輛數量以及車輛運行速度模擬城市交通仿真。
4、信號燈設置模塊
該模塊主要實現對信號燈的設置。可在指定交叉路口處添加信號燈，也可對整個路網批量添加信號燈，實現對車輛行為的管制；通過調控信號燈周期時常，尋找最佳信號燈控制方案。主要功能有：添加單個信號燈、批量添加信號燈、信號燈周期調整等。
5、空間分析模塊
該模塊主要實現空間分析功能。主要功能有：空間信息查詢定位、最優路徑查詢、屬性信息編輯、空間測量等。
6、基礎GIS模塊
該模塊主要實現基礎GIS功能。主要功能有：空間漫游、第一人稱漫游/第三人稱漫游、鷹眼、圖層控制等。
結語
本文通過對虛擬現實技術以及三維可視化技術在城市交通仿真中的應用的優勢及應用前景的分析，著重研究了虛擬現實技術在城市交通仿真系統中的應用。在三維場景中自動生成道路三維模型并創建路網拓撲結構；通過設置車輛模型的數量以及車輛運行速度，實現城市交通流的仿真；利用碰撞檢測技術實現車輛與車輛之間以及車輛與景觀物體之間的碰撞檢測，并通過交通信號燈的控制與優化，實現對路網中車輛行為能力的約束，為城市道路規劃提供依據。通過本系統的研究為虛擬現實技術在城市交通仿真的應用奠定基礎。
參考文獻
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【關鍵詞】當代科技；建筑設計方法論；特征探析
現在，科學技術實現了日新月異的發展，以計算機為主的當代科技已經廣泛應用到人們的生活和生產領域，已經成為生產進步的主要動力，科學技術在改善人們生活質量方面起到了重要的作用。與此同時，科學技術的進步也在一定程度上影響著人們思維方式的更新和轉變，使很多產業領域受到了影響，特別是那些以腦力勞動為主的產業，更是受到科學技術的洗禮。我國的建筑在設計方面還沒有建立起科學的數據庫，制約了建設設計思維的發展，因此，我們要運用科學技術，從根本上改變建筑設計中存在的問題，在最大程度上革新設計者的思想觀念，從而更好地服務于大眾。
一.運用科學的設計觀念進行當代建筑設計的方法論概要
在人類古老的歷史中，對建筑的設計已經有很多年的歷史了，對于不同的建筑方法和建筑手段，在技術手段的革新上也經歷了長時間的演變。近代的工業革命極大地推動了社會生產力的發展，從而在一定程度上推動了當代建筑的設計狂潮，與之相對應的當代建筑設計理念與設計哲學也應運而生，在建筑理念和哲學方法形成的過程中是有一定的階段性和歷史必然性的。隨著科學技術的日新月異的發展，信息技術已經運用到生活和生產的各個方面，現在，資源的短缺和環境的惡化已經制約了很多行業的發展，能夠準確地反映出建筑活動和與之相匹配的建筑設計哲學已經成為社會向前發展的必然。
建筑的設計哲學以Fuller設計的《整體的預見性的科學設計》為代表，這種建筑哲學設計能夠體現出運用最少的資源實現最大利益化的思想，以資源的優化配置來實現人與自然以及人與人的和諧發展。這種建筑設計哲學主要體現了以人為本的思想，人是設計的中心，可持續發展觀被引入到其建筑涉及哲學中去。這種建筑設計哲學在一定程度上反映出對資源的有效配置和優化，在方法論上則體現出尋求最有效的資源實現優化配置，實現建筑的可持續性。這些建筑設計哲學體現出普遍的適應性、低能耗和長使用年限的特點。
二.當代科技影響下的建筑設計方法論之特征探析
當代科技影響下的可持續性的建筑設計理念取代了傳統的設計理念，實現了柔性設計、虛擬設計和仿真功能。
（一）柔性設計建筑設計方法論之特征探析
柔性設計理念是現在建筑設計與生產活動中的主要特點，柔性指的是使建筑的設計具有靈活性和普適性特點，通過對建筑進行設計后，使建筑的設計能夠符合周圍的環境，方便人們的居住和生活。因為當代人們對建筑的要求比較高，而且需求具有多元化的特點，技術的革新速度也是非常迅速的，瞬息萬變的建筑市場對建筑的靈活性和普適性提出了更高的要求，這種要求會在很大程度上影響到建筑設計的理念，使得建筑設計由剛性設計向柔性設計的轉變。
柔性設計的建筑理念因為具有高度的靈活性，因此，建筑經過柔性設計后可以滿足不同人的要求，同時，建筑可以設計出具有高度開放性的升級端口，通過一系列技術的改造可以保障建筑系統隨時保持更新，使建筑系統延長使用年限，從而實現了對資源的有效配置。建筑是人們要長期使用的產品，為了能夠與現代科技的發展相協調，其設計理念也要遵循柔性設計。
例如在建筑的服務區和被服務區的設計中，在服務區實現對設備和交通系統的集約化設計，在被服務區則可以進行靈活性的分割，使被服務區具有較大的空間。這樣既能夠實現建筑柔性特征，保證主體具有較為寬闊的使用場地，同時也為設備的升級和交通承載力的擴大奠定了一定的基礎，這種設計理念已經被很多注重生態環境的建筑設計師廣泛地采用。
（二）虛擬構建建筑設計方法論之特征探析
長時間來建筑設計師主要是通過實物的設計圖紙和模型來進行設計方案的研究，直到可以形成較為系統和完善的設計理念，設計理念的形成主要是以具體的圖紙來實現的。在這一過程中，建筑師的設計理念基本上已經在頭腦中形成了，由于實物草圖不具有三維特征，于是二維的構造模式已經在設計師的頭腦中形成了，然后建筑設計師不得不運用比較低速的手動方法來對模型進行補充和分割，以獲得三維模型的表述方法。
傳統的手動工作不能使建筑設計師頭腦中迅速形成建筑的三維剖面圖，其精度不高，而且在速度上比較慢，影響建筑設計師的工作效率，而且設計師瞬間的靈感也會被慢速度的設計方法給磨滅，對于某些比較復雜的三維空間的設計師不同通過人腦進行直接想象的，因此，傳統的建筑設計方案受到了極大地挑戰。
隨著計算機技術的普及，人們可以運用計算機技術設計虛擬的建筑構造，科學技術的運用極大地提高了人腦對三維模型的掌控效果，交互式的頁面可以讓建筑設計師準確而靈活地對設計中產生的靈感進行快速地實踐。
CAD技術是建筑設計中構建虛擬模型的最常用的方法，其主要的優勢在于可以繪制三維的圖像，取代了二維平面圖，使設計能夠更加立體而生動地展現在建筑設計師面前，實現了電子自動化圖版的功能和效果。CAD技術不僅僅能實現將復雜的投影和漏畫的圖線進行補充，而且可以分析出復雜的構建之間的關系，能夠有效地幫助建筑設計師在頭腦中迅速呈現三維的設計方案。
（三）仿真設計功能方法論之特征探析
在建筑的設計中，仿真功能的實現可以構建建筑的計算機模型，在這一設計理念中，不僅僅能夠實現建筑空間的設計，呈現出真實的模型，同時也能夠讓建筑設計師看到建筑設計效果，仿真技術的應用是在有形實體的視覺藝術上實現的，例如對比例和尺寸等實現的實物仿真等。
在現代科技的沖擊下，建筑設計理念已經實現了多種技術相互應用的局面，現在，主要應用于建筑設計的仿真技術主要有對日照環境的仿真、太陽能輻射環境的仿真、自然采光的仿真技術等，通過采取人工照明的模擬和熱環境的模擬來實現基本建筑綜合設計的仿真。在實際的操作過程中，可以采用不同的設計方案對建筑的功能和規模進行仿真和模擬，現在，建筑設計師對于建筑仿真技術的應用還是把其當作一種設計檢驗的工具，這就導致了建筑設計師不能夠將自己的思想融入到仿真技術中，因此，在運用仿真技術時一定要注意先進行設計，再運用仿真技術進行設計的提升。
三.結語
現在，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對于建筑的設計要求也越來越高，建筑不僅僅要滿足人們的居住條件，而且要在一定基礎上實現以人為本的理念，要實現可持續發展的觀念，建筑的設計要節省能源和資源，向綠色建筑過度。柔性設計的建筑理念因為具有高度的靈活性，因此，建筑經過柔性設計后可以滿足不同人的要求，同時，建筑可以設計出具有高度開放性的升級端口，CAD技術是建筑設計中構建虛擬模型的最常用的方法，其主要的優勢在于可以繪制三維的圖像，取代了二維平面圖，主要應用于建筑設計的仿真技術主要有對日照環境的仿真、太陽能輻射環境的仿真、自然采光的仿真技術等。
參考文獻
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1生物建模技術的數據源
計算機仿真技術平臺系統從各個角度,不同路徑設置,形象地展示集聲音、粒子動畫方案的設計效果展示。使客戶可以身臨其境的在三維虛擬空間感受到方案完成后的動態效果,有利于更加清晰的規劃方案,確定方案的合理性與可行性。
針對幾何對象的設置方案和無縫編輯的生物建模技術的分類研究。
創建對象的幾何模型分為 stand primitie與 extended primitie兩種創建方式為幾何模型對象內部所固有的有著幾何性質的可編輯的抽象模型,它們也可以作為基礎模型輔助高級模型的創建,其精度線段細分都可以通過修改面板進行調節。幾何模型所表現的屬性性質可分為子層級,子層級內部可以分層編輯修改,最終完成基礎模型的創建工作,修改包括三維幾何體對象的基本點、線、面、多邊形形態的子層級,反映幾何體對象的面層級的特點;在三維仿真平臺系統應用中體現要求的說明信息等。
2 三維建模的技術分類
我們通過不同的設計方案完成初步草圖的設定,以及建筑模型的平面、立面設計,或是應用圖形圖像資源庫中的標準幾何體來完成初始模型的創建工作。細致模型的創建需要通過無縫編輯的生物模型來完成,或是根據不同的造型結構,通過物體合成命令來完成建筑模型的最終創建工作。建筑的不同環境效果和不同材質的劃分以模型的不同面的表現來區分,并根據不同的分隔面來設置不同的ID號碼,通過不同的ID號碼由系統來區分不同的材質連接屬性。
目前,根據模型的分類差異,三維建模在計算機仿真領域中技術上分為幾何建模類型和動態建模類型。
3 靜態三維模型庫數據的獲取
模型庫建立的難度主要在三維模型建模的精模與低模的轉化過程,在三維模型創建之前,首先需要數字資源的收集整理,主要包括 DWG地圖和地形的測量數據、航拍、設計圖紙、以及常用模型的數據資源等數據資料。三維仿真系統中建立模型資源庫,針對靜態三維模型而創建的,為了方便靜態模型資源的重復利用,以及方便靜態模型的資源管理和模型信息升級,因此設置模型信息分類存儲。
靜態模型資源庫大致分為以下幾類:建筑三維模型以及公共設施附屬模型:地標性建筑模型;交通設施模型;公共模型設施;綠化植被模型;水體模型;景觀及游樂設施;模型庫資源的建立主要是由AutoCAD和3DSMAX來完成的。
在 AutoCAD中完成三維場景的平面圖創建后,將其導入3 DSMAX中,進行地面模型的創建,并且分割地形、地勢,以便之后三維模型的面數與貼圖的賦予不產生面的軸向 UV問題。應用3DSMAX進行初使模型的創建,由于造型能力強,并且可以很好的與仿真軟件進行模型的應用導入,因此常用于虛擬仿真的三維建模部分,模型有很強的仿真立體效果。植物模型的創建,一般植物建模通常面數很高,也就產生了數據量的問題,因此現今植物建模的各種效果展示中真正的植物模型應用比較少,通常是應用大量的以面為單位的植物貼圖以達到場景中需要的視覺效果,尤其是應用通道透明貼圖。三維模型創建完成后,通過三維仿真資源數據庫進行管理和操作的。
三維模型資源庫將模型分為:高精度模型、中精度模型、低精度模型,方便三維仿真場景中對于近景、中景、遠景的不同需求,當攝影機跟隨路徑約束到視圖遠景時,所顯示的模型為低精度模型,如此可以大量的節省場景中模型的計算量,以達到實時交互的刷新頻率要求; 當攝影機跟隨路徑約束到視圖近景時,所顯示的模型為高精度模型, 保證了實時交互,對三維場景中的近景模型的高精度的視覺要求。三維場景數據庫的模型資源表現了真實環境中的建筑模型合并到虛擬三維場景中的細節效果反應,包括三維場景中的天空作為一個球天模型的環境貼圖對建筑模型群體的色彩影響。
4 粒子動態現象的建模
計算機仿真技術在虛擬環境中,創建靜態的三維幾何體模型的交互效果顯示,對于實時仿真來說是無法滿足用戶的視覺顯示效果要求的,三維物體的性質還涉及動態模型的應用,從三維物體運動的位置改變、以及物體之間的相互碰撞、三維模型的角度捕獲、物體的縮放變形、以及三維模型的子層集表面變形等等。我們以視圖坐標為中心,以運動的物體自身坐標進行軸向的運動變化。三維場景中的每個對象都有一個自身坐標,物體可以以自身為軸向進行運動,這樣的坐標稱為自身坐標系統。這個坐標系統的位置隨物體的移動、旋轉、縮放而改變。通過關鍵幀的設置,完成需要的動態模型創建。
針對三維場景還有一個世界坐標,場景中的所有建筑模型都遵從于這個世界坐標。通常動態現象建模應用粒子系統,以及動力學系統,表現水景、云霧、風、火焰等,水體模型建造在地形變化中起著重要的作用,同時是建筑表現效果的重要內容,場景實時渲染的要求,通常應用粒子系統完成水景動態特效后輸出動態文件,再將其以貼圖紋理的方式附予場景中的建立好的面片中。虛擬對象 reactor的空間綁定,這是配合粒子系統的動力學系統,屬于物理建模方式,通過對于虛擬物體的空間綁定,確定 reactor的質量、重量、摩擦力、慣性,以及物體的反彈參數值等等,這些特性與三維建模及其虛擬仿真平臺結合起來,形成一個虛擬模型空間。
5 結論
三維場景中的物理建模涉及到動力學系統,是虛擬現實系統中比較高層次的模型創建,因為它需要物理學中動力學和重力系統與計算機圖形學相結合,涉及到動力學系統中力的作用問題,主要是三維模型的重力、摩擦力、反彈值。
除了人機交互中相互作用的系統程序應用外,還有在計算機模擬三維仿真系統平臺中所呈現的粒子系統和動力學系統,創建粒子系統的動畫運動行為模型。使得虛擬仿真系統平臺可以自主性控制,也就是設定場景的動態信息后,用戶不與之交互,指三維物體的活動變化以及周圍環境和其它運動實體模型之間的動態關系,比如風效、雨景特效等,它們不受用戶的輸入控制(也就是說用戶不與之交互)。
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