虚拟技术论文范文

导语：如何才能写好一篇虚拟技术论文，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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关键词:虚拟现实(VR);虚拟环境人机交互

一、引言

在信息技术发展的今天,人们的交流越来越多的依靠网络、广播、电视等媒体得到相关的信息资料,但是这些媒体提供的信息往往是经过抽象的,在很大程度上人们不能及时有效的进行理解吸收,解决这一问题人们只能借助于实物模型,但随着计算机技术的迅猛发展,使得人与计算机的交互成为可能,虚拟现实(VR)技术就是借助于这个基础上实现了人机交互,操作者可以通过键盘、鼠标、头盔、数据手套等工具与计算机间的交互,真正成为虚拟环境中的一员,较真实的感知和操作虚拟世界中的各种对象,达到理解和掌握知识、为生产生活服务的目的。

二、虚拟现实技术简介

虚拟现实(简称VR),又称灵境技术,是以浸没感、交互性和构想为基本特征的计算机高级人机界面,是迅速发展的一项综合性计算机、图形交互技术。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性,而且能够突破空间、时间以及其他客观限制,感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。计算机技术的迅速发展为我们提供了许多解决问题的新方法。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,目前虚拟现实系统的研究现状主要涉及到三个研究领域:依靠计算机图形方式建立实时的三维视觉效果、构建对虚拟世界的观察界面和使用虚拟现实技术加强其在现实世界中的应用。

三、虚拟现实技术特征及其系统的关键技术

从本质上说,虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口,它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、最大限度地方便用户的操作,从而减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。因此虚拟现实技术具有以下四个重要特征。

（一）多感知性。所谓多感知性就是指导包括视觉感知外,还包括听觉、力觉、触觉和运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。

（二）存在感。又称临场感,它是指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。

（三）交互性。它是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。我们借助与我们8的感觉器官,在虚拟的环境中体验真实的环境。

（四）自主性是指虚拟环境中物体依据物理定律进行动作的程度。虚拟现实系统的关键技术主要由动态环境建模技术、实时三维图形生成技术、立体显示和传感器技术、应用系统开发工具和系统集成技术等五个方面组成。其中动态环境建模技术的目的是根据应用的需要获取实际环境的三维数据,并利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。而三维图形的生成技术关键是如何实现“实时”生成。立体显示和传感器技术是虚拟现实中实施交互能力的关键。

四、当今虚拟现实技术的应用领域

虚拟现实技术的应用前景十分广阔。目前在娱乐、教育及艺术领域的应用占据主流,其次是军事与航空、医学领域,机器人和商业领域都占有一定比例,另外在可视化计算、制造业等领域也有相当的比重。下面简要介绍其部分应用。

（一）娱乐、艺术与教育领域。丰富的感觉能力与3D显示环境使得VR成为理想的视频游戏工具。如Chicago(芝加哥)开放了关于3025年的一场未来战争的世界上第一台大型可供多人使用的VR娱乐系统;1992年的一台称为“LegealQust”的系统由于增加了人工智能功能,使计算机具备了自学习功能,大大增强了趣味性及难度,使该系统获该年度VR产品奖。作为传输显示信息的媒体,VR所具有的临场参与感与交互能力可以将静态的艺术转化为动态的,可以使观赏者更好地欣赏作者的思想艺术,提高了艺术表现能力。

（二）军事与航天工业领域。模拟与练一直是军事与航天工业中的一个重要课题,这为VR提供了广阔的应用前景。美国国防部高级研究计划局DARPA自80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统,以提供坦克协同训练,该系统可联结200多台模拟器。另外利用VR技术,可模拟零重力环境,以代替现在非标准的水下训练宇航员的方法。

（三）医学领域。VR在医学方面的应用具有十分重要的现实意义。在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学员们可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,VR技术都有十分重要的意义。

（四）管理工程领域。VR在管理工程方面也显示出了无与伦比的优越性。如设计一新型建筑物时,可以在建筑物动工之前用VR技术显示一下;当财政发生危机时,可以帮助分析大量的股票、债券等方面的数据以寻找对策等等。以上仅列出虚拟现实的部分应用前景,可以预见,在不久的将来,虚拟现实技术将会影响甚至改变我们的观念与习惯,并将深入到人们的日常工作与生活。:

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【关键词】信息化；虚拟制造；虚拟企业

为把我国建成不仅是新的世界制造中心，而且是广泛应用先进技术的制造强国，国家对制造企业提出了宏伟目标，即要求国内骨干企业尽快着手信息化工作，2010年到2015年大中型企业要达到国际先进的信息化制造水平。实际上，信息化不仅是政策的约束，更是市场的驱使，随着市场经济全球化的进程，信息化制造将成为现代制造企业追求的重要目标之一。

一、信息化制造与虚拟技术

什么才是信息化制造？信息化制造是以虚拟制造和大规模定制生产为标准的，只有基本上实现了从产品设计、开发、生产制造和流通以至产品全生命周期的信息化，才算真正完成信息化工作，在此基础上的先进制造模式和信息化内容才能叫做信息化制造。

随着计算机、自动化及网络技术在制造系统中的应用，信息技术对制造技术发展的作用目前已占到第一位。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。信息技术使现代制造的技术含量提高，使传统制造技术发生质的变化。信息技术也促进着设计技术的现代化，加工制造的精密化、快速化，自动化技术的柔性化、智能化，整个制造过程的网络化、全球化。

制造业要在竞争激烈的全球市场求得生存与发展，必须能够更好地满足市场所提出的TQCS要求，即要以最短的产品开发周期(Time)、最优质的产品质量（Quality）、最低廉的制造成本（Cost）和最好的技术支持与售后服务（Service）来赢得市场与用户。为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化做出快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产做出合理的调整与重新规划。面对不可预测、持续发展、快速多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性。计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为实现这一目标提供了强有力的支持。

基于这些因素，概念设计、并行工程、智能制造、敏捷制造等多种有关先进制造技术的新思想、新概念相继诞生。虚拟制造（VirtualManufacture）就是其中之一，它代表了一种全新的制造体系和模式。在虚拟制造中，产品开发是基于数字化的虚拟产品开发VPD方式（VirtualProductDevelopment），以用户的需求为第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征。VPD保证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开拓能力。

虚拟技术在先进制造技术中的应用主要包括虚拟制造和虚拟企业两个部分。

1．虚拟制造(VM)是在产品设计阶段实时地、并行地模拟产品未来制造全过程及其对产品设计的影响，预测产品性能、产品的可制造性、产品的成本等，从而更有效地、柔性灵活地组织生产，并使新产品开发一次获得成功，目的是尽量降低产品的成本，缩短产品的开发周期，提高产品的质量和寿命，快速有效地响应瞬息万变的市场。

虚拟制造实际上是一种计算机科学技术，以信息技术、仿真技术、虚拟现实技术为支柱，在产品设计或制造系统的物理实现之前，就能使人体会到或感觉到未来产品的性能或者制造系统的状态，从而可以做出前瞻性的决策与优化实施方案。从本质上讲虚拟制造技术是对真实制造过程的动态模拟、仿真，是在计算机上制造数字化产品，经过模拟仿真对产品外形设计、布局设计、加工及装配过程达到优化产品的设计及工艺过程、优化制造环境配置和生产供给计划、优化制造过程并改进制造系统的目的，用来改善各个层次的决策和控制。虚拟制造从根本上改变了设计、试制、修改设计、规模生产的传统制造模式。在产品真正制出之前，在虚拟制造环境中生成软产品原型代替传统的硬样品进行试验，对其性能和可制造性进行预测和评价，从而缩短产品的设计与制造周期，降低产品的开发成本，提高系统快速响应市场变化的能力。

2．虚拟企业是为了快速响应某一市场需求，将产品涉及到的不同企业临时组建成为一个没有围墙、超越空间约束、靠计算机网络联系、统一协调的合作经济实体。虚拟企业的特点是企业的功能上不完整、地域上分散和组织结构上非永久性，它是实现敏捷制造的有效手段。由于市场的全球化，企业必须不断创新产品及优化制造过程，快速响应客户要求，才能取得竞争上的优势。同时，企业不可能也不必做每一件事、每一个部件和每一个制造过程，而必须寻找合适的合作伙伴。其最终目标是利用不同地区的现有生产资源，把它们迅速组合成一种没有界限的、靠电子手段联系的经营实体，以便快速推出高质量、低成本的新产品。

由于国内外市场竞争日益加剧，科学技术发展迅速，产品更新换代速度加快及人们对产品多样化的需求增加，使得机械制造业向多品种小批量生产方式发展。因此，缩短产品开发周期成为决定制造业竞争力的首要因素。而虚拟制造技术被认为是加速新产品开发的有效手段，它能很好地解决制造业的TQCS难题，虚拟制造技术对制造业将是一次新的革命，它的广泛应用意义是深远的。

二、市场化与虚拟制造技术应用

制造业是我国国民经济的支柱产业，它一方面创造价值，生产物质财富和新的知识，另一方面为国民经济各个部门包括国防和科学技术的进步与发展提供先进的手段和装备。在我国的经济腾飞中，制造业功不可没。但是，随着计划经济体制向市场经济体制转变，我国制造企业的弊端日益显露出来。

我国制造业目前存在的五大难题：

1．产品质量不稳定，水平低下，主要机械产品中达到当代世界先进水平的不到10%；

2．生产集中度低，分散、重复严重，缺乏协作；

3．科技基础薄弱，自主研发创新能力差；

4．企业装备陈旧，生产工艺落后，精密、高效、数控设备不足10%；

5．人才培养后继乏力；加之企业基础管理薄弱，缺乏现代生产管理意识，在市场经济新形势下显得十分被动。

虚拟制造在工业发达国家，如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。在这一领域，美国处于国际研究的前沿。福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中已经大量应用虚拟制造技术，大大缩短了产品的时间；波音公司设计的777型大型客机是世界上首架以三维无纸化方式设计出的飞机，它的设计成功已经成为虚拟制造从理论研究转向实用化的一个里程碑。

虚拟制造(VM)作为一种哲理、一种制造策略为制造业的发展指明了方向。它可以全面改进企业的组织管理工作，提高企业整体运作及全面最优决策的效能和市场竞争力。实施虚拟制造可以打破传统的地域、时域的限制，通过Internet实现资源共享，变分散为集中，可实现异地设计、异地制造，从而使产品开发能以快速、优质、低耗响应市场变化。通过分析设计的可制造性，利用有效的工具和加工方法来支持生产，可以大大提高产品的质量和稳定性。企业不再需要投入大量的设备和仪器，从而避免了不必要的设备闲置，可充分利用其他企业的先进设备和仪器进行生产，能很好地解决一些中小企业资金短缺的难题。

但在实施虚拟制造技术过程中，虽然国家对制造业十分重视，但由于我国当前正处于体制改革过程中，多种机制并行，在资金使用时较难协调，国家也难以投入重金支持虚拟制造技术研究。应用人才短缺，企业的整体认识不统一，就是现有的科研成果都难以推广应用，因此实现企业信息化制造任重而道远，但这些并不能阻挡它的向前发展。

三、实施虚拟制造应采取的措施

1．高度重视和全面规划。虚拟制造技术与其它的先进制造技术是相互关联、彼此交叉的，其涉及面广、技术难度大，研究及推广应用需要投入大量人力、物力及资金，政府部门应从宏观上加强对虚拟制造技术的指导，同时要使虚拟制造技术与各种先进制造技术相互衔接、协调发展。

2．加强人才培养和培训工作。人是先进制造的主体，没有高素质的人的参与，再好的技术也发挥不了应有的作用。因此，企业领导应有人本思维，采用人机一体的技术路线。企业在培养和引进高层次、高质量研究型、管理型和开发应用型人才的同时，大力普及CAD/CAM技术，及时推行精益生产、并行工程等思想和技术，全面提高企业员工的技术素质。企业与高校应探索人才的联合培养新模式，不断增强科技创新能力。

3．加强关键技术的研究、开发和应用。虚拟制造技术包括软件技术和硬件技术，其中建模技术、计算机仿真技术和虚拟现实技术等是实施虚拟制造的关键技术。我国科研力量分散，建立分布式网络化研究中心，以企业为主体，产学研相结合，重点投资与自身发展有关的关键技术的研究，进行研发和推广是一条值得深入探索的道路。

4．从企业实际出发，分阶段实施。企业要实现虚拟制造，应分阶段逐步实行，要做好全面扎实的基础工作，应加强CAD/CAPP/CAM/NC/FMC/CAE技术的研究和推广应用，在全面实施并行工程的基础上实施虚拟制造。

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1.1系统结构

计算机实验机房中硬件虚拟技术为学生仿真学习提供了虚拟的环境，整个系统包括三个方面：虚拟元器件库、设备库、实验单元和管理维护模块。虚拟实验平台主要作用是为用户提供网络访问的服务，因此，学生在进行硬件虚拟实践的时候就是通过这个平台进入程序，然后进行编辑、设计等等操作。

1.2虚拟实验平台设计其主要的类别有：

（1）虚拟器件类。想要对IC元件的主要功能进行有效的模拟，需要通过虚拟器件来完成。

（2）虚拟仪表类。仿真模拟的对象主要是虚拟实验中的仪器和仪表灯等，例如探测器等。

（3）虚拟面包板类。模拟面包板的各种功能，面包板上的数据连接和信号传播主要是通过虚拟引脚来实现的。

（4）虚拟实验台类。对虚拟的实验平台进行模拟，实验平台的作用主要是管理各种仪表和虚拟系统。

1.3系统功能计算机虚拟硬件实验的平台可以实现用户虚拟的网络操作，系统主要的功能有：

（1）将电路进行仿真性的设计。硬件虚拟技术在计算机实验机房中的应用文/周琳随着时代的不断发展，计算机越来越多的被运用到我们的生活当中来，在对于计算机的学习过程中，虚拟实验对教学有着非常重要的作用，可以让学院的理论与实践进行有效的结合。而教学中的仿真设计以及模拟设计实现了计算机的远程教学。摘要上的人际接口为计算机的模拟提供了实验教材，可以让计算机的硬件设计得以实现，同时虚拟实验中的数字示波器和探测棒等等可以接触一些错误操作，为进行实验的人员提供了良好的配备。

（2）自动捕获能力。系统中，为鼠标设计的捕获功能在编译的时候，能够让实验者的连线工作更加的便捷。比如在选择IC芯片时，将鼠标移动在所在的位置，然后在系统的自动操作下将IC芯片自动调到背景网格中，位置对准后，就能够获得正确的地址。

（3）复原与清除功能。复原功能是让错误的操作恢复到上面一部程序；而清除的主要功能是利用鼠标对错误的工作组建进行删除和销毁。

2硬件环境下实现虚拟计算机

2.1元器件之间的连接

在虚拟元器件中不同器件之间是需要进行连接的，而这个工作主要是通过引脚来完成的，连线工作的存在是独立的，而且是一个整体，形式主要是Active控件，在虚拟实验中，信号的传递也是依赖于连线工作，而它又受制于连线的点和线，这样才能实现连线工作的有效运行。对于一对一的连线形式，在Sender函数的作用下，能够控制信号的接收和发送，整个过程中不会产生信号的冲突。但是对接的连线有很多种类型，每一种类型所发出的信号也都不一样，而系统的抗干扰能力又非常的有限，因此，在传送信号的时候会产生冲突。虚拟实验可以对各种不同的信号以及信号源之间进行对应的逻辑处理，将多种对接类型的连线转化为一一对接的类型。

2.2虚拟实验过程中信号的控制

数字信号在计算机硬件虚拟实验电路中，被视为一般的数据处理对象，然后对虚拟元件和电路关系进行分析。在虚拟机实验系统中，虚拟连线是信号传递的介质，经常会出现电路触发，它的表现为虚拟元件内部的关系产生变化，导致引脚值随之改变，从而最终引起信号的连接值发生改变，这一过程主要是通过Sender的方式来完成。

3虚拟实验室的并行处理技术

3.1CHSVL仿真运行模块

虚拟机的实现平台是CHSBL，同时它由四个模块组成，有虚拟机仿真运行模块、编译模块、信号输出模块和引脚模块。虚拟机系统能够进行仿真运行，需要靠这四个模块的相互作用才能完成。而想要保证虚拟实验正常运行不受环境的影响，需要实现系统的数据监测、编译和输出的共同操作。

3.2多缓冲区、多线程技术

虚拟机可以利用数据缓冲对不同的模块进行同时控制，让每个不同的模块同步运行，系统中占用时间最长的是虚拟机仿真运行模块。但是虚拟机中运用了缓存机制，四个模块都进入到同一个缓存区进行缓存，从而实现了不同模块的同步运行，也实现了线程对四个模块的同步控制。

4结束语

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关键词：虚拟机；VMware；网络教学

一、引言

计算机网络技术是当展极快的信息技术，是新世纪人才必须掌握的基本技能，因此各高校几乎所有专业都开设《计算机网络基础》课程，《计算机网络基础》已成为高校公共课程，教学意义十分重大。

由于计算机网络是一门理论和实践结合相当密切课程。教学中搭建一个网络环境，最少需要2台带阿卡的计算机和1根交叉网线；如果组建复杂网络环境，还需要服务器、工作站、交换机、路由器等设备。教师在讲授中，要直观地向学生展示讲授内容和操作过程。对于多媒体教室单机状况，教师很难做到。而在实践教学中，又需要大量的网络设备，由于经费短缺、网络技术发展迅速，各院校对实验设备的更新面临着重重困难，并且所建网络实验室规模较小，实验中常常是几人共用一组实验设备，不利用于学生独立完成实验内容。通用机房，为杜绝学生在计算机上随意安装软件和修改设置，对计算机硬盘采取保护措施，导致网络课程的大多数实验都无法开出，学生动手机会减少，影响教学效果。

针对网络课程在教学中存在的问题，基于虚拟机技术网络教学架构的设想就应运而生，其思路是通过虚拟化软件的辅助，将网络课程教学中用到的操作系统集中安装在一台计算机上，然后模拟出多操作系统连接的效果，在单机上实现多操作系统的联网，构造出网络环境，满足网络教学和实践的需要。

二、虚拟机

目前流行的虚拟机软件有VirtualPc和VMware两款，它们都能在Windows系统上虚拟出多台计算机，用于安装各种版本操作系统，如Windows系列、PS/2等。两款软件相比较，VMware支持Linux操作系统，而VirtualPc2004以后版本不支持；VMware客户操作系统直接运行在X86保护模式下，虚拟机运行的环境逼真、性能出色。教学中选用此软件。

(一)gMware的特点

VMwareworkstation6.5是一款优秀软件，在一台宿主机中可以虚拟出多台虚拟机。每台虚拟机不仅有自己的CPU、硬盘、内存等，而且能虚拟出BIOS，可以对BOIS的参数进行设置，对虚拟硬盘进行分区、格式化、安装操作系统等，很像一台真实的计算机。

(二)VMware工作模式

YMware提供了虚拟网络设备VMnet0－9，这些设备相当于交换机，通过这些设备，虚拟机和虚拟机、虚拟机和宿主机就可以组建任意形式的局域网。

虚拟网络就是各虚拟机、宿主机通过虚拟网卡连接到VMnet0-9中的某个交换机上。而连接的方式有：

1、Bridged(桥接)模式

桥接模式组成的网络在vMware中以VMnet0表示，实际上是宿主机的局域网在虚拟机网络中的映射，此时的虚拟机相当于直接接入宿主机的网络。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“Bridged”选项，默认连接到虚拟交换机VMnetO上。

2、NAT模式

使用NAT模式建立的网络默认连接VMnet8子网上。安装VMware后，宿主机网络连接里会增加两块虚拟网卡AdapterVMnetl和AdapterVMnet8，其中AdapterVMnet8网卡将宿主机与VMnet8子网相连。在这个子网中，VMware不仅提供了DHCP服务，使子网内的机器自动地获取IP地址，而且还为这个子网启用了NAT服务，提供了从VMnet8子网到外网地址转换，有一个实实在在的NAT服务器在运行。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“NAT”选项，默认连接到虚拟交换机gMnet8上。

3、Host-only(仅主机)模式

Host-only模式建立的网络默认位于vMnetl子网内，该子网的虚拟机只能与VMnetl网内的虚拟机或宿主机通信，不能与其他虚拟网络的主机通信，这就是“Host-only”名称的由来。这样隔断虚拟网络与宿主机外部网络连接，建立一个独立的私有网络。联网方法是在虚拟机的网卡的网络设置中选“Host-only”选项，默认连接到虚拟交换机VMnetl上。

VMware中的三种网络模式只是方便用户快速将虚拟机加入宿主机网络的一种预定义模式，VMware软件预先设置好三个虚拟子网，以对应三种基本模式。用户完全可以通过修改这些网络的属性改变它的默认行为。

为方便组建虚拟网络，用户可以通过Custom(自定义)模式，选用虚拟设备，添加虚拟网卡等方法，组建用户要求的局域网。

三、网络实验的组建

教学中常用的网络模式主要有“对等网网络模式”、“客户机/服务器网络模式”、“有路由器的网络模式”等。教学前，教师建立实验所需的虚拟机和虚拟网络，然后把这些虚拟机和网络参数文件放到服务器上共享。这就相当于教师将实验所需的网络模板做好，并将它共享给学生。利用教师做好的模板，学生很快就能在自己的计算机上建立实验需要的网络环境，进行实验。下面通过DHCP服务实验，说明构建实验的方法。

(一)实验环境的构建

要进行DHCP服务实验，必须组建一个网络，最简单网络需要两台计算机，其拓扑结

要组建图1网络，需要新建两台虚拟机或新建一台虚拟机，另一台使用宿主机。为了介绍方便，在此，新建两台虚拟机，并使用“Custom”网络模式组建。过程如下：

1、单击“新建虚拟机”按钮，启动“新建虚拟机向导”，在此向导下，创建两台虚拟机：第一台为windowsserver2003standard，第二台为windowsxPprofessional。创建中，按向导要求为虚拟机分配内存、创建硬盘等，在网络连接中，选择“不使用网络连接”，完成虚拟机创建。

2、打开第一台虚拟机，不要启动，单击“编辑虚拟机设置”，打开“虚拟机设置”对话框，在该对话框上单击“添加”，打开“添加硬件向导”，选择“以太网适配器”。然后单击“下一步”，选择“自定义”单选按钮，并从下拉列表中选择“VMnet2”变换机，最后，单击“完成”。并在“虚拟机设置”对话框上单击“确定”，为第一台虚拟机添加以太网适配器，并连接在VMnet2虚拟交换机上。

3、打开第二台虚拟机，不要启动，用同样的方法为第二台虚拟机添网卡，也连接到交换机VMnet2上。这样图1网络就构造好了。

4、接下来为第一台虚拟机安装Windowsserver2003standard操作系统，为第二台虚拟机安装WindowsXPprofessional操作系统，安装方法同普通计算机。

5、分别为每台虚机安装虚机工具。方法是启动相应虚机，在菜单中选择“虚机”一“安装虚机工具…”进行安装，安装完成后，实验模板就准备好了。

实验模板准备好后，教师将实验模板保存在共享文件夹中，供教师演示和学生实验使用。

(二)实验过程

1、建立DHCP服务器

1启动windowsServer2003虚拟机，为该机指定一个固定IP地址，如192.168.1.1，设置子网掩码为255.255.255.0，默认网关为192.168.L.1：

2在WindowsServer2003虚拟机中，安装DHCP服务。方法是依次打开“开始”“程序”“管理工具”“管理您的服务器”。系统打开“管理您的服务器”，双击“添加或删除角色”，打开“配置您的服务器向导”。在向导的“服务器角色”窗格中选择“DHCP服务器”选项，为该机安装为DHCP服务。

3配置DHCP作用域。启动DHCP服务，在“作用域名”对话框中指小该DHCP作用域名称，在“IP地址范围”中，根据实验要求设置该作用域用于分配的地址范围(地址池)、子网掩码、排除地址和租约期限。完成后，配置“DHCP选项”，如：默认网关、DNS服务器及WINS服务器等，最后激活该作用域。

2、配置DHCP客户端

启动WindowsXPprofessional虚拟机。启动后，将其IP地址设置为自动获取。

3、测试DHCP服务

在WindowsXPprofessional虚拟机中，执行“开始”“运行”，在窗口中输入“CMD”，进入命令窗口。在命令提示符质运行pingDHCP服务器地址(如：192.168.1.1)，榆裔网络连通性，然后，运行ipconfig/release释放原IP地址，运行ipconfig/Fenew重新获得TP地址进行验证。实验中，通过多次更改DHCP服务器地址池及其选项，重新获取IP地址，结粜表列：每次获取IP地址及其选项。都符合DHCP服务器的设置。

4、实验内容扩展

在上述实验基础上，利用虚拟机克隆功能，将WindowsxPprofessional机器克隆台。启动克隆厉的虚拟机，更改机器名称，使用两台客户机同时测试，并扩充测试“保留IP地址”、“用户类别”、“类选项”等内容。

为DH服务器再添加一块王卡，此网卡与另一个子网相连，并将其中一台客户机改接到此子网中或再添加一台虚拟机连接到此子网，利刑扩展后的潮络，进行多宿主DHCP服务器配置和测试等。

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计算机现在是运用的比较普遍的一种表现方式，有三维表现和虚拟动漫的表现形式，而现在我们运用计算机表现的形式是3D多，现在基于人们的文化修养和审美意识提高，在室内设计方面的表现手法选择性越来越多，有时候同样方案和同样的设计，但是表现手法不一样，就会给客户不一样体验和效果。而基于这种计算机和传统手法相结合的虚拟表现手法就有很大的优势，可以更加直观充分的展现给客户看了。

二、虚现实在室内设计的运用和发展目的

室内设计发展至今，已经有多种表现形式了，那么虚拟表现在室内设计中有一下几个功能和目的：

1、充分的帮助设计师讲解设计理念

在室内设计这专业出现之前，室内装修都是以业主根据自己的欣赏水平和想象来施工的，这种方式只能以亲自在现场知道工人去施工，所以也就没有施工图啊，设计方案之说，装修功能也只局限于人类的居住需求。随着社会发展才分工出设计师行业，也就有了方案和平面图包括效果图，伴随着设计师和客户交流也越来越多。但是在交流中客户和设计师都有对方案的理解，那么就能使设计师更好的修改方案，也就能和施工人员对接施工，但是这种施工固然能解决设计问题，也能更好的和施工人员交流，但是还不能满足设计师和客户之间的交流，在这个发展过程中虚拟现实运用很好的弥补了室内设计的不足，能使设计师的方案更直接的和客户交流对接，当然更加丰富了室内设计的表现手法。

2、在室内设计中优势

近年来，虚拟设计在室内设计中作为一个独立体系正在快速的发展，三维立体在虚拟现实中相比于传统手绘中的优势在于实际设计空间的真实尺寸体现。这种设计更加直观的表达出设计师的效果，更加人性化和专业化，在设计过程中更加快捷、直观、逼真。

3、灵感创作的来源

计算机更能反映空间的真实性，虚拟在空间的创作中，能把各种模型组合有利于激发设计师的创作潜能和再创作的灵感。在计算机创造中，各种模型有趣的组合，能使设计师找到源自大自然的设计，一切的设计来自大自然万物，它能使设计师在面对计算机时消除疲劳，避免单调的工作，使设计师有更多的时间来找创作作品的灵感。

4、合理的展示平面布局

计算机处理数据的强大功能，室内设计的数据一般通过计算机数据处理得来的，像室内的平面图的尺寸、标注等都可以用计算机处理得来的。传统方式则需要设计师发费大量的人力物力来计算，而且没有计算机那样精准。现在计算机的处理大大节省了时间和人力成本。

三、虚拟现实技术在运用中的不足

1、时间成本更高

以往通过传统方式手绘来与客户交流，直接可以描绘出客户的想法，而虚拟现实的制作方式则相对来说时间周期更长，也更加不好修改，在表现方式越来越多的情况下，手绘通常时间比较节省，而电脑制作的效果图相对来说也比较短，而使用的虚拟现实技术来表现方案时，通常比较漫长的，而且也不容易修改，因此虚拟技术在现实运用中的时间成本比较高。

2、价格成本偏高

虚拟技术与传统方式相比较的价格偏高由多方面的成本因素的，首先虚拟技术是一门新型的信息技术，是伴随着科技发展的成果，目前掌握这门技术的人员不是很多，这是作为一门技术表现的方式，其次是因为虚拟技术在现实操作中时间成本相对来说比较高，而且对计算机的硬件要求比较高，这也无形中增加了运行成本，因此虚拟现实运用在实际运行中有着多方面的制约因素。

3、技术人才的匮乏

目前我国教育还没有大量培养掌握这门技术的人才，而科技在前进，所以人才的匮乏不足也制约着虚拟现实技术的发展。

四、结束语

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1虚拟仪器的构成

虚拟仪器是一种由硬件和软件构成而且还具有图形显示界面的先进仪器。在测试数据的功能上，虚拟仪器主要依靠其内部的高性能硬件，并在此基础上运用灵活的软件。虚拟技术实际上就是将硬件和软件充分结合到一起的平台，在扩展和集成领域都有很好的发展和应用的前景。通过对虚拟仪器的研究得知，其主要由以下三部分构成：

(1)灵活、高效的软件在虚拟仪器中起到关键的作用。根据实验的不同要求选取恰当的软件并充分结合该软件配套的函数库，以此就可以轻松地建设一个个性化十足的试验平台。

(2)模块形式的I/O接口是虚拟仪器的重要硬件。在信息化时代高速发展的影响下，实验数据的测量范围越发广泛，不同类型的数据总线在运行时都需要对应的模块形式的I/O接口的支持。这对虚拟技术的科研人员无疑是一种新的挑战。

(3)如今比较常见的集成平台是PXI。PXI主要用于工业数据的获取以及各种测试，是一种较为先进的模块化集成平台。用户可以根据自身的要求，创建不同的方案，用于数据测量，此平台不仅可以完成较为简单的数据获取，还可以实现难度较高的混合信号同步采集，在虚拟仪器领域中得到了广泛的应用。

2虚拟仪器的特点

(1)创建虚拟仪器所需的费用较少，而且非常灵活多变，只需要输入相应的软件就可以完成修改和调控，与常规的仪器相比，虚拟仪器具有更高水平的智能性和数据处理效率。为不同用户提供更为高端的技术支持。

(2)虚拟仪器内部的硬件组合方式灵活多变，为多样化的测试和实验提供各种功能的平台，比如，在设计和研制逻辑分析仪时，可运用速度较快的数字采样器。根据不同的组合方式构成的虚拟仪器在实验中可以完成更为专业、精准的测量。另外，还可以运用网络共享技术，实现实验资源的共享，从而提高了资源的利用率，从根本上减小实验所需的成本。

(3)虚拟仪器具有较强的操作性，而且在实际使用过程中不会受到过多的干扰。根据用户的需求，虚拟仪器可以设计出种类繁多而且个性化极强的显示界面。在多媒体应用技术日趋成熟的今天，用户可以轻松操作虚拟仪器，在测量完成以后，还可以为结果的传输提供多种渠道，比如存入数据库或者是在网络上传播。在网络技术大跨步发展的今天，虚拟技术带动了虚拟仪器的完善，而虚拟仪器在实践中还会在更多的领域发挥出理想的效果，还可在网络共享技术的支持下，逐步完成实验资源的高度共享。

二、虚拟技术的网络共享实验平台的建设

1体系和结构

基于虚拟技术的网络共享实验平台的建设，需要立足于用户的不同需求。对网络共享实验的研究可得知，其内容涉及的方面非常广泛，主要包括建立局域网、平台操作程序的安装与调控、用户服务器的选型以及安全防护等内容，根据不同阶段的要求可制定综合性的实验项目（系统监管、工程设计、安全措施等）。通常情况下，该试验所选用的软件有VMware（在国际中享有较高的声誉，也是数据信息虚拟化处理软件的领导品牌。）和PacketTracer。

2建设流程

通过不断的完善，基于虚拟技术的网络共享实验平台的建设已经有了较为严谨的步骤。可分为五个过程。第一，常规的准备工作。此过程的主要内容包括虚拟技术相关软件以及操作平台的安装和调控，以及设置互联网的操作系统（IOS）。第二，配置虚拟技术软件的实验参数。在对虚拟主机进行配置之前，通常要根据需求设置其内部的硬件组成（内存、硬盘以及中央处理器等）。第三，设计实验的拓扑网络。在虚拟技术的试验平台运行之前，需要设计实验的拓扑网络，一般情况下，绝大多数虚拟软件创建试验拓扑网络的方法十分简单，只需要拖动鼠标即可完成。第四，基于虚拟技术的网络共享实验设备的调配以及运行。对实验设备进行针对性的调配是该试验的关键环节，这是对实验环境进行模拟的重要前提。最后，对实验测量的结果进行验证。在实验平台建设完成以后，运用指定的验证方式，判定实验数据的准轻型，从而验证该实验平台的可行性。

三、总结

篇7

虚拟仿真(VR)即虚拟现实，是一种采用计算机为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在，但它作为一个逼真的三维环境仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存在意识或幻觉，用户在计算机所创建的三维虚拟环境中处于一种全身心投入的感觉状态。

2国内外研究现状

2．1国内研究现状

尽管国内虚拟仿真技术起步较晚，但是随着信息技术在社会各领域中的广泛应用，信息化教学已成为信息技术和信息资源与教学相结合的教学形态，以计算机仿真技术、多媒体技术和虚拟现实技术为特征的虚拟仿真实验室开始逐步渗透到教学领域。虚拟仿真技术在医学教学及某些医学手术应用领域得到不同程度的应用和研究。在护理学教学中，作为实践性很强的综合性应用学科－护理学基础，其护理专业实践教学约占该课程总学时的一半，也是培养护生临床实践能力的主要途径之一。然而传统的由教师演示－学生练习－教师指导的护理实践教学模式已经不能满足学生的需要，非常有必要对护理实训教学进行改革和创新。随着虚拟仿真技术在一些实践性要求高的专业中的大量应用及研究，国内某些医学院校的护理学基础实验教学也不同程度地开展了仿真技术在护理实践教学中的应用与研究，如高仿真模拟人技术早已投入护理专业实践教学中，并被应用在《内科护理》教学中并收到良好的效果，还有以主要训练护生的单项护理操作技能为目的的专项护理技能训练，如手臂模型可以模拟人类真实的血管，穿刺过程中有落空感和模拟真实血液流出，高级电脑心肺复苏模型可以进行心肺复苏的模拟训练，大小与真人相仿，在操作时可有语音提示和报警声来显示其操作的正确性。虚拟仿真技术还可以使用在一些不宜在真人身上实练(如鼻饲法、导尿术等)的护理实训课的应用。2007年大连大学职业技术学院以“探索出适合中等职业技术教育的网络教学模式，提高中等职业教育运用现代教育技术手段水平”为目的开展的“护理技术模拟教学系统”项目的研发卓有成效，该研发项目提出了包括13个模块，每个模块由教学演示、模拟操作、考核测评三大部分构成的护理技术计算机虚拟仿真实训教学软件系统，该教学软件系统的研发为虚拟仿真技术在护理实训练习中的开展和推广应用提供了参考。2009年贵州遵义医学院护理系进行了护理学基础虚拟实验室的研发，是一次将虚拟仿真技术应用于基础护理实践教学的一种有效尝试，可推广应用于国内各护理院校和各大医院的实验教学和继续教育培训与考核，有着较广阔的应用前景。重庆市卫生学校已经开展并建成仿真急救护理实训室，为其他护理院校提供了可借鉴的急救实训基地模式和实训方法。同时，虚拟仿真技术在职业技能培训中发挥的作用越来越大，也正被广大的职业教育工作者所接受。目前高职院校招生人数逐年增加，学校实验室及传统的教学模式已经远远不能满足师生的需要，寻找一种行之有效的技术手段来缓解传统实践教学模式所带来的压力，是许多高职院校的当务之急，将虚拟仿真技术应用于护理实践教学是解决以上问题的关键，更是培养最优秀的护理毕业生的必由之路。

2．2国外研究现状

美国在培养护生的过程中由于医院及患者等方面的原因，护生在临床实习中很少有机会在患者身上进行练习操作技能，同时护理院校理论课程的增加及实践教学课程的压缩也大大减少了护生们开展实践练习的机会。鉴于此，开展虚拟仿真技术在护理实践教学中的应用也是非常有必要的。美国的虚拟仿真技术在不同行业的运用，包括在护理教学中的应用开展的都比较早。美国纽约州立大学护理学院早在1996年就开展了虚拟仿真技术在静脉输液中的应用研究，虚拟仿真技术在护理实践中的作用是一些模型、录像带等所不能比拟的，后者不能给护生带来真实的感觉，而虚拟仿真可以，并且大大减少了护生在真实的临床护理操作中给患者带来的不适。常用的虚拟仿真技术有两种，身临其境式和非身临其境式，前者技术要求较高，需要利用一些传感工具，如头盔、手套、跟踪器等，让用户置身于虚拟境界中，虽然设备昂贵，但因其具有很逼真的护理情境而对护理教学产生深远的影响，非身临其境式，因其实用性和实惠性被广泛运用到护理教学中。随着从事护理教育的工作人员数量的减少，虚拟仿真技术同样运用在一些护理学远程教学、成人继续教育、护理技能培训等项目。虚拟灾害环境的护理措施的研究更是拓展了虚拟仿真技术在护理教学领域中的运用。20世纪80年代，美国便应用虚拟仿真技术建立了用于考试和教学的临床病例库，即虚拟临床浏览(VCE)。到目前为止，在护理教育领域，虚拟临床浏览系列教学软件和指导手册已发展到覆盖内外科护理学、妇产科护理学、儿科护理学和护理学技术等课程，并且提供网络学习资源。虚拟临床浏览结合护理教科书，建立了虚拟医院，进入虚拟医院，可以学习沟通、记录、评估和安全给药。虚拟医院的建立可以帮助护生熟悉日常护理工作，从而提高临床判断和批判性思维能力。还有已经在英美许多医学院校使用的CathSim静脉穿刺训练系统包括软件和触觉反馈装置即静脉穿刺用的胳膊和一台电脑，可设置在实际工作中可能遇到的不同年龄、血管状况以及疾病严重程度的各类患者。由日本NEC公司研制的“SimCoeur”软件系统可以模拟急诊患者每分钟的临床表现，还可以设置1000余种患者情境，可以使护生面对不同的患者，很好的锻炼了护生的应变能力，并且能够快速地对护生所进行的操作进行反馈。同时该公司研制的“SimNursing”模拟急诊患者软件系统，已于1998年投入日本市场，该软件系统可进行护理程序的模拟训练，学生能按照完整的护理程序对患者进行全程护理。多款软件的研发和应用为虚拟实验室的建设提供了技术支持，其中最有代表性的就是Mathworks公司推出的MAllAB语言，美国NI公司推出的LabVIEW图形化编程语言及美国ELANIX公司推出的SystemView软件。

3发展趋势

篇8

通过对当前职业院校计算机教学现状的分析，可以发现，计算机教学在基础教学方面取得了一定的成绩，但是，随着高职院校规模的不断扩张，招生数量在持续攀升，使得计算机教学面临诸多亟需解决的问题。其中比较突出的就是教学设备规模无法满足课程实践的真正需求，使得高职院校的搅蒜机教学整体水平停留在不高的水平，对整个院校的健康、稳定的发展产生极大阻力。另外，随着计算机教学改革的不断深入，对于实验室的总体水平提出新的要求，要突破单个系统的限制，发展为多种操作及应用环境并存的局面，因此，传统的教学模式彰显不足，很难满足新时期教学目标的完成，需要对教学模式和方法进行改变，以自身实际情况为前提，更新教学途径，在根本上保证高职院校学生培养目标的顺利实现。

2虚拟技术在计算机教学中的具体运用介绍

2.1对计算机维护实验应用虚拟技术的探讨

众所周知，在运用计算机的过程中，一旦对计算机进行格式化操作，或者是分区操作，抑或是执行系统安装，这样的操作都会在不同程度上损坏硬件，长此以往，就会缩短计算机的使用周期。此时，如果充分利用虚拟技术，在计算机维护中进行全面分析，能够实现问题的有效解决。借助虚拟化技术，学生可以获取一个操作环境，学生在这个背景下，能够随意进行相关操作，即使出现问题，也不会对整个计算机的系统产生任何破损，这样做的好处是使学生掌握了学科技术，也在很大程度上确保了计算机整个硬件处于较为安全的环境中运行。

2.2对虚拟化操作系统进行的分析和实验

对于高职院校，其计算机教学目标和任务区别与普通高校，教学内容较全面，知识点比较复杂，为此，针对操作系统，涉及诸多教学实验。一旦借助当前的计算机进行操作系统的试验，如果发生任何操作不当，就会影响计算机的系统试验效果。但是，虚拟技术就能弥补这一缺点，在虚拟的环境中，很多机器会产生于硬盘与内存中，各种处于独立的状态，各自互不干涉和影响，能够保证任务和试验的顺利完成。另外，虚拟计算机和真实计算器呈现各自工作的状态，不会出现互相影响的状态，不管哪一部分出现问题，其它的机器都不会遭受破坏或者负面影响，由此可见，借助虚拟技术进行的操作系统试验，具有较为便捷的优势，能够较大幅度地实现对计算机的有效防护。

2.3对网络安全虚拟化的介绍

网络安全虚拟化集中体现了虚拟技术在计算机教学中的具体应用。在网络安全试验中，借助虚拟化技术，在这种背景下，无需考虑安全试验的类型，任何种类的都可以进行操作，例如，加密的数据系统以及对网络系统的安全设置。此时，需要学校进行大量的投入，就能够实现对整个设备的健全和完善，为学生营造一个良好的试验环境，有助于学生掌握全面的网络安全知识，提升计算机教学的水平和品质。

2.4虚拟技术引入计算机教学的优势

随着高职院校的不断发展，职业教育呈现高速进步的趋势，其规模逐渐扩大，教育品质呈现上升的态势，很多高职院校加大投入的力度，增加了相关的设备，强化了管理，对实验室和相关的训练场地进行了相关的完善，目的是为教学提供基本的保障。但是，由于受到诸多因素的影响，很多学校设备仍不足，阻碍了学生实际操作能力的增强，动手能力不高。借助虚拟技术，使得计算机教学在信息化道路上面对极大的机会。对于实验室的设备，由于虚拟技术的积极介入，既满足了降低投入的需要，也实现了对潜力的发挥，减轻了工作人员的工作强度，有效缓解了设备欠缺的问题，有利于教学的开展，为学生营造更加自由和自主的学习环境，突破各方面的不利因素的限制，更加有利于调动学生的学习热情和积极性，以更加主动的态度投入学习。虚拟技术为计算机教学提供了更加真实的环境，有助于教学实践的推动。

3在计算机教学中对虚拟化应用的有效设计

为了更大限度地发挥虚拟技术在计算机教学中的应用，要对高职院校计算机教学的目标进行明确，需要相关的教学者全面、综合、深入地了解虚拟技术以及在系统中的应用，比较常见的是VmwareWorkstation和Xen等虚拟技术，主要针对当前教学中多机器、多系统共同使用，对多种试验背景进行改善。在具体的设计中，需要关注两方面的问题，首先是对于操作中运用的试验环境和背景，要利用VmwareWorkstation来进行设置和确定；其次，对于结构的创建，借助虚拟机来完成，最终实现架构的在虚拟机上的有效安置。

4结束语

篇9

【关键词】虚拟现实电子商务网络

1引言

虚拟现实(VirtualReality)是通过多媒体技术与仿真技术相结合，生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境，用户以自然的方式对虚拟环境中的对象进行体验和交互。然而当前的电子商务大多是基于Web的，要在其中普及由视觉头盔和数字手套等设备构成的力反馈式交互虚拟现0实是极其困难的(一是技术原因，二是资金原因)。但是以键盘、鼠标和显示器等常规输入输出设备在客户机浏览器中构成交互环境的网络虚拟现实技术却日趋成熟和完善，这些以Web3D技术为基础的网络虚拟现实技术同样以模拟自然、体验逼真和交互极强为目标，在相当程度上高效、经济地实现了虚拟现实系统的目标。

由于网络虚拟现实技术的出现，不仅促进了虚拟现实技术的普及应用，而且也给电子商务带来了新的应用空间，有效地提高了电子商务的质量。因此，充分认识虚拟现实技术在电子商务中的重要性、研究网络虚拟现实技术的特点及其应用规律，从而进一步促进电子商务的发展，已成为当前电子商务中的一个重要课题。

2虚拟现实在电子商务中的作用

2.1虚拟现实技术的特点。

临场感:用户感觉到沉浸于在浏览器中所呈现的虚拟环境中。

多感知性:用户能以视觉、听觉等多种形式感知信息。

交互性:用户能以接近自然的习惯，用常规的输入、输出设备对虚拟环境中的物体或场景进行操作和得到反馈。

真实性:虚拟环境中的物体运动接近符合物理定律。

高效率:虚拟环境中三维空间的建立和显示不过分依赖客户机的硬件性能并可实时渲染，所需传输的数据量小且可流式传输。

2.2虚拟现实在电子商务中的作用。由于网络虚拟现实技术的上述特点，它在电子商务中正起着独特的作用:

真实感强:缩小网上购物与真实购物环境间的差别，是一个接近现实场景的虚拟智能购物商城。

激发购买热情:网上产品展示的目的不仅仅是展示产品，而更重要的是通过让客户更多地了解产品而提高产品的购买率。通过网络虚拟现实技术可将用户在购买过程中产生的假设进行虚拟，呈现相应的结果或效果。这样有利于激发用户的购买热情。

拓展电子商务的内涵:INTERNET作为有效的商业信息的交通通道被广为接受，网络虚拟现实技术的应用使电子商务的内涵被大大地拓宽和延伸了。

3网络虚拟现实技术

目前网络虚拟现实技术大多是基于Web3D[1][2][3]技术的，而Web3D技术主要由实时3D建模和动态显示两部分组成。通常实时3D建模和动态显示分为两种类型，一种是基于几何模型，另一种是基于图像。这两种技术方案各有其特点，前者可方便地建立以任意角度进行观察的3D空间，但计算量大，因而对硬件要求较高，对复杂模型的建模过程较为困难;后者采用图像镶嵌方式实现实时建模，开发成本低，计算量小且效果逼真，但数据量较大。

各种网络虚拟现实技术为了能在网络这一特殊环境下不断发展，都不仅具有鲜明的技术特点，而且也都尽量扬长避短，形成了各自的技术风格，这也为我们在电子商务中针对不同展示内容选用最为合适的网络虚拟现实技术打下了良好的基础。有鉴于此，研究和对比分析各种主流网络虚拟现实技术是十分必要的。

3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虚拟现实建模语言)[4]是专门用于在网上建立虚拟现实的设计语言，它采用基于几何模型的实时建模和动态显示方法。VRML可以用于建立真实世界的场景模型，也可建立虚构的三维空间。VRML提供了所谓的6+1度浏览，即沿三轴方向移动场景和旋转场景，同时还可以建立与其他3D空间的超链接。

VRML文件是文本文件，它可以用文本编辑器编写生成，其文件扩展名是.wrl。由于VRML语言语法规则较为复杂和严格，靠人工编写VRML文件工作量极大，因此一些三维建模工具(如3DSMAX)以可视化方式建立3D空间并自动生成VRML文件，提高了开发效率，但这样生成的VRML文件数据量比人工编写的文件大得多。

VRML适用于构造虚拟三维环境，而对于表达现实世界的真实场景和物体则略感不足。

3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司开发的数字图像影视技术规范，它包含多种媒体数据的压缩/解压缩技术。QuickTimeVR是其中一种新的媒体数据格式。它包含了对象影视(ObjectMovie)、全景影视(PanoramicMovie)和多节点影像(Multi-NodeScene)等几种形式，其文件扩展名是.mov。

由于过去QuickTime是Mac系列机上的数字视频规范，因而制作QuickTimeVR的开发工具大多在Mac机上运行，缺少PC机Windows上的开发工具，而现在已出现了许多Windows上的QuickTimeVR的专业开发工具，如VRToolBox等，使得开发用于电子商务的QuickTimeVR影视更为便捷和高效。

3.3Cult3D是Cycore公司基于Java开发的网络虚拟现实技术，它具有独特的渲染方式，可动态显示极高质量的图像且不依赖3D加速卡等硬件，所产生的文件(.co)数据量小且可保留建模工具中所建立的贴图，并可以在3D物体上设计各种交互和添加声音，特别适合于在网络上表达3D对象。

Cult3D技术本身并无创建3D模型的能力，它依靠专门的3D建模工具软件来建立3D模型，并通过安装在这些软件中的插件导出所需的3D模型。支持这一功能的3D建模软件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能设计软件Cult3DDesigner中为3D对象设计动作和交互并输出用于网络的压缩文件。

Cult3D技术的弱点是不易表达360°的全景虚拟环境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的网络虚拟现实技术，其正式名称是VET(ViewpointExperienceTechnology)，它的前身是著名的MetaStream技术。由于Viewpoint开发的虚拟现实文件数据量小、可流式下载、动态显示图像质量好以及可实时交互控制改变纹理贴图，因此被广泛用于在网上表达3D对象。Viewpoint技术可以根据网络条件状况自动调整显示3D对象的细节和播放帧率，因此它对网络带宽适应能力较强。

通常开发Viewpoint的虚拟现实文件是从3DSMAX中导出ASE文件，在Viewpoint的核心应用程序ViewpointSceneBuilder中导入ASE文件，并对相应3D场景的有关元素(如:材质、动画、交互动作和场景定义信息)进行编辑和设计，最终输出可在浏览器中播放的Viewpoint数据文件(.mts和.mtx)。

3.5Flash是Macromedia公司开发的矢量动画技术。Flas采用网上流式播放技术，在安装了Flash播放器的浏览器中可以流畅地播放Flas。在Flash中制作动画时，不仅可在开发环境中绘制矢量对象，而且还可以导入外部矢量图形文件、位图图像文件、多种格式的声音文件甚至还可编辑视频文件。Flash现在被广泛用于开发网络交互矢量动画，然而用它也可进行网络虚拟现实的开发。

用Flash开发虚拟现实数据文件，主要是采用其脚本语言ActionScript控制交互，进而控制通过导入序列图像或已拼接的360°全景图像而形成的3D对象或全景虚拟环境。由于用ActionScript进行虚拟现实交互控制的灵活性较大，因此所开发的虚拟现实数据文件也具有较强的个性，同时因为Flash并非专门用于开发虚拟现实的，所以开发时的步骤较为复杂些。

4虚拟现实在电子商务应用的实例分析

4.1电子商务模型的建立。网络虚拟场景的建立和图形工作站中的场景的建立有着很大的区别，它首先强调的是模型的简单化，这是由虚拟现实的实时性要求决定的。在响应速度和场景的真实性发生冲突时，应牺牲一定的真实性，只要能在视觉上达到基本真实即可。因此，常用一些简单的框架来代替复杂模型，但为了保证一定的真实性，可采用贴图的方式来弥补视觉上的不足。贴图有以下两种制作方法:一种是使用绘画软件进行手工绘制、另一种是对建筑物的各个观察面进行拍照，然后用扫描仪扫描成相关贴图材质。第一种方法的颜色可限定在256色内，其压缩的比例较大，贴图文件较小，生成的场景文件也较小，适合网上传递和实时性的要求。后一种方法视觉效果好，但文件的压缩比例较小，贴图文件较大，生成的场景大，在网上传递和实时性方面不如前一种方法好。无论用哪一种方法都需考虑贴图的分辨率和尺寸，为了便于下载和渲染，在质量和大小允许的情况下，一幅贴图限为320×240(或240×320)像素、分辨率为72dpi，用JPEG压缩(采用最高压缩比)后约为20K字节。

根据以上所述的贴图制作方法，虚拟场景中的对象模型可分为以下几类:①由简单几何体组成的简单模型:该类模型常用作远处物品的替身，在LOD方法中采用;②赋予手绘贴图的模型;③赋予照片材质的模型;④赋予手绘和照片混合材质的模型;⑤具有全部细节的精致模型。

4.2电子商务交互查询功能的建立。为电子商务模型加入交互和查询功能可采用两种方法:通过编程加入相应的交互和查询功能，利用VRML的辅助工具来完成交互和查询功能的加入[5]。后一种方法比较适合普通的用户。

Kinetix制作了特殊的VRML输出嵌入程序，可以输出场景，包括几何、材质、动画制作等，嵌入程序也可制作特殊的VRML辅助工具来规定场景的交互元素。运行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安装VRML嵌入程序。

通过VRML嵌入程序，可设置以下辅助工具:

Anchor:可将某一实体作为热点，当被点击时取出网上所指定的文件。若为VRML场景文件，则该场景被下载显示。若为其他类型文件，由浏览器决定如何处理;

TouchSensor:对从指定设备的输入产生相应的事件，这些事件表示用户是否指向特定几何体，同时也表示用户何时何处按下定位设备的按钮;

ProxSensor:接近感知器，指定当用户进入、离开或在立方体的区域内移动时产生的事件;

TimeSensor:在时间变化是发出事件，可用来控制动画，也可用于某一时刻进行某项活动，或于某一时间间隔中产生事件;

NavInfo:描述有关观察者和观察模式的物理特性;

Background:设定场景的背景;

Fog:设置雾化的效果;

Sound:设定声音片段的有效范围，以产生随距离改变的音响效果;

Billboard:是某一对象随用户一起旋转，以使之始终面向用户;

LOD:允许浏览器在物体表示的不同层次细节间自动切换;

Inline:可在文件中引入外部文件的场景，避免重复制作。

通过以上辅助工具，就可制作出电子商务场景及其交互和查询功能。

4.3多分辨率渐进传输。服务器接收了用户端的请求后，通过网络把三维几何数据传送到浏览器进行显示，最理想的方式是渐进式传输[7][8]，这样客户端在下载完最简单的一级模型数据后就可以进行显示与交互，而不用整个模型传输完毕。渐进式几何传输要求模型具有多分辨率表示形式，这对网络的传输和客户端的绘制都有很多好处。

本文将3D场景数据组织成一个统一的数据结构，实现递进的传输不同类型的模型表示。本文利用分布式虚拟环境中通用的递推算法(DR)来预测视点的运动算法[6]来预测用户的位置，该方法简单而通用，并且能有效的减少网络上的数据流量，结合Benefit累积和方法，实现了有限的网络带宽下的优化3D场景传输的一个有效的策略。考虑到网络的不稳定性和网络的传输质量，作者采用了自适应流控技术，以保证不同质量的网络连接下不同场景绘制质量的仿真的顺利进行。另外本文考虑了传输动态物体和不同表示形态的静态物体到多个用户的问题。本文的内容集中在3D数据组织管理和优先传输排序策略以及3D图形传输协议上，目的在于实现服务器和客户端之间高效的3D场景传输。

4总结

本文介绍了虚拟现实技术在电子商务领域的应用。相关技术包括虚拟场景的构造、系统结构、网格数据的传输以及客户端的交互查询方式。与传统的电子商务系统相比，本系统具有更好的沉浸感和交互性，虽然目前离理想的虚拟现实境界仍有较大差距，但交互性强、触发事件种类多、动态渲染及显示质量高、可任意链接URL或其他3D空间、适宜网上应用、虚拟现实数据文件共享性强以及开发效率高等技术特征，现已成为网络虚拟现实技术发展的趋势。随着网络虚拟现实技术的不断发展，将为系统的开发提供更大的空间和更完善的功能。:

参考文献

1GongJianhua.DistributedVirtualGeo-Environments.Journalof

InmageandGraphics2001.9:879~884

2ErnestH.PageandJeffreyM.Opper.InvestigatingtheApplication

ofWeb-BasedSimulationPrincipleswithintheArchitecturefora

Next~GenerationComputerGeneratedForcesModel，Future

GenerationComputerSystems，v.17n.2，Oct.2000，pp.159~169

3YLi.KWBrodlieandNPhillips.Web-basedVRTraining

SimulatorforPercutaneousRhizotomy.InJDWestwood，HM

Hoffman，GTMogel，RARobbandDStredney(eds)，Medicine

MeetsVirtualReality2000，IOSPress，pp.175~181.2000

4TheVirtualRealityModelingLanguage.ISO/IEC14772～1:1997.

5徐明娟等.基于VRML虚拟场景交互方式的研究，CCVRV2004，

p717~721

6谢翠等.基于Web的仿真综述，CCVRV2004，p544~548

puterGraphics

(SIGGRAPH''''96)，pages99～108，August1996

篇10

关键词：沉浸式传播;虚拟现实艺术;设计策略;分析

引言

沉浸式传播是该技术表现出的基本特征，该技术的艺术设计主要是指设计人员进行相应的技术作品创造，为体验者塑造全新的世界。其不仅是指对真实环境的改变，其也涉及到虚拟世界中的历史、法则、物种甚至时间的重新规划与改变。但要实现这一点，脱离不开媒介的输入与输出的支持，相关媒介正是实现虚拟与现实世界连接的重要桥梁。而根据体验者在虚拟世界中的沉浸程度的区别，其对于相关媒介的认知程度也会出现差异，即当体验者的沉浸程度较高，则会出现忽略媒介存在的情况发生。

一、虚拟现实技术中的沉浸内容

（一）生理沉浸

体验者在虚拟现实技术下完成的影片观看过程中，虽然心理上了解该影片的内容并不真实，但是依旧在生理条件下做出惊慌、害怕甚至闪躲的状态。该技术主要是实现了对真实空间的高强度压缩，让体验者从真实的环境中走向虚拟环境中的感受。而随着技术应用媒介的逐渐升级，体验者的沉浸感受也被不断强化，例如现代电影中的2D、3D、4D等不同的分类就是指观影沉浸感的不同，而这类沉浸感受被统称为生理沉浸。生理沉浸主要是指运用虚拟现实技术就体验者的感官能力进行扩大与延伸，并随着程度加深而实现媒介忽略，尽可能地降低对真实世界的感受。

（二）心理沉浸

心理沉浸较之生理沉浸更早地实现了发展，其主要是指在不具备高效率媒介的情况下，通过优秀的故事作为载体来应当体验者进行故事想象，从而实现体验者的沉浸感受，例如戏剧作品的演绎等。心理沉浸的实现属于体验者在认知层面上的沉浸。要实现高水平的心理沉浸，一定不能脱离优秀的内容作为支撑。但是运用媒介来强化生理沉浸也能实现体验者心理沉浸状态的提升。但是，虚拟现实技术本身是不能直接就体验者的心理沉浸进行塑造的，其主要是承担了实现媒介的作用，是心理沉浸实现的重要辅助手段。总体而言，虚拟现实技术中的沉浸内容主要可通过进行表现。

二、该技术的生理沉浸式传播技术的应用分析

（一）静止状态下的输出技术应用

该技术在视觉效果方面的表达时，主要是通过进行分别两台摄影机的架设来实现。其主要是模拟人眼的左右视觉进行相应的画面拍摄，最后将相关的画面赋予人眼，以此来实现在视觉感知方面保证体验者的沉浸实现。例如HTCVive头盔就是在该技术下实现的。而该技术在听觉塑造方面，主要是对人耳听声进行模拟，即人耳主要是通过声音到达的时间差异来进行声音的方位以及声音的距离判断。而该技术设计中主要是控制声音在左右耳机中的发出时间差来进行模仿，保证体验者在获取声音时保证声音的三维特征体现，当前的部门电子游戏已经实现了该技术的运用。正是通过对视觉与听觉的模拟实现，体验者能在这过程中实现生理沉浸，但这并不是该技术的全部应用表现，其还包含了在该技术支持下实现的触觉模拟。这主要通过具有数据输出能力的手套或者服装等来实现，Skinterface设备就是通过对体验者的触感能力进行模拟而实现的对虚拟世界中物体的触感感受。该技术的应用对于提高体验者的生理沉浸感受意义重大，但该技术在当前依旧处于研发阶段。此外，设计工作者也可通过加入满足视觉心理的相关刺激物信息来实现生理沉浸。即设计者在进行虚拟环境塑造时，至少应当创设一个满足体验者心理需求的刺激物，同时用该刺激物信息作为视觉信息平台建立的核心，实现体验过程中对体验者注意力的吸引，也有利于设计者的思想与信息在视觉交的前提下向用户进行传递。

（二）运动状态下的输出技术应用

运动状态下的输出技术应用主要是指体验者在运动状态下实现对虚拟世界的感知，但是其与静止状态下的感知存在差异，其建立在由生活经验而形成的心理预期基础上。该技术的应用在当前已经实现了较大突破，例如HTCVive头盔在应用中就能有效地实现现实与虚拟世界的行走同步，并完全满足了心理预期层面上的身高与步长。这样能有效地使体验者在运动状态之中实现最大程度地沉浸体验，其也实现了空间约束的有效突破。而针对运动状态中的身体交互等复杂运动，该技术的应用主要是通过抽象按钮的触发来实现的。例如在该技术支持下实现的格斗游戏就是通过按键的方式来模拟相关的角色运动，而这过程中势必会存在与现实操作的差异，当前的技术优化发展就应当致力于将这种差异情况进行缩小。

三、实现该技术的艺术设计水平优化的相关策略

（一）注重虚拟视点设计的合理性

在现实世界中，视点即人眼的位置，而在虚拟世界中，视点则主要是指体验者的观察点，即为虚拟视点。例如，在就Unity游戏进行制作时，设计者在虚拟场景中会进行摄像机的安放，而这个摄像机就是主要的观察点，而该摄像机主要承担着将虚拟场景向体验者进行传递的作用。而由于体验者本身具有的生活体验会根据其所处的位置以及姿势来进行视点的判断，只有将虚拟视点与体验者的经验视点进行重合，才能进一步提高真实感。但是在虚拟技术应用时，设计者也可根据实际需求与想法进行全新的视点创造，比如模拟动物、昆虫的视点进行视点设计，而这些独特视点的创造能进一步吸引体验者的参与。体验者在利用相关的虚拟设备进行体验时能获得最大程度的视觉沉浸，但要想获得预期视觉信号的接受就离不开真实环境中的体验者的位置与姿势。例如，体验者在真实环境中的姿势为垂直站立，则体验者的预期视觉为眼睛到地面的距离为自己的身高。所以，设计者如果不能就虚拟视点进行合理的设计，导致视觉信号不能与体验者的预期视觉相匹配，则其将造成体验者的实际沉浸感受受到影响。例如，设计者在模拟昆虫视点进行设计时，应当从昆虫接近地面的视点进行考虑，这就造成与体验者的真实感受存在的矛盾，这就需要设计者在虚拟体验的过程中能够使体验者的身体穿透虚拟世界的地面。同时，为保证体验者的真实感进一步提升，设计者还应当根据不同的视点特征进行专门化的体验者动作或体验平台的设计，让体验者从生理感受的角度对相关视点进行接收。例如当体验者以鱼的视觉进行体验时，可将体验平台设计为符合人体曲线的平图2台，让体验者以伏地的姿态参与到视觉体验之中。以（图2）为错误的虚拟视点的设计。

（二）加强身体惯性与运动的匹配设计

身体的惯性主要是由人体的前庭系统与视觉系统的刺激来共同完成的，其都会通过各自系统进行运动状态辨别，并将相应的运动状态信息传递到大脑。当两者信息一致时，人体则会出现正常的运动体验。但是当两种信息存在差别，则会导致人体出现眩晕感，常见的晕车现象就是这两种信息体现的矛盾。而虚拟与现实世界中的运动状态不一致主要是指现实运动而虚拟静止或者现实静止而虚拟运动，在当前的艺术设计中大多数都会存在第二种情况的问题。但是在现实世界中进行相应的动力设备的搭建就可避免这种矛盾的出现，实现身体惯性与虚拟运动的相互匹配。例如，Mmone虚拟现实座椅就在设计中实现了身体惯性与运动的匹配。当体验者参与到游戏中时，座椅能根据虚拟世界中的运动状态进行自动的调整与运动，根据体验者的视觉系统进行相匹配的身体惯性提供，在避免晕眩状态的同时提高体验者的真实感受。

（三）保证虚拟与现实世界中的动作一致

在当前，虚拟与现实世界的动作并不能很好地实现统一，这主要是由于输入与输出媒介的实际工作效率存在差异，导致体验者的动作节奏难以实现匹配。而传统的触屏、鼠标等输入媒介的运用就能为实现运动节奏匹配提供帮助。设计者应当尽可能地保证运动状态的一致性，例如在进行虚拟的射击游戏设计时，体验者在真实的环境中进行扳机扣动应当同时更新到虚拟角色的动作中，这就是从实现虚拟与现实世界中的设备控件一致的方式实现的。而在当前的许多游戏主机设置中也都很好地实现了体验者与虚拟角色的良好交互，例如，Wii主机中存在的手柄具有较高的空间位置感知能力，在利用该主机完成高尔夫游戏时能通过动作与角色进行高度统一的运动。其主要是通过短暂精确的手柄振动来进行动作传递的，实现体验者与虚拟角色运动之间的高度统一。

结语

虚拟现实技术在当前已经实现了较大的发展突破，其所表达的沉浸式传播的特征主要表现在生理沉浸方面，该沉浸传播的功能实现，脱离不开准确的动作捕捉的输入以及人体感官技术的支撑。要实现该技术的艺术设计工作的突破，相关设计工作者应当就该技术中涉及的沉浸式方式进行分析，并加强对该技术的生理沉浸技术的研究，此外还要在这基础上积极实现艺术设计水平提升。只有这样，才能促进我国虚拟现实技术应用水平的发展。

参考文献

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