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虛擬技術論文精品(七篇)

時間:2022-04-26 19:41:20

序論:寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內心深處的真相,好投稿為您帶來了七篇虛擬技術論文范文,愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑,助力您的創作。

虛擬技術論文

篇(1)

虛擬技術是使相關工作在計算機上實現或通過計算機模擬實現的技術[1],早在20世紀70年代便開始將其應用于宇航員培訓。由于這是一種消耗低、安全有效的培訓方法,現今已被推廣到各行各業的培訓中,并已在科研、教育、商業、醫療、生物制藥、環境保護、農業生產、娛樂等多個領域得到廣泛應用。在此,只簡單介紹它們在教育、生物制藥和醫療領域的應用狀況。

1.1教育領域

隨著虛擬技術的發展和教學要求的不斷提高,虛擬技術已進入教育領域,并且已成為完成教育工作的一種有效方式。例如利用化學教育軟件,展示化學實驗的流程和結果。學生可以通過使用該軟件,了解和掌握整個實驗過程,然后再進行實踐操作。這樣,既可以減少實驗的危險性,又可以提高學生的學習興趣和效率,減少不必要的浪費。再如利用物理教學軟件,開展“歐姆定律”的講解,其效果生動,且學生便于理解。

1.2生物制藥領域

虛擬技術在生物制藥方面的應用主要是在藥物的設計階段:采用相關的分子設計軟件,設計藥物小分子,模擬小分子與受體的相互作用,預測小分子的生物活性、毒性、排泄、吸收、代謝途徑、代謝物及其各類性質。目前,這種藥物設計模式已被國際專業制藥公司在研發新藥時采用,并與實驗相結合,以達到減少研發消耗,提高研發成功率的目標。1.3醫療領域虛擬技術在醫療領域的應用主要有:手術培訓、手術模擬、醫學影像檢查和臨床診斷。已經報道的“上海交通大學附屬第九人民醫院骨科專家成功完成真正意義上的3D打印骨盆重建手術”,是虛擬技術在醫療領域成功應用的又一案例。

2、化學信息學

化學信息學的研究領域并未經過刻意界定,很多化學家在各自不同的研究領域中力爭發展和采用計算機的方法來處理大量涌現的化學信息,建立化合物的結構與性質的關系。在20世紀60年代,化學信息學的發展已初見端倪,到了70年代開始出現了颶風式的發展。因此,相關的化學信息學的定義有多種。

比較典型的有以下一些論述。

(1)采用分子模擬和數據分析技術與高分辨圖形顯示組合,得到了令人驚訝的結果。因此,化學信息學是通過應用信息技術幫助化學家研究新問題、組織并分析科學數據,以研發新化合物、新材料的過程。

(2)很多人認為化學信息學是化學信息的擴展,它涵蓋了與化學結構、數據存儲和計算方法相關的領域,如化合物登記系統、在線化學文獻、結構-活性關系分析和分子性質計算[3]。化學信息學作為一個學科名稱來說是很新的,但我們可以體會到,它存在于我們周圍已經有了一段時間。不同的階段常會給出不同的化學信息學的定義。

所以,在討論這些不同觀點的時候,我們認為“化學信息學是一門應用信息學方法和計算機技術來輔助解決化學問題的學科”[4]這個論述更具有普適性。

化學信息學方法主要有三種,即基于數據、基于邏輯和基于原理。

(1)基于數據的方法建立和利用多種化學數據庫管理系統和化學數據庫中的數據。該方法主要的作用是在數據庫中獲得已記錄的相關信息。

(2)基于邏輯的方法利用已有的化學數據庫中的數據,并在此基礎上,利用歸納、推理和分類等方法將數據轉化為知識,并對知識實施有效的管理,以便于知識得到廣泛的應用。最終,能用于解決實際的化學問題。該方法適用于大量數據的處理,對象具有比較強的規律性。同時,它能解決數據庫系統不能解決的問題。

(3)基于原理的方法利用已有的量子化學的理論,對化學對象作相關的量化計算,并根據計算結果,研究對應的化學問題。該方法能從原理上解釋化學問題,但不適用于大批數據和大的體系的處理。在化學研究中,這三種方法相輔相成。對于不同的研究對象或不同的研究階段,采用對應的方法組合。

3、化學研究

化學是研究物質的組成、結構、性質和變化規律的科學。有機化學是研究有機化合物的來源、制備、結構、性質、用途和有關理論的一門學科,由于有機化合物都含有碳,同時以碳、氫化合物為母體,因此這門學科又可稱為“碳化合物的化學”或“碳氫化合物及其衍生物的化學”,隨著這門學科的發展,誕生出了高分子化學、元素有機化學等新學科,為合成染料、橡膠、纖維、藥物、塑料等有機化學工業建立了理論基礎。化學的研究內容主要可歸納為三部分:分子設計、合成設計和結構確定。利用相關技術設計具有特定功能的化合物即為分子設計[5];利用相關技術設計特定化合物的合成路線即是合成設計;結構確定包括兩部分:結構解析和譜圖模擬。結構解析是根據已有的化學譜圖,推測對應的化學結構。譜圖模擬是基于化合物的化學結構,預測其化學譜圖。化學是重要的基礎科學之一,它也是一門建立在實驗基礎上的科學。在化學研究中實驗和理論這兩方面一直是相互依賴、彼此促進的。化學是一門古老而歷史悠久的科學,它的研究模式為靈感、經驗和實驗(見圖1)。長期實驗數據的積累,為現在和今后的化學研究提供了寶貴的財富。截至2013年12月,已有記載的小分子化合物達7600多萬個,化學反應約5580萬個。要有效應用如此大量的研究和實驗數據,只有采用信息技術才能實現。在此,我們提出了化學研究的現代模式,即在化學研究的傳統模式中融入虛擬技術(見圖2)。分子設計是化學研究的內容之一。傳統模式的分子設計流程如圖3所示,某種化合物的性質,通常是在得到化合物之后,經過實驗測試才可獲得對應的性質。現代模式的分子設計流程如圖4所示,化合物的性質,可以用相關軟件預測獲得。根據獲得的預測結果和經驗,決定是否要合成該化合物。圖3和圖4中的分子設計流程顯示,兩者的差異主要在合成之前。傳統模式在合成之前的分析工作僅以文獻信息作為判斷依據。而現代模式,既以文獻信息作為判斷依據,又以軟件預測結果作為分析判斷依據。從原理上講,采用現代模式合成的化合物,其符合需求的成功率要高于傳統模式,研究過程中產生污染的幾率要比傳統模式的低。

4、結論

篇(2)

虛擬現實技術可利用計算機產生一個以自然的視、聽、觸等功能感受的三維環境,人們可以方便地對生成的“虛擬世界”進行交互式的觀察、分析、操作和控制。它以仿真方式給用戶創造了一個實時反映實體變化與相互作用的界面,使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環境中的作用與變化,它具有多媒體信息的感知性、沉浸性、交互性和自主性等特點。利用虛擬現實技術創建出逼真的礦山工程環境對優化系統設計具有重要的實用價值。

為了給用戶創建一個能使其感到身臨其境和沉浸其中的環境,必要的條件就是根據需要能在虛擬現實系統中逼真地顯示出客觀世界中的一切對象:不僅要求所顯示的對象模型在外形上與真實對象酷似,而且要求在形態、光照、質感等方面十分逼真。

目前,相關軟件發展迅速、種類較多,其中常用的軟件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我國圖靈公司的VRMAP、適普公司的IMAGIS等。

1.1模型構建軟件

MultiGenCreator是美國MultiGenParadigm公司開發的三維建模軟件,廣泛用于視景仿真、虛擬城市、模擬設計、交互式游戲等。它在滿足實時性的前提下可生成逼真的場景,可進行多邊形建模、矢量建模和地形生成。它的層次細節、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優先級、自由度設置等高級功能使得其數據格式OpenFlight在實時三維領域成為流行的圖像生成格式。該軟件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的數據與AutoCAD和GIS軟件結合方便。

1.2支持視景生成的語言——OpenGL

應該使用已有的商品化或標準化的圖形庫和程序設計語言來設計與實現虛擬環境,其中OpenGI(服務器)及其支持系統就是這樣一種可選用的圖形生成環境。OpenGI可按函數庫的形式被C語言調用,也可以被窗口系統直接調用。OpenGI是使用專用圖形處理軟件接口,該接口目前由幾百個過程函數組成,用以支持用戶對高質量三維對象的圖形和圖像進行操作。

()penGI指令的模型是客戶/服務器模式,即一個程序(客戶)提供指令,該指令由OpenGI解釋并處理,它直接執行3D及2D圖型的基本操作。這些操作包括轉換矩陣、光照模型和光線跟蹤、反混淆方法、z~Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持雙緩沖技術,該技術提供了生成動畫效果圖形所需要的機制,使所生成的圖形能夠像電影一樣平滑運動。

1.3視景漫游軟件

Vega是MultiGen--Paradigm公司開發的應用于實時視景、聲音仿真和虛擬現實等領域的高性能軟件環境和開發平臺,由Lynx圖形化用戶接口和Vega庫組成。利用Vega庫函數可在Lynx中建立漫游所需要的場景、窗口、通道、運動和碰撞方式,可以定義對象的初始化參數并建立對象之間的相互聯系。

2地質構造情況的模擬

對于礦山技術人員來說地質構造情況非常重要,如果對煤層、巖層、含水層、流沙層以及斷層和褶曲等情況的推斷有偏差,或圖形表現不直觀易懂,則在建井或生產過程中就可能發生塌方、突水等事故,造成人員傷亡和經濟損失。應用虛擬現實軟件可以根據地質體的三維分布,使礦井的規劃設計更加直觀方便。

綜合國內外現狀,三維地質體的繪制有塊段、表面、實體和斷面建模法等。

MultiGenCreator中需要的曲面數據是ded或。dem格式,使用GIS軟件Arolnfo、用插值方法生成不規則三角網(TIN),然后轉成USGSDEM格式,將其導入Creator就可以生成煤層曲面。然后,通過光照、著色、紋理、渲染等處理三維地質體更加逼真。

3地形地貌及地物的模擬

地形地貌和地物的建立需要相應的三維數據。如果有研究區域的紙質地形圖,可以用掃描數字化的方法得到平面數據,按照圖上的標注得到高程數據;如果已有該區域的電子地圖,則可直接使用或通過數據格式轉換得到需要的數據;如果沒有上述數據源,則需要由野外測量獲得。

地形生成與地質曲面生成過程類似,先用ArcInfo將地形圖上的等高線和高程點進行數字化,把圖上標注的高程值輸入到屬性表中,生成不規則三角網(TIN),然后轉成USGSDEM格式將其導入Creator生成三維地形。

對于建筑物、道路、圍墻、河流、湖泊等的建立,先用Auto—CAD進行數字化,得到其平面位置。將得到的*.def文件導入Creator,并與地形匹配。如果建筑物比較規則,則直接將其底面按照高度拉伸為立體,如果建筑物造型比較復雜,則需要分成規則的幾部分進行構建。

4礦山井下巷道建模

目前,礦山信息主要是通過CAD格式的雙線采掘工程平面圖來表達。首先根據采掘工程平面圖上的高程信息,利用CAD中的三維多線段重新描繪巷道,同時將高程信息賦予每個節點,實現巷道的單線顯示,井筒和巷道設計要布置合理,盡量避免穿過斷層、褶曲、含水層等不良地質構造,盡量減少礦井建設和生產地面的影響。

使用MultiGenCreator進行設計,用圓柱體表示井簡,用半圓型截面的柱體表示巖巷,然后進行模擬生產,以發現生產中可能遇到的問題,對設計方案進行比較和選擇。設計方案完成后可模擬不同設備、不同開采方式的生產系統進行生產,從而達到優化礦井設計和生產系統的目的。綜合考慮地質和技術條件、經濟、環境等各種因素,選擇合理的方案。

5虛擬巷道系統的建立

虛擬巷道系統是對礦井真實巷道多分辨率的三維虛擬表示,建立的主要任務之一是實現基于web環境下的可交互的、真實巷道的三維可視化表達,用戶可以從各個角度對巷道虛擬環境進行任意的瀏覽和觀察,并可通過網絡進行各種交互。

5.1礦井巷道的建模

礦井中各種實體大多是三維實體,其表面為不規則曲面,且內部礦體品位分布不均勻。對于礦體的外形,可用一個不規則的封閉曲面來確定。為確定礦體的范圍,要經地表勘查、地下勘探及推估等手段來完成。在瀏覽器上三維實體模型,可通過將現有的三維礦體模型中存儲的信息按照一定的規范轉換為系統可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中構建三維礦井巷道模型,首先應進行簡單的坐標轉換,這是因為MuhiGenCreator中采用的坐標系和地學中實際采用的坐標系的含義有所不同。MultiGenCreator中采用的坐標系為符合右手規則的空間坐標系,是以MuhiGenCreator瀏覽器中用戶區的中作為其坐標系的圓心,基底坐標為XOZ面,y表示高程。其坐標長度以米為單位,標準角度以弧度為單位。因此,為使它與人們通常采用的地學坐標系保持一致,應將原來礦井三維實體的(,Y,:)坐標轉換為MuhiGenCreator坐標系中的(,Y,Z)。轉換后的三維實體坐標應滿足虛擬場景中所采用的局部坐標系顯示的需要。由于礦井實體坐標的數值一般相當大,而實際顯示坐標值的前幾位高位數據對圖形形狀不產生任何影響,因此可將地理坐標數據各分量同時做一預選。

5.2虛擬巷道場景的繪制

對于規則格網構成的礦山地表模型及礦井實體的頂底板數字表面模型,可用ElevationGrid節點構建。該節點能很容易有效地設計創建一個位于局部坐標系X()Z平面上高低起伏的地域造型。該造型用高度值組成的標量陣列描述,陣列指定了表面每個格網點上的高度。和z方向的柵格點數量可以分別用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了柵格行和列之間的空間。Height域的值指定了每一個柵格點的海拔高度,基底上的每一個柵格點都與height矩陣中的一個海拔值相對應;colorPerVertex域指定為TRUE或FAISE,表示color域中指定的顏色是用到ElevationGrid節點的每個頂點上(TRUE),還是應用到每個四邊形上(FAISE);此外,通過建立solid域值,所有的海拔柵格都可以當作實體。

對于由不同的三角面構成的復雜地表模型,則需要用MUITIGENCREATO提供的萬能幾何節點IndexedFaceSet來創建,它有coord與coordlndex兩個域,與IndexedFaceSet節點中的兩個域類似,前者提供了一個節點,列出了構造面幾種所有面的坐標。Coordlndex域的值提供了一張描述一張或多張面周界的列表。其中每一個值都是整型索引,并且每個索引都指定了在coord域內的坐標列表中的一個坐標。在實際的創建過程中,要求建立三角網的各個三角面按照法線方向向外的法則。

6結語

應用虛擬現實技術,生成一個逼真的礦山虛擬環境(VirtualEnvironment)。這樣在礦山設計或研究階段,科研人員可以置身于礦山虛擬環境下直觀審視礦山,按照設計給定的工藝方法和參數,選擇設備及確定生產模式。從基建到閉坑的全過程實時監控,發現問題進行實時修正。設計結束后,設計單位、礦山企業可向審查者、公眾展示一個三維和動態的礦山。總之,虛擬現實技術在礦山設計、技術改造、生產中可廣泛應用。

參考文獻:

[1]古德生.金屬礦山深部開采中的科學問題[A].香山科學會議第175次學術討論會[c].北京:2001.

[2]喬林,費廣正等.OpenGI程序設計[M].北京:科學出版社,2002:130~134.

[3]齊安文等.三維地學模擬述評及其礦山應用關鍵問題.《中國礦業》.2001(5):10.

[4張瑞新、任延祥.虛擬現實技術及采礦工程中的應用.《中國礦業大學學報》,1998(3):27

篇(3)

虛擬技術主要是以虛擬機為主,來達到實驗目的的技術手段。虛擬機的創建,是通過虛擬層技術從而實現軟、硬件模擬,生成虛擬計算機。虛擬機對于計算機實驗教學來說具有重要意義,它擁有計算機的全部功能,可以真實地進行計算機實驗教學。虛擬機在進行計算機實驗教學過程中,具有極大的仿真性,而且想要識別虛擬機與物理計算機之間的差別極為困難。就目前虛擬機發展來看,操作系統以及相關應用軟件是無法識別物理計算機和虛擬機之間差別的,就使用者來說,虛擬機就是一臺真正的計算機。虛擬機在計算機實驗教學中應用,可以更好地培養大學生的計算機實踐技能操作水平,對計算機的裝機、系統維護、網絡配置以及管理等簡單的計算機操作水平掌握來說,具有重要意義。

二、虛擬技術的優勢

虛擬技術是當下計算機實驗教學應用的主要教學技術手段,在計算機實驗教學發展過程中,具有重要推動作用[1]。虛擬技術在計算機實驗教學中應用,其優勢主要有以下幾個方面:2.1降低資源投入成本虛擬技術不需要太大的場地就可以進行計算機實驗教學,這與傳統的計算機實驗教學來說,有著很大的差別。傳統計算機實驗教學需要建立教學實驗室,并且購置很多計算機實驗設備。虛擬技術則不需要這一點,極大地降低了資源試論虛擬技術在計算機實驗教學中的應用陳軍山東醫學高等專科學校【摘要】計算機技術在當下社會經濟發展以及人們日常生活中所占的地位越來越重要,計算機實驗教學對于計算機技術的應用與發展來說,意義重大。但就目前計算機技術發展來看,可供研究和使用的計算機實驗資源缺乏,這對于掌握和發展計算機技術來說,十分不利。為此,旨在促進計算機實驗教學發展的虛擬技術在計算機實驗教學中得到了廣泛的應用。這種虛擬技術主要是以軟件創建虛擬機,并且在虛擬機情況下進行計算機實驗教學。經過大量實踐,虛擬技術在計算機實驗教學中具有重要作用。本文以虛擬技術在計算機實驗教學中的應用為研究對象,主要探討了基于VMwareWorkstation軟件創建的虛擬機在計算機實驗教學中的具體應用。【關鍵詞】虛擬技術計算機實驗教學應用投入成本,但其所起到的實驗教學作用,與真正計算機實驗教學并無差別。2.2靈活性較強虛擬機在設計和使用上,只需要通過對硬件和軟件進行系統化更新,就可以讓虛擬機與當前計算機技術保持一致性,具有很大靈活性。這種對軟、硬件的更新,可以不需要進行實體機配置的兌換,就可以實現更新目的。2.3安全性較高虛擬機當中,具有單獨的數據存儲設備,可以對實驗數據、實驗資源、實驗資料等信息進行保存,避免數據丟失為用戶造成不便。而且,虛擬機在進行計算機教學實驗過程中,即使其他系統出現故障,也不會對數據存儲設備產生影響,避免數據丟失,具有很高的安全性。

三、虛擬技術在計算機實驗教學中的應用研究

虛擬技術在計算機實驗教學中的應用,首先要創建虛擬機,這是虛擬技術進行應用的前提。針對于虛擬機的創建,需要在物理計算機操作平臺上安裝虛擬機操控軟件,就目前虛擬機技術應用來看,主要以‘VMwareworkstation’軟件為主。其次,對虛擬機進行優化與維護,使其更好服務于計算機實驗教學。最后,則是將優化好的虛擬機投入到計算機實驗教學當中。3.1虛擬機創建研究虛擬機創建以VMwareworkstation軟件為主,在VMware窗口中,進行虛擬機創建,其具體步驟如下:(1)啟動VMwareworkstation后,需要在打開的窗口中選擇創建類型,進行程序安裝工作。一般來說,創建虛擬機主要采用Typical默認方法,VMware會根據物理計算機的實際配置,進行虛擬機硬件配置創建工作。而虛擬機創建過程中,又會根據用戶需求不同,通過對虛擬磁盤以及適配器進行重新定義,從而實現虛擬機新功能。根據用戶自身需求對VMware創立完成后,接下來就需要對虛擬機的操作系統進行設置;(2)進行操作系統設置時,頁面會彈出“客戶機操作系統安裝”窗口,這個窗口中一共有三個選項,虛擬機創建時需要選擇“稍后安裝”選項。之所以選擇這個選項,是因為可以在很大程度上避免客戶機系統的不完整性,有利于虛擬機使用;(3)客戶機的默認配置,需要在“客戶操作系統安裝”的窗口中進行選擇,就虛擬機的操作系統類型來看,可用于選擇的操作系統主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等,就操作系統選擇來看,需要根據實際情況進行分析,選擇的系統要符合當前使用虛擬機的版本;(4)默認配置以及操作系統選擇完畢后,下一步需要對創建的虛擬機進行命名,這種虛擬機命名主要是為了日后操作時更加有利于識別;(5)虛擬機命名之后,則需要生成虛擬機配置的保存路徑,用硬盤進行相關配置保存,為之后虛擬機的使用提供方便。虛擬機的創建,為計算機實驗教學創造了方便,新虛擬機生成之后,需要對其進行優化,之后投入到計算機實驗教學之中。3.2虛擬機的優化及維護研究虛擬機的建立,主要是以‘VMwareworkstation’軟件為主,虛擬機的硬件設備,則是由VMware自動生成[2]。虛擬機應用于計算機實驗教學中,需要對相關配置進行優化,使之符合計算機實驗教學的要求。在進行虛擬機優化及維護過程中,要遵循以下優化及維護的方法:(1)內存:虛擬機的內存與物理計算機內存有著密切聯系,一般來說,虛擬機的內存主要是根據物理計算機內存大小進行測算的。例如物理計算機的內存值若是1024MB,那么虛擬機的推薦內存則為512MB。在虛擬機內存優化時,其內存設置在512MB左右浮動,最大值不能超過1024MB,最小值不能低于128MB,其內存設置應該為32MB的倍數;(2)處理器:在進行處理器優化時,虛擬機處理器的個數要與物理計算機進行比較,保證處理器個數少于物理計算機處理器個數;(3)硬盤:硬盤大小對于虛擬機進行計算機實驗教學來說,具有重要影響。硬盤容量決定了對數據的存儲容量,在虛擬機優化過程中,要根據實際情況,對有用信息進行保留,對無用信息進行清除。這就需要在硬盤設計過程中,對硬盤內容進行相關設置。關于硬盤功能設置,主要通過‘Expand’的功能,可以根據硬盤工作狀態,進行‘持久模式’和‘非持久模式’選擇,其主要是針對硬盤數據問題進行的一種優化;(4)網絡適配器:網絡適配器是虛擬機進行網絡連接的關鍵,它決定了虛擬機以何種方式實現上網。一般來說,虛擬機進行上網,大都是通過網橋連接模式,利用網卡實現上網。這種上網形勢下,虛擬機需要有著自己單獨的IP地址。除此之外,虛擬機還可以實現‘NAT’上網模式,但這種上網模式下,就需要對主機IP以及虛擬機IP進行重新設置,虛擬機的單獨IP地址將會被取消。網絡適配器在虛擬機中的應用,決定了虛擬機的上網方式,并且根據實際情況,可以實現虛擬機與物理計算機單獨上網,這對于虛擬機進行教學實驗來說具有重要意義。以單獨上網的方式進行攻擊性網絡教學實驗,除了可以達到實驗目的之外,還可以避免對物理計算機造成損壞。3.3虛擬技術在計算機實驗教學中的應用分析本文研究的虛擬技術在計算機實驗教學中的應用,主要從多操作系統安裝實驗以及分級網絡實驗兩個方面進行分析,關于這兩種實驗教學的應用,如下所示:(1)多操作系統安裝實驗:多操作系統安裝實驗是計算機實驗教學的基礎,其主要包括計算機硬盤分區、操作系統安裝等教學內容,該教學實驗受到的限制條件較多,若是以物理計算機進行教學實驗,會造成極大的資源浪費,并且對物理計算機軟硬件的損壞較大,因此,針對于這一教學實驗,最為有效的辦法則是采用虛擬機進行實驗教學[3]。虛擬機與物理計算機的特性一致,以虛擬機進行計算機多操作系統安裝實驗,可以讓學生進行實踐操作。關于虛擬機的多操作系統安裝實驗,可以以任意一臺物理計算機為主,安裝‘VMwareworkstation’軟件,進行虛擬機構建,之后進行虛擬機優化,使之符合計算機實驗教學要求。在虛擬機構建完成之后,學生可以根據計算機實驗教學目標,在虛擬機進行實踐操作,就多操作系統安裝實驗的要求,按步驟進行實際操作;(2)分級網絡實驗:分級網絡實驗是利用虛擬機與物理計算機的聯合,構建對等網絡,從而實現實驗局域網的構建。分級網絡的構建,在很大程度上提升了學生們學習計算機技術的信心,并且增強了學生的實際動手操作能力。分級網絡的構建,主要是基于虛擬機和物理計算機的對等網絡構建基礎上實現的。而分級網絡的實踐操作,進一步增強了計算機實驗的難度,可以考驗學生對計算機實際操作能力的掌握。在進行分級網絡實踐操作時,學生們的操作主要在虛擬機上進行操作,避免了對物理計算機軟、硬件的損壞。利用虛擬機進行分級網絡實驗,為學生提升計算機實驗能力打下了堅實基礎,對學生日后使用計算機技術方面,具有重要意義。

四、結束語

篇(4)

虛擬現實技術(VirtualReality,簡稱VR)是綜合了計算機三維圖形技術,感觀反饋、立體聲、語音輸入輸出以及廣角立體顯示技術等,創造出為使用者提供身臨其境的三維世界,并且進行感觀交互的人工環境。近年來,虛擬現實技術以其提供聽覺、觸覺、視覺等感觀模擬的特點廣泛應用于各個領域,發展迅猛。虛擬現實技術的特點:

(1)環境模擬

利用計算機模型產生實時三維圖形,根據使用者所需工作環境或實驗場所的空間方位及時間參數等數據模型,可以設計出很逼真的模擬圖像,同時結合立體顯示技術呈現給使用者完美的模擬系統,需要注意的是空間或環境變化時顯示刷新頻率對于使用者感觀的影響。

(2)感觀反饋

可以通過立體聲效果實現聲音方位和遠近的改變,通過帶有震動觸點的道具模擬觸覺感應,以此來實現虛擬系統中聽覺觸覺的反饋效果。

(3)人機互動

通過語音識別系統或者計算機進行語音或命令輸入。虛擬現實技術的以上特點完全適用于煤礦安全生產培訓系統,通過計算機3D技術模擬出煤礦生產環境,用戶以第一視角進入,可以熟悉工作環境、訓練各種工作技能,應對突況等。

(4)三維動畫效果

場景制作完成后需要使用AdobePremierePro將音效和動畫進行合成和剪輯,還需要使用轉場效果及特效來達到逼真效果。

2煤礦安全培訓系統總體架構

礦井作業模擬系統由計算機控制系統來操控整個系統,用戶登陸后通過計算機控制系統連接運動控制接口,可以通過啟用采掘模塊進行采掘模擬訓練;通過啟用風險識別模塊訓練工人判斷、識別和處理危險的能力;通過互救、逃生訓練鍛煉工人自救和相互救助的意識。同時用戶還可以通過傳感器控制感受第一視覺漫游礦井,熟悉礦井生產環境和生產設備,這對于新員工來說非常必要,可以通過模擬系統盡快熟悉工作環境。

3模型構建

模型構建主要以創建不規范生產操作、重大生產事故示例和安全事故應急預案演練模型為主,使用戶可以通過模擬系統達到親身體驗的目的,培訓系統主要采用3DSMAX建模和渲染。其中大型設備采用多邊形建模技術,以先精模后簡模為原則,建模前需要根據設備的實際尺寸確定模型的比例,根據設備運行參數設置模型運動軌跡和參數;小型設備則使用圖片處理軟件和貼圖技術進行處理,多采用紋理貼圖以提高仿真度。井下巷道模型應該按照實際巷道的尺寸、復雜程度和礦井生產圖紙來構建三維模型,力求模型比例與實際生產環境相符合,為了保證安全培訓系統的可擴展性,按照由簡單到復雜遞進的順序依次創建,形成系統的巷道模型庫,應對生產環境隨時擴展的可能性。場景建模主要是根據實際巷道環境創建包括電纜、機電設備、管道和支架等輔助設備,主要采用貼圖技術,使場景模型更加逼真。利用特效編輯器生成煙霧,利用燈光設置達到瓦斯爆炸效果,后續連鎖反應會涉及到物理模塊及反應堆力學技術。人物模型的建立極為關鍵,人物造型是否逼真直接反映了模擬系統的仿真質量。在進行人物建模時首先進行外形創建,以實際生產的不同工種為原型進行分角色設計,人物運動效果要注重細節,如對安全事故發生時人物的反應和動作要進行動作采集并進行數據分析,作為突發事故時人物反應的分析資料。人機交互則利用VIrtools實現。

4結語

篇(5)

1.1體育教學訓練中的應用

虛擬現實技術在體育授課教學中的應用多限于理論方面的探討,但在某些高等院校的訓練中有了一些嘗試.比如:尚曉軍虛擬現實技術在高等學校“射擊”訓練、趙克寧虛擬技術輔助籃球教育、朱曉蘭虛擬現實技術的體育場景虛擬系統、李峰虛擬現實技術的虛擬乒乓球系統等等.但教學訓練研究多處于視聽感知階段的研究,學生沉浸不夠,缺乏深沉次的交流與互動,模具的構建單一.

1.2制作體育教學課件的應用

虛擬現實技術根據體育教學課件自身的需求構建全面的虛擬教學環境,使學生能夠在創建的環境中學習訓練.但需要把體育課程上所有的知識都創編到虛擬的環境中,是需要有海量的工作要做的,所以利用虛擬現實技術制作相應的文件嵌入到體育課件中,配合使用,是目前這個階段制作體育教學課件行之有效的措施.

1.3網絡遠程教育

諸多高校校園網建成,且通過“中國教育和科研計算機網”連在了一起,這是實現虛擬現實技術聯網的基礎.在學校體育網頁的基礎上拓展了虛擬現實技術的課件以及成立數據庫,使其可以覆蓋學校體育教學中的每個方面,包括授課體育教師的個人資料、校內體育競賽群體活動開展簡介、體育專項課開課時網上的選課、體育鍛煉的知識內容和方法、校內外競賽情況、學生對教學的反饋意見以及國內外實時體育信息等等,促進培養學生的“終身體育”意識,以及可以更好地宣傳和實施“健康第一”的體育教育思想,使網頁充分地發揮了信息傳播和教育的作用.

2虛擬現實技術在體育教學中的展望

2.1可以避免體育教學中的傷害事故

體育是以身體練習為手段增強體質增進健康的活動過程.身體練習的過程是會痛苦的、難受的、是要體會“極點”的,甚至會出現生命危險的.如今學生體質健康逐年下降,別說高難度、高危險的體育技術技能的教學,就連簡單的中長跑也慢慢將要在學校體育中消失.傳統的體操課、田徑課(鉛球、跨欄等)很難再體育課中看見.教師、學生畏手畏腳,其嚴重影響了傳統體育技能的傳承,體育文化的繼承.然而在虛擬現實的場景中,脫離了真實的危險器械、場地等因素,又能還原其真實的感受,教與學將都在一種安全模式下經行,體育教師和學生將能放心的體會高難的、高危險的技術動作.

2.2彌補教學條件的不足

雖說近年來學校引來了高速發展的時機,諸多大中型體育場(館)落成,解決了學校體育中體育場館缺乏的一些問題.然而諸多體育場(館)的經營管理維修落后,不能完全對外開放,不能充分發揮它的功效.何況還有一部分體育場(館)不足的區域,教學條件有限的學校.虛擬現實技術的虛擬場景的功能可以彌補一些場(館)不足造成的影響.

2.3可以虛擬人物形象

榜樣的力量是無窮大的.學生對某個體育項目感興趣,很多時候是因為喜歡某個體育明星.虛擬現實能從強大的數據庫中提取某個明星的數據虛擬出明星的場景,由虛擬的明星去教學,去陪練.能充分調動學生的學習積極性.

2.4徹底打破空間、時間的限制

篇(6)

在當前的影視教學過程中,創設虛擬實驗情境的課件大都是利用flashmx軟件制作完成,并將其分為運動拍攝以及固定拍攝兩種形式。其中固定虛擬拍攝比較容易操作,首先通過矢量圖將現場拍攝的實際情景模擬展現出來,包括里面的人物動作以及攝像機的具體擺放位置,并將所有攝像機設置成為按鈕,然后再將已經拍攝完成的視頻材料通過超級鏈接連到已經設置完成的按鈕之上,這樣就算是完成了固定拍攝的實際虛擬實驗。不過在制作該課件過程中,經常容易碰到的問題是為了改善教學,一般情況下,在虛擬實驗之中都要求學生對其操作流程進行實時有效的反饋,但由于在影視教學過程中需要使用大量的視頻教材,這勢必會整個課件觀看速度造成一些負面影響。所以,為了有效的解決掉這個問題,當前在制作課件時,大都采用flv格式的視頻教材,這就在一定程度上確保了課件的自然順暢性。

而相比之下,要想實現運動拍攝的效果,其過程以及操作就會顯得較為復雜,需要學生依據它的實際變化而進行相應的鼠標跟隨,并將鼠標位置同圖片序列有機的綁定起來。

⑴創設一種合適的拍攝場景。通過使用計算機中的圖形功能,簡單的創設一個拍攝場景,并且包含人物的實際位置與動作、攝像機的具體擺放位置以及視頻框等內容。此外,還應依據一定標準將視頻框同攝像機位相對應起來。

⑵為按鈕添加一些相應的動作,并將操作效果實際模擬出來。首先要依據一定流程,來為鼠標制定一些跟隨效果,并將拍攝中攝像機位地變化情況模擬出來。其實際的操作方式可以簡單概括成為:將虛擬情境中的機位2改設成為影片元件,然后在為其添加一些特定的動作腳本,同時實現鼠標的有效跟隨。具體操作如下:

第一,當在操作過程中,完成“點擊”機位2之后,實施以下動作,amera2一mc.onPress=function()

第二,將機位2跟隨鼠標移動,并確保其在約束的范圍之內,同時也要有效的防止和避免鼠標滑出虛擬模擬的場景。

篇(7)

1.用虛擬機技術為教學實驗提供服務。

其具體表現在:1.1在對虛擬機進行選擇的時候,一般要注意兩點:其一,盡管一個實體機可以連接多個虛擬機,一定要依據課程的實際所需,合理地選擇虛擬機的臺數,這樣才能夠讓虛擬機在實現運行的過程當中,也不會占用實體機過多的硬件資源;其二,在具體的實驗操作當中,教學者要充分考慮網絡服務器,比如:它的安全性能以及運行效率等等,因此,主虛擬機的操作系統最好是Win2003Server,而輔虛擬機的操作系統就可以是WinXP。1.2虛擬機在實際運行的過程當中,會占用實體機的一部分內存,而教學者在進行具體實驗操作的時候,通常也會同時啟動多臺虛擬機。因此,實體機的內存必須要足夠大,這樣才能夠讓其不影響到教學者的實驗過程。

2.讓虛擬機技術為課堂教學服務。

在計算機網絡安全的整個教學過程中,教學者會對學生教授一些具有系統危險性的教學內容,比如:計算機木馬對系統造成的危害等。因此,教學者在這個時候,就可以把虛擬機技術合理地應用在實際的教學過程當中,并利用虛擬機對教學的內容進行現場演示。這樣一來,學生就能夠更加充分的認識到計算機網絡安全技術的具體操作過程。與此同時,學生在得知這些對計算機系統具有破壞性的病毒之后,也會引發其自身對這些知識點的思考,并從中挖掘出能夠有效預防這些病毒出現的方法,從而讓學生能夠更進一步的掌握到計算機網絡安全這一課程的精髓。

二、試析虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中應用的作用

現對虛擬機技術在高職計算機網絡安全教學中應用的作用進行簡單的分析,并將其概括成以下幾點:有利于提高教學者的教學水平。有利于學生更好地掌握計算機網絡安全技術。有利于高職院校培養出一批具有高素質和高計算機網絡安全技能的專業型人才。有利于促進我國教育事業的進一步發展。

三、結束語

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