發(fā)布時間：2023-03-16 15:56:43
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的計算機仿真論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
仿真系統(tǒng)是根據(jù)對所研究的系統(tǒng)的了解和認(rèn)識，提取里面關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，構(gòu)建和現(xiàn)實的系統(tǒng)對應(yīng)的模型。，模型與仿真的程序通過確認(rèn)和驗證，在再該實驗的基礎(chǔ)之上進(jìn)行模型的仿真•實驗，按照模擬系統(tǒng)的運行進(jìn)程，對狀態(tài)這個變量隨著時間的變化動態(tài)的規(guī)律進(jìn)行觀察，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)和分析統(tǒng)計，來得到通過仿真后的系統(tǒng)參數(shù)統(tǒng)計特點，按照這個統(tǒng)計來評估判斷系統(tǒng)真實的參數(shù)與性能，給決策供給輔數(shù)據(jù)。虛擬的仿真是運用系統(tǒng)，計算機，概率論以及數(shù)理學(xué)為基礎(chǔ)，并結(jié)合其他領(lǐng)域的應(yīng)用與技術(shù)上的特點，慢慢發(fā)展的技術(shù)，而且它不僅僅是一門技術(shù)還是一門實驗性的學(xué)科，根據(jù)各學(xué)科的變化，虛擬性的仿真也逐漸的得到發(fā)展，已經(jīng)是現(xiàn)代最活躍的技術(shù)。如果從原理上說，虛擬的現(xiàn)實性仿真就是讓仿真和VR技術(shù)組合在一起，不過這種組合不是表面上的簡單組合，而是把兩種系統(tǒng)的特點有機的融合在一起。實際應(yīng)用中，虛擬仿真也是一種體驗VitualWorld和具有可創(chuàng)建性的電腦系統(tǒng)。這樣的虛擬性世界是電腦生成的，同時也是現(xiàn)實的再現(xiàn)，還可以是想象中構(gòu)思出的世界，戶主可以通過聽覺，觸覺以及視覺等多種通道來與虛擬性世界交流。它是通過仿真的形式創(chuàng)造出一個可以實時的對實體對象的互相作用和變化進(jìn)行反映的三維度幻真世界，經(jīng)過頭盔式顯示屏，信息手套一些起輔助作用的傳感器，給用戶提供一個可以觀測可以交互的三維度視圖?？勺層脩糁苯拥膮⑴c到仿真的對象探索里面，探索環(huán)境作用下的變化，以及沉浸的感覺。虛擬現(xiàn)實是綜合利用電腦技術(shù)，圖形學(xué)，電腦視覺，視覺的生理學(xué)，仿真科技，微型電子，多媒體，信息，三維顯示，，測量和傳感，語音的識別，集成技術(shù)，人機的接口，網(wǎng)絡(luò)工程等一些高科技的集成成果。它的逼真性能與實時的交互特性給系統(tǒng)的仿真提供了強大的支撐。
2可視化的技術(shù)
可視化技術(shù)利用的是電腦圖形學(xué)與圖像的處理，把數(shù)據(jù)通過圖形的形式在顯示屏上呈現(xiàn)出來的互相處理的方法技術(shù)與理論。它涵蓋的領(lǐng)域有電腦圖形學(xué)，圖形的處理，電腦視覺，電腦設(shè)計等，是對一系列的問題進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)的處理，分析決策的一種綜合的技術(shù)。這種技術(shù)在電腦中是最先應(yīng)用的，而且逐漸的形成了科學(xué)電腦可視化這個重要的分支?？茖W(xué)電腦可視化可以將包含測量得到的數(shù)據(jù)，圖形，或者是電腦中出現(xiàn)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成更加直觀，可以用圖像展示出來的信息隨時間空間進(jìn)行變化的物理量或現(xiàn)象再展現(xiàn)給研究人員，讓他們可以觀察，計算與模擬。自從一九七八年科學(xué)電腦可視化被提出后，它在各個工程領(lǐng)域都有著非常廣泛的發(fā)展應(yīng)用。令人更詫異的是現(xiàn)在虛擬的現(xiàn)實科技可以把人們帶入一個三維度，多媒體虛擬空間，讓人們能夠遨游遠(yuǎn)古城堡和浩瀚宇宙。這一些科技都已經(jīng)開始應(yīng)用到了手機開發(fā)中。這些的所有都是靠著電腦可視化和圖形科技快速發(fā)展。我們對于電腦的可視化研究已有著非常漫長的歷程了，其中產(chǎn)生出大量可視化設(shè)備，如SGI企業(yè)所推出的三維GL圖形庫的表象是很突出的，使用簡單功能還很強大。使用GL進(jìn)行開發(fā)的三維度軟件受到許多專業(yè)的人士歡迎，這樣的應(yīng)用已經(jīng)發(fā)展到了產(chǎn)品的設(shè)計，建筑，醫(yī)學(xué)，地球的科學(xué)等一些高領(lǐng)域。伴隨著電腦技術(shù)的不斷發(fā)展，G也已進(jìn)一步的發(fā)展為OpenGL，并被認(rèn)為是性能最高的圖形與互相交換式情景的處理標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在涵蓋ATT企業(yè)的UNIX軟件的實驗室，IBM，DEC，SUN，HP，Microsoft與SGI幾家公司在內(nèi)的而且在電腦的市場有著強大的領(lǐng)導(dǎo)價值的大型公司都是采用OpenGL圖形的標(biāo)準(zhǔn)。值得關(guān)注的是，因微軟公司在WindowsNT里面提供的OpenGL圖形的標(biāo)準(zhǔn)，所以O(shè)penGL將會在電腦里面廣泛的應(yīng)用，特別是OpenGL三維度圖形的加速卡與微型計算機圖形的工作站推出，使得人們可在微型計算機上完成三維度圖形的應(yīng)用。就像電子CAD的設(shè)計，模擬仿真，三維的游戲等等，這樣就可以更加方便有機會利用OpenGL以及它的軟件進(jìn)行自己三維度圖形的實際建立。
3在手機與電子的通訊領(lǐng)域應(yīng)用廣泛
就拿電子這個行業(yè)來說，在無可遵循的規(guī)范情況之下，MNSC對所有種類的問題提供出了高效相應(yīng)的解決措施。它的強大產(chǎn)品群體能夠處理各個領(lǐng)域出現(xiàn)的問題，這些產(chǎn)品不僅能夠獨立的解決有關(guān)行業(yè)的問題還可以結(jié)合具體情況共同解決這些問題，給出相對的仿真聯(lián)合分析。
3.1于手機電子產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的分析應(yīng)用
虛擬仿真實驗可通過相關(guān)的軟件完成結(jié)構(gòu)的分析，有著強大的屈曲，靜力，動力的高級響應(yīng)，隨機的振動，復(fù)合的材料，靈敏度的設(shè)計與優(yōu)化，擴展優(yōu)化，動力學(xué)顯式，動力學(xué)隱式等多方面分析的功能。顯示了國際某著名磁盤驅(qū)動器生產(chǎn)商，以及美國宇航局采用虛擬仿真技術(shù)對火星探路者天線裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的情況。
3.2虛擬仿真技術(shù)在手機跌落、碰撞等分析中的應(yīng)用
虛擬仿真實驗可以給出非線性程度很高的瞬時動力學(xué)的分析能力，給電子類產(chǎn)品碰撞，跌落等一些分析提供了完美的解決方法，是分析電子類產(chǎn)品碰撞，跌落不可缺少的工具。就是某有名手機上產(chǎn)廠家對手機進(jìn)行跌落的分析。
3.3虛擬仿真技術(shù)在運動的系統(tǒng)以及仿真，控制的系統(tǒng)仿真中應(yīng)用
根據(jù)虛擬的仿真科技能夠?qū)嵭羞\動學(xué)與動力學(xué)的仿真，可對電子類產(chǎn)品的機械性能與運動特點進(jìn)行研究。就是ABB公司的機器人運動的仿真以及三菱電子開關(guān)作動的仿真，實現(xiàn)了完美的控制－液壓－運動－結(jié)構(gòu)聯(lián)合仿真系統(tǒng)。
4總結(jié)
懸架系統(tǒng)是影響汽車駕駛及乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的主要部件，是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。汽車懸掛系統(tǒng)就是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器構(gòu)成的整個支撐系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)應(yīng)有支撐車身的功能，改善乘坐的顛簸感覺，不同的懸掛系統(tǒng)設(shè)計會使駕駛者有不同的乘坐感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。常見的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)以及減震器等組成，個別系統(tǒng)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。計算機仿真系統(tǒng)的電控單元控制懸掛系統(tǒng)可根據(jù)車載重量、路況條件、行駛速度等來調(diào)節(jié)懸掛系統(tǒng)的剛度、減振器阻尼力以及車身高度。從而使車輛在各種行駛條件下均可獲得最佳的行駛平穩(wěn)性和操縱協(xié)調(diào)性。有多種不同類型的電子控制懸掛系統(tǒng)，以大眾汽車的電子控制空氣彈簧懸掛系統(tǒng)為例，電子控制懸掛系統(tǒng)主要由空氣壓縮機、干燥器、車身高度傳感器、帶有減振器的空氣彈簧、懸掛控制執(zhí)行器、懸掛控制選擇開關(guān)、懸掛用電控單元等組成。在汽車行駛過程中，電控單元不停地接收車身高度傳感器、加速度傳感器(即油門動作傳感器)、制動傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器以及車速傳感器輸出的信號并進(jìn)行運算、分析和判斷，最終向執(zhí)行器輸出控制信號，控制車身高度和懸掛剛度。
2計算機仿真技術(shù)在汽車懸掛系統(tǒng)的應(yīng)用特點
電控單元中計算機仿真控制懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點有：為提高汽車正常行駛時乘坐的舒適性，可以將彈簧剛度設(shè)計得較小，以使車身的自然振動頻率盡可能的低。為提高汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車的行駛安全性明顯提高，可以將汽車懸掛抗側(cè)傾，抗縱擺的剛度設(shè)計得比較大。將車輪快速提起，避開障礙物，可以在車輪碰到障礙物(如磚、石等)時，提高汽車的通過性。電控單元可以在汽車載荷變化，在不平路面上行駛時自動保持車身高度不變。仿真技術(shù)可以防止汽車制動時車頭的下沖。提高汽車轉(zhuǎn)彎時的操縱穩(wěn)定性，可以避免汽車轉(zhuǎn)彎時車身向外傾斜。為提高車輪與地面間的附著力，可以減小輪跳離地面的傾向。
3總結(jié)
關(guān)鍵詞：項目教學(xué)法；計算機仿真；創(chuàng)新；實踐
一、前言
研究生教學(xué)有其突出的特點，他們中多數(shù)人理論基礎(chǔ)扎實，獲取書本知識能力強。但同時也存在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力不足、工程應(yīng)用背景不夠的缺點。本人通過十多年研究生教學(xué)的實踐，結(jié)合本學(xué)院研究生專業(yè)方向、課程內(nèi)容針對性強等特點，對如何在研究生教學(xué)改革中突出培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、創(chuàng)新能力，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識與工程應(yīng)用能力等問題進(jìn)行了一些改革創(chuàng)新。
二、課程定位及課程特點
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，科學(xué)研究的深入與計算機軟、硬件的發(fā)展，計算機仿真技術(shù)已成為分析、綜合各類系統(tǒng)，特別是大系統(tǒng)的一種有效研究方法和有力的研究工具，計算機仿真技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各技術(shù)領(lǐng)域、各學(xué)科內(nèi)容和各工程部門。仿真技術(shù)已經(jīng)在國防軍事、國民經(jīng)濟、社會生活的眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用，國內(nèi)外眾多學(xué)者認(rèn)為，仿真技術(shù)“正在成為與理論、實驗并列的第三種認(rèn)識和改造客觀世界以及科學(xué)研究的手段”，因此仿真技術(shù)被認(rèn)為是“使能”技術(shù)。計算機仿真技術(shù)是仿真科學(xué)與技術(shù)涉及到的有關(guān)具體仿真技術(shù)中最為基礎(chǔ)的部分，具有綜合性、多學(xué)科交叉等特點。為了拓寬機械工程專業(yè)基礎(chǔ)，提高培養(yǎng)對象的整體素質(zhì)，更好地適應(yīng)社會對機械工程專業(yè)人才的需求，高校工科專業(yè)的研究生應(yīng)掌握一定的計算機仿真知識與技能。計算機仿真技術(shù)課程是我校機械工程學(xué)院面向所有研究生各專業(yè)方向的研究生開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，考慮專業(yè)應(yīng)用需求并結(jié)合教學(xué)實踐情況，課程目的是通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握計算機仿真技術(shù)方面的基本理論，基本知識和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為今后分析、綜合各類工程系統(tǒng)或非工程系統(tǒng)提供一種有力的工具，以便能靈活應(yīng)用所學(xué)的計算機仿真技術(shù)為本專業(yè)工作服務(wù)。一方面，基于仿真技術(shù)課程的內(nèi)容方法較多，實踐性強的特點；另一方面，授課對象專業(yè)方向較多、授課學(xué)時有限等特點，如何解決在有限的教學(xué)課時內(nèi)講授內(nèi)容繁多的仿真內(nèi)容、對計算機仿真技術(shù)課程進(jìn)行教學(xué)方法和手段的改革探索和實踐，以達(dá)到計算機仿真技術(shù)教學(xué)目標(biāo)。
三、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置和教學(xué)方法的選擇
課程開設(shè)初期，由于只是機械電子工程專業(yè)方向的同學(xué)選修，所以所講內(nèi)容基本針對該專業(yè)方向進(jìn)行設(shè)置。隨著選修人數(shù)的不斷增加，以及選修學(xué)生所屬專業(yè)方向的擴大，專業(yè)方向包括：機械制造及其自動化、機械電子工程、機械設(shè)計及理論、車輛工程、機械工程（專業(yè)學(xué)位）等，基本涵蓋了機械工程學(xué)院的所有專業(yè)方向。計算機仿真技術(shù)課程涉及多個交叉學(xué)科，緊密相關(guān)的課程包括數(shù)值計算方法、計算機編程、計算機圖形學(xué)、高等數(shù)學(xué)、自動控制原理、現(xiàn)代控制理論、優(yōu)化設(shè)計等課程。如何講出本課程的特點，并充分結(jié)合相關(guān)課程內(nèi)容，必須在教學(xué)內(nèi)容的選排上下功夫。項目教學(xué)法是一種以任務(wù)驅(qū)動、以項目為基本教學(xué)單元，將理論教學(xué)和實踐教學(xué)有機融合在一起，強調(diào)綜合能力的培養(yǎng)在研究生教育中的重要性，突出學(xué)生在整個教學(xué)過程中的主體地位。因此，為了滿足各個專業(yè)方向?qū)W生的要求，使他們能夠掌握一門工程分析技術(shù)，為后續(xù)的學(xué)術(shù)論文和碩士學(xué)位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段，本人在講授該門課程的過程中，逐年對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)考核方法等不斷進(jìn)行調(diào)整和完善。1.采取項目專題方式進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的講授，調(diào)整授課內(nèi)容，采用專題教學(xué)方法使課程主題內(nèi)容分明，有利于將仿真方法講深、講透。2.擴展所授課程內(nèi)容涵蓋的范圍，包括數(shù)值計算、優(yōu)化設(shè)計、圖形可視化、控制系統(tǒng)特性仿真、控制系統(tǒng)設(shè)計以及與外部軟件的接口等內(nèi)容，以滿足各專業(yè)方向?qū)W生的需求。3.增加與課程相結(jié)合的實驗教學(xué)內(nèi)容。計算機仿真技術(shù)本來是實踐性很強的綜合性技術(shù)，仿真技術(shù)本身是在對控制系統(tǒng)分析的過程中不斷完善和發(fā)展起來的。因此并結(jié)合各個專業(yè)研究生的不同研究方向，靈活設(shè)計若干個專題實驗，使學(xué)生學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生將該門課程應(yīng)用于實際工程的能力。4.采用多個工程應(yīng)用實例進(jìn)行教學(xué)，從系統(tǒng)應(yīng)用、數(shù)學(xué)建模、仿真建模、模型求解以及特性分析等，使學(xué)生從生產(chǎn)實際認(rèn)知的研究對象，提升到理論高度的學(xué)習(xí)，應(yīng)用所學(xué)的各科理論知識和技術(shù)手段，進(jìn)行數(shù)學(xué)建模、仿真建模的建立，并對模型求解以及特性進(jìn)行分析，獲得直觀結(jié)果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，最終解決實際工程問題，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實例問題的能力。5.結(jié)合學(xué)科前沿，進(jìn)行課堂討論。研究生在初步掌握了對系統(tǒng)的模型、仿真算法設(shè)計、仿真及結(jié)果分析這一流程后，為強化計算機仿真在實際工程的應(yīng)用概念，在此基礎(chǔ)上，以項目形式，開展課程學(xué)科前沿以及將該門課程與現(xiàn)代技術(shù)融合等專題討論。6.增加實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)研究生工程實際應(yīng)用能力。利用各種平臺，擴充計算機仿真技術(shù)資料，提供最新的仿真案例，結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊的科研課題，設(shè)計實驗項目，培養(yǎng)研究生工程實際應(yīng)用能力。
四、項目教學(xué)法的教學(xué)效果
基于項目教學(xué)法計算機仿真技術(shù)課程的教學(xué)方法改革與實踐，滿足機械工程學(xué)院各個專業(yè)方向研究生的需求，教學(xué)方法和手段的完善，使研究生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力等得到了進(jìn)一步的提高。計算機仿真技術(shù)作為工科研究生的必備研究手段和技術(shù)，使學(xué)生掌握一門工程分析技術(shù)，為后續(xù)的課題研究、學(xué)術(shù)論文和學(xué)位論文的撰寫提供計算、分析和仿真手段。近五年的每年30—40人研究生選課，工程碩士每年20人左右選課，課程得到了各專業(yè)方向研究生的普遍認(rèn)同。本人指導(dǎo)的研究生，發(fā)表與該課程相關(guān)的學(xué)術(shù)論文近20篇，撰寫的碩士論文均用到計算機仿真技術(shù)。
五、結(jié)束語
論文摘要： 在分析專用數(shù)字仿真計算機的特點的基礎(chǔ)上提出半實物仿真對仿真計算機和實時網(wǎng)絡(luò)的需求，并且介紹相關(guān)技術(shù)的新進(jìn)展。實踐證明仿真工作站和實時網(wǎng)絡(luò)方案是完全可以滿足仿真發(fā)展需求的。
作為信息技術(shù)核心的計算機技術(shù)自其誕生之日起經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，以廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟和社會生活中。而作為計算機技術(shù)重要組成部分的計算機三維視景仿真技術(shù)，因其有效性、經(jīng)濟性、安全性、直觀性等特點而受到廣泛的應(yīng)用。它是在計算機圖形學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種仿真應(yīng)用技術(shù)。
據(jù)最新統(tǒng)計資料表明，計算機仿真技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的實用技術(shù)之一，虛擬現(xiàn)實（VR，Virtual Reality）是計算機世界最熱門的一個詞匯。視景仿真技術(shù)是計算機仿真技術(shù)的重要分支，是計算機技術(shù)、圖形圖像處理與生成技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息合成技術(shù)、顯示技術(shù)等諸多高新技術(shù)的綜合運用。
1 專用數(shù)字仿真計算機的特點
1.1 仿真計算機的用途和發(fā)展
圍繞著對仿真計算機的計算速度、內(nèi)存容量、接口等基本特性要求，在半實物仿真系統(tǒng)中先后采用了模擬計算機、數(shù)?；旌嫌嬎銠C、專用數(shù)字仿真計算機等類型的仿真計算機。尤其是以AD100及國產(chǎn)YF-2為代表的專用數(shù)字仿真計算機在國內(nèi)、外的一些制導(dǎo)武器半實物仿真系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
1.2 專用數(shù)字仿真計算機的優(yōu)點
以AD100及國產(chǎn)YF-2為代表的專用數(shù)字仿真計算機主要優(yōu)點有：
① 采用異構(gòu)同步并行多處理機、廣播式數(shù)據(jù)總線方案解決了計算速度和存儲容量問題；② 設(shè)計專用仿真語言，該語言簡潔、編程方便，而且還集成了常用的數(shù)值積分算法模塊，方便使用，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)精確仿真計算幀時的定時；③ 提供高速A/D、D/A接口，開關(guān)量輸入輸出接口及數(shù)字量（DPM）等接口形式，實現(xiàn)仿真計算機同仿真系統(tǒng)的連接。
1.3 專用仿真計算機存在的不足
① 數(shù)字接口能力不足：該型仿真計算機雖然提供了較全面的接口形式，但主要還是以模擬量接口為主，數(shù)字接口僅能適用幾種非主流總線形式（Q-bus等），而且在傳輸距離、傳輸速度等方面性能不佳，數(shù)字接口能力不足；② 維護(hù)性不方便：這類專用數(shù)字仿真計算機采用專用設(shè)計結(jié)構(gòu)，與通用計算機有著較大的差別，硬件維護(hù)和軟件管理需要配置專人，而且出現(xiàn)故障不象通用計算機那樣容易替換，易影響試驗進(jìn)度。從人力資源配置和快速維護(hù)性上看有不足之處。
1.4 仿真計算機的新要求
隨著仿真系統(tǒng)間的信息交換已開始轉(zhuǎn)入以數(shù)字信號為主，專用數(shù)字仿真計算機在數(shù)字接口方面能力的不足就顯示出來了。仿真設(shè)備控制、管理使用的計算機都是通用型的微機（含工控機），應(yīng)用廣泛且有著豐富的應(yīng)用軟件和接口形式，各種高速數(shù)字接口各具特色。因此系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵是迫切需要找到一個仿真計算機的新方案，既能保持專用數(shù)字仿真計算機的優(yōu)點又能滿足高速實時數(shù)字接口的需求。這個需求就是對航空制導(dǎo)武器半實物仿真系統(tǒng)中仿真計算機的新要求。
2 仿真計算機和實時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新發(fā)展
2.1 實時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
高速數(shù)字接口的形式雖然很多，但在仿真系統(tǒng)中的應(yīng)用還要考慮到系統(tǒng)中信息的共用性，即多個設(shè)備共用某些信息。如對目標(biāo)信息來說，目標(biāo)特征信號生成裝置、目標(biāo)運動仿真器、數(shù)據(jù)鏈傳輸仿真設(shè)備都要用。這是因為系統(tǒng)本身復(fù)雜，信息交換多和相應(yīng)仿真系統(tǒng)設(shè)備規(guī)模大，耦合多。
考慮到仿真系統(tǒng)信息共用性特點，那些點對點的接口形式不易采用，而網(wǎng)絡(luò)式、廣播式的接口形式更容易滿足要求。同時半實物仿真系統(tǒng)信息交換還要求各信息節(jié)點的信息要同步更新，換句話說，就是信息傳輸延遲要小。
經(jīng)過綜合比較分析，光纖反射內(nèi)存影射式實時網(wǎng)絡(luò)（RT-net）比較符合半實物仿真系統(tǒng)的技術(shù)要求。它們的共同特點是利用映射式的信息傳送方法，某一節(jié)點的內(nèi)容自動映射到所有節(jié)點， 這種映射是由硬件完成的，系統(tǒng)延遲小。高速、延遲小和信息更新同步的特點適合仿真的需要。這種網(wǎng)絡(luò)一般有兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一種是環(huán)行網(wǎng)，另一種是通過實時HUB連接的星型網(wǎng)。
理論上，HUB結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到達(dá)各個節(jié)點的時間沒有延遲，能做到信息同步更新。而且一個節(jié)點故障只影響本節(jié)點，不影響整個網(wǎng)絡(luò)。這一特性對進(jìn)行系統(tǒng)局部聯(lián)試時非常有用，不必所有設(shè)備均開機。
RTnet的運行機制很簡單，分布式計算機系統(tǒng)內(nèi)，每臺結(jié)點機上插一塊 RTnet卡，卡上有雙端口讀寫內(nèi)存，通過驅(qū)動軟件可以讀寫這些內(nèi)存，當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入一臺機器的內(nèi)存中后，RTnet卡自動地通過光纖傳輸?shù)狡渌B在網(wǎng)絡(luò)上的 RTnet卡的內(nèi)存里，通常只需幾百納秒的時間延遲，所有RTnet卡上的內(nèi)存將寫入同樣的內(nèi)容。各成員在訪問數(shù)據(jù)時，只要訪問本地的RTnet卡內(nèi)存即可。
RTnet適應(yīng)的計算機總線形式一般都有PCI、MultiBus、VME等，在常用的操作系統(tǒng)，如DOS、WindowsXP、Windows2000環(huán)境下都可正常工作。
2.2 綜合應(yīng)用
仿真工作站替代專用數(shù)字仿真計算機本身難度不大，二者的軟件內(nèi)核基本一致，經(jīng)過軟件移植，幾乎所有先前做過的工作都可以繼承下來。仿真系統(tǒng)集成的關(guān)鍵是實時網(wǎng)絡(luò)在系統(tǒng)中的配置和二次應(yīng)用開發(fā)。有這樣幾方面的工作要做：
① 仿真工作站同實時網(wǎng)絡(luò)的接口檢查：雖然仿真工作站是基于通用工作站基礎(chǔ)上設(shè)計的，但這種通用工作站與通用微機之間還會有些微小的差別。② 各仿真設(shè)備控制計算機的適應(yīng)性修改：仿真設(shè)備功能各異，研制情況不同，其控制計算機的操作系統(tǒng)不統(tǒng)一，有DOS、WindowsXP、Windows2000等版本，因此相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動板卡等不相同。為了保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)穩(wěn)定運行，簡化應(yīng)用開發(fā)工作，有必要對能夠升級的設(shè)備控制計算機進(jìn)行統(tǒng)一配置，還要對相應(yīng)設(shè)備驅(qū)動卡、驅(qū)動程序進(jìn)行更改。③ 共享內(nèi)存分配表的建立：由于是共享內(nèi)存機制，所以應(yīng)對數(shù)據(jù)存儲地址的統(tǒng)一分配，明確各個信息的讀寫地址。對系統(tǒng)中注冊信息、節(jié)點狀態(tài)標(biāo)志、同步時鐘等信息使用的地址也要進(jìn)行規(guī)定。
總之，隨著分布式計算機仿真系統(tǒng)、虛擬樣機分布仿真系統(tǒng)的廣泛開發(fā)和應(yīng)用，實時網(wǎng)絡(luò)技術(shù)做為一種快速的信息交換手段會得到更廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
摘要：本文多方面系統(tǒng)論述了學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”課程的必要性，分析了該課程的學(xué)習(xí)沒有受到人們重視的原因，指出系統(tǒng)學(xué)習(xí)該課程是讀者掌握數(shù)據(jù)計算類型的程序系統(tǒng)設(shè)計基本方法與計算機仿真入門的有效途徑，使讀者對“計算機圖形學(xué)”課程的學(xué)習(xí)有一個正確的認(rèn)識。
關(guān)鍵詞：計算機圖形學(xué)；計算機仿真；科學(xué)計算；程序設(shè)計基本方法；可視化
中圖分類號：G642
文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
1 “計算機圖形學(xué)”的學(xué)科特性
所謂“計算機圖形學(xué)”是計算機仿真(即按模型計算以生成圖像)與科學(xué)計算(即通過在計算機上建立模型并模擬物理過程來進(jìn)行科學(xué)調(diào)查和研究)的一種基本形式，是研究圖形數(shù)據(jù)模型在計算機內(nèi)部的產(chǎn)生、設(shè)計與構(gòu)造過程，它是顯示圖形不可分割的前提(這相當(dāng)于畫家作畫之前，對繪畫作品的設(shè)計思想、表達(dá)方式、繪畫構(gòu)思、作品內(nèi)容與結(jié)構(gòu)等的創(chuàng)作與思考過程；只有當(dāng)這個繪畫作品設(shè)計方案成熟之后，畫家才動筆繪畫)；而圖形顯示是用點、線、面、色彩、紋理等可視化的數(shù)學(xué)方式表達(dá)這種數(shù)據(jù)仿真計算結(jié)果的數(shù)學(xué)含義、或表達(dá)仿真過程中各種實體仿真模型與場景效果的物理含義的一種直觀表達(dá)方式。參考文獻(xiàn)[1，2]已向讀者證明這一結(jié)論，只有這樣，才能較好的理順“計算機圖形學(xué)”課程的授課關(guān)系，使讀者建立用計算機生成圖形的完整概念。
我們用這一指導(dǎo)思想主導(dǎo)“計算機圖形學(xué)”教育20多年，并用“計算機圖形學(xué)”的授課內(nèi)容解決了多年來國內(nèi)計算機程序設(shè)計課程沒有解決好的計算可行性(可計算性的實現(xiàn)前提)這一教學(xué)難題，使該課程成為初學(xué)者學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計基本方法、認(rèn)識圖形數(shù)據(jù)模型構(gòu)造與顯示的一般規(guī)律、進(jìn)行可視化應(yīng)用程序開發(fā)三位一體教學(xué)目的的最佳選擇，并有效地彌補了從算法語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)到軟件工程之間關(guān)于應(yīng)用程序編程系統(tǒng)訓(xùn)練與計算機仿真等教學(xué)環(huán)節(jié)的缺失。這種教學(xué)方法使“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容完全納入了計算機科學(xué)的教育體系，同時使“計算機圖形學(xué)”與“數(shù)據(jù)庫”、“網(wǎng)絡(luò)通信”這三門課程成為現(xiàn)代計算機應(yīng)用程序的三個基本特征(數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)存儲與檢索、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)通信)的典型代表，由此轉(zhuǎn)變了“計算機圖形學(xué)”課程的教育觀念與教育思想。在教學(xué)過程中，作者曾遇到學(xué)生們提出的多種學(xué)習(xí)問題，今整理成文，以饗讀者。
2學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”的原因與重要性
為什么要學(xué)“計算機圖形學(xué)”，這是計算機專業(yè)選修“計算機圖形學(xué)”課程的讀者關(guān)心的首要問題。眾所周知，計算機科學(xué)是處理信息技術(shù)(IT)的一門學(xué)科，通信科學(xué)是傳輸信息技術(shù)的一門學(xué)科。對于信息技術(shù)而言，常用于表達(dá)信息數(shù)據(jù)含義的4種方式分別是①數(shù)字與字符方式表述；②圖形方式顯示；③播放聲音表述；④用機械力表達(dá)(即把電信號轉(zhuǎn)換成機械運動)。這4種表達(dá)信息數(shù)據(jù)含義的方式又稱信息數(shù)據(jù)的多媒體表達(dá)方式(即多媒體技術(shù))。其中，用圖形顯示這種方式表達(dá)信息數(shù)據(jù)的含義符合人們觀察了解事物運動規(guī)律的習(xí)慣，而且信息容量大，直觀方便，同時是人們獲得外部世界信息來源的主要依據(jù)；也就是說信息數(shù)據(jù)的可視化是信息技術(shù)與計算機科學(xué)發(fā)展的一種潮流與必然趨勢。隨著計算機工業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，實際應(yīng)用課題與現(xiàn)代程序設(shè)計對信息數(shù)據(jù)的可視化處理要求已經(jīng)越來越高，這就要求人們深入研究并掌握圖形顯示的一般規(guī)律，才能更好的為計算機信息數(shù)據(jù)的可視化服務(wù)。
按現(xiàn)代教科書對“計算機圖形學(xué)”的新定義，“計算機圖形學(xué)”代表了計算機應(yīng)用學(xué)科的一個重要發(fā)展方向――科學(xué)計算、計算機仿真、計算機輔助設(shè)計、信息數(shù)據(jù)的可視化、動畫與游戲、虛擬現(xiàn)實、數(shù)字娛樂，其編程應(yīng)用還涉及程序設(shè)計方法。它們代表了當(dāng)今計算機技術(shù)的發(fā)展潮流與應(yīng)用水平，是解決計算機專業(yè)人才出路的有效途徑之一；而“計算機圖形學(xué)”是該方向的公共基礎(chǔ)課程，是目前國內(nèi)計算機本科教育應(yīng)當(dāng)加強的內(nèi)容。顯然，僅僅靠學(xué)習(xí)計算機程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編譯原理、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、軟件工程、形式語言與自動機理論等課程還不能完全使學(xué)生的能力直接達(dá)到開發(fā)這些應(yīng)用軟件的目的，因為原則上這些課程是為用戶使用計算機的計算功能而系統(tǒng)量身打造的軟件使用工具(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、軟件工程除外)，它們的教學(xué)目的是為用戶掌握并研制這些軟件工具服
務(wù)、而不是為用戶使用這些軟件工具系統(tǒng)地開發(fā)應(yīng)用程序而開設(shè)的課程。計算機專業(yè)主要沿這條主線向前發(fā)展：研究、設(shè)計、制造計算機硬件設(shè)備，為用戶使用計算機的計算等功能提供一切便利的手段、方法與軟件輔助工具，這包括總結(jié)用戶使用計算機的基本類型與模式，而對于復(fù)雜且很難全面概括使用計算機的方法等、則留給一般用戶自己解決，這或許是計算機專業(yè)本科課堂教學(xué)沒有介紹對數(shù)據(jù)計算類型的應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)要遵循的基本規(guī)律與發(fā)展模式的原因之一，“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)正好可以彌補這個缺陷。
由于計算機教育本身并不能直接提供認(rèn)識世界、改造世界的能力，加之我國沒有掌握具有國際競爭能力的計算機硬件與系統(tǒng)軟件的核心開發(fā)技術(shù)，這使中國大量的優(yōu)秀人才在計算機專業(yè)上的最后發(fā)展受到了嚴(yán)重制約。而“計算機圖形學(xué)”的仿真方法為計算機專業(yè)人員的發(fā)展提供了這樣一種新的學(xué)習(xí)方法與重新選擇的機遇，它能為計算機專業(yè)人員學(xué)習(xí)其他行業(yè)的專業(yè)知識(即學(xué)習(xí)新專業(yè)的物理、數(shù)學(xué)方法)、成為其他行業(yè)的專家助手，進(jìn)行新行業(yè)系統(tǒng)仿真與系統(tǒng)設(shè)計以獲得新生；由于各行業(yè)都有各自的研究領(lǐng)域與待解決的研究問題、研究方法與理論研究模型等，當(dāng)用計算機仿真的方法對這些研究課題進(jìn)行輔助研究，并用圖形等可視化的方法表達(dá)計算機仿真研究的中間結(jié)果與最終成果時，這將使計算機的應(yīng)用走向深入。
科學(xué)研究的目的就是探索未知世界、認(rèn)識世界、改造世界、造福于人類自己，而“計算機圖形學(xué)”的教育正是遵循這樣一條主線：通過物理實驗認(rèn)識待解決問題的本質(zhì)，并用數(shù)學(xué)模型的方法來描述這種物理現(xiàn)象的變化過程，從而達(dá)到用計算機程序設(shè)計的方法來仿真光線在自然界中的傳播，以及光線在照相機中傳播而生成圖像效果，這類物理仿真過程是科學(xué)研究方法中的一種基本形式，這種科學(xué)研究方法的教育思想(包括人文精神)是國內(nèi)計算機專業(yè)本科課堂教育所欠缺的(計算機專業(yè)往往專注于數(shù)理邏輯思想的基礎(chǔ)訓(xùn)練)――即“計算機圖形學(xué)”的教育，不僅拓展了計算機專業(yè)人才的知識領(lǐng)域，也為其畢業(yè)增加了就業(yè)渠道，同時能培養(yǎng)計算機專業(yè)人員的基本科學(xué)研究素養(yǎng)，這正是目前國內(nèi)計算機教育改革所追求的目標(biāo)之一。
需要說明，全日制普通本科教育是普適教育，它需要建立各專業(yè)自己的知識框架，學(xué)習(xí)基本的概念，了解基本的范疇，明確其發(fā)展方向，計算機專業(yè)也是如此。本科教育重在基礎(chǔ)，提高本科教育質(zhì)量與水平并非拔高與創(chuàng)新，而是要做到全面、均衡的發(fā)展，除要求學(xué)生掌握本學(xué)科專業(yè)已成熟的系統(tǒng)理論知識外，還需培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)科的基本思想與方法獨立自主分析問題、解決問題的能力，這種理論與實踐相結(jié)合的教育方法，能確保學(xué)生今后得到穩(wěn)步的發(fā)展?！坝嬎銠C圖形學(xué)”就是培養(yǎng)學(xué)生利用計算機、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科的系統(tǒng)知識解決實際應(yīng)用問題能力的一種有效方法，這樣培養(yǎng)的學(xué)生才能適應(yīng)社會競爭與選擇的需求；只有在研究生階段，通過再次系統(tǒng)學(xué)習(xí)、閱讀原著與相關(guān)論文并參與項目開發(fā)等活動，達(dá)到全面提升對學(xué)科的認(rèn)識能力，并向某一個研究方向發(fā)展、去探索未知世界的變化規(guī)律、解決前人沒有解決好的難題、逐步走入學(xué)術(shù)研究的殿堂(即創(chuàng)新教育)；當(dāng)然人們也能在日后的工作中慢慢積累這種工作能力。
文獻(xiàn)[2，3]系統(tǒng)論述了“計算機圖形學(xué)”課程在計算機科學(xué)教育中的作用與地位。目前很難找出一門具有像“計算機圖形學(xué)”類似重要性與多樣性的其它計算機本科專業(yè)基礎(chǔ)課程，能使讀者正確掌握數(shù)據(jù)計算類型的計算機應(yīng)用程序設(shè)計的基本方法，并使計算機這一工具直接服務(wù)于社會，這是我們應(yīng)該重視“計算機圖形學(xué)”教育的根本原因。
3學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”的方法
由于“計算機圖形學(xué)”屬于計算機應(yīng)用軟件的范疇，因此，數(shù)據(jù)計算類型的應(yīng)用軟件的設(shè)計方法就是學(xué)習(xí)“計算機圖形學(xué)”應(yīng)該遵循的原則。就“計算機圖形學(xué)”課程的學(xué)習(xí)而言，它要求：
(1) 全面掌握程序設(shè)計語言的特性與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，是實現(xiàn)“計算機圖形學(xué)”編程的基礎(chǔ)。
(2) 掌握建立解決實際應(yīng)用問題的數(shù)學(xué)模型與軟件系統(tǒng)的概念，是計算機程序設(shè)計的兩個關(guān)鍵點。軟件系統(tǒng)是一個能自動運行的綜合執(zhí)行程序，它能從輸入、存儲、運算處理、輸出等方面全面處理用戶在某個領(lǐng)域中提出的諸多數(shù)學(xué)模型并完成其模型描述數(shù)據(jù)的加工任務(wù)，使用戶很容易明確這種軟件的組成、功能與使用范圍。一般利用二維圖形的簡單性，可以較完整的介紹二維圖形軟件系統(tǒng)這一概念。軟件系統(tǒng)的概念是目前程序設(shè)計語言與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程中所欠缺的關(guān)鍵內(nèi)容。
(3) 正確的認(rèn)識“計算機圖形學(xué)”與計算機仿真的相互關(guān)系。“計算機圖形學(xué)”的重點與難點在三維圖形的數(shù)學(xué)模型研制(包括照相機模型，燈光模型，顏色模型，照明模型，物體的幾何模型，物體表面的材質(zhì)與紋理模型等)與模型描述數(shù)據(jù)的構(gòu)造上；由于計算機圖形學(xué)追求像照相機拍照一樣的三維真實感圖形顯示效果，這決定了要在計算機中使用物理學(xué)仿真的方法(仿真光線在自然界中的傳播所產(chǎn)生的顯示效果或把這種傳播效果映射至物體的表面上)才能達(dá)到這一目的，這自然需要讀者對相應(yīng)的物理知識有個基本的了解才能進(jìn)行。
(4) 需要了解一些計算機仿真的基礎(chǔ)知識，以確?！坝嬎銠C圖形學(xué)”的物理仿真教學(xué)過程不會出現(xiàn)偏差。
計算機仿真的主要過程分系統(tǒng)、模型、編程實現(xiàn)(仿真算法)、評估四個步驟。這里①系統(tǒng)是指相互關(guān)聯(lián)又相互作用著的研究對象的有機組合，它決定了被研究考察對象的組成與邊界范圍。②計算機仿真一般可以用數(shù)學(xué)模型(簡稱模型)的方法代替實物研究對象，事實上模型也可以是對現(xiàn)實世界的事務(wù)、現(xiàn)象、過程或系統(tǒng)的簡化描述，但它反映了實際問題最本質(zhì)的特征和量的關(guān)系。目前“計算機圖形學(xué)”所述的模型多限于對所研究對象的物理性質(zhì)、運動變化規(guī)律等特性的一種數(shù)學(xué)描述，它使人們能解釋那些難以直接觀察到的事物的內(nèi)部構(gòu)造、事物的變化以及事物之間的關(guān)系――即模型描述了現(xiàn)實世界中有顯著影響的因素和相互關(guān)系。但這種描述有一定的使用條件與限制范圍，研究的目的不同，對該研究對象的數(shù)學(xué)模型的描述方法以及模型的種類會不一樣。③仿真(編程實現(xiàn))就是在模型上做實驗，從理論上測試構(gòu)建的理想系統(tǒng)的動態(tài)行為特性，以評估系統(tǒng)的效能。④系統(tǒng)的用途不一樣，評估的方法也不同，人們往往用事先約定的一組指標(biāo)來評估仿真系統(tǒng)的結(jié)果；當(dāng)所得仿真結(jié)果沒有達(dá)到預(yù)期的理想效果時，人們往往不斷改進(jìn)仿真模型與仿真算法。例如計算機圖形系統(tǒng)，用途可以是顯示三維圖形，查看它的真實感逼真顯示效果就是人們主要關(guān)心的問題；模型的運動與操作(如游戲)，看它的操作性與故事情節(jié)等如何表達(dá)用戶的情感與智能(簡稱好玩)就是人們關(guān)心的主要問題；機械設(shè)備的綜合運動與仿真，考察所設(shè)計的復(fù)雜設(shè)備的工作性能就是人們關(guān)心的主要問題；電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)仿真，能考察系統(tǒng)工作參數(shù)如何設(shè)計以滿足用戶的不同需求；作戰(zhàn)系統(tǒng)的仿真模擬，能考察作戰(zhàn)人員的訓(xùn)練水平、武器性能、指揮作戰(zhàn)方式對作戰(zhàn)進(jìn)程的不同影響與作戰(zhàn)效能，等等。
(5) 努力把圖形學(xué)所介紹的各種模型與算法(算法是對模型描述數(shù)據(jù)的加工與變換處理的步驟與方法，“計算機圖形學(xué)”中的主要算法有各種線段圖形的生成與實面積多邊形的填充算法、著色算法、消隱算法、紋理映射算法、陰影算法，光線跟蹤算法與輻射度算法)都編寫成程序代碼，這使讀者能直接體驗自己的學(xué)習(xí)效果，也是其它課程不容易做到的。編程時要考慮算法的復(fù)雜度，特別是按照軟件系統(tǒng)的方法把編寫的程序代碼組成一個系統(tǒng)整體，這是形成成熟商品軟件很重要的前提。顯然，此時軟件系統(tǒng)中的各種數(shù)學(xué)模型反映了仿真系統(tǒng)中研究對象之間的相互關(guān)系。
(6) 掌握“計算機圖形學(xué)”打造的繪圖工具，是可視化應(yīng)用軟件編程的重要基礎(chǔ)。用“計算機圖形學(xué)”知識研制的工具常用的有OpenGL與Direct3D等三維圖形標(biāo)準(zhǔn)，虛擬現(xiàn)實建模語言VRML。而三維動畫與CAD等軟件可以看成是“計算機圖形學(xué)”為影視制作、游戲建模與計算機輔助設(shè)計部門打造的專業(yè)計算工具。僅把圖形標(biāo)準(zhǔn)與計算機繪圖等應(yīng)用當(dāng)作“計算機圖形學(xué)”很不完備，因為它不能在課堂教學(xué)中向讀者正確、完整、系統(tǒng)地展示計算機圖形學(xué)學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律，并人為地割裂了計算機圖形數(shù)據(jù)模型的構(gòu)造與顯示這兩個過程。
(7) 學(xué)會看中英文專業(yè)雜志等參考資料，這些參考資料記錄了學(xué)科的發(fā)展歷程與學(xué)科當(dāng)前的研究熱點(一本教科書不可能全部包含這些內(nèi)容)，且是一種更重要、復(fù)雜、深入的學(xué)習(xí)研究方法，也是目前國內(nèi)本科教育的弱項(因為國際上最新的研究成果多用英文發(fā)表)。只有這樣，才能跟蹤計算機圖形學(xué)的最新發(fā)展并站在學(xué)科發(fā)展的前沿、才能開闊人們的視野并有所鑒別，便于讀者日后針對用戶的多種需求展開開創(chuàng)性創(chuàng)新或針對已有成果的不足、提出修補與改進(jìn)等漸進(jìn)性創(chuàng)新等學(xué)術(shù)研究活動。
(8) 勇于參與課程實踐與項目開發(fā)，是鞏固、檢驗所學(xué)知識、提高實際動手能力的好方法。實際軟件開發(fā)工作往往是多種知識的綜合應(yīng)用，它需要對實際處理事務(wù)有一個比較透徹的了解(用戶需求報告)、并建立這些待解決問題的數(shù)學(xué)模型與系統(tǒng)流程后才能有效進(jìn)行(按照軟件工程的方法組織實施)。
只有把自己開發(fā)的軟件做成有效商品、服務(wù)于社會，才能使所學(xué)的知識轉(zhuǎn)變成生產(chǎn)力，才能使自己得到升華；同時也應(yīng)注意把自己的心得與研究成果總結(jié)發(fā)表，與人共享；還應(yīng)參加學(xué)術(shù)活動，注意留意不同學(xué)術(shù)流派之間的觀點、思想、方法與學(xué)術(shù)動態(tài)，取長補短，形成自己的風(fēng)格，廣結(jié)人緣，相互交流，為學(xué)科建設(shè)添磚加瓦。
(9) 一本計算機圖形學(xué)教科書的容量使其只能介紹計算機圖形學(xué)發(fā)展歷程中產(chǎn)生的最基本、最經(jīng)典的模型與算法，這些內(nèi)容是人們耳熟能詳?shù)奈锢碓砼c相對簡單的數(shù)學(xué)知識在計算機中的綜合應(yīng)用，太復(fù)雜的計算關(guān)系因會影響圖形的顯示速度而一般不采用；目前計算機圖形學(xué)教科書的理論體系已成熟且“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)構(gòu)成了一個大系統(tǒng)，這使“計算機圖形學(xué)”的教學(xué)過程變得簡單、容易。
4目前國內(nèi)“計算機圖形學(xué)”教育未受到重視的原因分析
既然如此，為什么目前人們感覺“計算機圖形學(xué)”教育的受重視的程度不如數(shù)據(jù)庫與網(wǎng)絡(luò)通信等計算機應(yīng)用軟件呢？筆者認(rèn)為其原因之一在于：這是因為“計算機圖形學(xué)”造就的工具即圖形標(biāo)準(zhǔn)的特殊應(yīng)用環(huán)境要求限制了它在很大一部分應(yīng)用程序中的具體應(yīng)用；三維圖形標(biāo)準(zhǔn)目前僅僅在游戲領(lǐng)域獲得了商業(yè)上的成功，一些應(yīng)用軟件不調(diào)用圖形標(biāo)準(zhǔn)也能自己繪圖；國內(nèi)的計算機應(yīng)用程序可視化的開發(fā)要求暫時還較低；關(guān)鍵是作為學(xué)科領(lǐng)頭羊的美國人目前還沒有把“計算機圖形學(xué)”課程作為計算機本科專業(yè)的核心課程，這是因為他們對“計算機圖形學(xué)”課程的本質(zhì)與其在計算機學(xué)科中的作用與地位認(rèn)識不到位所致，美國人圖形學(xué)這種教育現(xiàn)狀(目前多以圖形標(biāo)準(zhǔn)的原理講授為主)和局限性與美國人在3D游戲、計算機動畫、計算機輔助設(shè)計等應(yīng)用軟件的開發(fā)上執(zhí)世界牛耳之地位不相稱。
當(dāng)然，早期計算機圖形學(xué)教科書編寫內(nèi)容、體系的不夠成熟，也影響了人們對“計算機圖形學(xué)”課程的認(rèn)識與學(xué)習(xí)的積極性。例如僅停留在數(shù)學(xué)公式與算法的層面上介紹二維、三維圖形的生成而不注重其建模思想與方法的介紹，且人為的把物體幾何模型的構(gòu)建與其圖形顯示分解成“計算機輔助幾何設(shè)計”與“計算機圖形學(xué)”這兩門課程，這直接導(dǎo)致圖形學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容缺少被處理的圖形顯示對象，加之計算機課程與圖形學(xué)的教育又沒有軟件系統(tǒng)的概念，這樣安排雖然能滿足圖形標(biāo)準(zhǔn)等商業(yè)軟件的發(fā)展需求，但卻很難讓初學(xué)者全面掌握“計算機圖形學(xué)”學(xué)科系統(tǒng)性的概念、思想和方法與學(xué)科發(fā)展的基本規(guī)律――用數(shù)學(xué)模型的方法指導(dǎo)編程實踐，在計算復(fù)雜性可接受的條件下，針對已有成果中存在的不足，不斷用新的數(shù)學(xué)模型與仿真算法等方法對其進(jìn)行改進(jìn)，使圖形學(xué)的數(shù)學(xué)仿真過程不斷的逼近現(xiàn)實物體模型(包括剛體、軟體、流體、氣體)的構(gòu)造、運動、變形、切割和拼接與反光效果的顯示這一真實的物理變化過程。即初學(xué)者沒有用計算機生成圖形的完整概念，這也是以往人們認(rèn)為計算機圖形學(xué)課程難教、難學(xué)的主要原因。
由于“計算機圖形學(xué)”的繪圖原理不像數(shù)據(jù)庫軟件那樣，數(shù)據(jù)庫的功能可以被所有的應(yīng)用程序所調(diào)用；也不像通信軟件那樣，所有要聯(lián)網(wǎng)的計算機都離不開通信技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而計算機顯卡工業(yè)、3D游戲、計算機動畫、計算機輔助設(shè)計等產(chǎn)業(yè)的市場份額小于數(shù)據(jù)庫與計算機通信等產(chǎn)業(yè)的市場份額，即應(yīng)用軟件的商業(yè)價值決定了它們在人們工作與學(xué)習(xí)中的地位。
參考文獻(xiàn)：
[1] 魏海濤. 計算機圖形學(xué)(第2版)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.
[2] 魏海濤. 科學(xué)的構(gòu)建‘計算機圖形學(xué)’的教學(xué)內(nèi)容,促進(jìn)計算學(xué)科的全面發(fā)展[J]. 計算機教育,2008,(10).
關(guān)鍵詞：盲源分離，自然梯度算法，自適應(yīng)步長
引言
在科學(xué)研究和工程中，很多觀測信號可以看成是不可見的源信號的混合，這意味著源信號和傳輸信道都是未知的，僅僅由觀測信號對未知的傳輸信道和源信號進(jìn)行估計的問題稱為盲源分離（Blind Signal Separation,BSS），所謂“盲”是指（1）源信號不可觀測；（2）混合方式未知。碩士論文，自然梯度算法。BSS技術(shù)是當(dāng)前信號處理領(lǐng)域的一個熱點研究問題，在生物醫(yī)學(xué)信號處理、軍事雷達(dá)技術(shù)、通信信號處理中有著廣泛的應(yīng)用[1-3]。碩士論文，自然梯度算法。
在Amari[4]的自然梯度算法中，步長的選擇對算法的穩(wěn)定性和收斂速度有著非常重要的影響。步長越大，算法的收斂速度就越快，但同時會引起算法的穩(wěn)態(tài)失調(diào)；步長越小，算法的穩(wěn)態(tài)誤差就越小，但同時收斂速度變慢。本文算法在迭代過程中，適時對步長進(jìn)行優(yōu)化，使得算法在保證穩(wěn)態(tài)誤差的情況下收斂速度大幅提高。
1 線性混疊盲源分離模型
假設(shè)有n個相互統(tǒng)計獨立的未知源信號，經(jīng)過未知的傳輸信道后獲得m個觀測信號,寫成矩陣形式為：
（1）
即，該模型稱為盲源分離的線性混疊模型，稱為混疊矩陣或者傳輸信道，t為時間指標(biāo)。碩士論文，自然梯度算法。盲源分離的任務(wù)就是在源信號和傳輸矩陣A均為未知的情況下，僅僅由對源信號作出估計，通過學(xué)習(xí)，尋找一個滿秩的分離矩陣W使得各分量之間盡可能的獨立，依此作為對源信號的一個估計。若全局矩陣[5]的各行各列只有一個元素接近于1，其余的元素皆接近于0，此時估計信號是源信號的一個拷貝。碩士論文，自然梯度算法。
2、Iformax[6]（information maximization）盲源分離算法
Informax算法采用信息傳輸極大準(zhǔn)則，通過調(diào)整分離矩陣使得非線性輸出與網(wǎng)絡(luò)輸入之間的互信息最大：
圖1 Informax 算法原理圖
由信息論知識：
（2）
邊緣熵： （3）
微分熵： （4）
得到代價函數(shù)：（5）
與分離矩陣無關(guān)，優(yōu)化代價函數(shù)為：
（6）
即算法通過調(diào)整通過調(diào)整分離矩陣，使得(5)式極大。
采用自然梯度算法搜索代價函數(shù)（5）的極值點：
（7）其中： （8）
第個分量：（9）
稱為激活函數(shù)，是對源信號的概率密度函數(shù)的近似估計。碩士論文，自然梯度算法。
3、改進(jìn)的自適應(yīng)步長算法
在信號分離的初始階段，由于信號之間的強相關(guān)性，算法需要使用較大學(xué)習(xí)速率，以加速信號的分離，到了算法的后期，需要跟蹤分離出來的信號，同時還需要捕捉未分離出來的信號，此時較小的步長可以滿足需求，以分離出剩余的信號。碩士論文，自然梯度算法。算法收斂時滿足：
（10）
計算過程的迭代式為[4]：
（11）
當(dāng)（9）式成立時，算法的迭代式滿足：
（12）
由（11）式可以看出，當(dāng)[7]取值較大時，則信號分離情況較差，需要較大的步長，算法趨于收斂時，取值趨于0。所以可以依據(jù)取值大小調(diào)整步長。現(xiàn)有定義如下：
（13） （為源信號個數(shù)）（14）
（15）
綜合（10）(11)（12）（13）（15），本文的自適應(yīng)步長算法可以描述為：
（16）
令，設(shè)置小的正數(shù)，當(dāng)時算法收斂。
4、計算機仿真
隨機選取混合矩陣，兩個語音信號為：
圖2：源聲音信號圖
Fig2:Sourcespeech signal
混合后的信號圖像為：
圖3：混合聲音信號
Fig3:Mixture speech signal
還原后的信號圖像為：
圖4: 還原聲音信號
Fig4: Recovery speech signal
串音誤差曲線圖[8]為：
圖5：串音誤差曲線圖
Fig5: Crosstalk error
5總結(jié)：
本文在對自然梯度算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了算法迭代過程中步長適時調(diào)整的依據(jù)，在加快算法收斂速度的同時兼顧穩(wěn)態(tài)誤差，通過計算機仿真，本文算法的收斂速度明顯優(yōu)于原算法，且穩(wěn)態(tài)誤差較小。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：軍事運籌學(xué)；裝備效能評估；DWK
中圖分類號：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1007-9599 (2010) 15-0000-02
The Application of Operations Research on the Equipment Evaluation
Han Bo,Liu Qiang
(Xinjiang Urumqi 69017 Troops,Urumqi830017,China)
Abstract:This is a new technological revolution in the context of military operations research in the equipment evaluation on the Application of issues were discussed.First,we should make a clear analysis of the performance evaluation system in the equipment operational research on the application,then make sure the battle simulated effectiveness evaluation,to lay a solid foundation for the application of operations research in equipment performance.
Keyword:Smilitary operations research;Equipment effectiveness evaluation;DWK
所謂軍事運籌學(xué)就是應(yīng)戰(zhàn)爭中準(zhǔn)確計算和合理分配戰(zhàn)場資源的，根據(jù)實際需要而產(chǎn)生的學(xué)科。它誕生于20世紀(jì)30年代,是軍事學(xué)的重要組成部分。軍事運籌學(xué)就是用數(shù)學(xué)方法研究各種軍事系統(tǒng)最優(yōu)化問題的學(xué)科，應(yīng)用于軍事運籌學(xué)，以便解決實際問題。它為指揮員提供科學(xué)決策的依據(jù)。
基于仿真的武裝裝備效能的評估就是一個很大的成就。效能評估是軍事運籌學(xué)里面的一個非常基礎(chǔ)卻又非常重要的分支，也是現(xiàn)在戰(zhàn)爭戰(zhàn)法的依據(jù)所在。在美國，這方面的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它國家(從最近的幾次戰(zhàn)爭的效果來看)，所以我們現(xiàn)在要以美國的發(fā)展趨勢為目標(biāo)，就實際情況而論，我們和他們之間的差距還很大，但是，美國這方面的成就很值得我們?nèi)ソ梃b。
一、運籌學(xué)在裝備系統(tǒng)效能評估上的應(yīng)用
高新技術(shù)快速發(fā)展到今天，往往在一個武器裝備系統(tǒng)中綜合運用了多種高新技術(shù)，如：紅外、雷達(dá)、激光、電子等探測技術(shù)、雷達(dá)、紅外、GPS、激光、圖形匹配等精確制導(dǎo)技術(shù)，電子對抗技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)等。如果想要準(zhǔn)確評估一個武器裝備系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能是非常困難的，因為這不僅涉及到多種高新技術(shù)，而且還要涉及到它們之間的相互關(guān)聯(lián)和相互影響，并且還涉及到這些技術(shù)的綜合運用后對作戰(zhàn)效果的影響。
DWK是為了適應(yīng)復(fù)雜仿真系統(tǒng)的需求仿真模型的重用和計算機仿真技術(shù)的發(fā)展所開發(fā)的對抗仿真應(yīng)用軟件的高層開發(fā)平臺。DWK采用了HLA技術(shù)，它可以方便地實現(xiàn)分布運行集中控制、模型重用等仿真工作。DWK主要由建模模塊、配置模塊、態(tài)勢生成、效能評估模塊、視景顯示模塊和管理工具幾部分組成。DWK還包括幾個聯(lián)邦成員，包括相應(yīng)的HLA框架和其數(shù)學(xué)模型。
DWK不僅可以用于武器效能評估系統(tǒng)的開發(fā)，還可以用于戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)開發(fā)，是對抗仿真應(yīng)用系統(tǒng)的高層開發(fā)平臺。DWK主要由開發(fā)工具、通用仿真模塊和專業(yè)聯(lián)邦成員組成，其中專業(yè)聯(lián)邦成員包括相應(yīng)的HLA框架和其數(shù)學(xué)模型。為了適應(yīng)復(fù)雜仿真系統(tǒng)的需求、仿真模型的重用和計算機仿真技術(shù)的發(fā)展，DWK采用了HLA技術(shù)，它可以方便地實現(xiàn)分布運行集中控制、模型重用等仿真工作。
使用DWK，用戶可以不了解HLA技術(shù)，只要將自己的仿真模型添加到DWK中就可以實現(xiàn)對抗系統(tǒng)的建模與仿真。用戶就可以將主要的精力放在專業(yè)數(shù)學(xué)模型的開發(fā)和改進(jìn)之上，仿真的控制和協(xié)同由DWK來完成。DWK提供效能分析和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練兩種仿真模式組成。利用效能評估工具可對仿真對象的效能做出科學(xué)的判斷；戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練通過GL Studio開發(fā)的模擬真實設(shè)備的操作界面和豐富的指揮參考信息，對指揮人員和武器操作員進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)使用訓(xùn)練。
DWK適用于對作戰(zhàn)場景中的裝備、裝備部件進(jìn)行仿真，軍方裝備部門、地方工業(yè)部門都可以利用DWK測試武器裝備在對抗條件下的效能和進(jìn)行裝備的使用訓(xùn)練。
二、運籌學(xué)在裝備作戰(zhàn)模擬效能評估上的應(yīng)用
運籌學(xué)在作戰(zhàn)模擬效能上的應(yīng)用是20年來研究最為活躍的領(lǐng)域之一，但是，在實際應(yīng)用中，必須先建立作戰(zhàn)模擬模型，這是研究運籌學(xué)在其應(yīng)用中的先決條件。在運籌問題中，運籌學(xué)在作戰(zhàn)模擬效能的應(yīng)用表現(xiàn)為：武器裝備的對抗問題；高技術(shù)下采用何種作戰(zhàn)方法；使用何種方案對作戰(zhàn)效能進(jìn)行評估；作戰(zhàn)的兵力需求和兵力結(jié)構(gòu)研究等。
眾所周知，構(gòu)建作戰(zhàn)模擬模型工作量大、周期長、技術(shù)難度高，因此，如何解決模擬的可重用性、模型的有效性，是運籌學(xué)發(fā)展的重要目標(biāo)。為了提高建模的質(zhì)量和效率，我們應(yīng)注意以下兩個方面。
（一）為了能充分發(fā)揮武器裝備的作戰(zhàn)效能，要深入研究新的作戰(zhàn)樣式的特點和規(guī)律，和發(fā)展相應(yīng)的軍事運籌的理論和方法。針對作戰(zhàn)模擬中聯(lián)合作戰(zhàn)能力量化和效能評估所提出的難點問題中，不僅提出利用“聯(lián)合指數(shù)”法按打擊力、機動力、防護(hù)力、信息力和保障力對武器裝備的作戰(zhàn)能力進(jìn)行量化，而且并利用矢量求模的方式，求取武器裝備整體合力。它不但克服了傳統(tǒng)指數(shù)法無法對聯(lián)合作戰(zhàn)中各軍兵種作戰(zhàn)能力按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)量化的缺點。還論文嘗試?yán)谩皡f(xié)同系數(shù)”方法對聯(lián)合作戰(zhàn)編組整體作戰(zhàn)能力進(jìn)行量化和分析，彌補傳統(tǒng)指數(shù)計算中單純利用線性聚合方法所造成的無法反映協(xié)同作戰(zhàn)效果的問題。最后，根據(jù)指數(shù)―蘭徹斯特方程對想定背景條件下的聯(lián)合作戰(zhàn)進(jìn)行了效能評估。高技術(shù)戰(zhàn)爭呼喚新的軍事運籌方法，是軍事運籌學(xué)在新的軍事革命形勢下面臨的挑戰(zhàn)，同時也為運籌學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展提供了難得的機遇。
（二）軍事運籌學(xué)效能的評估應(yīng)用在技術(shù)方面需要我們共同的提高和進(jìn)步,這點是我們共同的目標(biāo)。但是我們還要在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)問題，譬如說效能的評估結(jié)果的呈現(xiàn),現(xiàn)在的文獻(xiàn)與應(yīng)用結(jié)果都把結(jié)果的呈現(xiàn)簡單化了。這樣種種的問題會使其應(yīng)用非常困難，因為現(xiàn)有的體制使得我國在效能評估方面的應(yīng)用本來就是非常有難度的。如果我們還不適應(yīng)領(lǐng)導(dǎo)們的口味，那么效能評估都只能是紙上談兵了。
目前，我國現(xiàn)在軍隊的裝備效能技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國等發(fā)達(dá)國家。作為一個具有優(yōu)秀軍事思想的國家，在技術(shù)發(fā)展的今天我們已經(jīng)落后了,這不僅表現(xiàn)在技術(shù)上，而且表現(xiàn)在思想上。作為新時期的工作者任重而道遠(yuǎn)。我們應(yīng)在分析落后原因的基礎(chǔ)上，提出解決問題的方案，迎頭趕上，為我們國家的軍事運籌學(xué)的應(yīng)用做更大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
[論文摘要]在教學(xué)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)不但能有效的提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還能提升教學(xué)過程中的科技含量。闡述虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的重要作用，重點探討在各基礎(chǔ)學(xué)科中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用。
一、引言
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)從前沿的航天、軍事領(lǐng)域開始進(jìn)入教育領(lǐng)域，并涉及高等教育的各個學(xué)科。計算機變成實驗臺，軟件變成儀器，網(wǎng)絡(luò)變成實驗室的虛擬現(xiàn)實技術(shù)能形象生動地表現(xiàn)各個學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容， 有效地營造隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)質(zhì)量。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）技術(shù)利用三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)以及顯示技術(shù)，生成三維的虛擬環(huán)境，介入者利用鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備，或者帶上頭盔、數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實時交互，并且能夠感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對象，獲得身臨其境的感受和體驗。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸感、交互性和想象力三個基本特征。在具體的教學(xué)實驗中，學(xué)生可以作為主角存在于虛擬環(huán)境中，對虛擬環(huán)境內(nèi)的物體進(jìn)行操作并從環(huán)境中得到自然的反饋，而且當(dāng)學(xué)生沉浸在多維信息空間中時，能夠主動地獲取知識，尋求解答，形成新的概念。
虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其諸多的優(yōu)點決定了它在教育領(lǐng)域中的重要作用。一是避免真實實驗或操作所帶來的各種危險并降低真實實驗的實驗用品損耗；二是在虛擬實驗中可以獲得與真實實驗一樣的學(xué)習(xí)效果，還可根據(jù)實驗教學(xué)發(fā)展需求“引入”新設(shè)備，不斷對新設(shè)備進(jìn)行擴展。三是徹底打破空間與時間的限制?？傊?，虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合多媒體技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò)，能提高實驗效果與效率，充分發(fā)揮教學(xué)優(yōu)勢。
三、虛擬實驗室的實現(xiàn)
虛擬實驗室是由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的一類適于進(jìn)行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)，包括相應(yīng)實驗室環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象以及實驗信息資源等。在虛擬實驗室中，學(xué)生能夠在計算機建立的三維的模擬實驗場景中從不同的視角觀察一個實驗對象，通過鼠標(biāo)的選擇或者拖曳操作便可完成與虛擬實驗對象之間的交互。
（一）仿真實驗
虛擬實驗室實際上就是數(shù)字化的仿真技術(shù)在實驗教學(xué)中的應(yīng)用，一個真正的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的前臺是多媒體或是虛擬化的環(huán)境，后臺是實時仿真的過程。
目前的仿真軟件很多，如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel2004、LabView、OpenGL、MultiGen等。在構(gòu)建虛擬實驗時，應(yīng)根據(jù)具體需求，選擇合適的開發(fā)工具。如何將計算機仿真技術(shù)與虛擬化的儀器或多媒體環(huán)境有機的結(jié)合起來是虛擬實驗室建立的關(guān)鍵和核心技術(shù)。
（二）支持技術(shù)
目前國內(nèi)外對虛擬實驗室的開發(fā)大致采用以下幾種方法 ：
1．使用JAVA+VRML進(jìn)行開發(fā)。Java目前已經(jīng)成為跨平臺應(yīng)用軟件開發(fā)的一種規(guī)范，主要討論對象行為。VRML 是一種虛擬現(xiàn)實建模語言，著重于虛擬場景中對象的特征。采用JAVA+VRML混合編程是實現(xiàn)較復(fù)雜動態(tài)場景控制等高級交互功能的有效方法。但基于VRML虛擬現(xiàn)實的虛擬實驗在制作上較復(fù)雜，客戶端需要有大量的專業(yè)的設(shè)備（如頭盔、觸覺手套等），附加成本較高，并且運行VRML對客戶端計算機的性能要求也很高。
2．使用ActiveX控件進(jìn)行開發(fā)。ActiveX技術(shù)是Microsoft為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要而將OLE技術(shù)在Internet上的重定義。在虛擬實驗室的開發(fā)過程中，代碼復(fù)用性對于持續(xù)開發(fā)過程尤為重要?？梢岳肰B、VC++、Delphi、Builder等任何一種支持COM規(guī)范的開發(fā)工具來進(jìn)行ActiveX控件的開發(fā)。由于ActiveX控件只能運行在基于Microsoft Windows的操作系統(tǒng)，因而移植性和通用性較差。
3．使用QuickTime VR進(jìn)行開發(fā)。QuickTime VR（簡稱QTVR）是新一代的、基于靜態(tài)圖像處理的實景建模的虛擬現(xiàn)實技術(shù)。QTVR可以應(yīng)用照片、錄像或數(shù)字圖像等離散數(shù)據(jù)來創(chuàng)建虛擬環(huán)境，完成三維空間及三維物體的造型，并實現(xiàn)全方位觀察。具有更高的真實感、更豐富的圖像和更鮮明的細(xì)節(jié)特征。QTVR制作簡單、周期較短、可控性也很強，對開發(fā)一些簡單的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)軟件的難度不大。
4．使用FLASH進(jìn)行開發(fā)。FLASH是一種基于矢量的圖形系統(tǒng)，具有短小精悍、任意縮放、兼容性良好、嵌入ActionScript腳本功能等特點。而且Flash中的工作組功能極為強大，包含一套新的工作流程，可自動更新Flash網(wǎng)站的數(shù)據(jù)驅(qū)動，從而大大節(jié)約了開發(fā)者的時間。因此，F(xiàn)lashActionScript是網(wǎng)上教學(xué)虛擬實驗室開發(fā)的最佳平臺。
（三）功能模塊設(shè)計
無論建設(shè)哪個學(xué)科的虛擬實驗系統(tǒng)，從功能模塊上均可劃分為三個部分。
1．網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。用戶可通過網(wǎng)絡(luò)注冊個人信息并經(jīng)過驗證后登錄虛擬實驗系統(tǒng)。登錄該系統(tǒng)后學(xué)生可自主選擇將要進(jìn)行的實驗，并根據(jù)實際需要獲得相關(guān)的指導(dǎo)。
2．仿真實驗。采用計算機仿真技術(shù)來構(gòu)建實驗?zāi)Ｐ?，設(shè)計出用于測試的虛擬儀器設(shè)備、實驗線路或回路、實驗元器件或構(gòu)件庫、判別實驗效果的評價標(biāo)準(zhǔn)等。用戶選擇相關(guān)的仿真實驗以后，根據(jù)提示進(jìn)行相關(guān)的操作，觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗結(jié)果。
3．?dāng)?shù)據(jù)庫。為虛擬實驗系統(tǒng)提供相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)。維護(hù)虛擬實驗系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息及用戶的相關(guān)權(quán)限，為仿真實驗提供支持。
四、結(jié)束語
如何將虛擬現(xiàn)實技術(shù)很好地運用于教學(xué)中是目前教育領(lǐng)域發(fā)展的一個新熱點。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。虛擬實驗的普及能更好的提高教學(xué)效率，優(yōu)化教學(xué)過程，達(dá)到更好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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