虚拟仿真解决方案范文

导语：如何才能写好一篇虚拟仿真解决方案，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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除了在传统的汽车、航天航空、船舶和重工业行业外，虚拟产品开发在生物医学、土木工程、国防、通用机械等领域也得到了广泛应用，MSC.Software公司全球市场高级副总裁Ted表示。

“企业加快应用的一个重要原因，就是CAE技术和解决方案的日渐成熟。”MSC.Software亚太区副总裁兼总经理David解释道，“虚拟产品开发应用已经有几十年历史了，现在已经能够通过多学科的技术更精确地模拟真实世界的产品的物理性能。另一方面，这些多学科求解技术平台大多也提供了开放的架构，能够集成第三方的技术，形成更全面的解决方案。”

中国是虚拟产品开发应用最快速的市场之一。当前在中国，虚拟产品开发正逐渐从部件级开发升级到系统级开发。Ted在比较中国同欧美的应用现状时说: “从工业需求角度来看，欧美和亚太的市场并没有不同，只是虚拟产品开发在欧美应用了几十年，在中国并没有那么长的时间，所以成熟度不同。亚太和欧美市场在应用技术方面的确存在一些差距，5年以前，应用差距还比较显著，但是最近差距正在缩小。”中国船级社社长徐立说: “中国造船业最近几年很快跻身世界前列，同大量使用虚拟仿真技术是分不开的。”

虚拟仿真应用中另一个非常重要的内容就是知识积累，也就是知识库。据Ted介绍，现在提供给用户的解决方案更灵活、更实用，一种是以模板化的方式来方便客户应用，将大量经过验证的知识和专业经验集成在模板里，而且用户可以根据自己的知识积累丰富自己的模板; 另一种是提供企业级的平台解决方案，即虚拟仿真的管理平台，可以管理所有虚拟仿真产生的数据、信息和结果，也可以对产生的数据进行追踪。因为在虚拟仿真产品开发任务完成后，可能会产生大量的仿真数据，有的数据如果没有管理平台就是零散的、没有相互关系的，管理平台可以使仿真数据在求解时产生的结果得到关联和保护，为以后的应用提供知识保障。

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“在达索看来，当前全球经济已步入体验时代，企业为消费者提供的不再仅仅是产品，而是要创造独一无二的产品体验，因此为用户提供绝佳的3D体验是达索系统的终极价值。” 达索系统大中华区总经理王皓峰在2014达索系统大中华区多品牌用户大会上说。

据介绍，3D体验平台的核心是由CATIA、ENOVIA、DELMIA、SIMULIA四个品牌组成。CATIA整合了全套产品设计流程，从初期的需求到结构设计，能够让用户以可视化的方式、逼真地体验产品开发的全过程。本次大会上，CATIA向现场用户展示了CATIA“云端”技术如何帮助中小企业用户突破复杂IT技术限制、快速部署复杂的解决方案，实现支持移动、快捷的3D设计。达索系统CATIA 首席执行官Philippe Laufer说：“现在用户对3D产品的要求是简单易用，CATIA的目标就是在3D体验平台上如同桌面上的应用一样简单明了。”

而随着移动互联网的发展，基于社交协作的创新潜力很大。基于此，ENOVIA将产品研发、生产集群、企业的合作伙伴、供应链连接到在线社区，来进行全球产品信息的共享和协作。“很多年前ENOVIA是基于文件来进行管理，现在基于3D体验平台的ENOVIA已经从文件管理方式变成数据管理方式，这样的目的正是聚焦于自动化管理，来提升客户工作和研发效率。“达索系统ENOVIA 首席执行官Andy Kalambi说。

现实仿真分析是产品从虚拟设计走向实体生产的关键一步。SIMULIA是具有可扩展性的现实仿真解决方案， 它能加速设计师和工程师在逼真虚拟的环境中通过物理学、力学等学科知识来探索和完善实体产品。通过不断地仿真验证、发现并预测产品未来所有可能存在的风险或隐患，并通过反复修正设计将风险降至最低。尤其是对地震、矿难、核泄漏等重大灾害的模拟仿真，可最大化地降低人员和财产损失。

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目前，NVIDIA GRID 技术已经得到了 OEM 厂商和独立软件供应商的广泛支持，包括戴尔、惠普、联想、丽台和微软等多家厂商，比如这些厂商的典型的图形工作站产品中。

惠普Z820 图形工作站，定位于高端计算和可视化工作，拥有双路CPU 及两块NVIDIA Quadro K6000 显卡，可以轻松完成要求最为苛刻的图形设计和计算项目，且非常易于维护。

戴尔Precision Tower 7910 图形工作站，提供终极性能和可扩展性，双路CPU、DDR4 内存及NVIDIA 顶级Quadro 显卡的配置让用户不间断地进行设计和仿真分析工作。

联想ThinkStation P700 紧凑型双路工作站，为关键任务而设计，配备最新的英特尔至强多核处理器及多块顶级NVIDIA 专业显卡，整体性能比上一代产品提升了93%。

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关键词：实验教学；虚拟仿真；网络工程；多元协同；虚实互动

实验教学作为学生实践能力和创新能力培养的重要载体，需要有相应的实验教学平台作为支撑。传统的实验教学平台采用实体形式，以物理空间中的实体设备、器件和材料为实验对象或载体，具有真实、直观、直接的优点，但存在更新运维成本高、规模与复杂度受限、可扩展性差、开放共享难等不足。虚拟仿真实验教学综合运用信息与通信技术，在信息空间中构建高度仿真的实验操作环境和实验对象，提供类似于实体实验教学的体验与效果，具有近似、抽象和间接的特点，并在可视性、交互性、安全性、可扩展性与可共享性等方面具备优势，是对实体实验教学的有益补充与完善。

一、虚拟仿真实验教学中心建设需要解决的关键问题

作为专业人才培养的重要教学保障和优质实验教学资源共享的主要载体，虚拟仿真实验教学中心建设不能简单停留在对实体实验教学项目的信息化再现或资源堆砌，必须思考并解决以下六方面的关键问题。

第一，建设理念。涉及虚拟仿真实验教学中心的基本指导思想、建设目标、服务面向，以及在专业人才培养中所应承担的角色或发挥的作用。

第二，建设内涵。与指导思想、建设目标与服务面向相适应，涉及虚拟仿真实验教学中心建设的教育教学品质与特色，例如是以基础研究与教学为特色，还是以工程研发或工程应用教学为特色。

第三，建设主线。涉及虚拟仿真实验教学中心建设的核心线索或体系，需要系统而有效地组织有关的实验教学资源，以满足中心的服务功能与特色。

第四，建设方法与途径。通过什么样的方法与途径实施虚拟仿真实验教学中心建设，是院校单独建设，还是校内外协同；是自主开发，还是购买服务，抑或是多方面结合。

第五，使用模式。如何将虚拟仿真实验教学中心资源运用于课内外教学，其与实体实验之间是什么关系，如何发挥各自的优势与长处，以提高实验教学的实效。

第六，开放共享机制。虚拟仿真实验教学中心如何实现优质实验教学服务的开放共享，包括服务的对象与范围、策略与机制以及服务能力等。

二、面向工程应用型人才培养的虚拟仿真实验教学中心建设思路

作为地方本科院校，温州大学网络工程专业以培养工程应用型人才为目标。为此，针对前述六大关键问题，我们提出了“学生发展为中心、工程应用为特色、能力培养为导向、多元协同为抓手、虚实互动增成效、开放共享促辐射”的基本建设思路。

（1）学生发展为中心，解决建设理念问题。服务于网络工程专业工程应用型人才培养目标，作为该专业实践教学平台的重要组成部分，虚拟仿真实验教学中心立足学生创新精神、综合素质与实践能力的协调发展，支撑问题分析、问题研究、解决方案设计以及现代工具使用等相关毕业要求与培养标准的达成，并促进学生的自主性学习与个性化学习。

（2）工程用为特色，解决建设内涵问题。虚拟仿真实验教学中心建设内涵与品质必须和网络工程专业工程应用型人才的培养目标与特色相契合，并着重在三个层面上予以把握：一是教学内容有效覆盖网络工程生命周期的主要应用环节，包括规划与设计、部署与开发、运行与维护等；二是实验平全支持当前主流的网络设备厂商及其产品，与业界主流网络技术及其应用无缝对接；三是综合性、设计性和创新性虚拟仿真实验教学项目都来源于网络工程实际问题或相关项目案例。

（3）能力培养为导向，解决建设主线问题。改变传统的以课程为核心的教学组织框架，体现以能力为导向，围绕工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力培养，针对递进性的分级能力培养目标，对虚拟仿真实验教学资源在实现技术、方式和手段等方面进行系统而精细地设计与开发。

（4）多元协同为抓手，解决建设方法与途径问题。为了落实能力培养核心与工程应用特色，依托高校与企业、教学与科研、教学研究与教学实践的多元协同，建立由教师、研究人员与工程师组成的专业化团队，融合虚拟仿真实验教学相关的教育、科技与工程优质资源，深度协作致力于虚拟仿真中心的开发与建设。

（5）虚实互动增成效，解决使用模式问题。充分发挥虚拟仿真实验教学与实体实验教学各自的优势，改革单纯基于实体实验教学资源的传统模式，结合分级能力培养目标，构建与实施虚拟实体高度互补、线上线下有机互动的新型实验教学模式，贯穿课内课外的各项教学活动，全面提高实验教学效果。

（6）开放共享促辐射，解决推广机制问题。建立管理服务与技术服务的“双轮驱动”机制，促进虚拟仿真中心的开放共享。在管理服务方面，面向兄弟院校、业界企业的团体与个人用户提供“Lab as a Service”形态的虚拟仿真实验教学云计算服务，为兄弟院校提供以全面降低使用门槛在技术服务方面，利用先进的虚拟数据中心网络技术提供安全、稳健、灵活的虚拟仿真实验教学服务，充分保障虚拟仿真实验教学服务的品质。

三、网络工程国家级虚拟仿真实验教学中心建设实践

依据上述基本建设思路，温州大学网络工程国家级虚拟仿真实验教学中心主要进行了以下建设实践。

1.能力培养为导向的虚拟仿真实验教学体系

以“专业基本技能一综合实践能力一工程实践能力一工程设计/创新能力”的递进式模型为主线，围绕综合分析和解决复杂网络工程问题的能力进行了虚拟仿真实验教学体系建设，如下表所示。

其中，专业基本技能培养阶段的虚拟仿真实验以演示认知型、分析验证型以及基础操作型等形式为主，以对少量技能点的认知或理解为教学目标，以可视性、交互性表现突出的软件仿真技术为主要实现途径，网络工程问题复杂度低；综合实践能力培养阶段的虚拟仿真实验以综合训练型为主，以对数个领域的大量技能点的整体掌握为教学目标，以仿真程度高的硬件虚拟技术为主要实现途径，网络工程问题复杂度较高；工程实践能力培养阶段的虚拟仿真实验以工程演练型为主，以掌握真实网络工程项目的部署与实施、测试与验证为主要教学目标，以仿真程度高的硬件虚拟技术为主要实现途径，网络工程问题复杂度高；工程设计/创新能力培养阶段的虚拟仿真实验以创新设计型为主，以掌握真实网络工程项目的规划、设计与开发为主要教学目标，结合软件仿真技术与硬件虚拟技术实现，网络工程问题复杂度最高。

2.工程应用为特色的虚拟仿真实验教学项目库

在虚拟仿真实验教学项目库的建设中，主要通过以下三种途径实现工程应用内涵与特色。

（1）虚拟仿真实验教学项目的技术与产品覆盖面接轨当前网络工程行业的热点应用领域与主流产品。包括网络互连、网络安全、无线局域网、协作网络、数据中心网络、运营商网络等，支持对这些领域各主流厂商设备的软件仿真或硬件虚拟。

（2）虚拟仿真实验教学项目的能力点定位与设计源于网络工程应用的实际需要，根据当前网络工程生命周期各阶段对工程能力要求的分布，对实验教学内容进行细致的梳理与筛选。每门课程精选出若干能力点，并依据规划与设计、部署与开发、测试与验证、运行与维护等不同阶段内能力点之间的关联性，有针对性地设计虚拟仿真实验教学项目的能力点组合方案。

（3）在虚拟仿真实验教学内容的组织与设计上，以能力点目标组合方案为出发点，以网络工程案例为背景素材，以实际需求和工程问题为导向，进行虚拟仿真实验教学项目的设计，保障其真实性、时效性以及针对性。网络工程案例主要来源于合作企业工程师参与或主持的工程项目，经过有丰富经验的工程师根据分级能力目标对复杂网络工程问题的分解、梳理与萃取。

当前，虚拟仿真中心建成的306个实验教学项目对应于分级能力培养目标的项目数量比例大致为4：4：1：1，其中直接来源于实际网络工程案例合计占总数的一半以上。

3.多元协同的虚拟仿真实验教学中心开发与建设方式

多元协同的开发与建设方式体现在三个方面，即高校与企业协同、教学与科研协同、教学研究与教学实践协同。

首先，通过与两家业界领军企业（思科系统与思博伦通信）的校企协同，在技术层面获得了网络功能虚拟化的授权，解决了对网络系统进行高度虚拟和仿真的核心技术难题，同时获得了工程师的加盟，增强了开发与建设队伍的整体技术实力；在资源层面得到了企业一线工程师队伍的宝贵经验，解决了虚拟仿真实验教学项目案例主要来源的关键问题；在管理层面借鉴了企业在线实验室开放与管理模式，解决了虚拟仿真实验教学服务的安全性和稳健性问题。

其次，充分利用高校教师队伍教学与科研并举的优势，依托教学与科研协同实现了科研反哺虚拟仿真实验教学。一是通过学生课外科技与创新活动等形式，将科研成果直接或间接转化成虚拟仿真实验教学项目，此类项目占总数近14%；二是在虚拟仿真中心的开发与建设中，转化了许多虚拟化与云计算领域的科研成果，到目前为止直接实施应用的发明专利共有6项，主题涉及网络服务质量、虚拟机资源配置以及云计算调度等。

最后，依托教学研究与教学实践的协同解决了虚拟仿真中心建设各个层面的多个关键理论问题。例如，针对虚拟仿真中心硬件平台的建设，先后依托两项浙江省提升地方高校办学水平专项资金项目开展了主题为“多租户虚拟数据中心网络建设”的研究；针对虚拟仿真中心软件平台的建设，依托浙江省高校实验室工作研究重点项目开展了主题为“‘实验教学即服务’的云计算模式构建”的研究；针对虚拟仿真实验教学的应用，依托浙江省高等教育课堂教学改革项目开展了主题为“依托虚拟仿真实验教学平台的混合式实践教学模式探索”的课题研究；针对校企合作开发与建设虚拟仿真中心的机制，依托浙江省高等教育教学改革项目开展了主题为“基于企业生态系统的分布式工程实践教育中心建设模式探索与实践”的课题研究。

4.虚实互动的实验教学资源使用模式

相对于传统的网络工程实体实验教学，网络工程虚拟仿真实验教学在以下方面具有明显的优势，对实体实验教学起到补足与增强作用。

首先，弥补了实体实验教学在开放时间、地点和方式上的不足，实现在任意安装有浏览器的终端设备上随时随地访问虚拟仿真实验教学资源以及实体实验教学资源进行练习，为自主性学习和个性化提供充分的保障。

其次，克服实体实验教学可见性与交互性差的弱点，实现对网络协议和网络系统工作原理的交互式可视化呈现，促进对基本技能点的J知、理解与掌握。

再次，克服实体实验教学在拓扑规模、网络特性以及管理便捷性等方面的局限，以低成本构建特性更丰富、结构更复杂的虚拟仿真实验教学环境，进而实现简捷高效的连接与配置管理，提高综合性实践教学的品质。

最后，克服实体实验教学由于成本因素而明显滞后于工程应用发展水平的局限，支持跨厂商、多系列高端网络设备，支持对复杂网络系统连接与配置的多视角可视化交互管理，用于在专业实习或毕业设计环节中对实际复杂网络工程项目进行快速概念验证。

为充分发挥虚拟仿真实验教学在支撑实践能力培养目标的不同维度上的优势，结合能力分级目标的特点，依据两者之间的内在逻辑关系，可以将实验教学资源的组合使用模式分为四种：虚辅实主、虚实并举、虚主实辅以及纯虚拟仿真。

（1）虚辅实主模式。利用上述第一与第二项优势，适用于专业基本技能培养阶段。虚拟仿真实验教学项目是对实体实验教学项目的近似仿真，虚拟仿真实验平台用于课前预习以及课后练习，而在课堂中使用实体实验平台与虚拟仿真实验相互印证。

（2）虚实并举模式。利用上述第一与第三项优势，适用于综合实践能力培养阶段。虚拟仿真实验教学主要面向开放实验项目、学生科技创新项目、专业技能竞赛等课外教育活动，而实体实验教学面向日常课堂。

（3）虚主实辅模式。利用上述第一与第三项优势，适用于工程实践能力培养阶段。虚拟仿真实验平台用于前期耗时较长、不依赖于实体设备的建模与部署环节，实体实验平台用于后期耗时较短、依赖于实体设备的验证与测试环节。

（4）纯虚拟仿真模式。利用上述第一与第四项优势，适用于工程设计/创新能力培养阶段。学生在进入企业学习阶段后，用于大规模复杂网络工程解决方案的概念验证，包括规划与设计、建模与开发，用于新建网络解决方案的展示、客户网络割接方案的预演以及客户网络故障排错方案的验证等。

当前，虚拟仿真中心所有实验教学项目覆盖10门专业课程、5门综合实践课程、4大类课外教育活动以及专业实习与毕业设计，时间跨度从大二下到大四。从整体人才培养过程来看，随着专业教育阶段的逐步深入，实践能力培养目标逐步提升，所涉及的工程问题复杂度随之提升，对实验教学平台支持能力的要求越来越高。相应地，所依托的实验教学环境也由以实体中心为主逐渐演变为虚实结合，最终过渡到以虚拟仿真中心为主。

5.虚拟仿真实验教学开放共享的实现与推广

虚拟仿真中心对外开放共享提供虚拟仿真实验教学服务的内涵包括管理服务与技术服务两个方面。在管理服务方面，使用高级服务调度引擎将所有虚拟仿真实验教学资源整合起来，以“实验教学即服务”（Lab as a Service，LaaS）的形态统一对外提供开放共享。此外，对于兄弟院校与行业企业等团体用户，为其提供专有的管理门户，便于自我管理。在技术服务方面，构建了安全、健壮、高效、可扩展的技术平台架构。其中，软件仿真前端提供可视化的实验教学体验；而硬件虚拟后台创建虚拟仿真网络的运行实例并提供远程配置与管理手段，而云监控与管理、云备份与安全提供充分的服务质量保障。

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虚拟现实系统的关键技术及成本构成主要包括以下几个方面：

1.动态环境建模技术：虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容。动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用CAD技术（有规则的环境），而更多的环境则需要采用非接触式的视觉建模技术，两者的有机结合可以有效地提高数据获取的效率。这里的开发成本主要表现为环境三维模型和贴图带来的系统空间及时间占用，如果不能较好的优化模型和贴图将会严重影响整个系统的视觉效果及运行速度，大量浪费计算机系统资源，甚至导致复杂场景环境无法实现。

2.实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，其关键是如何实现“实时”生成。为了达到实时的目的，至少要保证图形的刷新率不低于15桢/秒，最好是高于30桢/秒。在不降低图形的质量和复杂度的前提下，如何提高刷新频率将是该技术的研究内容。随着新一代高性能图形处理器三维渲染技术的实用化，经过适当优化模型贴图的虚拟环境实时生成已不再是系统设计的成本瓶颈了—大多数主流图形处理器已可以轻松胜任此项任务，不必再增加额外的开发成本。

3.立体显示和传感器技术：虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的传感器技术还远远不能满足系统的需要。例如，数据手套有延迟大、分辨率低、作用范围小、使用不便等缺点；虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高，因此有必要开发新的三维显示技术。由此可见，现有的立体显示和传感器技术还远远不能满足高仿真度虚拟环境的构建要求，并且由于技术的不成熟性还极大的提高了系统开发的成本。据统计系统开发成本的40%以上将消耗在该方面，因此是低成本虚拟现实系统开发必须解决的问题。

3.仿真控制技术：自然环境中的各物体之间是有相互作用的，简单的说就是各种力场的存在特性。几乎所有的运动和交互动作都要涉及到约束力学，这意味着仿真环境及身处其中的用户应该在合理的作用力影响下活动。因此虚拟现实系统需要模拟环境中出现的大量物体的材料及物理力学特性，单从需要仿真的数量及类型上看就会极大地增加系统实际的工作量及成本，更何况虚拟环境中物体之间纷繁复杂的相互影响关系了。事实上针对这些问题现代工程物理学也没有一种简单有效的解决方法，故而要想找到合理简单的数学模型并最终形成算法是虚拟现实技术的重要研究方向。就目前的情况来看仿真度要求越高算法的实现就越困难，系统开发成本就越巨大。

4.系统集成技术：由于虚拟现实中包括大量的感知信息和模型，因此系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别和合成技术等等。目前的虚拟现实系统开发通常都是单独开发相关的部分，致使系统存在开发难度及工作量巨大、可重复利用率低、通用性差等缺陷，这也是系统开发中成本高昂的重要原因之一。

二、虚拟现实系统的构成

虚拟现实系统的设计开发须涉及到人工智能、计算机科学、电子学、传感器、计算机图形学、智能控制等多个学科，一般来说完整的虚拟现实系统由以下几部分构成：

1.传感器模块：是用户与虚拟环境的接口，一方面接受用户的操作并将其作用于虚拟环境；另一方面将操作结果以综合形式反馈给用户，使用户形成对虚拟环境的感知。

2.检测模块：用于检测分析由传感器模块接收到的用户操作，并将其转换为系统操作指令传输给控制模块操控虚拟环境。

控制模块：是仿真系统的核心部分，既可以仿真控制虚拟环境以应对用户操作，又可以将虚拟环境的反馈通过反馈模块控制传感器使用户获得仿真体验。

3.反馈模块：接收来自控制模块的处理信息为用户提供实时反馈。

4.建模模块：获得现实世界的三维表示，并由此构成对应的虚拟环境。

三、低成本化虚拟现实系统解决方案分析

使虚拟现实系统在工业产品设计生产方面无法大规模应用的高昂开发成本，主要来源于高精度三维环境模拟，高度真实的动力学仿真设计及高度沉浸感的交互式感觉器及三维显示技术等几个方面。综合来看，虚拟现实系统对虚拟环境及虚拟交互的仿真度要求越高则系统的开发成本就越大，因此有必要提出适度仿真的概念，以解决当前高成本阻碍应用的问题，至于完善的问题尽可以在应用扩展的同时，随着技术的发展逐渐解决。

首先，合理的选择虚拟三维环境模型的建模方式和优化方法就可以大大节省对系统资源的消耗，如手工建模方式中的可编辑多边形建模，就可以在环境或物体尺寸精度要求不高的情况下，以少量的多边形网格和极少的代价获得非常精致的视觉效果，而使用有效的优化方法还可以进一步提高网格的效率。同时选择通用化成熟的商品建模工具也可以大大提高建模的效率，使原来用编辑手段实现的效果开发变得简单、快捷，这就大大降低了相应的成本消耗。

其次，在工业产品的大多数虚拟现实应用中，降低对传感器及立体显示的似真度要求也可以在降低成本的前提下保持相对较好的环境沉浸感，比如，技术比较成熟的环幕显示技术，虚拟洞穴显示技术虽然还不是立体显示技术，但其视觉效果已可以满足大多数的沉浸交互应用了，而使用传统的鼠标指点设备代替复杂的数据手套等高技术传感器，虽然对用户的沉浸体验有很大的影响，但依然可以满足大多数的低成本系统的要求，而开发成本却可以极大下降。

在力学仿真方面，可以通过降低系统的粒度即降低系统复杂度来达到适度仿真的目的，也就是说可以只仿真最主要的力场相互作用，而使用模仿动力学如预设动画来处理非关键相互作用，就可以大大降低仿真设计的复杂度，从而控制成本，当然，粒度的选择要依据实际问题进行精确的优化和选择。

最后，使用成熟的系统集成来台可以避免重复开发带来的巨大成本和时间消耗，增加系统的复用率及通用性，此类系统通常都可以提供相当理想的实时渲染引擎及灵活开放的设计架构，对系统开发的管理和接口控制也能提供低成本的支持，因此是实现低成本的可靠保障。

【摘要】虚拟现实与仿真技术在工业产品设计生产方面的应用有十分广阔的前景。仿真难度大、成本高昂是此类系统应用的主要障碍，适度仿真及高效的解决方案是实现低成本化的关键。

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AI和高级机器学习：应用AI和高级的机器学习可以帮助一系列的设备和服务实现智能化，其中包括物理设备、应用以及服务。

智能应用：在未来的十年里，几乎每一款应用程序、服务都将包含一定程度的AI技术。这将形成一个长期的趋势，这些趋势也将会促进AI和机器学习的发展，并增加在应用和服务中的使用范围。

智能对象：比较典型突出的例子就是自动驾驶汽车、无人机，以及未来将会出现越来越多的智能厨房和智能家居产品。

虚拟现实和增强现实：VR和AR的功能将与数字网格相结合，形成更加无缝的设备系统。这个系统可以整合来自用户的信息流，为用户提供超个性化的应用程序和服务。

数字孪生：在未来的十年里，将会出现数以亿计的数字孪生。它们将被企业用于规划设备服务、经营工厂、预测设备什么时间会出现故障、如何提高运营效率，以及帮助新产品的开发等等。

区块链和分布式分类账：未来区块链技术将会分为音乐、身份验证、权利登记以及供应链等领域，使用率会越来越高。

对话系统：对话系统将从聊天机器人演化到更广泛的数字网格，而数字网将扩展成为更大范围的端点的集合体，我们将会每天利用它们进行交互互动。

网格应用和服务体系架构：它们将会通过物联网连在一起，并将会展示多层次和跨越传统边界的API，这将有助于促进服务的可拓展性、敏捷性和技术的再次利用。

数字技术平台：数字技术平台是数字业务的基石，由五个重点数字技术平台组合成：即信息系统、客户体验、分析和智能、物联网以及I务生态系统。

自适应安全架构：物联网的边缘是非常脆弱的领域，将会出现很多安全漏洞，他们需要不断提供新的修补工具和流程。因此再创造物联网平台的时候，安全性是必须要考虑到的问题。

IBM和爱立信携手推出5G芯片

IBM和爱立信日前联合公告，宣布成功推出了应用于未来5G基站的硅基毫米波相控阵集成电路。根据公告，该相控阵集成电路在28GHz毫米波频率下工作，并已经在相控阵列天线模块中成功演示，为未来5G网络铺平了道路。该产品是两家公司历时两年的合作成果，结合了IBM在高集成相控阵毫米波集成电路和天线封装解决方案的优势，以及爱立信在设计移动通信电路和系统的技术积累。

这个模块包含四个单片集成电路和64个双极化天线，模块尺寸约为2.8 英寸×2.8英寸，几乎是主流手机一半的大小，这是支持 5G广泛部署的必要尺寸，尤其是在室内空间和密集的大城市区域内。IBM指出，相控阵列天线模块的并行双极化运作方式能够形成两个波束，同时保持接受和发送模式，进而使服务的用户数量增加一倍，该设计同时还支持低于1.4度的波束扫描精度。

SAP中国本地数据中心启用，将提供四款云解决方案

在日前举办的“转型云端，创新未来”SAP 2017新春媒体沟通会上，SAP大中华区正式公布了 2016 年第四季度及全年财报。SAP大中华区在第四季度实现了非常闪亮的业绩，并以年度云业务三位数和核心软件业务两位数的增长势态，实现了历史最佳财年，业绩再创新高。这也是 SAP 在大中华区连续第三年取得强劲的业务增长。

凭借在助力客户实现商业价值、培养杰出本地人才和推动卓越运营等方面取得的突出成就，SAP大中华区荣膺公司董事会颁发的“2016 年度最佳大区奖”。大中华区成立于2013年底，是SAP所有独立大区中最年轻的一个。这一奖项彰显了SAP始终践行把中国作为“第二故乡”的承诺。SAP全球高级副总裁、SAP大中华区总裁纪秉盟 （Mark Gibbs） 表示：“2016年SAP在各个领域都取得了辉煌的成就，包括打造以客户需求为出发点的产品、积极建立合作伙伴关系，以及培养建立具有高度责任感的员工队伍。展望2017，SAP将以加速向云端拓展作为战略转折点，这必将成为我们创新未来、助力客户实现数字化转型的成功基石。”

SAP同时宣布，本地数据中心现已正式启用，向中国客户提供四款基于云的解决方案，包括SAP Ariba、SAP Hybris Cloud for Customer、SAP Business ByDesign以及 SAP Cloud Platform。2016年，SAP扩展了与中国电信旗下的中国通信服务股份有限公司的合作，并与阿里云建立了战略联盟，携手合作伙伴，共同在中国市场推出这几款新的云产品。

施耐德收购3D软件公司MWPowerlab

施耐德电气近日宣布收购业界领先的3D实时技术的软件公司MWPowerlab s.r.l.。该收购为施耐德电气的工业软件产品组合带来了先进的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，客户可以受益于加强的沉浸式仿真和培训功能以及先进的3D可视化功能。该技术可进一步提升施耐德电气企业级资产绩效管理平台。

此前，施耐德电气和MWPowerlab在提供沉浸式操作员培训和模拟仿真解决方案方面拥有多年合作历史，可在全球范围内提升安全标准、提高劳动力效率和资产绩效。施耐德电气中国区软件业务总经理徐哲表示：“虚拟现实和增强现实技术正迅速成为提供操作员培训、模拟仿真和资产管理解决方案的行业标准。此次收购确保了施耐德电气客户可以享受最先进的技术以及良好的用户体验。此外，MWPowerlab为我们带来了行业领先技术和高素质人才，这将显著提高施耐德电气软件组合的价值。”

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关键词：虚拟专用网络（VPN） 发展 1. 概述 虚拟专用网络即VPN（Virtual Private Network）。顾名思义，虚拟专用网不是真的专用网络，但却能够实现专用网络的功能。虚拟专用网指的是依靠ISP（Internet服务提供商）和其它NSP（网络服务提供商），在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。在虚拟专用网中，任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是利用某种公众网的资源动态组成的。IETF草案理解基于IP的VPN为："使用IP机制仿真出一个私有的广域网"是通过私有的隧道技术在公共数据网络上仿真一条点到点的专线技术。所谓虚拟，是指用户不再需要拥有实际的长途数据线路，而是使用Internet公众数据网络的长途数据线路。所谓专用网络，是指用户可以为自己制定一个最符合自己需求的网络。

2. VPN在企业中的主要应用2.1通过专线连接实现广域网的企业，由于增加业务，带宽已不能满足业务的需要，需要经济可靠的升级方案；大中型企业、集团公司：建立全公司的的远程互联，构建内部专用网络，实现安全的intranet； 2.2企业的内部用户和分机构分布范围广、距离远，需要扩展企业网，实现远程访问和局域网互联，最典型的是跨国企业、跨地区企业； 2.3分支机构、远程用户、合作伙伴多的企业，需要组建企业专用网；四是关键业务多，对通信线路保密和可性要求高的用户，如银行、证券公司、保险公司等；五是已有各种远程专线连接，需要增加网络连接备份的单位。 3. VPN带给企业的好处3.1 VPN可以帮助远程用户、公司分支机构、商业伙伴及供应商同公司有内部网建立可信的安全连接，并保证数据的安全传输。通过将数据流转移到低成本的网络上，一个企业的VPN解决方案将大幅度地减少用户花费在城域网和远程网络连接上的费用。统计结果显示，企业选用VPN替代传统的拨号网络，可以节省20%―40%的费用；替代网络互联，可减少60%―80%的费用。 3.2 VPN能大大降低网络复杂度，简化网络的设计和管理，在充分保护现有的网络投资的同时，加速连接新的用户和网站，增强内部网络的互联性和扩展性。 3.3 VPN还可以实现网络安全，可以通过用户验证、加密和隧道技术等保证通过公用网络传输私有数据的安全性。随着用户的商业服务不断发展，企业的虚拟专用网解决方案可以使用户将精力集中到自己的生意上，而不是网络上。 3.4 VPN能增加与用户、商业伙伴和供应商的联系，它可用于不断增长的移动用户的全球因特网接入，以实现安全连接；可用于实现企业网站之间安全的虚拟专用线路，用于经济有效地连接到商业伙伴的用户的安全外联网VPN。 4. VPN的实现技术 4.1隧道技术 VPN区别于一般网络互联的关键是隧道的建立，然后数据包经过加密，按隧道协议进行封装、传送以保证安全性。 现有两种类型的隧道协议，一种是二层隧道协议，用于传输第二层网络协议，它主要应用于构建远程访问VPN；另一种是三层隧道协议，用于传输第三层网络协议，它主要应用于构建 Intranet VPN和 Extranet VPN。 4.2加密技术 数据加密的基本思想是通过变换信息的表示形式来伪装需要保护的敏感信息，使非授权者不能了解被保护信息的内容。加密算法有用于Windows95的RC4、用于IPSec的DES和三次DES。RC4虽然强度比较弱，但是保护免于非专业人士的攻击已经足够了；DES和三次DES强度比较高，可用于保护敏感的商业信息。 加密技术可以在协议栈的任意层进行，可以对数据或报文头进行加密。在网络层中的加密标准是IPSec。网络层加密实现的最安全方法是在主机的端到端进行。另一个选择是“隧道模式”：加密只在路由器中进行，而终端与第一跳路由之间不加密。这种方法不太安全，因为数据从终端系统到第一条路由时可能被截取而危及数据安全。终端到终端的加密方案中，VPN安全粒度达到个人终端系统的标准；而“隧道模式”方案，VPN安全粒度只达到子网标准。在链路层中，目前还没有统一的加密标准，因此，所有链路层加密方案基本上是生产厂家自己设计的，需要特别的加密硬件。 4.3 QoS技术 通过隧道技术和加密技术，已经能够建立起一个具有安全性、互操作性的VPN。但是该VPN性能上不稳定，管理上不能满足企业的要求，这就要加入QoS技术。实行QoS应该在主机网络中，即VPN所建立的隧道这一段，这样才能建立一条性能符合用户要求的隧道。 QoS机制具有通信处理机制以及供应和配置机制。网络资源是有限的，有时用户要求的网络资源得不到满足，管理员基于一定的策略进行QoS机制配置，通过QoS机制对用户的网络资源分配进行控制以满足应用的需求，这些QoS机制相互作用使网络资源得到最大化利用，同时又向用户提供了一个性能良好的网络服务。

5. VPN的主要作用

5.1远程访问

为克服传统远程访问的问题，推出了基于VPN的远程访问解决方案。如图1所示，这种方案充分利用了公共基础设施和ISP，远程用户通过ISP接入Internet，再穿过Internet连接与Internet相连的企业VPN服务器，来访问位于VPN服务器后面的内部网络。一旦接入VPN服务器，就在远程用户与VPN服务器之间建立一条穿越Internet的专用隧道连接。这样，远程客户到当地ISP的连接和VPN服务器到当地ISP的连接都是本地网内通信，虽然Internet不够安全，但是由于采用加密技术，远程客户到VPN服务器之间的连接是安全的。 5.2远程网络互联

基于VPN的网络互联已成为一种热门的新型WAN技术，它利用专用隧道取代长途线路来降低成本，提高效率。两端的内部网络通过VPN服务器接入本地网内的ISP，通过Internet建立虚拟的专用连接，如图2所示。特别是宽带网业务的发展，为基于VPN的远程网络提供了廉价、高速的解决方案。这种互联网络拥有与本地互联局域网相同的管理性和可靠性。 5.3网络内部安全

与Internet上的应用类似，内部网VPN也有两种应用模式，一种是基于VPN的“远程访问”，另一种是基于VPN的“网络互联”，如图3所示。此外，VPN也被用于两个主机之间的安全连接，如服务器之间的连接。

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关键词：Vega；GL Studio；视景仿真；虚拟座舱

0引言

虚拟现实技术的最初应用是针对飞行员的飞行训练的，时至今日，利用虚拟现实技术来实现虚拟座舱仍是个热门的话题。之所以如此，是因为飞机座舱系统复杂，利用单一的系统仿真软件开发平台进行模拟往往会顾此失彼。就拿Vega来说，作为一款优秀的视景驱动软件平台，利用它可以很好地对飞机及其座舱的3D环境进行模拟仿真，然而，其自身提供的仪表仿真组件的功能相对较弱，仪表的模型建立要在没有程序开发接口支持的Creator中完成，这对机舱内复杂仪表的全面仿真是不可能的。因而，对仪表的仿真多数人的目光还是要投向专业的仪表仿真平台GL Studio。但是纯粹的GL Studio应用又似乎有些单调，对机座舱环境及其飞行环境难以模拟，仿真过程往往缺乏沉浸式的真实感。因此，若能将GL Studio的仪表仿真模型载入到Vega场景中将会是多数人的理想选择。然而，Vega本身对于GL Studio是不直接支持的，需要开发人员从底层将代码植入。本文结合某型飞机虚拟座舱的实现，对这一问题进行研究解决。

1 Veqa简介

Vega是MultiGen-Paradigm公司为视景仿真软件开发提供的一套系统解决方案，它由LynX图形界面、Vega API以及一些可选的功能模块组成。

通过LynX及其提供的功能模块，用户只需对一些参数进行简单的设置，不需要编写任何代码就可实现视景仿真对象的构造，创建对象属性及其之间的关系，并可生成ADF(程序定义)文件供Vega API调用。

在Windows环境中，可以利用Vc++或其它软件开发平台通过调用Vega API，来实现对LynX中定义的场景对象的管理，进而实现复杂的视景仿真系统开发。Vega API来源于SGI图形工作站的OpenGL Performer，因此，其底层具有与OpenGL的完美接口，使开发者能够根据不同需要，直接利用OpenGL开发出具有自身特色和功能的组件嵌入到Vega场景中。其开发流程如图1所示。

本文就是采用对Vega底层API的调用来实现GL Studio模型向Vega场景的移植。

2 GL Studio简介

GL Studio是DISTI公司为仪表仿真软件开发提供的一套系统解决方案。用户可以利用其图形交互界面以所见即所得的方式来完成仪表面板的制作，通过其代码编辑器来完成仪表内部逻辑仿真。其代码生成器能够将用户的制作结果自动生成c++和OpenGL源代码，用户既可以将其代码进行单独编译也可嵌入到其它程序中进行编译，从而避免了大量繁琐的底层OpenGL开发细节。其逻辑结构如图2所示。

3 GL Studio向Vega移植的关键问题

将OpenGL实现的功能嵌入到Vega场景中，一般利用Vega的回调函数来实现，而GL Studio对仪表的绘制也是通过OpenGL编程实现的，因此，GL Studio模型向Vega场景的移植自然也要通过回调函数来实现。但是，移植过程中有如下几个问题要解决。

3．1 GL Studio与Vega坐标系的差异问题

虽然GL Studio与Vega都是在OpenGL基础上的应用，使用的都是右手坐标系，但是Vega的坐标系与OpenGL的坐标系又有所差别，如图3所示。

从图3中可以看出，Vega坐标系是在OpenGL坐标系的基础上绕x轴逆时针旋转90。得到的，因此，若要在Vega场景中绘制或添加GL Studio模型，首先要保存坐标系的一致。这可以通过两种途径来实现：

(1)在GL Studio环境中制作虚拟仪表时直接在XZ平面上绘制(这里所指的均是绘制二维仪表)。这样，在移植过程中就不需要旋转仪表模型，但是会给单独调试虚拟仪表带来不便。

(2)在GL Studio环境中制作虚拟仪表时仍在XY平面上绘制，只是在移植时要将仪表在原来基础上绕x轴顺时针旋转90°。

本文中采用的是第二种方式。但是无论采用哪种方式，在将GL Studio模型放入Vega场景中之前，都要先保存Vega当前的显示状态，绘制完之后再恢复其显示状态。

3．2 GL Studio与Vega坐标系中基本单位变换问题

在Vega中根据场景及模型的大小不同，坐标所采用的基本单位可以是米、千米、英尺或英寸，而在GL Studio中制作虚拟仪表是以像素为基本单位的。因此在移植过程中存在着基本单位的转换问题。

笔者经过多次试验发现，GL Studio在移植过程中以Vega场景中的基本单位为基准进行l：l转换，即若Vega中以米为基本单位，转换后GL Studio的1像素即为Vega中的l米。那么，GL Studio模型在无缩放载入场景时，就会变得非常大，需要将其按要求进行缩小。一般情况下GL Studio模型在载入场景时都要以现有的Creator模型为背景，因为GLStudio所模拟的往往是在Creator建模时难以完成的某些仪表面盘，因此，在进行缩放时应根据Creator模型某个面的大小来制定缩放比例。

3．3将GL Studio模型载入场景的问题

在将GL Studio模型载入Vega场景时，应对其绘制过程进行合理封装。本文采用在Vega场景中首先利用MakeObj()函数动态构建Object数据模型，然后将GL Studio模型作为一个Node节点添加到该Object，并为该节点增加回调函数Obj_CB()将其载入场景。具体代码实现如下：

vgObject*MakeObj()

{vgObject*oglObj=NULL；

vgDataSet*dataset=NULL；／／创建空的vgDataSet数据结构

pfGroup*group=NULL；／／创建空的Group节点

DfNode*node=NULL；

／／该Node节点指向新创建Object的Node节点

dataset=vgNewDS()：

group=pfNewGroup()：

……

if(vgMakeDS(dataset，group，VGDS_GEOMETRY)

==VG_SUCCESS、

{oglObj=vgNewObj()：

vgName(oglObj，“_oglobj”)：

vgProp(oglObj，VGOBJ_CS，VGOBJ_DYNAMIC)；

vgObjDS(oglObj．dataset)；

／／利用DataSet数据结构创建新的Object

vgMakeObj(oglObj，VGOBJ_USE)；

vgUpdate(oglObj)：+

}

……

node=(#Node*)vgGetObjPfNode(oglObj)：

……

pfNodeTravFuncs(node．PFTRAV_DRAW，Obj_CB，NULL)；

／／为新创建的Object增加回调函数pfNodeTmvData(node。PFTRAV_DRAW，NULL)；return oglObj；

／／返回新创建的Object地址指针

｝

为创建的Object的Node节点增加的回调函数体：int obj_cB(onraverser*trav．void。data){pfPushState()：

pfPushMatrix()：

pfBasicState()：／／保存当前场景状态

GIsObj・>Draw()：／／GL Studio模型绘制过程

……

glFlush()：／／恢复保存的场景状态

glPopARdb()：

pfPopMatrix()：

pfPopState()；

return PFTRAV_CONT；

｝

3．4 GL Studio模型在Vega场景中的交互问题

在将GL Studio模型移植到Vega场景之后，它并不能自动捕获用户的输入事件，这是由GL Studio本身底层的消息管理机制决定的。因此，若要它能够响应窗口消息，就需要手动将消息发送给GL Studio模型，让其处理。这里，我们在Windows窗体消息循环中增加了一个HandleEvent()函数，让其主动捕获消息事件发给GL Studio模型处理。其函数体如下：

Void HandleEvent(int eventType，int eventSubtype．inl

buttonMask，UINT nFlags．CPoint point)

{MouseEvent eV：／／定义GL Studio环境下的鼠标事件ev．eventType。eventType；

／／将Windows消息转化为GL Studio能够识别的消息ev．eventSubtype=eventSubtype；eV．buttonMask=buttonMask；

GIs_O bj->handle(&ev)；／／将消息发给GL Studio模型处理

}

4结束语

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关键词：优化；多细节层次；遮挡属性

中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）20-0184-02

目前虚拟仿真技术的应用越来越广泛，比如虚拟仿真技术在煤矿安全培训中的应用、虚拟仿真技术在医学教育领域的应用等。在这些应用中，高品质画面效果与系统流畅地运行总是两个相悖的需求。要做到画面精细美观，就很难做到数据量很小，数据量庞大又会导致系统运行不流畅。这时候就需要考虑优化的问题，只有对系统进行优化才能很好地调和这两个矛盾。在实际开发中，不但要在虚拟仿真环节使用优化技术还要对模型进行优化处理。由于篇幅所限，在此主要阐述虚拟仿真环节的优化。

一、LOD技术应用

1.LOD技术综述。虚拟现实技术作为一种新型的人机交互技术具有沉浸、交互、构想三个基本特性，其中沉浸性是指使用户投入到计算机生成的虚拟环境中的能力，是虚拟现实系统的核心。为了使用户在使用虚拟现实系统时拥有沉浸感，必须实现图形的实时绘制。实时绘制就是要求图形显示速度必须跟上视点移动速度，消除迟滞现象。当场景很简单，例如仅有几百个多边形，要实现实时绘制并不困难，但是，为了得到逼真的显示效果，场景中往往有上万个多边形，有时多达几百万个多边形，这就对图形实时绘制提出了很高的要求[1]。虚拟现实和交互式可视化等交互式图形应用系统要求图形生成速度达到实时，而计算机所提供的计算能力往往不能满足复杂三维场景的实时绘制要求，因而研究人员提出多种图形生成加速方法，LOD模型则是其中一种主要方法。1976年，Clark提出了细节层次（Levels of Detail，简称LOD）模型的概念，认为当物体覆盖屏幕较小区域时，可以使用该物体描述较粗的模型，并给出了一个用于可见面判定算法的几何层次模型，以便对复杂场景进行快速绘制。LOD技术在不影响画面视觉效果的条件下，通过逐次简化景物的表面细节来减少场景的几何复杂性，从而提高绘制算法的效率。由于LOD的诸多优点和它很好地解决了虚拟仿真技术中流畅运行和界面精美的矛盾，成为虚拟仿真领域的研究热门，并且取得了不少的成果。而Virtools中LOD属性添加就是应用之一。

2.LOD优化系统的实现。首先在3D MAX中，将所建模型转化为可编辑面片。Virtools中，在Level Manager下的三维物体上右键，选择右键菜单命令Add Attributes（添加属性），弹出Add Attribute Type的设置窗口，选择该窗口中的LOD Object，然后单击Add Selected按钮即可添加LOD属性。第二步则是设置LOD属性面板的参数。给物体添加LOD属性需要设置其参数，参数面板如图1所示主要包括所选用的算法和LOD模型的选择标准。通过LOD参数可以设置物体根据所占画面比例进行面数增减，通俗地说就是越近越精细，越远越粗糙。在Level Manager（层管理器）下的三维物体上双击打开3D Object Setup面板，双击Value参数的值，弹出如图1所示的参数设置窗口。设置当对象在屏幕中的显示占总面积的80%以上时完整显示，随着所占面积的缩小，剔除的面数逐渐增加，直到对象在屏幕中显示面积为1%时，将剔除面数的98%，仅保留2%，这将极大优化系统。

二、其他优化技术

1.减少渲染数量。虚拟漫游系统的实时渲染，被遮挡的物体也会被渲染，如果将被遮挡物隐藏，当视角发生改变后，物体又不能正常显示；在Virtools中解决这一问题的方案是给遮挡物增加遮挡属性，那么被遮挡的物体就不会被渲染，当视角发生改变后，被遮挡的物体也能正常显示出来。具体操作和增加LOD属性相似，在添加属性窗口选择Optimizations（优化）/Ocdluder（遮挡），然后单击Add Selected按钮即可添加遮挡属性。

2.减少渲染范围。影响渲染进程的除了场景中对象的复杂程度和数量等因素，视域范围和深度也会对渲染有所影响。如果漫游的每一帧都显示和处理所有场景数据是效率很低而且不必要的。将场景进行分块处理，在漫游中，只渲染摄像机能观察到的场景分块，对没有进入视角的场景分块不做调用和处理，这样可以极大地加快系统的渲染效率。其中的优化包括了两个方面：一方面是在建模阶段对场景进行分块处理，另一方面是在交互设计阶段对不同的场景进行调用及摄像机的视野范围进行设置即视锥体裁剪技术的运用，通过缩小渲染深度，达到减少渲染对象的数量，从而实现系统的优化。视锥体裁剪技术来优化系统的原理如图2所示，摄像机的视野范围可以看作是一个四棱锥，为了方便理解作者把立体空间平面化为实线所包围的区域，渲染的范围就是实线三角形，将摄像机的Far clip（远裁切）参数减小，将下边线推进到虚线的位置，渲染的范围就缩小了，从而实现了系统的优化。如果能配合雾效，将远景模糊处理，效果更自然。

虚拟仿真系统的优化途径有很多，具体的系统开发中一般不会都用。根据系统开发的规模常用的有LOD技术，再结合遮挡属性设置，如果还要进一步优化则通过减少渲染范围配合雾效的障眼法来处理了。

参考文献：

[1]张剑利.基于Web的交互式产品虚拟展示平台关键技术研究[D].江苏科技大学，2009.

[2]刘林涛.建筑场景虚拟漫游关键技术的研究和实现[D].苏州大学，2008.

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二维图纸转向三维实体

从2000年起，一飞导入达索系统的CATIAV6、ENOVIAV6、DELMIAV5，主要用于3D设计、数字化工厂、协同管理等方面，全面提升飞机设计效率，有效节约成本。一飞是在世界范围内航空领域使用CATIA的首批用户，在世界范围内率先在计算机上实现飞机的复杂三维设计。

目前，飞机机电系统大多采用独立分析、独立设计、独立实验的设计方式，工程师只能通过地面实验、试飞、场外试用才能验证机电系统的整体性能。同时，在不同部门、不同场所，机电所需的软硬件条件不同，机电专业间、单位间、型号间的数据很难被充分整合利用，存在大量重复设计的工作。

记者在现场了解到，一飞基于CATIA适应机电系统的综合化、多电化的发展趋势，利用仿真手段开展机电多专业领域联合设计、分析、验证。

田永唐表示：“Dymola是CATIA V6 动力学行为建模（Dynamic Behavior Modeling）的基础技术，应用于CATIA V6中Modelica的开发环境中。一飞正是通过CATIA的Dymola技术与组件库，实现基于Modelica在航空机电系统建模、仿真。

CATIA提供了一个系统设计、全生命周期仿真数据管理设计平台，CATIA与其他仿真软件有良好的接口，用户能够自由创建他们自己的模型库或修改已建成的模型库，从而更好地满足用户独特的建模和仿真需求。

五维度评价用户体验

CATIA目前在航空航天、交通、能源、建筑和机械制造等行业取得认可。除一飞外，国内不同领域内用户也已开始基于CATIA解决方案完成相关设计工作。如上海市政总院基于达索系统的3D体验平台与达索系统共同建立新研发中心，为土木工程专业人员提供行业解决方案体验。

达索系统CATIA 首席执行官Philippe LAUFER在接受媒体采访时介绍，某银行大厦屋顶外形构建需要12000块形状彼此不同的砖块，通过传统方式设计砖块形状十分费时、费力，“基于CATIA解决方案仿真模拟，在实际操作过程中仅损坏了2块砖，且通过变形技术，快速实现砖块的迥异设计，大大节省了设计成本。”他还表示，CATIA将与更多领域深入融合，如医药科学、生物工程等。

谈到CATIA未来在CAD领域的发展，达索系统CATIA首席运营官Cecile DOAN表示，CATIA将聚焦“虚拟产品体验”和“产品在实际环境中的模拟”两个市场。前者的市场规模是传统CAD市场的3倍以上，而后者的市场规模是传统CAD市场的10倍～12倍。