虚拟研究环境（精选12篇）
虚拟研究环境 篇1
0 引 言
近年来,随着高校大规模扩招,给高等教育带来了明显的压力。因为招生数量快速增加,高等教育投入增长跟不上规模发展,部分高校办学条件不足,仪器设备、实习场地、教室、宿舍等都有不同程度的下降,而仪器设备、实习场地不足的问题更为明显。由于实验设备无法满足需求,部分实践教学项目只是徒有虚名,导致实践教学环节严重脱节。
对于计算机专业来说,由于计算机技术更新快,对设备的要求更高,进行大量投入改变现状对很多单位来说是不现实的,特别是经济欠发达地区。通过大量的试验、研究,笔者认为采用虚拟环境进行计算机实践教学可以获得事半功倍的效果。
目前建立虚拟机和构建虚拟网络的工具软件主要有VMware和Virtual PC,而VMware对网络的支持比较好。本文将着重于如何使用VMware搭建虚拟的网络实验环境的探讨。
1 虚拟机及虚拟机技术
虚拟机是指一台在物理计算机上虚拟出来的独立的逻辑计算机。虚拟机必须通过虚拟机软件进行创建。通常人们接触到的虚拟机软件有VMware那样的硬件模拟软件,也有JVM那样的介于硬件和编译程序之间的软件。计算机虚拟技术是这样一种技术,它可以在现有的操作系统上虚拟出一个新的子系统,该子系统是建立在正在运行的操作系统之上的,同时,它又拥有自己独立的各种硬件资源,当然,这些硬件都是虚拟出来的。虚拟技术可以使我们方便地在一个主系统上建立多个同构或者异构的虚拟计算机系统,而且这些系统可以同时运行。因此,采用计算机虚拟技术可以构建起一个虚拟的实验环境,大部分计算机的实践活动都可以在这样的虚拟环境中完成。
1.1 虚拟机的优点
(1) 一般不会损坏本PC的操作系统和软件,因虚拟机的硬盘通常是本PC上的一个文件,虚拟机在硬盘上的操作只在这个文件上进行。
(2) 可同时在同一台PC上运行多个操作系统,每个OS都有自己独立的一个虚拟机, 就如同网络上一个独立的PC。
(3) 可在单机上组建网络,它提供了虚拟网络设备如交换机、网卡和虚拟建网的方式。
(4) 容易安装和备份,可在虚拟机上容易地安装不同的操作系统然后备份,使用这些备份可更快速地安装其他虚拟机。
1.2 学校应用虚拟机的好处
(1) 为学校节省资金投入
学校不用另外购买计算机、交换机、路由器、网卡等网络设备。因为虚拟软件本身提供了这些设备的交互功能。只需简单添加、修改和配置后便可使用。
(2)提高了系统的安全性和维护的方便性
通常实验室是向整个计算机专业各个学科提供服务的,实验室的使用率是很高的,而一些实验的破坏性是很大的,比如:计算机网络工程实习、操作系统实验、计算机网络实验等,这些实验课要求安装操作系统及对系统具有超级用户的权限。如果不采用虚拟机技术,这些实验课结束后,实验室管理人员不可能在较短的时间内恢复原有的系统环境,从而影响到别的课程实验教学。而采用虚拟机技术的话,这些课程的实验对原真实系统没有破坏性,对别的实验课的正常教学没有影响。
(3) 一定程度上提高了学生实验用机数
一些实验课学生的用机量是比较大的,比如,计算机网络工程实习(实验),一个学生至少要有3台计算机。如果一个班40个学生要进行网络工程实习,就要求至少120台计算机才能满足学生的用机,但采用虚拟机技术的话,在一台计算机上虚拟出3台虚拟机,构成一个简单的局域网,这样,40台机子就满足了学生的用机要求。
(4) 有利于提高学生学习兴趣和有助于学生自主学习
因为虚拟机的安装要求不高,安装的方法也较为简单。学生学会了虚拟机组建虚拟网络的原理和方法后,可以在学校实验室环境之外的其它环境自主地做网络实验。
2 虚拟实验环境的搭建
2.1 虚拟实验环境的整体规划
整体规划的思想是,在实系统的基础上搭建一个安全、稳定、灵活及使用方便的虚拟实验环境。
(1) 实系统的分区规划
现我系计算中心计算机网络实验室的计算机硬件主要配置为:CPU是赛扬2.8G、主板是华硕845、内存是DDR400 512M、硬盘容量是80G,并带有硬盘还原卡功能。根据硬件的实际配置及实验环境需要对硬盘进行分区,把硬盘分为3个分区,其中C:分区的容量为40G,用于安装实操作系统及所有的应用软件,并利用还原对此分区进行保护;D:分区(20G)和E:分区(20G)留给学生保存实验数据,这两个分区不用保护。
(2) 实系统的安装
在C:分区上安装实操作系统及各实验项目所需的各种应用软件,一般安装完这些软件后会占用C:分区12~15G的磁盘空间,加上还原卡所需的暂存空间520M,还有24G左右的空间留给虚拟机使用。
2.2 虚拟机的规划与安装
(1) 虚拟机的安装规划
考虑到虚拟实验环境的安全性、稳定性及使用的方便性,把虚拟机安装在具有还原卡保护的C:分区中,这样可以避免学生的误操作或有意删除文件后所带来的危害,只要重新启动实操作系统后便得到恢复。同时,为了方便学生安装虚拟机及节省安装光盘,把WinXP、Win2003Server、Linux系统光盘做成系统镜像文件保存在C:systemiso目录中。
(2) 虚拟机软件VMware Workstation的安装
在C:分区中安装VMware Workstation,其安装过程和其他的应用软件的安装过程一样,具有图形安装向导,操作很简单,在此就不详细说明安装步骤了。
(3) 虚拟机的安装
先在C:分区中建立一个Virtual machine目录,然后在Virtual machine目录下建立Vmwinxp、Vmwin2003Server、Vmlinux三个目录。最后运行VMware Workstation,分别在Vmwinxp、Vmwin2003Server、Vmlinux三个目录中安装Winxp、Win2003Server、Linux三台虚拟机。虚拟机的安装也很简单,一般按默认的方式就可以完成安装,但在安装过程中要注意虚拟机的内存分配及网卡的类型的选择。同时,以超级用户身份登陆,且不设置密码。这样做主要是考虑了虚拟机的使用灵活性,其安全性已经通过保护卡得到保证。完成三台虚拟机的安装及在系统镜像文件的备份后,C:分区还可剩余8~10G的磁盘空间,这些空间可以满足以后应用软件的扩充及系统的虚拟磁盘空间需要。
3虚拟实验环境的安全性、稳定性、灵活性及有效性的具体说明
(1) 安全性
这里有双重的安全保证,其一是虚拟软件提供的安全保证,因为在虚拟机中,虚拟硬盘只是一个文件夹下的一个文件,虚拟机的用户只在该文件中进行操作,对别的分区及文件夹是不可见的,从而对别的虚拟机及实系统是安全的。其二是还原卡提供的安全保证,如果虚拟机用户删除了虚拟机系统的文件或实系统用户删除了虚拟机文件夹,导致虚拟机故障或不可用时,在保护卡的自动还原功能的保护下,只要重新启动实系统便可快速恢复到原先正常环境。
(2) 稳定性
VMware为了保证系统的兼容性和稳定性,把现有的设备都虚拟成了最标准的、兼容性最好的设备,比真实实验环境具有更好的稳定性。在真实的实验环境中进行实实验过程中,由于设备的故障,会导致实验失败。例如:其中网线有故障、交换机有故障、路由器没有配好,都会引发网络问题,这样,对于初学者来说,不知道问题出在哪,会影响实验的效果。而用VMware Workstation搭建实验环境,你无需考虑网络设备以及网络设备的连接问题,因为这些设备都是“虚拟”的并且已经按照需求连通。
(3) 灵活性
由于安装虚拟时,没有设置超级用户密码,任何一个用户都可使用已经安装好的虚拟机,如果做一些短时间的实验项目,就可以直接使用现有的虚拟机系统进行配置、修改,包括修改密码等操作,重新启动虚拟后这些修改是有效的(只要不重新启动实系统)。同时,要进行添加一些系统组件是也很方便,不需要系统光盘,只要把光驱指向备份的系统镜像文件即可。而对于那些需要长时间方能完成的实验项目,可以把C:的虚拟机文件夹拷贝到D:或E:分区下,这样,即使重新启动实系统或机关,学生的实验结果还是保存在D:或E:分区中。
(4) 有效性
因为“虚拟机”提供的是一个近于真实的环境,只要能在“虚拟机”上完成的实验,就能够在真实的机器上完成,所以实验质量得到保证,完全符合教学要求。
4 虚拟实验环境应用实例
下面仅以《计算机网络工程实习》项目中的“软路由”为例作个介绍。具体实验步骤如下:
(1) 启动VMware Workstation软件,出现第一个图形界面。
(2) 选择Windows server 2003,进入Edit virtual machine settings,为该虚拟机添加第二块网卡,网卡类型为host-only。这样,这台虚拟机就是“软路由”服务器。
(3) 在第一步出现的图形界面窗口左侧的Favorites文件夹中分别运行Windows server 2003、Windows XP、Linux三台虚拟机。这三台虚拟机就构成了一个简单的局域网了,其中Windows server 2003是服务器,Windows XP和Linux是客户机。
(4) 下面就是设置IP地址及软路由的设备了,其方法与真实网络环境下的设备完全一样,在此不作具体介绍。
5 结束语
该虚拟实验环境经过一个学期的使用,它的安全性、稳定性、灵活性及有效性得到充分的肯定,为操作系统实验、计算机网络实验、计算机网络工程实习等一些具有较大的破坏可能性实验提供了很好的解决方案,同时在一定程度上缓解我系学生用机紧张状况。但也存在一些不足,由于受到内存容量的限制,在该虚拟环境中,虚拟机运行的速度要慢一些。通过增加内存容量,运行速度有望得到提高。
摘要：近年来,随着高校大规模扩招,不少高校都存在实验设备、实验场地无法满足教学实践需要的情况,使得部分实践教学项目只是徒有虚名,特别是具有破坏性的实验项目,导致实践教学环节严重脱节。在硬盘还原卡的基础上利用VMware Workstation虚拟软件搭建一个虚拟实验环境,利用该虚拟实验环境可进行那些具有有破坏性的实验项目,同时也在一定程度上为学生提供了尽可能多的用机时间。经过使用,该虚拟实验环境的安全、稳定及灵活性得到充分肯定。
关键词：虚拟机,VMware Workstation,虚拟实验环境
参考文献
[1]刘羽.“虚拟机”技术在教学实验中的应用[J].桂林工学院学报,2003,10.
[2]http://hi.baidu.com/tianc001/blog/item/c37504d142a9bbd3572c8496.html.广西新世纪教改工程“十一五”第二批立项重点资助项目.2006A20.
虚拟研究环境 篇2
2.1 构造判断矩阵
假设，A为移动商务环境下虚拟产品服务质量评价结果，通过对具体评价指标的分析与比较，运用“1～9标度方法”，建立移动商务环境下虚拟产品服务质量评价的各判断矩阵(参考矩阵)，计算出各矩阵的最大特征根和特征向量ω(单一层次权重)，并进行一致性检验[21]。为了使得判断矩阵中因素之间的相对重要性能够被准确的反映出来，在两两比较因素之间的相对重要性的时候，本研究采用3人小组协商的方式来进行，即对重要性及其取值由小组成员共同协商决定(说明：本研究中各指标权重值和判断矩阵一致性的计算均采用Matlab编程实现)。
对于目标A，设计判断矩阵(参考矩阵)如下：
2.2 一致性比例检验
计算每一个判断矩阵的一致性比例CR，如果一致性比例CR>0.1，则需要对判断矩阵(参考矩阵)作出适当调整，直到其满足一致性检验标准为止。结果显示上述判断矩阵的所有的CR值均小于0.1这一阈值，说明所有判断矩阵(参考矩阵)的一致性检验是有效的。
2.3 计算组合权重
经计算各指标对总目标A的组合权重为：
2.4 构建评价指标体系
经过建立指标体系的递阶层次结构，构造判断矩阵，检验一致性比例和计算各指标对总目标A的组合权重后，可以得出一个清晰的移动商务环境下虚拟产品服务质量评价指标体系，如表1所示。其中ωi是每个二级指标相对于其所在一级指标的权重，Wi是二级指标中的每个因素相对于总的评价目标的组合权重(如表1所示)。
2.5 建立目标评价公式
2.5.1 建立评价函数
其中，Wi是各个因素的合成权重，i为评价因素的编号，Xi值是评价指标层中各因素的评价得分。
2.5.2 确定评价等级
根据服务质量评价的实际情况，结合用户实际购买过程中的服务体验，本研究将服务质量评价结果的等级划分为5个等级，分别是非常满意、比较满意、满意、不太满意、非常不满(如表2所示)。
3 结论与启示
虚拟研究环境 篇3
关键词：虚拟现实技术；环境艺术设计；应用
随着信息技术的发展，人们对虚拟现实技术的研究越来越深入。目前该项技术被广泛应用于环境艺术设计中，并取得了意想不到的效果，与以往的环境艺术设计相比，其最大的特征就是将网络虚拟技术与现实环境有效结合起来，营造出一种逼真的场景。如何将虚拟现实技术更好的应用于环境艺术设计中，是所有设计者需要长期研究的课题。
一、虚拟现实技术概述
虚拟现实技术综合了多种现代科学技术，具有以下几个特征：
首先是浸入性，可以构造出一种非常逼真的环境，给体验者带来一种身临其境之感。这是因为虚拟技术抓住了体验者的感受，一是从感官层面，二是从心理层面，将平面图像变成三维空间，要求体验者戴上头盔、手套，避免外界环境的干扰；其次是交互性，人机交互是信息时代的新技术，虚拟现实技术就为人机交互提供了有利支持，它使人与机器之间的交流更加自然。同样要求体验者戴上特制的头盔和手套，在这些“装备”的支持下获得外界数据，反过来计算机也可以根据人们的指示调整图像，做出语言反应或者是身体运动反应，总之人机交互技术使机器变得更加灵活、人性化；最后是多感知性，虚拟现实技术在应用过程中会设施一整套的感官装置，同时刺激人的视觉、听觉以及触觉，这也是体验者会感觉“身临其境”重要原因[1]。
将虚拟现实技术应用于环境艺术设计中，可以使环境艺术中的画面感更强，因为其会同时刺激人们的多种感官，很多时候会比真实环境更有吸引力。而且在感受整个环境的过程中注意力可以更集中，将自己欣赏到的画面印在脑海中。同时，应用虚拟技术可以大大减少设计费用，一些逼真的场景可以不必花人力、物力、财力去建设，只要在计算机中进行设计和模拟，就可以创建出这样的场景，节省时间、节约成本，并且达到理想的设计效果。
二、虚拟现实技术在环境艺术设计中的具体应用
（一）对环境艺术设计进行补充
环境艺术设计是一种综合性较强的艺术，对场地、经费以及其他条件都有较高要求，如果某个条件没有达到要求，效果就会大打折扣。虚拟现实技术的出现和应用就弥补了这种缺陷，其对外在环境的要求不高，可以根据实际情况灵活调整设计方案，对实际环境中缺乏的多种场景进行模拟，达到理想的设计效果。
（二）使环境艺术设计、体验更加安全
环境艺术设计工作非常繁杂，任何一个细节有漏洞都会影响整体效果，而在对现实环境进行布置、调整的时候，不可避免的会出现一些危险。对于参与者来说更是如此，想要获取一些真实感受就必须参加现实情境，这些情境中也蕴含着很多危险，例如过山车、蹦极等。将虚拟现实技术应用于环境艺术设计中就可以解决这一问题，无论是设计者还是参与这都是在虚拟环境中进行，不会产生任何危险，与此同时却可以获得逼真的现实体验，这也是该项技术被广泛应用的重要原因[2]。
（三）不存在时间、空间限制
虚拟现实技术在应用过程中可以完全不受到时间和空间的限制，能够根据人们的需要对任何场景进行模拟。从空间上来说，从宇宙、天体到到微小的尘埃、粒子，从时间上来说，可以模拟几亿年前、现在以及未来。例如，人们在对恐龙时代进行研究时，由于年代过于久远，已经无法再现当时的情景，但是通过虚拟现实技术就可以实现对恐龙时代的模拟，包括大环境、各种恐龙等。人们可以置身其中，与恐龙进行零距离接触，帮助人们获取神奇、逼真的体验，也为学者们进一步研究恐龙时代提供依据。
（四）虚拟技术与现实环境的有效结合
环境艺术设计最直接的目标就是为人们再现一些场景，要求同时具有艺术性和真实性，显然完全应用现实环境来操作是不现实的。当然如果没有现实环境做支持，虚拟技术的优势也无法完全发挥出来，在应用该项技术的过程中，需要将现实环境与虚拟现实技术充分结合起来，实现“虚拟”与“现实”的完美融合。例如，可以在现实环境中对动物、植物和人进行模拟，实现人与环境的自然交流与融合。例如，西安天幕广场就是将虚拟现实技术与现实环境融合起来的成功实例，设计过程中利用了广场本身宽广的大环境，应用虚拟技术以后，为观众呈现出了一个大型天幕，非常唯美，人们站在天幕之下，仿佛畅游在浩瀚的星空中，具有非常强的震撼力，带给人们难忘的体验[3]。
三、总结
本文主要阐述了虚拟现实技术的主要特征，分析了虚拟现实技术应用于环境艺术设计中的重要意义，并研究了该项技术的具体应用。实践证明，该项技术可以对环境艺术进行补充，使环境艺术设计、体验更加安全，并且突破了时间和空间的限制，使用过程中要求将该项技术与现实环境充分结合起来，实现虚拟与现实的完美融合。
参考文献：
[1]钟景亮.数字虚拟技术在环境艺术设计中的应用现状及发展分析[J].美与时代（城市版），2015，01：76-77.
[2]杨小亮.虚拟现实技术在新媒体展示设计中的应用研究[J].艺术教育，2015，08：54-57.
虚拟计算环境下信任管理研究 篇4
关键词：虚拟计算环境,信任管理,贝叶斯分析
0引言
随着互联网相关软硬件技术的发展和应用的日益普及, 互联网已发展成为现代社会的重要信息基础设施。随着越来越多计算资源的加入, 如何创建和谐、安全和透明的网络计算环境, 进一步促进互联网计算资源的共享和协作, 正成为互联网计算技术发展的一个目标[1]。基于互联网的虚拟计算环境iVCE (Internet-based virtual computing environment) 的研究是针对这个目标所进行的探索。虚拟计算环境是指建立在开放的互联网基础设施之上, 通过对分布自治资源的集成和综合利用, 为终端用户或应用系统提供和谐、安全、透明的一体化服务的环境, 以实现资源有效共享和便捷合作工作。为此, iVCE引入了三个核心概念: 自主元素、虚拟共同体和虚拟执行体。由于互联网的开放性及其资源的自治性, 资源聚合与协同环境存在不完整性、不一致性和不确定性等问题, 传统的基于集中管理的安全机制已经不再适用[2,4,5]。在iVCE中, 服务的提供者和服务的请求者没有预先定义的授权关系, 交互的双方必须在一些不确定的因素下作出安全决策, 因此, 信任是有效交互的前提。这个过程和人类社会生活中基于合作方不确定期望行为的信任决策是相似的。通常来说, 信任具有主观性, 基于直接或间接证据以及与特定交互的上下文相关[4]。
1相关研究
在虚拟计算环境下, 服务请求者和服务提供者并没有确定的授权关系, 信任是服务请求者和服务提供者交互的一个先决条件。通常来说, 信任是以交互的直接经验为基础, 并与评价者的信誉以及委托关系有关。更进一步来说, 信任和不确定性相关并取决于交互上下文的期望风险[3,4]。
Blaze等人于1996年提出了“信任管理”的观点[13], 利用公钥密码学的思想实现了在分布式计算环境下的授权和验证问题。并在此基础上提出了相应的信任管理系统PolicyMaker和KeyNote。PolicyMaker和KeyNote其核心思想是一个查询引擎, 即完成一致性验证POC (Proof of Compliance) ——凭证集C是否能证明请求R满足本地策略P[5,6]。REFEREE是PolicyMaker基础上发展而来的应用于Web访问控制的信任管理系统[7]。上述信任管理系统虽然解决了互联网开放环境下的授权和验证问题, 但这种静态的授权和验证过程显然无法适应互联网开放环境的自治性、不确定性和动态性的特点。
除了利用公钥密码学的方法解决互联网开放环境下的信任管理问题以外, 过去的十多年时间里, 也出现了众多通过刻画人类信任概念的信任管理的研究。Marsh是最早利用信任概念建立信任模型的先驱者, Marsh的信任模型集中于处理两个Agent间的直接信任计算。信任值由[-1, 1]的实数表达, 最终Agent利用场景信任和本地策略作出信任决策[3]。Abdul-Rahman 和 Hailes的信任模型将信任标称为一系列离散数值, 模型不仅考虑了两个Agent之间的直接信任值, 在直接信任不足以作出信任决策时会以一个权重计算其它Agent的推荐信任值, 从而帮助Agent作出信任决策[8]。Secure project的信任模型针对普适计算下的信任管理, 模型不仅考虑了直接信任关系, 利用本地策略在信任的计算过程中同时考虑到了其它Agent的信任评价, Secure Project的信任管理框架还包含了一个单独的风险计算模块, 其最终的信任决策综合了信任计算值和风险计算值[9]。J⌀song的信任模型又称为主观性逻辑, 该模型将统计方法和信念理论相结合[10,11]。
上述信任模型利用不同的方法试图解决互联网开放环境下信任管理的自治性、不确定性和动态性。Marsh的信任模型没有考虑其它Agent的信任反馈在信任建立中的作用。Abdul-Rahman和Secure Project 的信任模型没有考虑信任上下文对信任建立的影响。J⌀song的信任模型的不确定性完全依赖于Agent收集的证据, 与上下文关系和信任的主观性无关。针对虚拟计算环境下信任管理的自治性、不确定性和动态性, 本文提出了基于贝叶斯分析的信任模型, 解决虚拟计算环境下信任管理的问题。
2信任计算
2.1贝叶斯信任模型
被评价方的信任值对于信任评价方是未知的, 这个值可以表达为符合某个概率分布的随即变量ϑ, 未知量ϑ影响信任评价方的信任决策过程, 通常ϑ被称为自然状态, 自然状态所有可能值的集合用Θ表示, Θ被称为参数空间。信任评价方可能拥有信任被评价方的直接交互的经验, 即信任评价方拥有信任被评价方的主观先验知识, 用分布函数π (ϑ) 表示。信任评价方还可以通过网络获得其它实体对信任被评价方间接信任反馈, 不同实体的间接信任反馈形成自然状态ϑ的样本, 用X (X常表现为一个向量) 表示, X的某一个现实用x表示, X总被假设为连续或离散的随机变量, 并具有密度f (x|ϑ) 。根据先验分布π (ϑ) 和样本密度分布f (x|ϑ) , 可以得出ϑ的后验分布π (ϑ|x) 。正如先验分布反映先于试验的对ϑ的信念, 后验分布把ϑ的先验信念与含于样本x内关于ϑ的信息结合起来得出对ϑ的最后信念的合成图像。因此, 可以将ϑ的后验分布π (ϑ|x) 作为信任评价方对信任被评价方的信任预期值。在下一轮的信任计算中, 可以将π (ϑ|x) 作为先验分布重复获取样本密度后计算得到新的后验分布, 从而实现信任的演化。
信任评价者在对信任被评价者的信任计算中, 不仅用到了自身对信任被评价者的主观先验, 还将通过网络得到其它实体的间接信任反馈。这些信任反馈以虚拟共同体或自主元素为中间传递节点返回给信任评价者 (见图1) 。如作为信任评价方的自主元素a通过节点b和E得到虚拟共同体E对虚拟共同体A的信任评价REPE→A。由于自主元素a对节点b及节点E并不一定具有百分之百的信任度, 因此自主元素a并不会完整地接受节点E声明的信任评价REPE→A。J⌀song的信念模型利用判断 (opinion) 来描述命题 (statement) 的可信度, 一个判断是一个三元组φ
已知X对Y的声明的判断φ
b
因此, 对于路径a→b→E→A, 自主元素a最终接受节点E声明的信任评价为b
间接信任反馈X具有概率密度f (x|ϑ) , ϑ有先验概率密度π (ϑ) , 则X, ϑ的联合密度为:
h (x, ϑ) =f (x|ϑ) π (ϑ) (1)
X的边际密度定义为:
m (x|π) =∫Θf (x|ϑ) π (ϑ) dϑ
显然有 (在m (x) ≠0的情况下) 后验分布为:
2.2虚拟共同体的可信选取
自主元素通过计算得到虚拟共同体的后验分布后, 根据条件贝叶斯原理作出信任决策, 即:选择一个行为action∈ACTION使贝叶斯期望效用ρ (π (ϑ|x) , action) 最大 (假设最大值是可以达到的) 。这样的行为被称为贝叶斯行为, 记为actionπ (ϑ|x) 。其中, ρ (π (ϑ|x) , action) =Eπ (ϑ|x) (Uaction (r) ) =∫ΘUaction (r) π (ϑ|x) dϑ 。
考虑到获取服务后需支付的服务费用, 贝叶斯期望效用ρ (π (ϑ|x) , action) 最终为:
ρ (π (ϑ|x) , action) =Eπ (ϑ|x) (Uaction (r) )
=∫ΘUaction (r) π (ϑ|x) dϑ-SCI (3)
效用函数U (r) 的确定与交互请求的上下文相关。自主元素应根据具体的上下文关系确定效用函数U (r) , 文献[12]给出了构造效用函数的普遍方法, 根据效用函数的特性, 可以用某些函数曲线来描述效用函数, 本文采用下式作为效用函数的具体形式:
其中c为参数, 从图2可知, 参数c越大效用函数边际效应越明显, 说明该效用函数对虚拟共同体的服务质量越不敏感, 因此, 对于服务质量要求高的请求, 应选择较小的c。因此在贝叶斯信任模型中, 通过调整c适应交互上下文的变化。
π (ϑ) 可以用最大似然方法确定给定分布的参数。文献[12]对先验的构造其它方法进行了详细的讨论, 例如采用ML-II方法, 矩方法及距离方法等。自主元素可能与虚拟共同体没有任何交互记录, 即自主元素没有任何有关于虚拟共同体的主观先验, 此时称先验分布π (ϑ) 为无信息先验分布, 对于无信息先验我们用N (0.5, 0.32) 。
间接信任反馈X= (X1, X2, …, Xn) 可以合理地表达为N (ϑ, σ2) (σ2已知, ϑ与先验相关) , 其中ϑ有密度N (μ, τ2) (其中参数μ和τ均为已知) 。由于
假设自主元素通过网络可以得到m条对服务提供者Ai的不同信任反馈, 每一条路径的可信系数满足式 (1) , 因此n和
其中Bji表示路径j第i个可信系数。
2.3自主元素的可信度计算
自主元素要获得虚拟共同体的服务, 必须发送请求加入该虚拟共同体。这时, 虚拟共同体必须对自主元素进行安全验证, 以确保服务请求者有足够的信任度以加入虚拟共同体。虚拟共同体拥有服务请求元素的主观先验, 以及通过网络可以得到其它虚拟共同体对该自主元素的间接信任反馈, 根据贝叶斯分析方法可以得到该自主元素的后验信任分布π (ϑ|x) 。由于后验信任分布是一个在Θ上的一个概率分布, 研究后验信任分布可以得到自主元素最有可能的信任值。ϑ的100 (1-α) %HPD可信集:HPD ( Highest Posterior Density) 是Θ的子集C, 具有形式:
C={ϑ∈Θ:π (ϑ|x) ≥k (α) } (5)
其中k (α) 是满足P (C|x) ≥1-α的最大常数。
自主元素的后验信任分布为N (μ (x) , ρ-1) 其100 (1-α) %HPD可信集为:
其中z (α) 为N (0, 1) 分布的α分位数。
虚拟共同体根据本地策略确定常数α, 根据式 (6) 获得后验信任分布HPD可信集, 将可信集下限与本地策略进行比较, 符合本地策略的可信集将允许自主元素加入虚拟共同体, 反之将拒绝自主元素的加入请求。
3结论
由于虚拟计算环境的开放性及其资源的自治性, 资源聚合与协同环境存在不完整性、不一致性和不确定性等问题, 传统的基于集中管理的安全机制已经不再适用。在虚拟计算环境下, 虚拟元素和虚拟共同体必须在一些不确定的因素下作出安全决策。这个过程和人类社会基于合作方不确定期望行为的信任决策是相似的。针对信任的主观性、基于证据以及上下文相关等特性, 本文提出了一个贝叶斯信任模型, 利用贝叶斯分析原理将信任的主观先验、信任证据以及上下文相关因素进行形式化并最终用于信任决策。贝叶斯信任模型可以很好地解决虚拟共同体服务选取问题和自主元素的可信度计算问题。我们研究的下一步工作是对贝叶斯信任模型进一步细化, 比如对证据加入时间特性, 细化权威虚拟共同体和权威自主元素的无信息先验, 自主元素可信度计算时允许委托凭证等。
参考文献
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浅析虚拟环境下药学实验教学论文 篇5
虚拟现实技术能够使传统教学理念在根本上得到转变，摆脱传统教学中时间、内容、手段、空间等的制约。虚拟实验教学为我们解决传统教学方式面临的难题，它对于深化教学改革。虚拟现实技术在教育领域的应用前景极其巨大，随着虚拟现实技术的不断发展完善，硬件设备价格的不断降低，虚拟现实技术日益受到人们的关注，对于我国教育的发展以及改革的深入具有极大的推动作用。
一、虚拟实验概述
虚拟实验指的是基于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。
虚拟实验的特点包括：①虚拟性特征：在虚拟实验中操作的设备虽然能看到、感觉到，然而实际上它上并不存在，是虚拟的，是对实物的模拟。实验设备的虚拟性一方面能够有效的减少实验设备、空间、资金的使用，另一方面，能够使实验条件改善;②实践性的特征：虚拟实验基于人们对于事物的新认识和完善原有的知识结构，提高实践能力方面有重要的作用。虚拟实验室对客观世界的虚拟，虚拟实验中的实验仪器、设备对象都有各自原型，实验程序和操作规则也是实际经验和理论指导下的产物。所以虚拟实验和现实实验有着相同的组成要素，人们借助虚拟实验虽然不能获得直接经验，但是能提高相关领域的认识，在今后的实践活动中知道如何操作，实验者基于虚拟实验能够对实践环节进行获取;③多样性特征：基于虚拟的实验环节，利用软件实现了教师的辅导作用。同时，考虑到实验者客观存在的水平差异性，因此所提供的实验应该满足各个层次的实验者的要求。只有当虚拟实验环境能针对具体的实验者提出有针对性的实验要求，使不同层次实验者需求得到满足，能够充分调动学生积极性。
二、虚拟环境下药学实验教学原则
1.系统性原则
事物之间存在联系。药学实验教学需要对知识整体性、系统性给以重视。要注重专业知识体系和教学媒体的完整性，虚拟實验室是实验教学的重要组成部分，不应该把虚拟实验室等同于一般的多媒体课件，要求虚拟实验室的内容系统化，可以适应不同培养目标的需求。因此不仅要认真设计专业药学课程的知识结构，以提高教学效率和教学质量，也要根据药学专业的教学要求，同时，对教学媒体进行认真的制作，使其和教学内容进行有机整体的构建。
2.独立性的原则
通过课堂教学要求使教学目标达到实现，这个教学目标当然包含在整个知识系统整体中，但它也必然是一个相对独立的知识点或知识面。教学设计要注重知识的独立性，设计课堂要以本节课的教学目标和教学重点为中心，确保教学目标的顺利实现。
3.交互性和直观性统一的原则
虚拟实验室指的是基于虚拟环境形象模拟真实实验，为了能达到实物实验所达到的教学效果，虚拟实验室在环境界面设计上要注重对实物实验进行高度的逼真模拟，使学生在进行实验操作时犹如操作实物一样，使未做过实验的.学生通过仿真软件对实验的整体环境、所用仪器的整体结构能建立起直观的认识。创设出优美的教学情境，变抽象为直观，增强学生学习的趣味性，提高教学效率。虚拟实验应该给出交互信息，对学生的操作做出实时的反馈，纠正错误，取长补短。还应该采取一些网上交流和答疑等交互手段，学生可以在网上交流学习经验、实验方法以及发布实验方案等，，同时，使网上答疑、网上授课等能够实现。
4.科学性原则
现代化的教学设计理论对教学的科学性给以重视，突出教学设计的真实的一面。因此教学设计的方方面面都要符合科学性原则，即要符合教学目的的要求，又要符合学生的认知规律，符合客观事实，符合教育教学理论等。教学媒体逼近于客观现实，虚拟不是虚构，必须尊重客观实际，遵循事物发展的客观规律。教学目标的设计要全面，不仅考虑知识目标、能力目标，而且要注重情感目标的设计。教学过程的设计要符合现代教育教学理论系统论、信息论、控制论的观点。教学活动的设计要符合学生的心理和生理特点，符合学生的认知规律。虚拟环境下药学教学实验科学的设计是满足课堂教学的根本要求，保证了学生对知识的获取。
三、基于虚拟环境下药学实验教学的策略
1.确保经验材料的充分
通过充分的经验材料的提供，使在虚拟环境中为学习者提供良好的学习情境，激发学生的探究兴趣，让学生主动参与到虚拟环境中来，认识他们学习目的，这有利于引发学生的好奇心，对存在的问题进行引导，对学生学习的内在的动力进行激励。
2.对认知进行控制
基于虚拟环境中，当学习者不断的掌握知识，学习者必须主动发挥认知能动性，确认当前的情境能否在自己以往的经验中找到相应的知识结构，并做出相应的反应。如在虚拟实验环境中采取什么样的学习策略才是行之有效的。在虚拟药学实验环境中，学习者如果仅仅满足于简单的重复性的操作，就不能很好的把握实验之间的内在联系，因此学习者要积极的进行认知控制，控制并诊断自己所作出的反应是否正确，是否是最佳等，培养学习者了解决问题的能力。如果自己原有的知识经验对新信息掌握产生积极的影响，这时进行有效的认知控制和自我调节则更有利于新信息的把握。当原来的知识经验干扰到掌握新信息时，通过控制认知进行识别。
3.科学操作虚拟实验
实验过程中，学生应该尽可能降低错误，提高实验的成功率。所以，要求进行操作练习，可以采用以下三种操作方式：一是单项练习，虚拟实验中包含很多环节，在操作练习中抓住新的环节进行练习，使学生掌握新环节的知识点和操作要点，这种操作练习的好处是目标明确、重点突出，有利于新知识的掌握。对于“片剂包衣工艺与设备”虚拟实验中，学生先对其中的一个设备“高效包衣机”来进行操作练习，在实验中学生可以体验高效包衣机设备的三维模型，并对其拆分，旋转，操作让学生了解高效包衣机的内部结构和操作流程。二是综合练习，在虚拟实验中把几个知识点放在一起来进行练习，有利于学生把握实验的整体过程，并了解各个知识点的内部联系，有利于学生综合运用知识来解决实际问题的能力。同样是在“片剂包衣工艺与设备”虚拟实验中，在单项练习中，学生已经了解了高效包衣机的操作，在综合训练的时候，我们可以结合“素片包衣仿真系统模块”中的高效包衣机系统配置图，来了解高效包衣机在素片包衣中的作用，和注意要点。三是对比练习。强化各知识点之间的联系，如高效包衣机与其他包衣机之间的区别和联系，对比分析优缺点，从而对于高效包衣机特征的了解能够更加深化。
4.对知识进行整合
把新知识与旧知识相结合应用在实验过程中，一方面有利于学习新知识，解决新问题，另一方面有利于促进知识的巩固和迁移。围绕着实验的重点难点提出问题，通过操作练习帮组学生解决问题，同时提高学生的自我监控能力和自我调节能力，有助于学生实验技能的迁移能力的培养。对于学生来说，学习不仅仅是掌握知识技能，更重要的是在新的情境中，学生能应用这些己有的知识技能，去学习新知识解决新问题，因此要让学生将在虚拟实验中学到的知识应用到实际中去。从而实现了对于学生分析问题、解决问题能力的培养。
参考文献
[1]江海平，冯鸿.虚拟现实技术的发展对生物实验和教学的影响[J].遗传，(2)：26-27.
[2]朱敏，张际平，潘侃凯.虚拟仪器技术及其教学应用[J].实验研究与探索，(5)：68-69.
数据保护向虚拟化环境转移 篇6
日前，昆腾推出两款分别面向小型和企业级数据中心的数据保护解决方案，用于为虚拟化环境提供数据保护：其中，vmPRO 4601设备是一种交钥匙虚拟机备份解决方案，适合中小型和远程办公室，支持虚拟机保护时在容量上按需扩展；vmPRO软件是一个新的数据保护解决方案，其先进的功能可以大幅提高和简化大中型数据中心的虚拟化环境中的数据保护。
“虚拟化在数据中心已经成为主流，今天，在数据中心的应用有一半以上运行在虚拟化平台，因此，对于虚拟化环境中的数据提供数据保护是一个很自然的需求。”昆腾全球销售高级副总裁Ted Stinson告诉记者，“昆腾很早就开始进行虚拟化环境中的数据保护方面的研究，同时还借助收购来增强我们的竞争力，从而率先实现可以提供满足传统和虚拟化环境的全面解决方案。”
据悉，vmPRO相关技术就是来自收购的Pancetera软件公司，这一收购大大缩短了昆腾在虚拟化环境的数据保护解决方案上市时间，使其得以很快推出vmPRO产品。
“作为一家成立超过30年历史的存储、备份和归档解决方案供应商，不断创新，提供满足市场需求的产品和技术是昆腾一直坚持的发展之道。”Ted Stinson表示。
Ted Stinson说，昆腾在新产品推出的步伐非常快。10月份除了推出了上述两款产品外，还推出业界首个按需扩容的重复数据删除设备Dxi4601，它能实现简单、无中断地扩容，免除了上门服务或者重新配置机架的成本。Dxi4601是一种可管理的数据增长解决方案，它让预算紧张的IT部门在需要时候再购买更多重复数据删除容量。在这些产品之前的9月份，昆腾宣布将为其StorNext设备家族增添新的成员，新设备将充分利用StorNext的强大功能及领先的硬件，在元数据控制器、扩展设备和磁盘以及支持存档的库的专用配置中提供可预测的高性能文件功效和存档。
虚拟研究环境 篇7
关键词：网格,协同制造,虚拟装配,汽车工业
0 引言
汽车的整车开发是一项复杂的工作, 通常需要多个部门及多个开发商之间的协作。若在设计阶段沟通不够, 将导致实际产品互相不匹配、不易装配, 需要重新设计和制造, 严重影响整车的开发周期[1]。因此, 在产品的设计阶段对各部件的可装配性进行验证已成为现代汽车设计中一个迫切需要解决的问题。虚拟装配正是在这种情况下应运而生的。
近年来, 发达国家纷纷制订了基于网络的先进制造技术发展战略, 旨在建立共享、集成、协作的产品开发模式, 进一步缩短产品开发周期, 提高产品质量, 如美国提出的“敏捷制造”战略、日本提出的“智能制造系统”研究计划、德国提出的“生产2000”战略计划等。在这些先进制造技术发展战略中, 网络化产品协同作为一种重要的支持技术, 己经引起各国研究机构和企业的广泛重视, 关于协同设计与制造的研究也己经成为各国先进制造发展战略重大研究计划中不可缺少的重要组成部分。国内很多学者和企业也正在掀起网络化设计与制造的研究与应用热潮, 如杨叔子等提出了“基于Agent的网络化制造”模式和分布式网络化制造系统[2,3];李荣彬[4]和张曙等[5]提出了一种“分散网络化生产系统”模式;Liu等[6]提出了“区域性网络化制造系统”模式等。
1 基于网格的汽车协同制造技术
1.1设计思想
现存的协同设计多由分布计算技术如DCOM、J2EE等来实现, 由于这些技术的应用程序只限于定制的静态域, 故资源共享受到静态域的限制。网络服务 (web service) 技术则仅支持点对点的事务处理, 而不支持多事务模型。网络服务和网格技术结合而成的网格服务 (grid service) 却能很好地解决这些问题, 它适应于在动态的环境中实现全部资源的共享和多方设计人员的协作交互, 适应多种通信方式 (点到点、端对端、多播等) 和通信需求 (大数据传送、流数据、组广播等) 。网格技术的共享包括计算资源、存储资源、软件资源和仪器设备等的共享, 因此, 网格服务能充分利用现有的资源, 进一步减少投资[7,8]。
1.2汽车协同制造网格的体系结构
协同制造网格是基于网格的集成化虚拟设计、分析和制造平台, 包含信息集成、过程集成和知识集成三方面的内容, 其体系结构如图1所示, 分为资源层、中间件层、服务层和应用层。资源层包括各种计算、存储、网络、软件和设计资源 (包括产品的模型库、数据库和知识库) 。中间件层采用我国自主开发的网格操作系统 (grid operation system, GOS) 及其组件[9], 其功能是屏蔽资源层中各类资源的分布、异构特性, 向服务层提供透明、一致的使用接口。中间件层也称为网格操作系统, 它同时提供用户编程接口和相应的环境, 以支持网格应用服务的开发。服务层是满足协同设计需求的具体体现, 网格应用开发工程师联合CAD/CAE/CAM工程师, 使用其提供的环境和各类工具开发相应的CAD/CAE/CAM应用服务和其他协同设计服务。应用层是基于Web的协同设计网格入口工具包, 向用户提供访问网格资源的良好交互界面、一致的使用模式和便捷的使用方法[7,8]。
1.3网格中间件
目前, 国际上流行的网格中间件有Legion和Globus Toolkit等。其中Globus最新版本GT4的开发基于开放网格服务体系OGSA和Web服务资源框架WSRF, 相应的网格Portal开发基于GT4和Gridsphere。GOS是由中国科学院计算所承担, 在Globus Toolkit基础上开发的网格操作系统软件。GOS为协同制造网格提供安全机制、节点互联、用户管理、服务管理、数据管理、批作业服务、网格门户引擎等多种功能的支持。
2 基于网格环境的汽车协同虚拟装配系统
2.1协同装配系统框架结构及实现
在上述汽车协同制造网格平台系统基础上, 协同虚拟装配系统的框架结构如图2所示。通过GOS, 网格资源层中各类资源的分布、异构特性得以屏蔽, 该系统可以向服务层提供透明的使用接口。协同仿真用户管理、数据管理、工作界面管理、工程管理及仿真设置与启动直接依赖GOS平台运行。
在上述系统框架的基础上, 渲染服务器、仿真服务器、数据服务器及主控服务器等组成一个协同虚拟制造网格, 并直接与Internet相连, 分布于不同位置的用户可以加入这个网格, 实现协同虚拟装配, 如图3所示。
2.2协同装配流程
协同装配过程分如下7步进行。
(1) 整车商和部件商用户登录该系统。整车商作为发起人和协同装配的管理者, 负责用户审批和用户注册数据的修改。其他设计者需通过网络向整车商申请帐号, 只有通过审批后才能获得参加协同装配的权限。
(2) 仿真数据文件处理。这一过程是协同虚拟装配仿真开始前的数据准备阶段。首先, 部件商需将各个部件的CAD文件上传给整车商, 或者上传到公共服务器由整车商下载。然后, 整车商将这些部件CAD文件整合转换制成符合虚拟装配环境的初始化装配信息文件, 并分发给各个部件商。
(3) 整车商启动协同虚拟装配联盟。
(4) 服务注册与授权。整车商将资源提供方的资源部署到网格环境内, 并授权相关用户使用。资源提供方的资源为虚拟装配与协同仿真所需的软硬件资源。
(5) 用户加入, 即协同虚拟装配用户加入协同虚拟装配联盟。程序启动后, 用户端出现虚拟装配场景并马上被联盟的虚拟装配场景同步, 这时用户可以开始进行虚拟装配或通过文本消息与其他装配者进行交流。
(6) 各用户在仿真应用系统中进行协同仿真。此时, 整个联盟中的所有用户都在同一个虚拟环境中进行装配。整车商组织和协调各用户按装配顺序进行虚拟装配操作, 各虚拟装配用户按照各自的角色将零部件安装到位, 用户间的交流可通过互相发送或广播文本消息的方式进行。装配过程中, 零部件的装配路径和所有的动态干涉都被系统记录下来。每个用户都可以暂停协同, 并回放刚才自己和其他用户进行的操作, 以利于检查和确认发现的问题。
(7) 装配完成后, 整车商通知协同虚拟装配用户退出, 同时生成仿真过程评审报告。
3 虚拟装配系统中的关键技术
3.1快速碰撞检测技术
整车中的零部件数量多, 且各零部件、子系统间的装配关系及空间位置十分复杂。因此, 在虚拟装配中对各零部件的碰撞检测十分重要, 其算法的效率直接关系到干涉检查及场景渲染的效率, 对系统的实用性产生影响。到目前为止, 碰撞检测算法大致可分为3种:第1种是基于固定时间片长度的碰撞检测算法, 第2种是基于一个时间片长度的碰撞检测算法, 第3种是基于可变时间片长度的碰撞检测算法。包围盒方法主要用于第一类碰撞检测, 它最大的好处是可以实现快速碰撞检测, 在证明两个物体并不相交时是非常有效的。考虑到本系统中主要是进行各零部件的静态、动态干涉检查, 同时考虑检测效率, 因此, 本系统采用包围盒算法进行碰撞检测。
该算法的关键为搜索最佳方向并确定该方向上的包围盒最小尺寸。该算法在实际应用中假设新的碰撞总是在接近上一次碰撞的多边形处发生, 因此检测中首先测试上次碰撞的位置, 同时缓存相关信息以供本次使用。
3.2并行渲染技术
组成整车的零部件数量众多, 现有的三维渲染引擎如OpenGL和Direct3D等都是基于三角面片进行渲染的, 当模型的三角面片数超过百万时, 普通的图形显示卡的渲染能力不足, 一般需要调用大型图形工作站, 但各部件供应商未必有这个条件。在本系统中, 采用了我们合作单位开发的基于PC集群的并行渲染技术[10], 它以OpenGL为基础, 利用高速局域网的PC集群在大数据量处理、复杂计算等方面具有的能力强、可扩展性好等特点, 构造基于通用PC集群和高速局域网的并行渲染系统。
4 实例验证
以荣威750为例, 对协同装配过程进行验证, 验证内容包括装配过程的干涉情况和装配顺序的验证。
图4所示为汽车协同装配仿真应用系统拓扑结构, 整车商和各部件供应商通过网络互联, 进行协同装配。整车商负责整车设计并将各个部件的设计要求通知给各个部件商, 并对整个协同装配项目进行管理;分布在各个地区的部件商根据整车商的要求负责具体的部件设计, 他们同时参与到此协同仿真项目中;由上海超级计算中心提供超级计算机作为网格服务器, 给项目运行提供强大的计算支持。
操作顺序按照2.2节介绍的虚拟装配流程进行, 整车商和部件商的运行界面如图5所示。
装配完成后, 生成仿真过程评审报告, 报告包含零部件装配情况信息、干涉情况截图等, 如图6所示。整车商和部件商可以根据装配评审报告, 结合虚拟装配过程中发现的问题进行商讨并对装配的可行性给出最终的判断。在此过程中, 各方只需提供准确的CAD模型, 而不用制造物理样机, 且各方人员完全可以在不同的地区进行操作, 大大节省了时间并降低了成本。
5 结束语
本文介绍了汽车协同制造网格技术, 及在此基础上开发的协同装配系统。以荣威750的应用为样本进行了协同装配检验。实例证明, 通过网格技术, 各合作单位的资源得以有效利用, 突破了地域限制和单机计算能力的限制。此外, 本系统具有良好的可视性和可操作性, 能够准确地预判在实际装配过程中可能出现的问题并自动形成评审报告, 为整车商及各部件商能在设计阶段就发现问题并及时修正提供了良好的指导。
参考文献
[1]郑太雄.虚拟装配理论与方法研究[D].重庆:重庆大学, 2003.
[2]吴波, 胡春华, 陈维, 等.基于多自治体的制造系统集成[J].华中理工大学学报, 1996, 24 (9) :25-27.
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[5]张曙, 林德生.可持续发展的生产模式-分散网络化生产系统[J].中国机械工程, 1998, 9 (2) :68-71.
[6]Liu F, Yin C, Liu S.Regional Nerworked Manufac-turing System[J].Chinese Journal of MechanicalEngineering (English Edition) , 2000 (13) :97-103.
[7]李治, 金先龙, 姜恺, 等.协同设计网格及其关键技术[J].上海交通大学学报, 2005, 39 (12) :1950-1954.
[8]Li Z, Jin X, Cao Y, et al.Conception and Implemen-tation of a Collaborative Manufacturing Grid[J].In-ternational Journal of Advanced ManufacturingTechnology, 2007, 34:1224-1235.
[9]杨华, 朱骥, 陆忠华, 等.基于GOS的国家网格集成环境及应用实例开发[J].计算机应用研究, 2007 (2) :196-198.
虚拟研究环境 篇8
虚拟环境是一种先进的人机交互接口,通过在计算机中构造出形象逼真的模型和场景,为用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉、力反馈等各种直观自然的实时感知交互手段,从而生成一种具有沉浸效果的类似于真实世界的计算机环境[1,2]。随着计算机软、硬件技术的迅猛发展,虚拟现实技术的应用也越来越广泛。
通过综合运用各种建模技术、建模工具、图形库开发引擎、纹理映射技术、分形技术、粒子系统、多分辨率显示以及图形加速卡等软、硬件技术,人们已经不仅能够对规则的物体进行计算机建模,同时还能够对如烟、云、火焰、沙粒、流水等不规则的形体以及花、草等植物进行建模,从而得到一个具有逼真效果的计算机视觉环境,并且能够流畅地显示和交互[3]。然而,虚拟现实技术发展至今,仍没能很好地解决计算机模型的物理属性建模问题。一个在空间占据一定体积、有一定外形的物体,却没有密度和质量,不受外界力的作用,这在现实世界中是难以想象的,是不符合人们的现实经验的。
目前流行的以建模为目的的软件如AutoCAD等,大多无法对模型的物理属性进行方便地表达;另一些科学计算能力较强的软件如SolidWork、UniGraph等,虽然能在模型建立时指定各种物理属性参数,并由系统自动计算出运动进行过程中模型运动参数的改变,但这种计算方式依然是半手工方式的,没有充分利用计算机的自动化功能;另一方面,虽然VRML语言通过节点扩展方式提供了对碰撞、干涉、检测、距离等的支持,然而虚拟环境在不同浏览器上的最终表现很大程度上还要依赖于浏览器开发厂商对VRML语法的支持能力。目前各浏览器开发商依然只能支持VRML功能中或多或少的子集,而且由于浏览器从本质上来讲是一个以plug-in(插件)技术为主的软件技术,由于安全方面的原因,不能充分利用主机的全部资源,在场景复杂到一定程度时,很难满足实时显示和交互的要求。
综上所述,目前的虚拟现实系统,基本上只能根据用户交互实时地将场景的各个方面、各种层次的细节展示给用户,系统对各个模型的运动、受力状态的改变没有进行自主计算和处理的能力。这种虚拟现实系统,除了能应用于虚拟浏览、虚拟展示等目的外,根本无法满足虚拟设计、虚拟制造的要求。
2 基于物理的建模概述
基于物理的建模(PBM,Physically-Based Modeling)方法的研究可追溯到1985年[4],正式提出此术语是在1987年度的SIGGRAPH会议上。此后,应用到计算机图形学中的物理模型越来越精确、复杂,应用范围也越来越广泛。但对刚体建模的研究却不多。其原因在于刚体建模往往只需要简单的几何模型,但是在进行动画计算时,却需要处理复杂的物理模型,运算过程经常涉及到微分方程求解,运算量巨大。对于计算机图形学而言,其表现显得太过单调和苍白。近几年,随着虚拟现实应用的迫切需要,人们对刚体建模的系统全面的研究才逐渐开始。PBM方法直到今天,仍处于科研前沿,尚未形成完整而严谨的理论框架体系。而随着虚拟现实应用的深入,尤其是虚拟设计、虚拟制造的迫切需要,对模型的物理属性建模研究必将引起人们的更多关注。
用计算机软件解决任何问题都需要对实际问题进行抽象,抽象是进行软件设计和算法设计的精髓。只有经过抽象化处理,我们才有可能在计算机图形学和物理学之间搭建一座沟通的桥梁,然后在此基础上对物理属性进行量化。对物理属性的建模可以归纳为以下几个问题:
(1)如何在计算机图形学中量化物理属性?
(2)如何在模型中将这些已经量化的物理属性进行图形学表达?
(3)如何在实际问题中对上述算法进行优化?
3 基于物理属性的建模技术
3.1 计算机图形学中的模型表示方法
计算机图形学中存在许多模型表示方法,撇开具体的模型表示方法而谈物理属性建模显然是不切实际的。大致的方法有多边形模型、结构化实体模型、隐式曲面及参数化曲面法等[5]。目前,计算机图形学中应用得最为广泛的是多边形表示方法,通过一种称为面片化的方法,生成一系列规范化的三角形,其它方法表示的模型都可以转换成多边形表示的模型。
3.2 物理属性与计算机图形学的结合
图1表示了三维场景绘制的一般过程。事实上,无论是在世界坐标系下还是在视图坐标系下,计算机保存的都只是模型的一系列坐标点,以及这些点的连线规则(构成的多边形)。然后在这些线条构造的面上施行消隐算法、根据光照模型来决定节点的颜色并在节点之间进行颜色插值,利用纹理映射和凸凹贴图等技术来对这些像素点的颜色值进行扰动,从而形成一种三维实体的假象。而实际上,模型本身是没有体积、没有质量的中空的面片。建模过程是从抽象到具体、从局部到整体,从下往上的一个过程。
由于计算机在生成模型时只是规定节点坐标、连线规则,面片的方向性,并没有将面片包围起来的空间填充成连续的实体,因此,这种模型很难表达质量和密度等物理属性,也无法表达力的概念,对于碰撞就更加无从谈起,这也是为什么现在的建模工具允许两个模型能够自由穿透的原因。在这种模型下想要进行物理属性和行为属性的描述,不经过抽象处理将非常困难。
基于物理建模的虚拟环境建立方法的基本思路是:从基本物理量的计算机图形学建模开始,将时间、长度、质量、力等经过抽象处理后,与图形学中的元素如帧、绝对坐标、节点、面等结合起来,搭建出一个表现基本物理量的图形学理论体系框架。在此基础上利用图形学发展的现有成就,通过这些基本物理量来表现模型的物理属性。研究的层次结构如图2所示。
3.3 PBM方法的一般实现步骤
通过对PBM的过程进行分析,可以将PBM的一般步骤归纳如下:
(1)决定物理过程,即作用在模型上的物理现象,如运动速度大小、方向的改变或能量的改变等;
(2)描述模型,即能够描述上述物理过程的数学模型;
(3)软件仿真算法,能够将上述描述模型用计算机图形学表达出来的算法;
(4)计算机编程,将上述软件仿真算法用程序语言实现。
3.4 仿真求解
在具体应用中,为了使问题模型得到进一步简化,并为算法优化提供依据,还可以对PBM建模问题补充一些假设。如:
(1)假设所有的模型在整个寿命周期内具有固定不变的形状,该形状不会随时间、地点的变化而变化;
(2)假设模型的质量在整个生命周期内不会发生变化。即模型不会产生分裂,认为模型在整个生命周期内是一个不变的整体,不会产生像粒子爆炸那样的物理过程;
(3)假设模型在外力作用下只产生弹性变形,而不会产生塑性变形或磨损等。
4 总结
本文以虚拟现实系统中模型的物理属性的计算机表现为主要内容,在阐述了经典力学和计算机图形学学科发展特点的基础上,建立了一套完整的理论框架,对基本物理量进行抽象,使之能较好地结合到模型的节点、面等图形学元素中,并在此基础上完成了对模型的物理属性建模方法的研究。但对于弹性模型的物理属性建模问题,质量建模中如何确定质心位置的问题,以及虚拟环境中物体的行为属性建模问题等,仍是虚拟环境建立中急需解决的问题。
参考文献
[1]陈定方,罗亚波等.虚拟设计[M].北京:机械工业出版社,2002.
[2]张茂军.虚拟现实系统[M].北京:科学出版社,2001.
[3]周昆,童一颖,潘志庚等.VECW:一个虚拟环境的构造和漫游系统[N].计算机辅助设计与图形学学报,2000.5,Vol12,355-359.
[4]Armstrong W.,Green M.,The Dynamics of Articulated Rigid Bodies for Purposes of Animation[J].The Visual Computer,1985,1(4),231-240.
虚拟研究环境 篇9
视景仿真是计算机技术、三维建模技术、图形处理和图像生成技术、立体影像和信息合成技术、显示技术、计算机网络技术、仿真技术等诸多高新技术的综合应用, 在很多领域如军事训练、城市规划、健康医疗、教育培训等方面都有着广泛的应用。将视景仿真应用于新型武器装备的试验与鉴定, 由试验人员进入虚拟试验场, 通过与虚拟世界的交互来完成试验与鉴定的过程, 有利于缩短试验周期, 提高试验质量, 节省试验经费, 弥补了传统模拟试验技术的不足, 是装备试验技术发展的必然趋势。基于视景仿真技术构建虚拟靶场涉及了多项关键技术, 主要包括:虚拟靶场目标与威胁环境生成技术、虚拟靶场建模与仿真技术、虚拟靶场联合试验技术以及机动测试技术等[1]。其中, 虚拟靶场环境构建是建立虚拟靶场的前提和基础, 其质量和效果直接关系到虚拟试验过程的质量和效果。
1 虚拟靶场环境建模关键技术研究
1.1 Creator建模技术
Multigen Creator[2]是世界上比较领先的实时三维数据库生成软件, 它的无缝集成层级视图与建模环境, 让用户在创建三维模型的同时关注模型数据库的结构与状态。用户可以直接对模型数据库进行操作, 能通过简单的移动和调整优化模型数据库。Creator与许多重要的VR开发环境兼容, 其中主要模块包括:基本建模环境模块、地形建模模块、仪表建模模块和标准道路建模模块等[3]。用户可以根据实际需要选用合适的模块进行工作, 高效地生成实时三维模型数据库。
Creator软件包在设计理念上完全针对Vega可视化仿真应用, 重视仿真运行效率, 可以在满足实时仿真要求的前提下, 高效地创建大面积虚拟场景模型数据库。主要特点在于其用于描述三维虚拟场景的层次化数据结构—OpenFlight数据结构。OpenFlight数据结构采取一种节点式的分层结构, 可以方便快捷地对场景内的任意元素进行直接的编辑、修改和控制。此外, 它还提供多种高级渲染功能, 使得其成为视景仿真领域使用范围最广的数据格式, 并已经成为事实上的业界标准数据格式[4]。
1.2 纹理映射技术
纹理映射技术在三维图形中得到了广泛的应用。纹理映射可以把二维图像位图上的像素值映射到三维实体模型的对应顶点上, 以增强实体模型的真实感, 同时, 使用纹理映射技术还可以避免对场景的每个细节都使用多边形来表示, 进而大大减少场景模型的多边形数量, 提高图形显示速度。它的本质是一个二维纹理平面到三维景物表面的一个映射, 从数学的观点来看, 映射可以用下式描述[5]:
(u, v) =F (x, y, z)
其中, (u, v) , (x, y, z) 分别是纹理空间和物体空间中的点。
1.3 层次细节 (Level Of Detail, LOD) 模型技术
LOD是在模型数据库代表着同一物体而又具有不同细节程度的一组模型对象, 不同细节程度版本模型具有不同的多边形复杂度, 细节程度越高, 模型对象所包含的多边形数量也越多。
LOD技术利用了人们的视觉冗余特性, 其思想是在不同层次、不同视觉条件下, 采用不同精细程度的模型来表示同一个对象。以视点与模型整体之间的距离作为判据, 逐次简化地表示细节来减少场景的几何复杂性, 提高模型绘制显示速度。
2 虚拟靶场环境建模
虚拟靶场的环境建模的设计思想是首先建立地形表面的网格模型, 然后通过纹理映射, 光照以及立体视觉技术, 实现立体现实以及真实再现地形地貌, 建模的技术路线和流程如图1所示。
2.1 高程数据处理
采用Creator创建一个地形数据库, 首先要将原始的高程数据转化成为Creator的数字高程数据格式DED, 然后根据需要生成地形的面积和精细程度、地形运用范围、图形系统硬件的配置情况等因素选择地形转换算法, 最后对地形转换模块中的参数进行设置并利用进行地形创建的计算处理。
在高程数据处理的过程中, 最重要的一个环节就是地形转换算法的选择。Creator为用户提供了Polymesh, Irregular Mesh, Delaunay, Terrain Culture Triangulation (TCT) 和Continuous Adaptive Terrian (CAT) 等多种将数字高程数据转换为地形模型数据库的地形生成算法, 通常要根据不同的需求选择不同的地形转换算法。表1中对几种算法之间的优缺点进行了比较:
在进行靶场高程数据处理时, 应当从以下几个方面进行考虑来选择相应的地形转换算法:
(1) 靶场地形构成复杂, 包括了海洋、岛屿、滩涂、海岸等多种地形, 而在上述的Creator提供的几种算法中, Polymesh算法由于可能会嵌入平面区域, 使得在进行复杂地形生成时的精度不高, 难以达到靶场地形转换所要求的精度, 因此不能满足靶场地形转换的要求。
(2) 靶场地域广阔, 如果直接进行实时显示十分困难, 因此, 必须要采用LOD技术加以优化, 而TCT算法由于只有单一的LOD, 不能满足大面积地形优化显示的要求。
(3) 对生成的靶场地形来说, 实时性的要求比较高, Irregular Mesh算法处理速度慢, 难以满足靶场地形实时显示的要求。
(4) CAT算法虽然在生成地形的精确性、实时性、大面积地形优化显示方面都能很好地满足要求, 但是该算法非常耗费CPU资源, 只能运行在SGI IRIX以上的图形系统, 不适合在部队进行推广。
因此, 在进行靶场高程数据处理时, 我们选择Delaunay算法。该算法最适用于海洋、海滨、河流和峡谷等环境的地形建模, 能够较为准确地识别并优化类似海岸线、崖壑等地形, 并且能满足靶场地形实时性和大面积地形的优化显示, 非常适合靶场地形建模。
2.2 三维地形的优化显示
在靶场中包括有海洋、岛屿、滩涂等多种地形, 具有面积广阔, 地形复杂的特点, 面对如此大面积、复杂的三维地形, 如果不加以优化而直接实时地进行显示是十分困难的, 为此, 必须要采用一定的技术, 减少场景的复杂度, 优化模型和数据结构的组织。
由于靶场的三维地形的范围很大, 因此可以采用分块存储机制将该地形分割为若干个小地形进行处理和管理, 减少对图形系统硬件的需求。在进行三维地形分块存储时, 有一个问题需要十分注意:纹理数据的分割方法应该与地形的分割方法相同, 从而确保地形与其纹理之间的对应关系, 避免由于纹理与地形的不匹配影响地形显示的逼真性。
在对三维地形进行分块存储的基础上, 建立每个地形块的多LOD模型, 根据高程数据计算出视点在场景中的二维平面坐标值, 视点到目标的距离d依赖于视线的方向、视点的位置V (Xview, Yview) 和目标点位置P (XP, YP) , 因此可以得到距离的计算公式为:
undefined
文献[6]中根据目标点所处的坐标定义目标点到视点的相邻级数, 当进行实时场景绘制时, 通过判断相邻级数来显示不同的场景细节程度。但是, 文献[6]对地块级数的划分的准确性不是很准确, 应该进行一些改进。
如图2所示, 按照文献[6]中的地块等级划分, 3号与14号的地块等级是相同的, 但实际上这两个地块与视点的距离相差半个地块, 这会影响到三维地形的显示效果。因此, 对文献[6]中的地块等级划分做出如下的改进:当视点位于6号时, 位于6号东西南北相邻的地块级数为1, 西北、东北、西南、东南相邻的地块级数为2, 依此距离较远的地块分别为3、4、5、6…, 如图3所示。
关于优化后三维地形的实时显示, 在文献[6]中已经有了详细的介绍, 这里就再不赘述了。
3 结束语
虚拟试验靶场是采用虚拟试验技术构建的武器装备试验靶场, 是视景虚拟现实技术在靶场中的具体应用, 是试验靶场未来发展的新趋势。在影响虚拟试验靶场建设的诸多相关因素中, 环境构建的质量将直接影响未来试验的效果。本文基于Multigen Creator进行虚拟靶场环境构建, 探讨了其中涉及的一些关键技术, 并对构建的过程进行了介绍, 对于虚拟靶场的建设具有一定的指导意义。
参考文献
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[5]张茂军.虚拟现实系统[M].北京:科学出版社, 2002:63-64.
基于虚拟化技术开发环境的研究 篇10
多媒体技术是当今计算机发展的必然趋势。它集计算机技术、音像技术和通讯技术为一体,具有良好的集成性。它使信息不仅作用于人的视觉,而且也作用于人的听觉,从而扩大了人对信息的摄入量,使得人机关系更加亲近。
虚拟现实技术(简称VRML)是一种具有真实感的高级人机界面,人们能够通过多种感官渠道与它进行实时交互。这种技术的应用前景是非常广泛的,在医疗、制造业、娱乐和教育等方面的应用也具有很大潜力。可以想象,如果你能够进入到具有沉浸感的,并且有多种感官反馈的虚拟境界中学习知识,无疑将使你的学习更为有效。
用VRML构造这种虚拟现实的境界,就是最佳的选择。VRML是Virtual Reality Modeling Language(虚拟现实造型语言)的缩写。使用VRML,你能设计自己的三维虚拟空间、用你想象的任何东西来填充虚拟的世界。这些仅仅受限于你的想象力。VRML最让人兴奋的特点,是能够使你创建动态的世界和感觉丰富的虚拟环境;动画空间里的物体,使它们运动;在你的空间里播放声音和影像;允许使用者和你的空间进行交互;使用脚本来控制,改进你的空间。
由于VRML文件仅仅是一些数学表达式来描述交互式的3D世界,并且也不需要传输大量的图像文件,接受端在获得这些表达式之后,将自行进行计算、加工、作色等处理,然后即显示成3D图像。因此,它在网上传送的信息量将大为减少,这样就解决了网络传输速度的瓶颈问题。这样就能够使人们在Internet上创建动态的世界和感觉丰富的虚拟环境。综上所述,如果能够将虚拟现实语言(即VRML模型)应用于计算机辅助教学软件的开发中将会是在教学方法上一次有益的尝试,但是对非计算机人员来说学习该语言的学习是非常困难的,本文制作这个动画开发环境就是让教学软件的开发主体任课教师使用方便,只需填入参数便可生成需要的动画了。
1 多媒体数据处理技术的应用
计算机多媒体技术是处理文字、数据、图像、声音、视频及各种感知、测量等信息的技术。它集合了数据的转化、存储和传输。数字化了的各种信息的数量是非常之大的,多媒体数据处理目前严重依赖处理器的能力、存储器的存储容量、通信传输的能力以及这些系统的处理效率。多媒体数据处理技术涉及音频技术、视频技术、图像技术、压缩与编码和虚拟现实等。
(1)视频技术。视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号,使得计算机可以显示和处理视频信号。视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为视频信号,从而可以录制或播放。
(2)音频技术。音频技术主要包括4个方面:音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。音频技术发展较早,一些技术已经成熟并产品化。越来越多的声像信息以数字形式存储和传输,这为人们更灵活地使用这些信息提供了可能性。随着计算机的普及,如何给不熟悉计算机的人提供一个友好的人机交互手段,是人们感兴趣的问题,而语音识别技术就是其中最自然的一种交流手段,并在许多领域得到了广泛应用。
(3)数据压缩技术。数据压缩技术包括图像、视频和音频信号的压缩,文件存储和利用。图像压缩一直是技术热点之一,是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础,目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG,同时使计算机实时处理音频、视频信息,以保证播放出高质量的视频、音频节目。
(4)虚拟现实。多媒体计算机和仿真技术结合可以产生一种仿佛使人置身其中的虚拟世界中,对其真实毫不怀疑,通常把这种技术称之为“虚拟现实”(Virtual Reality,简称VR)。换句话说,虚拟现实是由多媒体技术与仿真技术相结合而生成的一种交互式人工世界,在这个人工世界中可以创造一种身临其境的完全真实的感觉。
2 虚拟化技术的应用
虚拟化技术(Virtualization Technology,简称VT技术)最早起源于20世纪70年代IBM研究中心在实验室中实现的主机镜像,在随后的20多年时间里,该技术主要部署在巨型、大型和中型计算机中,随着互联网络技术、计算机技术特别是基于x86CPU的微型计算机的普及和应用需求的不断发展,虚拟化技术正在从日趋成熟的主流的服务器虚拟化、存储虚拟化技术蔓延到网络的各个角落,作为一种高速发展的技术,虚拟化自然有着其本身非常强大的优势,技术发展的背后更蕴藏着一个巨大的市场。
所谓虚拟化技术,是指将一台物理的计算机软件环境分割为多个独立分区,每个分区均可以按照需求模拟出一台完整计算机的技术。模拟出来的计算机称为虚拟机(Virtual Machine,简称VM)。虚拟化技术的实质是通过中间层次实现计算机资源的管理和再分配,实现资源利用的最大化,虚拟化分区带来的最大好处是使同一物理平台能够同时运行多个同类或不同类型的操作系统,以分别作为不同业务和应用的支撑平台。
实现虚拟化的技术主要有纯软件的虚拟化技术和硬件辅助虚拟化技术两种。前者是当前主流的虚拟化技术,具有成熟的应用,硬件辅助虚拟化技术是今后的发展方向。
3 动态生成的VRML模型
通过研究分析,发现摆在面前的问题主要有四个方面:
(1)如果想使一个VRML模型适应不同的用户需求,该模型就必须是按用户要求动态生成的。如根据用户输入的长、宽、高生成相应的长方体模型,采用怎样的方法。
(2)在模型数量越来越多的情况下,必须具备一种管理模型的机制,能有效的组织和管理众多的模型,是利用数据库还是其它的技术。
(3)为了保持该系统的稳定健康的发展,必须能及时给系统补充新的模型,并对以往开发的旧模型进行及时更新。那么网络系统是不是可以完成。
(4)对于按用户要求动态生成的VRML模型,必须提供一种方法将其应用于教学软件开发环境中,如VB、Authorware等,这种方法怎样实现。
将该开发环境的设计分解为四个模块进行处理:①VML(VRML Models Library);②构建机制的设计与实现;③VRML代码引擎的设计与实现;④VML网站建设。
利用VB或Authorware开发基于VRML的课件,首先使用者利用VML将用户提出的要求(VRML节点的参数)传给VRML代码引擎,由引擎生成相应的VRML代码,再通过VML将生成的代码返回给使用者。然后使用者将得到的VRML代码应用于其教学软件开发环境中。同时,使用者还可以不断地通过VML网站对VRML引擎进行丰富和更新。
4 VML构建机制的设计与实现
根据用户提出的动态生成VRML模型,有三点是值得注意的:
(1)用户提出的要求应该是合理的要求,或者说是符合客观规律的要求,满足所提出问题的定义域,这就要求必须为用户提供一个预定义好的输入界面。例如对于圆柱体,系统只提供底面半径和高度输入接口。(2)动态生成参数输入接口,在研究VRML时,发现VRML本身只是一种描述三维虚拟空间的文件。而实际的三维模型的绘制工作由相应的VRML浏览器完成。因而,考虑是否可以给出一个参数接口描述文件,由系统读入、分析,然后动态生成参数输入接口。本文通过对VRML的初步学习,发现一个VRML模型需要的参数大体分为三种:数字、文本、布尔值。针对这三种参数本文给出了如下的参数描述定义:数字N,Caption,MinValue,MaxValue,InitValue;文本T,Caption,InitText;布尔值B,Caption,TrueText,FalseText,InitValue。有了参数描述文件,就可以编制相应的解释描述文件并生成接口的程序。(3)对于生成的VRML模型,用户是想将其独立应用,还是组合到其他模型中去。对于这两种使用方式,最终的VRML代码是有一些区别的。因此,必须提供对于该问题的选项以保证生成的代码具有针对性。在本文的系统中具体的实现方法是,如果用户想将生成的模型组合到其他模型中去,他只需要将生成的代码拷贝到剪贴板,然后再复制到他所在的VRML编辑环境中去。如果他是用于另一种目的,则系统将生成的代码自动进行包装并保存到用户指定的.wrl文件中去。
5 组织与管理大量的VRML模型
随着模型(代码引擎)的不断开发,其数量也会越来越多。在这种情况下,就要求设计出一种能有效地组织和管理众多的模型的机制。本文首先使用数据库进行管理。但经分析发现,如果数据库能根据用户的要求返回模型,那这种模型必然是在数据库中已经存在的静态模型。如果考虑到用户的各种要求,这个数据库必然会无限膨胀以致失去其数据库管理所具有的任何优点。通过分析决定借鉴当前应用软件(例如3D MAX)比较流行的管理机制——插件。这种机制就是将一类模型组织为一个插件(即为VRML代码引擎)放到系统下。每次启动系统,系统会自动将其目录下的所有插件装载到系统中来扩充自己的功能。可以想象采用了这种机制,肯定会极大地提高系统的扩展性与开放性。本文受到Windows编程中的“回调函数”思想的启发:一般操作系统都是由系统提供函数,由程序来调用,而回调函数则是由程序提供函数,由系统调用,方向刚好相反。这样,本文的插件(VRML代码引擎)也被设计成能够提供一些标准的例程(回调函数)来供系统来调用。这些例程包括:getLibName返回该插件所代表节点库的名称;getNodeNameList返回该插件所提供的模型列表;getArgs返回当前选中模型的参数描述定义;checkArgs核对用户的输入是否正确;processArgs利用代码引擎生成VRML代码;采用DLL这种形式,可以利用DLL的输出例程及其动态调用机制模拟回调函数。鉴于Delphi 4集成开发环境是真正的面向应用程序设计全过程的可视化应用程序开发环境,其提供的大量实用工具可以使开发人员很容易地实现和完成复杂的功能。因此本文选择Delphi 4作为系统及插件的开发工具,最后通过实例验证了上述机制的可行性及实用性。另外由于插件开发采用了DLL方式,所以只要其提供了符合规则的例程,至于使用什么开发工具开发则是无关紧要的。因此说,为了在极大程度上得到第三方开发人员提供的支持,该系统在开放性上做出了有效的努力。
6 结束语
只有不断变化、更新的事物才最具有生命力。由于系统采用了插件机制,因此,对于模型的更新与补充是相当方便的。只需将新的插件替换老的插件即可。问题是新的插件从何而来。最好的途径当然是利用Internet。这就要求首先要建立一个VML网站,其次在系统中提供一个连到网站上的接口。对于后者,实现的方法非常简单,只需在系统中提供一个连到VML网站的快捷按钮即可。
VML网站的建设有两点是很重要的。第一应使访问者感受到该网站与其他网站的区别,即应体现出VRML的存在。第二对于众多的插件,应分门别类加以管理,也就要合理安排超级链接。在网站的实现中,本文用Java编制了动态菜单来实现对插件有效的管理。
至于如何体现VRML的存在,本文在网站首页用VRML编写一个简单的三维场景。但是VRML是用VRML浏览器播放的,在IE中,三维场景与网页其他部分会被VRML浏览器分隔开,不利于整体效果。为了解决这个问题,本文对VRML浏览器进行研究发现其描绘三维场景时使用了Microsoft公司的DirectX技术。在DirectX中有一个组件DirectAnimation是专门用来配合DHTML(动态HTML)制作网页二维和三维动画的。因此,直接使用该组件构造用来模拟VRML的三维场景,对于如何在网站上组织管理插件,本文用现今非常流行的Java语言编制了动态菜单来管理。之所以称之为动态菜单,是域为菜单的所有菜单项均是根据一个外部描述文件来动态生成。生成的菜单有了动态菜单的管理机制,当网站中插件有了变化时,维护人员便可以在最短时间内,最有效地对连接插件的超级链接进行维护。
摘要：多媒体技术与虚拟现实技术是当今计算机发展的必然趋势,如果将两者结合起来应用于教学领域会是一种有益的尝试。主要介绍了利用虚拟现实技术制作一个动画开发环境的思想和方法,目的是解决制作网络教学软件时动画开发依赖动画工具比较复杂以及传输速度较慢的问题,这个开发环境适用于非计算机专业的教师使用。
关键词：多媒体技术,虚拟化技术,虚拟机,虚拟现实
参考文献
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虚拟研究环境 篇11
摘 要：高校德育的舆论环境是影响高校德育效果的重要环节。传统高校德育舆论环境具有整体格局上的相对独立性及实践主体的同质性特征，它无法适应发达互联网技术所创设的虚拟舆论环境，无法解决德育实践的浅层性及实施手段的僵硬性缺陷。可以从虚拟德育环境宏观层面的统摄性、中观层面的包容性及微观层面的主动性来回应高校德育实践提出的新要求。高校德育虚拟舆论环境应具有平等的参与性与立体的交互性、传播的开放性与途径的多样性以及方法的灵活性与实时的反馈性等特征。可以从主体能动、客体塑造及环境优化三个层面来探索高校德育虚拟舆论环境的现实优化路径。
关键词：高校德育；虚拟；舆论环境
中图分类号：G641 文献标识码：A 文章编号：1673-2596（2016）04-0239-03
一、传统高校德育舆论环境的总体特征
“人创造环境，同样，环境也创造人。”[1]马克思关于环境与人相互作用的理论对于分析高校德育环境对德育实践的影响方面有着极强的借鉴意义。国内学界关于德育环境的诸多研究成果揭示了社会环境对高校德育的影响。从环境的构成要素看，高校德育的社会环境可以分为社会物质环境和社会精神环境。社会物质环境是指影响高校德育实践的各种物质因素的总和，具有基础性和决定性的地位。社会精神环境则是指影响高校德育的各种精神因素的总和，具体包括制度环境、舆论环境、精神文化环境等。从总体上看，高校德育的舆论环境是高校德育环境的重要组成部分，它能够通过精神层面的渗透来深度影响高校德育的进程和效果。
（一）整体格局的相对独立性与实践主体的同质性
高校德育舆论环境是由校内师生对校内外各种德育相关现象发表的见解、主张和评论所构成的言论氛围及其系统。高校德育舆论场是社会舆论场的重要发源地与集散地。高校德育舆论环境实际上是由社会舆论与校园舆论场综合组成的系统[2]。高校德育舆论环境格局的独立性首先体现在它是社会舆论环境的“缩影”，拥有构成舆论环境的必备要素和基本内容。在与社会舆论密切联系的同时，高校德育舆论环境自身也有其独特性。不可否认的是，高校德育舆论环境受到社会舆论环境的深度影响，是社会舆论传播的发声器之一。但它也不是消极被动地受到社会舆论的掣肘，而是积极、主动地影响和形塑着社会舆论，发挥着高校德育舆论的独特作用。
高校德育舆论主体主要包括：舆论引导管理者、舆论一般参与人员及受众，他们按照一定的要求和规则，为达到一定的目标，在一定环境中参与舆论实践活动。在受教育水平方面，高校德育舆论主体基本相近或相同，对于德育舆论往往拥有同样或类似的评价体系和价值观点。根据传播学理论，一个完整的传播过程，既要有“传”，也要有“受”，即传播者与接受者之间的互动。在高校德育舆论的传播中，传播者与接受者往往具备相似的认知体系与评价系统，因此，在德育效果上容易出现“沉默的螺旋”，造成同质化现象。
（二）作用的“平面性”与实施的僵硬性
“舆论左右人的看法，环境控制人的行为”[3]。高校德育舆论环境与德育内容、方法、效果与反馈机制之间存在着密切的关联，在相互促进与制约的矛盾交织中发挥着重要作用。值得注意的是，传统高校德育舆论环境在德育实践过程中发挥的作用是以一种“平面性”的，即附着于德育内容表面，或者仅仅充当德育实践的发声器和传播媒介，其本身缺乏贯穿德育实践过程的能力与影响力，因而在整个德育环境系统中，高校德育的舆论环境始终是一个“配角式”的存在。
此外，高校德育工作者在应对高校德育舆论时缺乏积极的态度与必备的能力，造成在运用德育舆论促进德育效果方面的措施显得相当僵硬与机械。一部分高校德育工作者仍然深受旧有的舆论范式影响，无力改变传统高校德育舆论环境对德育效果的影响，甚至缺少改变与影响舆论环境方面的自信。而当负面舆论呈现蔓延态势时，德育主体往往习惯于采取简单低效的“围堵剿灭”的方式应对。
二、虚拟舆论环境的形成及对高校德育的冲击
（一）高校德育实践的语境转换
高校德育的外部环境是活动内容和活动场所的统一。随着社会的发展和科学技术的进步，高校德育传统实践模式局限性日益凸显，具体表现为德育内容日益与现实生活脱节、德育方法缺乏创新性并在与外部环境的互动中渐显僵硬。社会生活的发展要求高校德育必须及时注入新鲜因素以改变高校德育实践机制与时代发展不合拍的弊端，使其适应实践语境。
“任何技术都倾向于创造一个新的人类环境”[4]，互联网时代的到来，无疑是给高校德育创造一个富有生机而又纷繁复杂的实践情境，即由互联网技术的广泛运用所创生的虚拟环境。由于互联网去中心化和多维度的特征，德育客体能够通过虚拟时空中的数字技术直观并且线性地将高校德育的接受度和认同度体现出来，也使得德育主体在与客体时空分离的情况下及时得到德育效果的反馈。这种环境的实践主体、客体时空是分离的，并特殊时空完成高校德育信息的及时回馈，创造了相较于以往高校德育实践有很大不同的情境，虚拟舆论环境也应运而生。
（二）虚拟舆论环境对高校德育的冲击
由数字意义符号营造的高校德育虚拟舆论环境在给高校德育主客体带来新鲜感和活力性的同时，也对高校德育产生了不小的冲击。
首先体现在虚拟舆论传播的不稳定性与难控性方面。高校德育是按照国家教育主管部门的目标要求，其内容与方法在经过权威专家认证的基础上，按照确定的方式进行的。在传统高校德育中，德育效果基本上都能够在预期的时间段内把握和反馈，即使偶尔出现时效滞后的情况也基本上能够通过汇聚各方资源加以调控而达到预期目标。也就是说，高校德育舆论环境与高校德育实践活动总体上可以掌控。而在虚拟语境中，高校德育舆论以信息技术为媒介，德育舆论的传播主体在陌生的语境下进行，使高校德育形成一个与现实舆论环境完全不同或者难以控制的能量“场”，容易造成与良好期望相悖的“非意图结果”[5]。
其次，容易导致高校德育主体对虚拟舆论环境的畏惧和忽视，同时也易引发德育客体的非理性行为。高校德育主体承受了虚拟环境带来的较有影响舆论事件的冲击，且常常应对失据，因而容易在虚拟舆论环境的调控方面失去信心。在面对较大影响的德育舆论事件时，传统的“围堵”方式往往显得低效甚至失灵，更使德育主体在陌生实践语境下产生了畏惧心理。面对新式媒介，高校德育客体开始时虽会具有更多的新鲜感与接受性，但在舆论信息发布与传播缺乏有效监管的情形下，一部分德育客体通过虚拟舆论环境进行非理性宣泄或者拒斥。
最后，虚拟舆论环境容易导致德育实践中虚拟认同与真实认同的背离。在虚拟舆论环境中，以科学技术构造的虚拟世界把现实中的个体划分为相对孤立与分散的数字意义的符号。高校德育舆论在虚拟语境下，舆论传播主体充分利用物质技术表达自身观点，但这种传播却往往会与话语传送目的相背离。囿于经济与技术的双重限制，高校德育的专家学者在虚拟语境中对舆论传播的解析与论证并不充分。这样，德育实践主体很容易产生言行失据甚至自由放任等情况。总之，缺乏对虚拟语境下舆论传播规律的掌握已经成为高校德育虚拟德育实践的阿克留斯脚踵，高校德育在虚拟环境下需要在理论与实践的包容与排他、主观感觉与客观存在方面加强研究。
三、虚拟舆论环境对高校德育实践提出的新要求
（一）宏观层面的统摄性
德育工作是高校教育的重要任务。在网络信息高速发展的今天，互联网对个人生活方式产生了全方位的立体式的影响，社会的方方面面也深深地镌刻着互联网的印痕。截至2015年6月，我国网民规模达6.68亿，互联网普及率为48.8%[6]。可以推知，高校学生群体受虚拟环境影响之巨大，国家在高校德育的舆论影响中居于统领地位既是高校德育发展的需要，也是时代发展的必然。
同时，意识形态领域历来就是敌对势力同我们斗争的焦点，高校德育是意识形态领域的重要阵地，面对纷繁复杂的网络虚拟环境，更需要营造健康安全的虚拟舆论传播环境。西方马克思主义者安东尼奥·葛兰西提出的“文化领导权”，主张将国家的主流意识形态不是以“急风暴雨”式的强制方式灌输给民众，而是以一种获得广泛民众内心“同意”为基础的对文化领导权的文化认同[6]。“文化领导权”给予高校德育虚拟舆论环境的启示是在宏观层面，可以通过虚拟时空夯实我国主流意识形态的吸引力感召力和同化力，获得德育客体对德育内容的“同意”和“自觉服从”。
（二）中观层面的包容性
学校是高校德育的主阵地，在高校德育中，如果说国家是德育目标的确立者，那么学校就是德育效果的实现者。在虚拟语境中，由于德育主体与德育客体都置身于由技术创造的虚拟环境中，德育主体与客体都脱离了现实环境，极易造成学校对德育舆论影响控制力的弱化。在实际的高校虚拟德育舆论传播中，高校德育内容通过计算机、手机等终端以碎片化的形式加以传输，德育客体在接收德育信息方面往往呈现出随意性和娱乐性的特征。从方法上来说，传统德育方法虽然仍发挥着主要作用，但虚拟环境中的干扰因素还是在一定程度上影响传统方法的发挥。由于学校本身还未形成对虚拟语境下高校德育的系统化认识，在探索应对虚拟语境下德育舆论长效机制中仍以旧有的方式方法来应对，德育主体依赖传统方法应对已经变化发展了的德育环境，这显然难以收到实效，以包容的姿态回应虚拟舆论传播环境也许是解决问题的有效措施。
（三）微观层面的主动性
在虚拟语境下，处于微观层面的德育客体应表现出主动性和积极性。高速发展的信息网络对德育客体的思维方式、价值观念、交往方式、心理发展等都产生影响。具体表现为：德育参与自由度高、德育方式娱乐性强、舆论传播方式多样鲜活。此外，在网络虚拟时空中，道德舆论信息发布与传播有效监管的缺乏，传统媒体“把关人”作用的淡化，外加“网络推手”的操纵，很容易造成传播中“群体极化”以及德育客体的现实状态与虚拟面孔出现“两张皮”倾向。简言之，虚拟语境下虚拟认同与真实认同的悖离极易造成虚拟环境中高校德育的“悖论”。高校德育客体在虚拟语境下借助新兴媒介体现出的主动性与积极性对于高校德育来说既是机遇也是挑战。一方面，德育客体在微观层面的活跃能够增强德育过程中的参与性，摆脱传统德育中“你说我听”的局面；另一方面，虚拟语境下良莠不齐且缺乏监管，使德育内容以各种去中心化的方式传播，德育客体易受不当内容影响而削弱高校德育的效果。
四、高校德育舆论环境的独特性特征
虚拟语境下的高校德育舆论环境不仅是信息社会发展所带来的必然结果，也是高校德育必须面对的课题。良好的高校德育舆论环境应该具备如下特征。
（一）平等的参与性与立体的交互性
传统高校德育的舆论环境在高校德育实践过程中既为德育活动营造融洽的实践场景，也为德育效果的适时获取充当着“宣传机器”的角色。但就其参与性而言，高校德育过程往往习惯于“我说你听”、“我打你通”等缺乏活力的德育范式，德育主体倾向于在舆论环境中直接“下达”宏观层面的目标与要求，通过单向的方式传输给德育客体。德育客体则缺乏参与意识，仅仅消极地去适应所设定好的舆论环境。在虚拟德育语境下，高校德育的客体则能够在“去中心化”的互联网中找到自己与现实语境不同的存在感：德育内容不再是单调死板的书本和文字，而是更加直观的互动，并且借助新的传播媒介，及时与虚拟世界中的德育主客体进行交流、沟通。
（二）传播的开放性与途径的多样性
相比于传统舆论环境而言，虚拟语境下的高校德育舆论环境具有传播的开放性与途径多样性的独特优势，并且能够成为增强高校德育效果的孵化器与助推器。虚拟语境下的高校德育主体如果能够充分结合互联网的优势，主动地参与调控校德育的传播语境，就有可能通过开放性的传播与互动来增加高校德育的效果。这样，高校德育主体才能够群策群力，探索并拓展高校德育舆论的实践途径，运用多种手段开展德育工作，增强高校德育成效。
（三）方法的灵活性与适时的反馈性
利用网络，高校德育主体能够打破传统舆论环境的局限，及时与同行进行探讨与分析，及时接收德育客体的评价，从而及时调整宣传策略。例如，在高校德育实践过程中得到广泛应用的榜样示范法，就能在虚拟语境中得到灵活运用并增强德育成效。
五、高校德育虚拟舆论环境的现实优化路径
（一）主体能动层面
这里的主体既包括高校德育主体——高校德育工作者，也包括高校德育舆论主体——高校德育师生。虚拟语境下高校德育的舆论环境要想达到预期的效果，就要提高主体能动性，提高德育舆论“把关人”的把关能力。正因为开放性网络空间下舆论监管力的缺失或弱化，才使得高校德育的舆论环境遭到污染。高校德育的“把关人”的主要职责是严格控制负面德育舆论的萌发与传播。高校德育主体可以通过培育意见领袖、构建虚拟高校德育舆论危机预警机制来掌控德育舆论，通过掌握高校德育舆论主导权来强化媒介、网民与德育舆论的融合关系。
（二）客体塑造层面
提高虚拟语境下高校德育效果，需要采取措施增强德育客体的媒介素养与言行自律能力，提供高校德育客体在虚拟舆论传播环境中的判断力与辨别力，使其在做到“不造谣”、“不传谣”的基础上积极接受正确的舆论，充分阐述自己的观点，为虚拟语境下高校德育增加正能量。
高校德育舆论客体对校内外各种德育相关现象发表的见解、评论等所构成的言论氛围及其系统在向常规性转化的过程中，同样需要有针对性的调控，以便完成虚拟语境向现实语境的转化。高校可以探索建立网络道德舆情的预警机制，并配备专业人员进行实时跟踪、中期调研与总结反馈，及时加以引导。
（三）环境层面
高校德育虚拟舆论环境是高校德育环境的重要组成部分，需要采取多种手段对其进行优化。对虚拟语境下的高校德育舆论环境的优化可以从三个方面入手：首先是积极采取措施，在主体能动和客体塑造的基础上，引导学生正确认识和对待高校德育虚拟舆论环境的价值。其次，重点抓好高校德育校园文化建设。再次，围绕育人目标，开展各项德育工作。高校德育工作只有紧紧围绕德育目标，才能保证各项工作不错位、不缺位，才可使德育活动在经过优化的虚拟舆论语境下取得成效。
综上，高校德育需要适应虚拟舆论环境，掌握虚拟语境下高校德育舆论环境的特点及规律，这样才能使高校德育迈上新台阶。
参考文献：
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〔7〕中国互联网信息中心.第36次中国互联网络发展状况统计报告.http：//www.cnnic.net.cn/.
虚拟研究环境 篇12
受多种原因的限制,目前著名的网络交易平台(如淘宝、当当、阿里巴巴等),主要通过一些二维的图形图像配以必要的文字说明来展示商家的产品。消费者通过照片得到商品的外观信息,而对于商品的质感和结构则难以观察清楚,若想对商品有个全面了解,必须查看多张图片,充分发挥消费者想象力,同时还要详细阅读商品的相关文字信息。
由此应运而生了基于web平台的三维产品虚拟展示技术,使广大消费者在Internet购物时能像商场购物一样从不同的角度观察商品相类似,并且可以适当的与之交互操作,实现足不出户的商场购物梦想。现在网络环境下的虚拟展示技术大致分为两类,一类是基于图像的伪三维技术,另一类是基于Web3D的三维技术。
1 伪三维技术
伪三维虚拟展示是指通过多张图像合成三维全景图像的动画技术,国内目前比较典型的应用有“都市圈”、“E都市”等电子地图网站。主要通过一张大图的移动和缩放来实现近似三维的效果,没有真正的空间概念,既无法多角度浏览,更无法实现人机交互式漫游。伪三维技术主要有动画技术和360度全景技术。
1.1 三维动画技术
三维动画技术是设计师利用三维动画软件在计算机中建立虚拟世界,按照设计师要表现的对象的形状尺寸等建立模型以及场景,再根据展示目的设定模型的运动轨迹、虚拟摄影机的运动和其它动画参数,最后按要求为模型赋上特定的材质,辅以灯光,最后由计算机自动运算后生成的画面。
1)三维动画技术:三维动画技术是模拟真实物体的工具。主要应用在影视广告制作、电影特效制作,如爆炸、特技、广告产品展示、片头动画等等。这种技术以视频文件通过播放器观看,只能根据设计者预先设计制作的路径浏览,用户无法操控功能,更无法参与其中,缺乏互动功能。另外三维动画文件体积较大,不适合网上传输,在者压缩以后严重影响画面质量无法满足要求。
2)三维flash:三维flash则是利用计算机图形学技术,将需要展示的产品先进行逼真的三维模拟运行演示,然后再通过专业软件压缩转换成一个完全适合在网页上流畅运行的flash文件,可以设置功能按钮,各个按钮可对产品操作不同的功能演示操作;三维flash在网页上运行很流畅,无需插件支持。
1.2 全景技术
360度全景图技术是一种仿三维技术,它是通过在某个固定位置架设相机,并将前、后、左、右、上、下6个方向的图片通过一段程序代码或专用的播放软件编辑后生成的图像处理技术。浏览者可通过鼠标控制环视的方向,可左、右、近、远等观看物体或场景,实现定点环视的视觉效果。但是所有画面上看得到的都只是几个固定的角度,而无法更自由地旋转,更无法实现人机交互式漫游。目前用于实现该技术的软件有Quiktime、Java、Flash、VR Toolbox。是现在主流的三维虚拟技术。具体设计步骤如图1所示。
1)产品拍照。对于虚拟旅游业、房地产、宾馆、酒店、场景漫游等全景可采用转动相机角度前后左右上下全视角拍摄多张照片。而对于电子商务中的普通商品,如服装、鞋帽、家电、工艺品等,在拍摄时以固定相机,转动商品的形式拍摄,且保持被拍物品的中心位置不变,每转动一个角度拍摄一张照片,以便拍出完整有序的实景商品照片。
2)图像处理。利用图像处理软件(如Photoshop、FireWork等)对照片进行后期加工处理。调整照片的尺寸、亮度、对比度及色相饱和度等。
3)全景制作。在VR Toolbox、Quiktime等工具中进行全景制作。将处理好的图片导入相应全景工具中,然后进行相关的设置及调整,最后进行输出。
2 Web3D技术
三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。目前基于Internet的Web3D技术包括VRML、Viewpoint、Cult3D、Java3D,这些工具基本都是首先借助3Dmax等三维建模软件建立商品模型,然后导出模型文件,最后在相应的工具中进行装载的技术。商品展示流程如图2所示。
各个工具简述如下:
1)VRML(Virtual Reality Modeling Language)即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言,是目前Internet上基于WWW的三维互动网站制作的主流语言。VRML的对象称为结点,通过子结点的集合可以构成复杂的物体。结点可以通过实例得到复用。对它们赋以名字,进行定义后,即可建立动态的虚拟世界。缺点是需要相应的浏览器组件支持。
2)Viewpoint技术是Java环境下的3D模型,它具有互动功能,可以真实地还原现实中的物体,可以创建照片级真实的3D影像。它使用独有的压缩技术,把复杂的3D信息压缩成很小的数字格式,同时借助插件可以很快的将这些压缩信息解释出来。传送方式与Flash,QuickTime,Real media等流行媒体一样,使用了流式播放方式。
3)Cult3D是一种崭新3D网络技术。Cult3D由编写3D素材和解读3D素材两部分组成,将最终结果无缝地嵌入到Html中。利用Cult3D技术可以制作3D立体产品,可以通过不同的事件和功能的体现互动性,交互能力比较强。采用文件流的形式传输,虽然文件比较小(20K-200K),却有近乎完美的三维质感表现,效果较好,可以旋转,放大,缩小。对于基于internet的商品展示,Cult3D是最好的解决方案之一。同样对于一般的浏览器需要插件支持才能浏览。
4)JAVA3D是建立在JAVA2基础之上,由于JAVA语言的简单性使JAVA3D得到了快速推广成为可能。它从高层次为开发者提供对三维实体的创建、操纵和着色,简化开发工作。同时JAVA 3D的低级API是依赖于现有的三维图形系统的,如Direct 3D、OpenGL、QuickDraw 3D和XGL等,它可以帮助我们生成简单或复杂的形体、贴图、光照、处理判断能力(键盘、鼠标、定时等)、变形生成三维动画,可以编写非常复杂的应用程序,用于各种领域。Java3D技术产品通过JavaBean封装,可在浏览器上直接浏览,不需要任何插件,非常适合电子商务及虚拟商品展示方面的应用。对照表如表1所示。
3伪三维与Web3D的比较
Web3D技术是计算机视觉,计算机图形学,计算机辅助设计的核心。利用该技术生成的效果图立体感、空间感强,具有良好的交互性。技术较成熟且能准确地显示商品外观及质感,可操控性高。但是开发时间长,特别是大量的三维模型的创建部分工作量很大。对设计人员的技术能力要求较高。在对已知物体(如建筑物)建模时缺乏精度,需要额外的测量工作。
而基于图片的伪三维技术制作周期短,制作成本低;真实感强,是基于真实图片拍摄制作生成的,相比建模生成的对象更真实可信;文件尺寸小便于网上传播。可对不满足要求的图片或对未开发出的新产品则不能采用该技术完成。
4 结束语
本文重点阐述了网络环境下虚拟三维展示技术,并对伪三维虚拟展示和Web3D虚拟展示技术的优点及缺点作了描述。随着三维建模技术及网络技术的发展,web3D势必完全取代伪三维技术成为电子商务中商品展示的主要手段,消费者在Internet购物时能像在商场中从不同的角度观察实际商品相类似,必将带来电子商务的一场革命。
摘要：该文重点研究了网络环境下的三维虚拟展示技术,分别探讨了伪三维与web3D技术各自的优点与不足,并对两种展示方式进行分析与比较。在伪三维技术中对比了三维动画技术、360度全景图像技术和Flash3D技术。在Web3D技术中对VRML、View-point、Cult3D和Java3D进行阐述和对比。最后指出了web环境下三维虚拟展示技术的发展方向。
关键词：虚拟展示,全景技术,伪三维技术,Web3D
参考文献
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