導語：如何才能寫好一篇虛擬技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞:虛擬現實(VR);虛擬環境人機交互

一、引言

在信息技術發展的今天,人們的交流越來越多的依靠網絡、廣播、電視等媒體得到相關的信息資料,但是這些媒體提供的信息往往是經過抽象的,在很大程度上人們不能及時有效的進行理解吸收,解決這一問題人們只能借助于實物模型,但隨著計算機技術的迅猛發展,使得人與計算機的交互成為可能,虛擬現實(VR)技術就是借助于這個基礎上實現了人機交互,操作者可以通過鍵盤、鼠標、頭盔、數據手套等工具與計算機間的交互,真正成為虛擬環境中的一員,較真實的感知和操作虛擬世界中的各種對象,達到理解和掌握知識、為生產生活服務的目的。

二、虛擬現實技術簡介

虛擬現實(簡稱VR),又稱靈境技術,是以浸沒感、交互性和構想為基本特征的計算機高級人機界面,是迅速發展的一項綜合性計算機、圖形交互技術。它綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術,模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感官功能,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,創建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現實系統感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制,感受到在真實世界中無法親身經歷的體驗。計算機技術的迅速發展為我們提供了許多解決問題的新方法。虛擬現實技術的產生與發展也同樣如此,目前虛擬現實系統的研究現狀主要涉及到三個研究領域:依靠計算機圖形方式建立實時的三維視覺效果、構建對虛擬世界的觀察界面和使用虛擬現實技術加強其在現實世界中的應用。

三、虛擬現實技術特征及其系統的關鍵技術

從本質上說,虛擬現實就是一種先進的計算機用戶接口,它通過給用戶同時提供諸如視、聽、觸等各種直觀而又自然的實時感知交互手段、最大限度地方便用戶的操作,從而減輕用戶的負擔、提高整個系統的工作效率。因此虛擬現實技術具有以下四個重要特征。

（一）多感知性。所謂多感知性就是指導包括視覺感知外,還包括聽覺、力覺、觸覺和運動感知、甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。

（二）存在感。又稱臨場感,它是指用戶感到作為主角存在于模擬環境中的真實程度。理想的模擬環境應該達到使用戶難以分辨真假的程度。

（三）交互性。它是指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度(包括實時性)。我們借助與我們8的感覺器官,在虛擬的環境中體驗真實的環境。

（四）自主性是指虛擬環境中物體依據物理定律進行動作的程度。虛擬現實系統的關鍵技術主要由動態環境建模技術、實時三維圖形生成技術、立體顯示和傳感器技術、應用系統開發工具和系統集成技術等五個方面組成。其中動態環境建模技術的目的是根據應用的需要獲取實際環境的三維數據,并利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。而三維圖形的生成技術關鍵是如何實現“實時”生成。立體顯示和傳感器技術是虛擬現實中實施交互能力的關鍵。

四、當今虛擬現實技術的應用領域

虛擬現實技術的應用前景十分廣闊。目前在娛樂、教育及藝術領域的應用占據主流,其次是軍事與航空、醫學領域,機器人和商業領域都占有一定比例,另外在可視化計算、制造業等領域也有相當的比重。下面簡要介紹其部分應用。

（一）娛樂、藝術與教育領域。豐富的感覺能力與3D顯示環境使得VR成為理想的視頻游戲工具。如Chicago(芝加哥)開放了關于3025年的一場未來戰爭的世界上第一臺大型可供多人使用的VR娛樂系統;1992年的一臺稱為“LegealQust”的系統由于增加了人工智能功能,使計算機具備了自學習功能,大大增強了趣味性及難度,使該系統獲該年度VR產品獎。作為傳輸顯示信息的媒體,VR所具有的臨場參與感與交互能力可以將靜態的藝術轉化為動態的,可以使觀賞者更好地欣賞作者的思想藝術,提高了藝術表現能力。

（二）軍事與航天工業領域。模擬與練一直是軍事與航天工業中的一個重要課題,這為VR提供了廣闊的應用前景。美國國防部高級研究計劃局DARPA自80年代起一直致力于研究稱為SIMNET的虛擬戰場系統,以提供坦克協同訓練,該系統可聯結200多臺模擬器。另外利用VR技術,可模擬零重力環境,以代替現在非標準的水下訓練宇航員的方法。

（三）醫學領域。VR在醫學方面的應用具有十分重要的現實意義。在虛擬環境中,可以建立虛擬的人體模型,借助于跟蹤球、HMD、感覺手套,學員們可以很容易了解人體內部各器官結構,這比現有的采用教科書的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于兩個SGI工作站建立了一個虛擬外科手術訓練器,用于腿部及腹部外科手術模擬。這個虛擬的環境包括虛擬的手術臺與手術燈,虛擬的外科工具(如手術刀、注射器、手術鉗等),虛擬的人體模型與器官等。借助于HMD及感覺手套,使用者可以對虛擬的人體模型進行手術。另外,在遠距離遙控外科手術,復雜手術的計劃安排,手術過程的信息指導,手術后果預測及改善殘疾人生恬狀況,乃至新型藥物的研制等方面,VR技術都有十分重要的意義。

（四）管理工程領域。VR在管理工程方面也顯示出了無與倫比的優越性。如設計一新型建筑物時,可以在建筑物動工之前用VR技術顯示一下;當財政發生危機時,可以幫助分析大量的股票、債券等方面的數據以尋找對策等等。以上僅列出虛擬現實的部分應用前景,可以預見,在不久的將來,虛擬現實技術將會影響甚至改變我們的觀念與習慣,并將深入到人們的日常工作與生活。:

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【關鍵詞】信息化；虛擬制造；虛擬企業

為把我國建成不僅是新的世界制造中心，而且是廣泛應用先進技術的制造強國，國家對制造企業提出了宏偉目標，即要求國內骨干企業盡快著手信息化工作，2010年到2015年大中型企業要達到國際先進的信息化制造水平。實際上，信息化不僅是政策的約束，更是市場的驅使，隨著市場經濟全球化的進程，信息化制造將成為現代制造企業追求的重要目標之一。

一、信息化制造與虛擬技術

什么才是信息化制造？信息化制造是以虛擬制造和大規模定制生產為標準的，只有基本上實現了從產品設計、開發、生產制造和流通以至產品全生命周期的信息化，才算真正完成信息化工作，在此基礎上的先進制造模式和信息化內容才能叫做信息化制造。

隨著計算機、自動化及網絡技術在制造系統中的應用，信息技術對制造技術發展的作用目前已占到第一位。產品制造過程中的信息投入，己成為決定產品成本的主要因素。信息技術使現代制造的技術含量提高，使傳統制造技術發生質的變化。信息技術也促進著設計技術的現代化，加工制造的精密化、快速化，自動化技術的柔性化、智能化，整個制造過程的網絡化、全球化。

制造業要在競爭激烈的全球市場求得生存與發展，必須能夠更好地滿足市場所提出的TQCS要求，即要以最短的產品開發周期(Time)、最優質的產品質量（Quality）、最低廉的制造成本（Cost）和最好的技術支持與售后服務（Service）來贏得市場與用戶。為了提高競爭能力，企業應當能夠對市場需求的變化做出快速敏捷的反應，并及時地對自身的生產做出合理的調整與重新規劃。面對不可預測、持續發展、快速多變的市場需求，企業的生產活動必須具有高度的柔性。計算機軟硬件技術及網絡技術的迅速發展為實現這一目標提供了強有力的支持。

基于這些因素，概念設計、并行工程、智能制造、敏捷制造等多種有關先進制造技術的新思想、新概念相繼誕生。虛擬制造（VirtualManufacture）就是其中之一，它代表了一種全新的制造體系和模式。在虛擬制造中，產品開發是基于數字化的虛擬產品開發VPD方式（VirtualProductDevelopment），以用戶的需求為第一驅動，并將用戶需求轉化為最終產品的各種功能特征。VPD保證了產品開發的效率和質量，提高了企業的快速響應和市場開拓能力。

虛擬技術在先進制造技術中的應用主要包括虛擬制造和虛擬企業兩個部分。

1．虛擬制造(VM)是在產品設計階段實時地、并行地模擬產品未來制造全過程及其對產品設計的影響，預測產品性能、產品的可制造性、產品的成本等，從而更有效地、柔性靈活地組織生產，并使新產品開發一次獲得成功，目的是盡量降低產品的成本，縮短產品的開發周期，提高產品的質量和壽命，快速有效地響應瞬息萬變的市場。

虛擬制造實際上是一種計算機科學技術，以信息技術、仿真技術、虛擬現實技術為支柱，在產品設計或制造系統的物理實現之前，就能使人體會到或感覺到未來產品的性能或者制造系統的狀態，從而可以做出前瞻性的決策與優化實施方案。從本質上講虛擬制造技術是對真實制造過程的動態模擬、仿真，是在計算機上制造數字化產品，經過模擬仿真對產品外形設計、布局設計、加工及裝配過程達到優化產品的設計及工藝過程、優化制造環境配置和生產供給計劃、優化制造過程并改進制造系統的目的，用來改善各個層次的決策和控制。虛擬制造從根本上改變了設計、試制、修改設計、規模生產的傳統制造模式。在產品真正制出之前，在虛擬制造環境中生成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗，對其性能和可制造性進行預測和評價，從而縮短產品的設計與制造周期，降低產品的開發成本，提高系統快速響應市場變化的能力。

2．虛擬企業是為了快速響應某一市場需求，將產品涉及到的不同企業臨時組建成為一個沒有圍墻、超越空間約束、靠計算機網絡聯系、統一協調的合作經濟實體。虛擬企業的特點是企業的功能上不完整、地域上分散和組織結構上非永久性，它是實現敏捷制造的有效手段。由于市場的全球化，企業必須不斷創新產品及優化制造過程，快速響應客戶要求，才能取得競爭上的優勢。同時，企業不可能也不必做每一件事、每一個部件和每一個制造過程，而必須尋找合適的合作伙伴。其最終目標是利用不同地區的現有生產資源，把它們迅速組合成一種沒有界限的、靠電子手段聯系的經營實體，以便快速推出高質量、低成本的新產品。

由于國內外市場競爭日益加劇，科學技術發展迅速，產品更新換代速度加快及人們對產品多樣化的需求增加，使得機械制造業向多品種小批量生產方式發展。因此，縮短產品開發周期成為決定制造業競爭力的首要因素。而虛擬制造技術被認為是加速新產品開發的有效手段，它能很好地解決制造業的TQCS難題，虛擬制造技術對制造業將是一次新的革命，它的廣泛應用意義是深遠的。

二、市場化與虛擬制造技術應用

制造業是我國國民經濟的支柱產業，它一方面創造價值，生產物質財富和新的知識，另一方面為國民經濟各個部門包括國防和科學技術的進步與發展提供先進的手段和裝備。在我國的經濟騰飛中，制造業功不可沒。但是，隨著計劃經濟體制向市場經濟體制轉變，我國制造企業的弊端日益顯露出來。

我國制造業目前存在的五大難題：

1．產品質量不穩定，水平低下，主要機械產品中達到當代世界先進水平的不到10%；

2．生產集中度低，分散、重復嚴重，缺乏協作；

3．科技基礎薄弱，自主研發創新能力差；

4．企業裝備陳舊，生產工藝落后，精密、高效、數控設備不足10%；

5．人才培養后繼乏力；加之企業基礎管理薄弱，缺乏現代生產管理意識，在市場經濟新形勢下顯得十分被動。

虛擬制造在工業發達國家，如美國、德國、日本等已得到了不同程度的研究和應用。在這一領域，美國處于國際研究的前沿。福特汽車公司和克萊斯勒汽車公司在新型汽車的開發中已經大量應用虛擬制造技術，大大縮短了產品的時間；波音公司設計的777型大型客機是世界上首架以三維無紙化方式設計出的飛機，它的設計成功已經成為虛擬制造從理論研究轉向實用化的一個里程碑。

虛擬制造(VM)作為一種哲理、一種制造策略為制造業的發展指明了方向。它可以全面改進企業的組織管理工作，提高企業整體運作及全面最優決策的效能和市場競爭力。實施虛擬制造可以打破傳統的地域、時域的限制，通過Internet實現資源共享，變分散為集中，可實現異地設計、異地制造，從而使產品開發能以快速、優質、低耗響應市場變化。通過分析設計的可制造性，利用有效的工具和加工方法來支持生產，可以大大提高產品的質量和穩定性。企業不再需要投入大量的設備和儀器，從而避免了不必要的設備閑置，可充分利用其他企業的先進設備和儀器進行生產，能很好地解決一些中小企業資金短缺的難題。

但在實施虛擬制造技術過程中，雖然國家對制造業十分重視，但由于我國當前正處于體制改革過程中，多種機制并行，在資金使用時較難協調，國家也難以投入重金支持虛擬制造技術研究。應用人才短缺，企業的整體認識不統一，就是現有的科研成果都難以推廣應用，因此實現企業信息化制造任重而道遠，但這些并不能阻擋它的向前發展。

三、實施虛擬制造應采取的措施

1．高度重視和全面規劃。虛擬制造技術與其它的先進制造技術是相互關聯、彼此交叉的，其涉及面廣、技術難度大，研究及推廣應用需要投入大量人力、物力及資金，政府部門應從宏觀上加強對虛擬制造技術的指導，同時要使虛擬制造技術與各種先進制造技術相互銜接、協調發展。

2．加強人才培養和培訓工作。人是先進制造的主體，沒有高素質的人的參與，再好的技術也發揮不了應有的作用。因此，企業領導應有人本思維，采用人機一體的技術路線。企業在培養和引進高層次、高質量研究型、管理型和開發應用型人才的同時，大力普及CAD/CAM技術，及時推行精益生產、并行工程等思想和技術，全面提高企業員工的技術素質。企業與高校應探索人才的聯合培養新模式，不斷增強科技創新能力。

3．加強關鍵技術的研究、開發和應用。虛擬制造技術包括軟件技術和硬件技術，其中建模技術、計算機仿真技術和虛擬現實技術等是實施虛擬制造的關鍵技術。我國科研力量分散，建立分布式網絡化研究中心，以企業為主體，產學研相結合，重點投資與自身發展有關的關鍵技術的研究，進行研發和推廣是一條值得深入探索的道路。

4．從企業實際出發，分階段實施。企業要實現虛擬制造，應分階段逐步實行，要做好全面扎實的基礎工作，應加強CAD/CAPP/CAM/NC/FMC/CAE技術的研究和推廣應用，在全面實施并行工程的基礎上實施虛擬制造。

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1.1系統結構

計算機實驗機房中硬件虛擬技術為學生仿真學習提供了虛擬的環境，整個系統包括三個方面：虛擬元器件庫、設備庫、實驗單元和管理維護模塊。虛擬實驗平臺主要作用是為用戶提供網絡訪問的服務，因此，學生在進行硬件虛擬實踐的時候就是通過這個平臺進入程序，然后進行編輯、設計等等操作。

1.2虛擬實驗平臺設計其主要的類別有：

（1）虛擬器件類。想要對IC元件的主要功能進行有效的模擬，需要通過虛擬器件來完成。

（2）虛擬儀表類。仿真模擬的對象主要是虛擬實驗中的儀器和儀表燈等，例如探測器等。

（3）虛擬面包板類。模擬面包板的各種功能，面包板上的數據連接和信號傳播主要是通過虛擬引腳來實現的。

（4）虛擬實驗臺類。對虛擬的實驗平臺進行模擬，實驗平臺的作用主要是管理各種儀表和虛擬系統。

1.3系統功能計算機虛擬硬件實驗的平臺可以實現用戶虛擬的網絡操作，系統主要的功能有：

（1）將電路進行仿真性的設計。硬件虛擬技術在計算機實驗機房中的應用文/周琳隨著時代的不斷發展，計算機越來越多的被運用到我們的生活當中來，在對于計算機的學習過程中，虛擬實驗對教學有著非常重要的作用，可以讓學院的理論與實踐進行有效的結合。而教學中的仿真設計以及模擬設計實現了計算機的遠程教學。摘要上的人際接口為計算機的模擬提供了實驗教材，可以讓計算機的硬件設計得以實現，同時虛擬實驗中的數字示波器和探測棒等等可以接觸一些錯誤操作，為進行實驗的人員提供了良好的配備。

（2）自動捕獲能力。系統中，為鼠標設計的捕獲功能在編譯的時候，能夠讓實驗者的連線工作更加的便捷。比如在選擇IC芯片時，將鼠標移動在所在的位置，然后在系統的自動操作下將IC芯片自動調到背景網格中，位置對準后，就能夠獲得正確的地址。

（3）復原與清除功能。復原功能是讓錯誤的操作恢復到上面一部程序；而清除的主要功能是利用鼠標對錯誤的工作組建進行刪除和銷毀。

2硬件環境下實現虛擬計算機

2.1元器件之間的連接

在虛擬元器件中不同器件之間是需要進行連接的，而這個工作主要是通過引腳來完成的，連線工作的存在是獨立的，而且是一個整體，形式主要是Active控件，在虛擬實驗中，信號的傳遞也是依賴于連線工作，而它又受制于連線的點和線，這樣才能實現連線工作的有效運行。對于一對一的連線形式，在Sender函數的作用下，能夠控制信號的接收和發送，整個過程中不會產生信號的沖突。但是對接的連線有很多種類型，每一種類型所發出的信號也都不一樣，而系統的抗干擾能力又非常的有限，因此，在傳送信號的時候會產生沖突。虛擬實驗可以對各種不同的信號以及信號源之間進行對應的邏輯處理，將多種對接類型的連線轉化為一一對接的類型。

2.2虛擬實驗過程中信號的控制

數字信號在計算機硬件虛擬實驗電路中，被視為一般的數據處理對象，然后對虛擬元件和電路關系進行分析。在虛擬機實驗系統中，虛擬連線是信號傳遞的介質，經常會出現電路觸發，它的表現為虛擬元件內部的關系產生變化，導致引腳值隨之改變，從而最終引起信號的連接值發生改變，這一過程主要是通過Sender的方式來完成。

3虛擬實驗室的并行處理技術

3.1CHSVL仿真運行模塊

虛擬機的實現平臺是CHSBL，同時它由四個模塊組成，有虛擬機仿真運行模塊、編譯模塊、信號輸出模塊和引腳模塊。虛擬機系統能夠進行仿真運行，需要靠這四個模塊的相互作用才能完成。而想要保證虛擬實驗正常運行不受環境的影響，需要實現系統的數據監測、編譯和輸出的共同操作。

3.2多緩沖區、多線程技術

虛擬機可以利用數據緩沖對不同的模塊進行同時控制，讓每個不同的模塊同步運行，系統中占用時間最長的是虛擬機仿真運行模塊。但是虛擬機中運用了緩存機制，四個模塊都進入到同一個緩存區進行緩存，從而實現了不同模塊的同步運行，也實現了線程對四個模塊的同步控制。

4結束語

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關鍵詞：虛擬機；VMware；網絡教學

一、引言

計算機網絡技術是當展極快的信息技術，是新世紀人才必須掌握的基本技能，因此各高校幾乎所有專業都開設《計算機網絡基礎》課程，《計算機網絡基礎》已成為高校公共課程，教學意義十分重大。

由于計算機網絡是一門理論和實踐結合相當密切課程。教學中搭建一個網絡環境，最少需要2臺帶阿卡的計算機和1根交叉網線；如果組建復雜網絡環境，還需要服務器、工作站、交換機、路由器等設備。教師在講授中，要直觀地向學生展示講授內容和操作過程。對于多媒體教室單機狀況，教師很難做到。而在實踐教學中，又需要大量的網絡設備，由于經費短缺、網絡技術發展迅速，各院校對實驗設備的更新面臨著重重困難，并且所建網絡實驗室規模較小，實驗中常常是幾人共用一組實驗設備，不利用于學生獨立完成實驗內容。通用機房，為杜絕學生在計算機上隨意安裝軟件和修改設置，對計算機硬盤采取保護措施，導致網絡課程的大多數實驗都無法開出，學生動手機會減少，影響教學效果。

針對網絡課程在教學中存在的問題，基于虛擬機技術網絡教學架構的設想就應運而生，其思路是通過虛擬化軟件的輔助，將網絡課程教學中用到的操作系統集中安裝在一臺計算機上，然后模擬出多操作系統連接的效果，在單機上實現多操作系統的聯網，構造出網絡環境，滿足網絡教學和實踐的需要。

二、虛擬機

目前流行的虛擬機軟件有VirtualPc和VMware兩款，它們都能在Windows系統上虛擬出多臺計算機，用于安裝各種版本操作系統，如Windows系列、PS/2等。兩款軟件相比較，VMware支持Linux操作系統，而VirtualPc2004以后版本不支持；VMware客戶操作系統直接運行在X86保護模式下，虛擬機運行的環境逼真、性能出色。教學中選用此軟件。

(一)gMware的特點

VMwareworkstation6.5是一款優秀軟件，在一臺宿主機中可以虛擬出多臺虛擬機。每臺虛擬機不僅有自己的CPU、硬盤、內存等，而且能虛擬出BIOS，可以對BOIS的參數進行設置，對虛擬硬盤進行分區、格式化、安裝操作系統等，很像一臺真實的計算機。

(二)VMware工作模式

YMware提供了虛擬網絡設備VMnet0－9，這些設備相當于交換機，通過這些設備，虛擬機和虛擬機、虛擬機和宿主機就可以組建任意形式的局域網。

虛擬網絡就是各虛擬機、宿主機通過虛擬網卡連接到VMnet0-9中的某個交換機上。而連接的方式有：

1、Bridged(橋接)模式

橋接模式組成的網絡在vMware中以VMnet0表示，實際上是宿主機的局域網在虛擬機網絡中的映射，此時的虛擬機相當于直接接入宿主機的網絡。聯網方法是在虛擬機的網卡的網絡設置中選“Bridged”選項，默認連接到虛擬交換機VMnetO上。

2、NAT模式

使用NAT模式建立的網絡默認連接VMnet8子網上。安裝VMware后，宿主機網絡連接里會增加兩塊虛擬網卡AdapterVMnetl和AdapterVMnet8，其中AdapterVMnet8網卡將宿主機與VMnet8子網相連。在這個子網中，VMware不僅提供了DHCP服務，使子網內的機器自動地獲取IP地址，而且還為這個子網啟用了NAT服務，提供了從VMnet8子網到外網地址轉換，有一個實實在在的NAT服務器在運行。聯網方法是在虛擬機的網卡的網絡設置中選“NAT”選項，默認連接到虛擬交換機gMnet8上。

3、Host-only(僅主機)模式

Host-only模式建立的網絡默認位于vMnetl子網內，該子網的虛擬機只能與VMnetl網內的虛擬機或宿主機通信，不能與其他虛擬網絡的主機通信，這就是“Host-only”名稱的由來。這樣隔斷虛擬網絡與宿主機外部網絡連接，建立一個獨立的私有網絡。聯網方法是在虛擬機的網卡的網絡設置中選“Host-only”選項，默認連接到虛擬交換機VMnetl上。

VMware中的三種網絡模式只是方便用戶快速將虛擬機加入宿主機網絡的一種預定義模式，VMware軟件預先設置好三個虛擬子網，以對應三種基本模式。用戶完全可以通過修改這些網絡的屬性改變它的默認行為。

為方便組建虛擬網絡，用戶可以通過Custom(自定義)模式，選用虛擬設備，添加虛擬網卡等方法，組建用戶要求的局域網。

三、網絡實驗的組建

教學中常用的網絡模式主要有“對等網網絡模式”、“客戶機/服務器網絡模式”、“有路由器的網絡模式”等。教學前，教師建立實驗所需的虛擬機和虛擬網絡，然后把這些虛擬機和網絡參數文件放到服務器上共享。這就相當于教師將實驗所需的網絡模板做好，并將它共享給學生。利用教師做好的模板，學生很快就能在自己的計算機上建立實驗需要的網絡環境，進行實驗。下面通過DHCP服務實驗，說明構建實驗的方法。

(一)實驗環境的構建

要進行DHCP服務實驗，必須組建一個網絡，最簡單網絡需要兩臺計算機，其拓撲結

要組建圖1網絡，需要新建兩臺虛擬機或新建一臺虛擬機，另一臺使用宿主機。為了介紹方便，在此，新建兩臺虛擬機，并使用“Custom”網絡模式組建。過程如下：

1、單擊“新建虛擬機”按鈕，啟動“新建虛擬機向導”，在此向導下，創建兩臺虛擬機：第一臺為windowsserver2003standard，第二臺為windowsxPprofessional。創建中，按向導要求為虛擬機分配內存、創建硬盤等，在網絡連接中，選擇“不使用網絡連接”，完成虛擬機創建。

2、打開第一臺虛擬機，不要啟動，單擊“編輯虛擬機設置”，打開“虛擬機設置”對話框，在該對話框上單擊“添加”，打開“添加硬件向導”，選擇“以太網適配器”。然后單擊“下一步”，選擇“自定義”單選按鈕，并從下拉列表中選擇“VMnet2”變換機，最后，單擊“完成”。并在“虛擬機設置”對話框上單擊“確定”，為第一臺虛擬機添加以太網適配器，并連接在VMnet2虛擬交換機上。

3、打開第二臺虛擬機，不要啟動，用同樣的方法為第二臺虛擬機添網卡，也連接到交換機VMnet2上。這樣圖1網絡就構造好了。

4、接下來為第一臺虛擬機安裝Windowsserver2003standard操作系統，為第二臺虛擬機安裝WindowsXPprofessional操作系統，安裝方法同普通計算機。

5、分別為每臺虛機安裝虛機工具。方法是啟動相應虛機，在菜單中選擇“虛機”一“安裝虛機工具…”進行安裝，安裝完成后，實驗模板就準備好了。

實驗模板準備好后，教師將實驗模板保存在共享文件夾中，供教師演示和學生實驗使用。

(二)實驗過程

1、建立DHCP服務器

1啟動windowsServer2003虛擬機，為該機指定一個固定IP地址，如192.168.1.1，設置子網掩碼為255.255.255.0，默認網關為192.168.L.1：

2在WindowsServer2003虛擬機中，安裝DHCP服務。方法是依次打開“開始”“程序”“管理工具”“管理您的服務器”。系統打開“管理您的服務器”，雙擊“添加或刪除角色”，打開“配置您的服務器向導”。在向導的“服務器角色”窗格中選擇“DHCP服務器”選項，為該機安裝為DHCP服務。

3配置DHCP作用域。啟動DHCP服務，在“作用域名”對話框中指小該DHCP作用域名稱，在“IP地址范圍”中，根據實驗要求設置該作用域用于分配的地址范圍(地址池)、子網掩碼、排除地址和租約期限。完成后，配置“DHCP選項”，如：默認網關、DNS服務器及WINS服務器等，最后激活該作用域。

2、配置DHCP客戶端

啟動WindowsXPprofessional虛擬機。啟動后，將其IP地址設置為自動獲取。

3、測試DHCP服務

在WindowsXPprofessional虛擬機中，執行“開始”“運行”，在窗口中輸入“CMD”，進入命令窗口。在命令提示符質運行pingDHCP服務器地址(如：192.168.1.1)，榆裔網絡連通性，然后，運行ipconfig/release釋放原IP地址，運行ipconfig/Fenew重新獲得TP地址進行驗證。實驗中，通過多次更改DHCP服務器地址池及其選項，重新獲取IP地址，結糶表列：每次獲取IP地址及其選項。都符合DHCP服務器的設置。

4、實驗內容擴展

在上述實驗基礎上，利用虛擬機克隆功能，將WindowsxPprofessional機器克隆臺。啟動克隆厲的虛擬機，更改機器名稱，使用兩臺客戶機同時測試，并擴充測試“保留IP地址”、“用戶類別”、“類選項”等內容。

為DH服務器再添加一塊王卡，此網卡與另一個子網相連，并將其中一臺客戶機改接到此子網中或再添加一臺虛擬機連接到此子網，利刑擴展后的潮絡，進行多宿主DHCP服務器配置和測試等。

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計算機現在是運用的比較普遍的一種表現方式，有三維表現和虛擬動漫的表現形式，而現在我們運用計算機表現的形式是3D多，現在基于人們的文化修養和審美意識提高，在室內設計方面的表現手法選擇性越來越多，有時候同樣方案和同樣的設計，但是表現手法不一樣，就會給客戶不一樣體驗和效果。而基于這種計算機和傳統手法相結合的虛擬表現手法就有很大的優勢，可以更加直觀充分的展現給客戶看了。

二、虛現實在室內設計的運用和發展目的

室內設計發展至今，已經有多種表現形式了，那么虛擬表現在室內設計中有一下幾個功能和目的：

1、充分的幫助設計師講解設計理念

在室內設計這專業出現之前，室內裝修都是以業主根據自己的欣賞水平和想象來施工的，這種方式只能以親自在現場知道工人去施工，所以也就沒有施工圖啊，設計方案之說，裝修功能也只局限于人類的居住需求。隨著社會發展才分工出設計師行業，也就有了方案和平面圖包括效果圖，伴隨著設計師和客戶交流也越來越多。但是在交流中客戶和設計師都有對方案的理解，那么就能使設計師更好的修改方案，也就能和施工人員對接施工，但是這種施工固然能解決設計問題，也能更好的和施工人員交流，但是還不能滿足設計師和客戶之間的交流，在這個發展過程中虛擬現實運用很好的彌補了室內設計的不足，能使設計師的方案更直接的和客戶交流對接，當然更加豐富了室內設計的表現手法。

2、在室內設計中優勢

近年來，虛擬設計在室內設計中作為一個獨立體系正在快速的發展，三維立體在虛擬現實中相比于傳統手繪中的優勢在于實際設計空間的真實尺寸體現。這種設計更加直觀的表達出設計師的效果，更加人性化和專業化，在設計過程中更加快捷、直觀、逼真。

3、靈感創作的來源

計算機更能反映空間的真實性，虛擬在空間的創作中，能把各種模型組合有利于激發設計師的創作潛能和再創作的靈感。在計算機創造中，各種模型有趣的組合，能使設計師找到源自大自然的設計，一切的設計來自大自然萬物，它能使設計師在面對計算機時消除疲勞，避免單調的工作，使設計師有更多的時間來找創作作品的靈感。

4、合理的展示平面布局

計算機處理數據的強大功能，室內設計的數據一般通過計算機數據處理得來的，像室內的平面圖的尺寸、標注等都可以用計算機處理得來的。傳統方式則需要設計師發費大量的人力物力來計算，而且沒有計算機那樣精準。現在計算機的處理大大節省了時間和人力成本。

三、虛擬現實技術在運用中的不足

1、時間成本更高

以往通過傳統方式手繪來與客戶交流，直接可以描繪出客戶的想法，而虛擬現實的制作方式則相對來說時間周期更長，也更加不好修改，在表現方式越來越多的情況下，手繪通常時間比較節省，而電腦制作的效果圖相對來說也比較短，而使用的虛擬現實技術來表現方案時，通常比較漫長的，而且也不容易修改，因此虛擬技術在現實運用中的時間成本比較高。

2、價格成本偏高

虛擬技術與傳統方式相比較的價格偏高由多方面的成本因素的，首先虛擬技術是一門新型的信息技術，是伴隨著科技發展的成果，目前掌握這門技術的人員不是很多，這是作為一門技術表現的方式，其次是因為虛擬技術在現實操作中時間成本相對來說比較高，而且對計算機的硬件要求比較高，這也無形中增加了運行成本，因此虛擬現實運用在實際運行中有著多方面的制約因素。

3、技術人才的匱乏

目前我國教育還沒有大量培養掌握這門技術的人才，而科技在前進，所以人才的匱乏不足也制約著虛擬現實技術的發展。

四、結束語

篇6

1虛擬儀器的構成

虛擬儀器是一種由硬件和軟件構成而且還具有圖形顯示界面的先進儀器。在測試數據的功能上，虛擬儀器主要依靠其內部的高性能硬件，并在此基礎上運用靈活的軟件。虛擬技術實際上就是將硬件和軟件充分結合到一起的平臺，在擴展和集成領域都有很好的發展和應用的前景。通過對虛擬儀器的研究得知，其主要由以下三部分構成：

(1)靈活、高效的軟件在虛擬儀器中起到關鍵的作用。根據實驗的不同要求選取恰當的軟件并充分結合該軟件配套的函數庫，以此就可以輕松地建設一個個性化十足的試驗平臺。

(2)模塊形式的I/O接口是虛擬儀器的重要硬件。在信息化時代高速發展的影響下，實驗數據的測量范圍越發廣泛，不同類型的數據總線在運行時都需要對應的模塊形式的I/O接口的支持。這對虛擬技術的科研人員無疑是一種新的挑戰。

(3)如今比較常見的集成平臺是PXI。PXI主要用于工業數據的獲取以及各種測試，是一種較為先進的模塊化集成平臺。用戶可以根據自身的要求，創建不同的方案，用于數據測量，此平臺不僅可以完成較為簡單的數據獲取，還可以實現難度較高的混合信號同步采集，在虛擬儀器領域中得到了廣泛的應用。

2虛擬儀器的特點

(1)創建虛擬儀器所需的費用較少，而且非常靈活多變，只需要輸入相應的軟件就可以完成修改和調控，與常規的儀器相比，虛擬儀器具有更高水平的智能性和數據處理效率。為不同用戶提供更為高端的技術支持。

(2)虛擬儀器內部的硬件組合方式靈活多變，為多樣化的測試和實驗提供各種功能的平臺，比如，在設計和研制邏輯分析儀時，可運用速度較快的數字采樣器。根據不同的組合方式構成的虛擬儀器在實驗中可以完成更為專業、精準的測量。另外，還可以運用網絡共享技術，實現實驗資源的共享，從而提高了資源的利用率，從根本上減小實驗所需的成本。

(3)虛擬儀器具有較強的操作性，而且在實際使用過程中不會受到過多的干擾。根據用戶的需求，虛擬儀器可以設計出種類繁多而且個性化極強的顯示界面。在多媒體應用技術日趨成熟的今天，用戶可以輕松操作虛擬儀器，在測量完成以后，還可以為結果的傳輸提供多種渠道，比如存入數據庫或者是在網絡上傳播。在網絡技術大跨步發展的今天，虛擬技術帶動了虛擬儀器的完善，而虛擬儀器在實踐中還會在更多的領域發揮出理想的效果，還可在網絡共享技術的支持下，逐步完成實驗資源的高度共享。

二、虛擬技術的網絡共享實驗平臺的建設

1體系和結構

基于虛擬技術的網絡共享實驗平臺的建設，需要立足于用戶的不同需求。對網絡共享實驗的研究可得知，其內容涉及的方面非常廣泛，主要包括建立局域網、平臺操作程序的安裝與調控、用戶服務器的選型以及安全防護等內容，根據不同階段的要求可制定綜合性的實驗項目（系統監管、工程設計、安全措施等）。通常情況下，該試驗所選用的軟件有VMware（在國際中享有較高的聲譽，也是數據信息虛擬化處理軟件的領導品牌。）和PacketTracer。

2建設流程

通過不斷的完善，基于虛擬技術的網絡共享實驗平臺的建設已經有了較為嚴謹的步驟。可分為五個過程。第一，常規的準備工作。此過程的主要內容包括虛擬技術相關軟件以及操作平臺的安裝和調控，以及設置互聯網的操作系統（IOS）。第二，配置虛擬技術軟件的實驗參數。在對虛擬主機進行配置之前，通常要根據需求設置其內部的硬件組成（內存、硬盤以及中央處理器等）。第三，設計實驗的拓撲網絡。在虛擬技術的試驗平臺運行之前，需要設計實驗的拓撲網絡，一般情況下，絕大多數虛擬軟件創建試驗拓撲網絡的方法十分簡單，只需要拖動鼠標即可完成。第四，基于虛擬技術的網絡共享實驗設備的調配以及運行。對實驗設備進行針對性的調配是該試驗的關鍵環節，這是對實驗環境進行模擬的重要前提。最后，對實驗測量的結果進行驗證。在實驗平臺建設完成以后，運用指定的驗證方式，判定實驗數據的準輕型，從而驗證該實驗平臺的可行性。

三、總結

篇7

1.采用虛擬仿真技術是解決教學改革難題的重要和有效的手段。

高職院校注重培養學生實踐操作技能和勇于改革創新的能力，要求學生能夠較快地適應生產第一線的崗位技能工作，是高職學院畢業生在人才市場競爭中所必備的條件，所以搞好實踐教學，并為學生創造一個發揮想象空間的氛圍是很必要的。隨著虛擬仿真技術的在教學中的應用和發展，實訓教學內容、實訓教學手段、實訓教學設備逐漸發生變革。傳統的校內、校外集中或分散實訓基地模式將轉向校內外與虛擬仿真實訓相結合的實訓模式方向發展。通過傳統實訓和虛擬仿真實訓的融合，相輔相成，相互補充，融入信息化要素的實訓基地建設，符合現代職業教育教學技能的發展要求，使學生由淺入深、循序漸進地掌握工程施工的施工工序及工藝流程等施工方法和技能，從而滿足學生在不同培養階段的需要，為促進教學質量和人才培養質量的全面提高起到積極的作用，為高職院校課程改革提供了重要支撐。

2.利用虛擬仿真技術構建建筑工程技術教學中虛擬實訓室的優勢。

依托校園網，利用現代教育技術構建的建筑工程類虛擬實訓室，能夠對建筑工程類核心課程的教學起到真正的服務作用。虛擬實訓室的構建過程同時也是一個現代信息技術在職業教育教學中運用的過程，其建立在一定的教學理論基礎上，依托專業理論知識同時也可以促進理論知識學習。教師通過形象生動的三維數據模型，可以讓學生更好的理解施工各階段的工藝流程，將單調的理論學習上升為可激發學生學習興趣、思考熱情，激發三維空間想象能力和創新思維的學習，讓學生更快更好的掌握專業知識。其次，通過計算機網絡傳輸，教師的授課也不局限于傳統教室，而是延伸到無限的互聯網終端，最大限度提供了課堂的開放度。同時，虛擬實訓室的開發構建也在一定程度上緩解了高職實訓基地建設條件有限的實際困難。總之，運用現代教育技術進行建筑工程類專業的信息化資源建設，特別是虛擬仿真實訓室的建設將是克服人才培養瓶頸，節約辦學成本、解決師資力量不足，提高人才培養質量，促進教學手段和教學內容改革的不二選擇。通過該虛擬實訓室的建設可以改變傳統意義上的課堂授課模式，是構建在新型信息化環境下的高職院校現代教育技術教學新模式。

二、建筑工程技術課程虛擬實訓室的構建與開發

1.虛擬實訓室的系統組成。

建筑工程技術課程虛擬實訓室的構建主要以《建筑工程技術》課程中的核心內容為主體進行設計，包括土方工程、地基處理、樁基礎工程、砌體工程、鋼筋混凝土工程、預應力混凝土工程、結構安裝工程、防水工程、裝飾工程、腳手架與運輸設備、冬期與雨期施工等共十一個知識模塊，根據課程的主要內容和實施重點進行歸納合并，以及考慮工程實際情況，主要開發構建砌體結構工程、砼結構工程、鋼結構工程三個虛擬實訓項目子系統。各個子系統再進行細化，包括相關設計規范、技術標準、施工準備、工程圖紙、技術交底、安全交底、聯系單、工作記錄等具體實訓內容。系統以互動式三維動畫為主，視頻、圖片、文字為輔，將施工現場的真實環境展現在眼前，讓學生自己動手操作進行仿真模擬實訓，了解掌握施工過程中主要工藝流程、技術要點、管理過程，從而掌握相關建筑施工專業技能。

2.虛擬實訓室系統軟件技術開發。

在建筑工程技術施工組織等專業理論的支撐上，選擇LAMP作為開發平臺。LAMP網站架構包括Linux操作系統、Apache網絡服務器、MySQL數據庫和PHP編程語言，是一組常用來搭建動態網站或者服務器的開源軟件，具有資源豐富、通用、高性能、低價格等優勢。根據建筑工程技術課程教學的實際情況，本著內容強調科學性、準確性，設計風格突出藝術性，設計技術力求簡單性、實用性的思想，采用LAMP構建一個基于Web的虛擬實訓室，以三維仿真模擬出不同的施工現場模型，以此作為建筑工程技術課程教學的虛擬實訓基地，將傳統的文字講授變為直觀易懂的可視化教學。

三、虛擬仿真技術在課程教學應用中存在的問題及對策

1.科技含量高，但系統開發所需專業技術型人才較為稀少。

虛擬現實仿真技術，是近年來出現的高新技術，目前被開發應用用于軍事、醫學、工業、地理、教育等各個行業領域，而該技術在教育上的應用，尚處于起步階段，特別是建筑工程類專業的虛擬現實軟件及技術尚十分缺乏。隨著虛擬仿真技術的研究和推廣，越來越受到政府等相關職能部門的關注和重視，這將有利于該項技術的發展和應用研究。同時也可以通過企業與高校長期合作進行科研互利，有利于早日解決虛擬仿真技術應用問題。

2.建設項目施工環境多變且復雜，學生進行虛擬仿真實訓與傳統實訓存在一定的差別。

建設工程項目一般建設周期長、工序多，在建設期間環境較為多變和復雜，具有一定的隨機性和不確定性，且現場實訓能讓學生更加全方位了解掌握知識內容，因此虛擬仿真實訓與傳統實訓存在一定的差別。為了更能促進教學和學習效果，在專業理論學習的基礎上，將虛擬與傳統實訓相結合，相互補充，彌補傳統教學實踐中的不足，真正培養出優良的滿足社會需要的技能型人才，為建筑施工企業輸送優秀的技術人員。

四、結語

篇8

通過對當前職業院校計算機教學現狀的分析，可以發現，計算機教學在基礎教學方面取得了一定的成績，但是，隨著高職院校規模的不斷擴張，招生數量在持續攀升，使得計算機教學面臨諸多亟需解決的問題。其中比較突出的就是教學設備規模無法滿足課程實踐的真正需求，使得高職院校的攪蒜機教學整體水平停留在不高的水平，對整個院校的健康、穩定的發展產生極大阻力。另外，隨著計算機教學改革的不斷深入，對于實驗室的總體水平提出新的要求，要突破單個系統的限制，發展為多種操作及應用環境并存的局面，因此，傳統的教學模式彰顯不足，很難滿足新時期教學目標的完成，需要對教學模式和方法進行改變，以自身實際情況為前提，更新教學途徑，在根本上保證高職院校學生培養目標的順利實現。

2虛擬技術在計算機教學中的具體運用介紹

2.1對計算機維護實驗應用虛擬技術的探討

眾所周知，在運用計算機的過程中，一旦對計算機進行格式化操作，或者是分區操作，抑或是執行系統安裝，這樣的操作都會在不同程度上損壞硬件，長此以往，就會縮短計算機的使用周期。此時，如果充分利用虛擬技術，在計算機維護中進行全面分析，能夠實現問題的有效解決。借助虛擬化技術，學生可以獲取一個操作環境，學生在這個背景下，能夠隨意進行相關操作，即使出現問題，也不會對整個計算機的系統產生任何破損，這樣做的好處是使學生掌握了學科技術，也在很大程度上確保了計算機整個硬件處于較為安全的環境中運行。

2.2對虛擬化操作系統進行的分析和實驗

對于高職院校，其計算機教學目標和任務區別與普通高校，教學內容較全面，知識點比較復雜，為此，針對操作系統，涉及諸多教學實驗。一旦借助當前的計算機進行操作系統的試驗，如果發生任何操作不當，就會影響計算機的系統試驗效果。但是，虛擬技術就能彌補這一缺點，在虛擬的環境中，很多機器會產生于硬盤與內存中，各種處于獨立的狀態，各自互不干涉和影響，能夠保證任務和試驗的順利完成。另外，虛擬計算機和真實計算器呈現各自工作的狀態，不會出現互相影響的狀態，不管哪一部分出現問題，其它的機器都不會遭受破壞或者負面影響，由此可見，借助虛擬技術進行的操作系統試驗，具有較為便捷的優勢，能夠較大幅度地實現對計算機的有效防護。

2.3對網絡安全虛擬化的介紹

網絡安全虛擬化集中體現了虛擬技術在計算機教學中的具體應用。在網絡安全試驗中，借助虛擬化技術，在這種背景下，無需考慮安全試驗的類型，任何種類的都可以進行操作，例如，加密的數據系統以及對網絡系統的安全設置。此時，需要學校進行大量的投入，就能夠實現對整個設備的健全和完善，為學生營造一個良好的試驗環境，有助于學生掌握全面的網絡安全知識，提升計算機教學的水平和品質。

2.4虛擬技術引入計算機教學的優勢

隨著高職院校的不斷發展，職業教育呈現高速進步的趨勢，其規模逐漸擴大，教育品質呈現上升的態勢，很多高職院校加大投入的力度，增加了相關的設備，強化了管理，對實驗室和相關的訓練場地進行了相關的完善，目的是為教學提供基本的保障。但是，由于受到諸多因素的影響，很多學校設備仍不足，阻礙了學生實際操作能力的增強，動手能力不高。借助虛擬技術，使得計算機教學在信息化道路上面對極大的機會。對于實驗室的設備，由于虛擬技術的積極介入，既滿足了降低投入的需要，也實現了對潛力的發揮，減輕了工作人員的工作強度，有效緩解了設備欠缺的問題，有利于教學的開展，為學生營造更加自由和自主的學習環境，突破各方面的不利因素的限制，更加有利于調動學生的學習熱情和積極性，以更加主動的態度投入學習。虛擬技術為計算機教學提供了更加真實的環境，有助于教學實踐的推動。

3在計算機教學中對虛擬化應用的有效設計

為了更大限度地發揮虛擬技術在計算機教學中的應用，要對高職院校計算機教學的目標進行明確，需要相關的教學者全面、綜合、深入地了解虛擬技術以及在系統中的應用，比較常見的是VmwareWorkstation和Xen等虛擬技術，主要針對當前教學中多機器、多系統共同使用，對多種試驗背景進行改善。在具體的設計中，需要關注兩方面的問題，首先是對于操作中運用的試驗環境和背景，要利用VmwareWorkstation來進行設置和確定；其次，對于結構的創建，借助虛擬機來完成，最終實現架構的在虛擬機上的有效安置。

4結束語

篇9

【關鍵詞】虛擬現實電子商務網絡

1引言

虛擬現實(VirtualReality)是通過多媒體技術與仿真技術相結合，生成逼真的視、聽、觸覺一體化的虛擬環境，用戶以自然的方式對虛擬環境中的對象進行體驗和交互。然而當前的電子商務大多是基于Web的，要在其中普及由視覺頭盔和數字手套等設備構成的力反饋式交互虛擬現0實是極其困難的(一是技術原因，二是資金原因)。但是以鍵盤、鼠標和顯示器等常規輸入輸出設備在客戶機瀏覽器中構成交互環境的網絡虛擬現實技術卻日趨成熟和完善，這些以Web3D技術為基礎的網絡虛擬現實技術同樣以模擬自然、體驗逼真和交互極強為目標，在相當程度上高效、經濟地實現了虛擬現實系統的目標。

由于網絡虛擬現實技術的出現，不僅促進了虛擬現實技術的普及應用，而且也給電子商務帶來了新的應用空間，有效地提高了電子商務的質量。因此，充分認識虛擬現實技術在電子商務中的重要性、研究網絡虛擬現實技術的特點及其應用規律，從而進一步促進電子商務的發展，已成為當前電子商務中的一個重要課題。

2虛擬現實在電子商務中的作用

2.1虛擬現實技術的特點。

臨場感:用戶感覺到沉浸于在瀏覽器中所呈現的虛擬環境中。

多感知性:用戶能以視覺、聽覺等多種形式感知信息。

交互性:用戶能以接近自然的習慣，用常規的輸入、輸出設備對虛擬環境中的物體或場景進行操作和得到反饋。

真實性:虛擬環境中的物體運動接近符合物理定律。

高效率:虛擬環境中三維空間的建立和顯示不過分依賴客戶機的硬件性能并可實時渲染，所需傳輸的數據量小且可流式傳輸。

2.2虛擬現實在電子商務中的作用。由于網絡虛擬現實技術的上述特點，它在電子商務中正起著獨特的作用:

真實感強:縮小網上購物與真實購物環境間的差別，是一個接近現實場景的虛擬智能購物商城。

激發購買熱情:網上產品展示的目的不僅僅是展示產品，而更重要的是通過讓客戶更多地了解產品而提高產品的購買率。通過網絡虛擬現實技術可將用戶在購買過程中產生的假設進行虛擬，呈現相應的結果或效果。這樣有利于激發用戶的購買熱情。

拓展電子商務的內涵:INTERNET作為有效的商業信息的交通通道被廣為接受，網絡虛擬現實技術的應用使電子商務的內涵被大大地拓寬和延伸了。

3網絡虛擬現實技術

目前網絡虛擬現實技術大多是基于Web3D[1][2][3]技術的，而Web3D技術主要由實時3D建模和動態顯示兩部分組成。通常實時3D建模和動態顯示分為兩種類型，一種是基于幾何模型，另一種是基于圖像。這兩種技術方案各有其特點，前者可方便地建立以任意角度進行觀察的3D空間，但計算量大，因而對硬件要求較高，對復雜模型的建模過程較為困難;后者采用圖像鑲嵌方式實現實時建模，開發成本低，計算量小且效果逼真，但數據量較大。

各種網絡虛擬現實技術為了能在網絡這一特殊環境下不斷發展，都不僅具有鮮明的技術特點，而且也都盡量揚長避短，形成了各自的技術風格，這也為我們在電子商務中針對不同展示內容選用最為合適的網絡虛擬現實技術打下了良好的基礎。有鑒于此，研究和對比分析各種主流網絡虛擬現實技術是十分必要的。

3.1VRML(VirtualRealityModelingLanguage——虛擬現實建模語言)[4]是專門用于在網上建立虛擬現實的設計語言，它采用基于幾何模型的實時建模和動態顯示方法。VRML可以用于建立真實世界的場景模型，也可建立虛構的三維空間。VRML提供了所謂的6+1度瀏覽，即沿三軸方向移動場景和旋轉場景，同時還可以建立與其他3D空間的超鏈接。

VRML文件是文本文件，它可以用文本編輯器編寫生成，其文件擴展名是.wrl。由于VRML語言語法規則較為復雜和嚴格，靠人工編寫VRML文件工作量極大，因此一些三維建模工具(如3DSMAX)以可視化方式建立3D空間并自動生成VRML文件，提高了開發效率，但這樣生成的VRML文件數據量比人工編寫的文件大得多。

VRML適用于構造虛擬三維環境，而對于表達現實世界的真實場景和物體則略感不足。

3.2QuickTimeVR。QuickTime是Apple公司開發的數字圖像影視技術規范，它包含多種媒體數據的壓縮/解壓縮技術。QuickTimeVR是其中一種新的媒體數據格式。它包含了對象影視(ObjectMovie)、全景影視(PanoramicMovie)和多節點影像(Multi-NodeScene)等幾種形式，其文件擴展名是.mov。

由于過去QuickTime是Mac系列機上的數字視頻規范，因而制作QuickTimeVR的開發工具大多在Mac機上運行，缺少PC機Windows上的開發工具，而現在已出現了許多Windows上的QuickTimeVR的專業開發工具，如VRToolBox等，使得開發用于電子商務的QuickTimeVR影視更為便捷和高效。

3.3Cult3D是Cycore公司基于Java開發的網絡虛擬現實技術，它具有獨特的渲染方式，可動態顯示極高質量的圖像且不依賴3D加速卡等硬件，所產生的文件(.co)數據量小且可保留建模工具中所建立的貼圖，并可以在3D物體上設計各種交互和添加聲音，特別適合于在網絡上表達3D對象。

Cult3D技術本身并無創建3D模型的能力，它依靠專門的3D建模工具軟件來建立3D模型，并通過安裝在這些軟件中的插件導出所需的3D模型。支持這一功能的3D建模軟件有3DSMAX和Maya。在Cult3D的交互功能設計軟件Cult3DDesigner中為3D對象設計動作和交互并輸出用于網絡的壓縮文件。

Cult3D技術的弱點是不易表達360°的全景虛擬環境。3.4Viewpoint是Viewpoint公司的網絡虛擬現實技術，其正式名稱是VET(ViewpointExperienceTechnology)，它的前身是著名的MetaStream技術。由于Viewpoint開發的虛擬現實文件數據量小、可流式下載、動態顯示圖像質量好以及可實時交互控制改變紋理貼圖，因此被廣泛用于在網上表達3D對象。Viewpoint技術可以根據網絡條件狀況自動調整顯示3D對象的細節和播放幀率，因此它對網絡帶寬適應能力較強。

通常開發Viewpoint的虛擬現實文件是從3DSMAX中導出ASE文件，在Viewpoint的核心應用程序ViewpointSceneBuilder中導入ASE文件，并對相應3D場景的有關元素(如:材質、動畫、交互動作和場景定義信息)進行編輯和設計，最終輸出可在瀏覽器中播放的Viewpoint數據文件(.mts和.mtx)。

3.5Flash是Macromedia公司開發的矢量動畫技術。Flas采用網上流式播放技術，在安裝了Flash播放器的瀏覽器中可以流暢地播放Flas。在Flash中制作動畫時，不僅可在開發環境中繪制矢量對象，而且還可以導入外部矢量圖形文件、位圖圖像文件、多種格式的聲音文件甚至還可編輯視頻文件。Flash現在被廣泛用于開發網絡交互矢量動畫，然而用它也可進行網絡虛擬現實的開發。

用Flash開發虛擬現實數據文件，主要是采用其腳本語言ActionScript控制交互，進而控制通過導入序列圖像或已拼接的360°全景圖像而形成的3D對象或全景虛擬環境。由于用ActionScript進行虛擬現實交互控制的靈活性較大，因此所開發的虛擬現實數據文件也具有較強的個性，同時因為Flash并非專門用于開發虛擬現實的，所以開發時的步驟較為復雜些。

4虛擬現實在電子商務應用的實例分析

4.1電子商務模型的建立。網絡虛擬場景的建立和圖形工作站中的場景的建立有著很大的區別，它首先強調的是模型的簡單化，這是由虛擬現實的實時性要求決定的。在響應速度和場景的真實性發生沖突時，應犧牲一定的真實性，只要能在視覺上達到基本真實即可。因此，常用一些簡單的框架來代替復雜模型，但為了保證一定的真實性，可采用貼圖的方式來彌補視覺上的不足。貼圖有以下兩種制作方法:一種是使用繪畫軟件進行手工繪制、另一種是對建筑物的各個觀察面進行拍照，然后用掃描儀掃描成相關貼圖材質。第一種方法的顏色可限定在256色內，其壓縮的比例較大，貼圖文件較小，生成的場景文件也較小，適合網上傳遞和實時性的要求。后一種方法視覺效果好，但文件的壓縮比例較小，貼圖文件較大，生成的場景大，在網上傳遞和實時性方面不如前一種方法好。無論用哪一種方法都需考慮貼圖的分辨率和尺寸，為了便于下載和渲染，在質量和大小允許的情況下，一幅貼圖限為320×240(或240×320)像素、分辨率為72dpi，用JPEG壓縮(采用最高壓縮比)后約為20K字節。

根據以上所述的貼圖制作方法，虛擬場景中的對象模型可分為以下幾類:①由簡單幾何體組成的簡單模型:該類模型常用作遠處物品的替身，在LOD方法中采用;②賦予手繪貼圖的模型;③賦予照片材質的模型;④賦予手繪和照片混合材質的模型;⑤具有全部細節的精致模型。

4.2電子商務交互查詢功能的建立。為電子商務模型加入交互和查詢功能可采用兩種方法:通過編程加入相應的交互和查詢功能，利用VRML的輔助工具來完成交互和查詢功能的加入[5]。后一種方法比較適合普通的用戶。

Kinetix制作了特殊的VRML輸出嵌入程序，可以輸出場景，包括幾何、材質、動畫制作等，嵌入程序也可制作特殊的VRML輔助工具來規定場景的交互元素。運行VRML嵌入程序VRMLOUT.EXE即可安裝VRML嵌入程序。

通過VRML嵌入程序，可設置以下輔助工具:

Anchor:可將某一實體作為熱點，當被點擊時取出網上所指定的文件。若為VRML場景文件，則該場景被下載顯示。若為其他類型文件，由瀏覽器決定如何處理;

TouchSensor:對從指定設備的輸入產生相應的事件，這些事件表示用戶是否指向特定幾何體，同時也表示用戶何時何處按下定位設備的按鈕;

ProxSensor:接近感知器，指定當用戶進入、離開或在立方體的區域內移動時產生的事件;

TimeSensor:在時間變化是發出事件，可用來控制動畫，也可用于某一時刻進行某項活動，或于某一時間間隔中產生事件;

NavInfo:描述有關觀察者和觀察模式的物理特性;

Background:設定場景的背景;

Fog:設置霧化的效果;

Sound:設定聲音片段的有效范圍，以產生隨距離改變的音響效果;

Billboard:是某一對象隨用戶一起旋轉，以使之始終面向用戶;

LOD:允許瀏覽器在物體表示的不同層次細節間自動切換;

Inline:可在文件中引入外部文件的場景，避免重復制作。

通過以上輔助工具，就可制作出電子商務場景及其交互和查詢功能。

4.3多分辨率漸進傳輸。服務器接收了用戶端的請求后，通過網絡把三維幾何數據傳送到瀏覽器進行顯示，最理想的方式是漸進式傳輸[7][8]，這樣客戶端在下載完最簡單的一級模型數據后就可以進行顯示與交互，而不用整個模型傳輸完畢。漸進式幾何傳輸要求模型具有多分辨率表示形式，這對網絡的傳輸和客戶端的繪制都有很多好處。

本文將3D場景數據組織成一個統一的數據結構，實現遞進的傳輸不同類型的模型表示。本文利用分布式虛擬環境中通用的遞推算法(DR)來預測視點的運動算法[6]來預測用戶的位置，該方法簡單而通用，并且能有效的減少網絡上的數據流量，結合Benefit累積和方法，實現了有限的網絡帶寬下的優化3D場景傳輸的一個有效的策略。考慮到網絡的不穩定性和網絡的傳輸質量，作者采用了自適應流控技術，以保證不同質量的網絡連接下不同場景繪制質量的仿真的順利進行。另外本文考慮了傳輸動態物體和不同表示形態的靜態物體到多個用戶的問題。本文的內容集中在3D數據組織管理和優先傳輸排序策略以及3D圖形傳輸協議上，目的在于實現服務器和客戶端之間高效的3D場景傳輸。

4總結

本文介紹了虛擬現實技術在電子商務領域的應用。相關技術包括虛擬場景的構造、系統結構、網格數據的傳輸以及客戶端的交互查詢方式。與傳統的電子商務系統相比，本系統具有更好的沉浸感和交互性，雖然目前離理想的虛擬現實境界仍有較大差距，但交互性強、觸發事件種類多、動態渲染及顯示質量高、可任意鏈接URL或其他3D空間、適宜網上應用、虛擬現實數據文件共享性強以及開發效率高等技術特征，現已成為網絡虛擬現實技術發展的趨勢。隨著網絡虛擬現實技術的不斷發展，將為系統的開發提供更大的空間和更完善的功能。:

參考文獻

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puterGraphics

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篇10

關鍵詞：沉浸式傳播;虛擬現實藝術;設計策略;分析

引言

沉浸式傳播是該技術表現出的基本特征，該技術的藝術設計主要是指設計人員進行相應的技術作品創造，為體驗者塑造全新的世界。其不僅是指對真實環境的改變，其也涉及到虛擬世界中的歷史、法則、物種甚至時間的重新規劃與改變。但要實現這一點，脫離不開媒介的輸入與輸出的支持，相關媒介正是實現虛擬與現實世界連接的重要橋梁。而根據體驗者在虛擬世界中的沉浸程度的區別，其對于相關媒介的認知程度也會出現差異，即當體驗者的沉浸程度較高，則會出現忽略媒介存在的情況發生。

一、虛擬現實技術中的沉浸內容

（一）生理沉浸

體驗者在虛擬現實技術下完成的影片觀看過程中，雖然心理上了解該影片的內容并不真實，但是依舊在生理條件下做出驚慌、害怕甚至閃躲的狀態。該技術主要是實現了對真實空間的高強度壓縮，讓體驗者從真實的環境中走向虛擬環境中的感受。而隨著技術應用媒介的逐漸升級，體驗者的沉浸感受也被不斷強化，例如現代電影中的2D、3D、4D等不同的分類就是指觀影沉浸感的不同，而這類沉浸感受被統稱為生理沉浸。生理沉浸主要是指運用虛擬現實技術就體驗者的感官能力進行擴大與延伸，并隨著程度加深而實現媒介忽略，盡可能地降低對真實世界的感受。

（二）心理沉浸

心理沉浸較之生理沉浸更早地實現了發展，其主要是指在不具備高效率媒介的情況下，通過優秀的故事作為載體來應當體驗者進行故事想象，從而實現體驗者的沉浸感受，例如戲劇作品的演繹等。心理沉浸的實現屬于體驗者在認知層面上的沉浸。要實現高水平的心理沉浸，一定不能脫離優秀的內容作為支撐。但是運用媒介來強化生理沉浸也能實現體驗者心理沉浸狀態的提升。但是，虛擬現實技術本身是不能直接就體驗者的心理沉浸進行塑造的，其主要是承擔了實現媒介的作用，是心理沉浸實現的重要輔助手段。總體而言，虛擬現實技術中的沉浸內容主要可通過進行表現。

二、該技術的生理沉浸式傳播技術的應用分析

（一）靜止狀態下的輸出技術應用

該技術在視覺效果方面的表達時，主要是通過進行分別兩臺攝影機的架設來實現。其主要是模擬人眼的左右視覺進行相應的畫面拍攝，最后將相關的畫面賦予人眼，以此來實現在視覺感知方面保證體驗者的沉浸實現。例如HTCVive頭盔就是在該技術下實現的。而該技術在聽覺塑造方面，主要是對人耳聽聲進行模擬，即人耳主要是通過聲音到達的時間差異來進行聲音的方位以及聲音的距離判斷。而該技術設計中主要是控制聲音在左右耳機中的發出時間差來進行模仿，保證體驗者在獲取聲音時保證聲音的三維特征體現，當前的部門電子游戲已經實現了該技術的運用。正是通過對視覺與聽覺的模擬實現，體驗者能在這過程中實現生理沉浸，但這并不是該技術的全部應用表現，其還包含了在該技術支持下實現的觸覺模擬。這主要通過具有數據輸出能力的手套或者服裝等來實現，Skinterface設備就是通過對體驗者的觸感能力進行模擬而實現的對虛擬世界中物體的觸感感受。該技術的應用對于提高體驗者的生理沉浸感受意義重大，但該技術在當前依舊處于研發階段。此外，設計工作者也可通過加入滿足視覺心理的相關刺激物信息來實現生理沉浸。即設計者在進行虛擬環境塑造時，至少應當創設一個滿足體驗者心理需求的刺激物，同時用該刺激物信息作為視覺信息平臺建立的核心，實現體驗過程中對體驗者注意力的吸引，也有利于設計者的思想與信息在視覺交的前提下向用戶進行傳遞。

（二）運動狀態下的輸出技術應用

運動狀態下的輸出技術應用主要是指體驗者在運動狀態下實現對虛擬世界的感知，但是其與靜止狀態下的感知存在差異，其建立在由生活經驗而形成的心理預期基礎上。該技術的應用在當前已經實現了較大突破，例如HTCVive頭盔在應用中就能有效地實現現實與虛擬世界的行走同步，并完全滿足了心理預期層面上的身高與步長。這樣能有效地使體驗者在運動狀態之中實現最大程度地沉浸體驗，其也實現了空間約束的有效突破。而針對運動狀態中的身體交互等復雜運動，該技術的應用主要是通過抽象按鈕的觸發來實現的。例如在該技術支持下實現的格斗游戲就是通過按鍵的方式來模擬相關的角色運動，而這過程中勢必會存在與現實操作的差異，當前的技術優化發展就應當致力于將這種差異情況進行縮小。

三、實現該技術的藝術設計水平優化的相關策略

（一）注重虛擬視點設計的合理性

在現實世界中，視點即人眼的位置，而在虛擬世界中，視點則主要是指體驗者的觀察點，即為虛擬視點。例如，在就Unity游戲進行制作時，設計者在虛擬場景中會進行攝像機的安放，而這個攝像機就是主要的觀察點，而該攝像機主要承擔著將虛擬場景向體驗者進行傳遞的作用。而由于體驗者本身具有的生活體驗會根據其所處的位置以及姿勢來進行視點的判斷，只有將虛擬視點與體驗者的經驗視點進行重合，才能進一步提高真實感。但是在虛擬技術應用時，設計者也可根據實際需求與想法進行全新的視點創造，比如模擬動物、昆蟲的視點進行視點設計，而這些獨特視點的創造能進一步吸引體驗者的參與。體驗者在利用相關的虛擬設備進行體驗時能獲得最大程度的視覺沉浸，但要想獲得預期視覺信號的接受就離不開真實環境中的體驗者的位置與姿勢。例如，體驗者在真實環境中的姿勢為垂直站立，則體驗者的預期視覺為眼睛到地面的距離為自己的身高。所以，設計者如果不能就虛擬視點進行合理的設計，導致視覺信號不能與體驗者的預期視覺相匹配，則其將造成體驗者的實際沉浸感受受到影響。例如，設計者在模擬昆蟲視點進行設計時，應當從昆蟲接近地面的視點進行考慮，這就造成與體驗者的真實感受存在的矛盾，這就需要設計者在虛擬體驗的過程中能夠使體驗者的身體穿透虛擬世界的地面。同時，為保證體驗者的真實感進一步提升，設計者還應當根據不同的視點特征進行專門化的體驗者動作或體驗平臺的設計，讓體驗者從生理感受的角度對相關視點進行接收。例如當體驗者以魚的視覺進行體驗時，可將體驗平臺設計為符合人體曲線的平圖2臺，讓體驗者以伏地的姿態參與到視覺體驗之中。以（圖2）為錯誤的虛擬視點的設計。

（二）加強身體慣性與運動的匹配設計

身體的慣性主要是由人體的前庭系統與視覺系統的刺激來共同完成的，其都會通過各自系統進行運動狀態辨別，并將相應的運動狀態信息傳遞到大腦。當兩者信息一致時，人體則會出現正常的運動體驗。但是當兩種信息存在差別，則會導致人體出現眩暈感，常見的暈車現象就是這兩種信息體現的矛盾。而虛擬與現實世界中的運動狀態不一致主要是指現實運動而虛擬靜止或者現實靜止而虛擬運動，在當前的藝術設計中大多數都會存在第二種情況的問題。但是在現實世界中進行相應的動力設備的搭建就可避免這種矛盾的出現，實現身體慣性與虛擬運動的相互匹配。例如，Mmone虛擬現實座椅就在設計中實現了身體慣性與運動的匹配。當體驗者參與到游戲中時，座椅能根據虛擬世界中的運動狀態進行自動的調整與運動，根據體驗者的視覺系統進行相匹配的身體慣性提供，在避免暈眩狀態的同時提高體驗者的真實感受。

（三）保證虛擬與現實世界中的動作一致

在當前，虛擬與現實世界的動作并不能很好地實現統一，這主要是由于輸入與輸出媒介的實際工作效率存在差異，導致體驗者的動作節奏難以實現匹配。而傳統的觸屏、鼠標等輸入媒介的運用就能為實現運動節奏匹配提供幫助。設計者應當盡可能地保證運動狀態的一致性，例如在進行虛擬的射擊游戲設計時，體驗者在真實的環境中進行扳機扣動應當同時更新到虛擬角色的動作中，這就是從實現虛擬與現實世界中的設備控件一致的方式實現的。而在當前的許多游戲主機設置中也都很好地實現了體驗者與虛擬角色的良好交互，例如，Wii主機中存在的手柄具有較高的空間位置感知能力，在利用該主機完成高爾夫游戲時能通過動作與角色進行高度統一的運動。其主要是通過短暫精確的手柄振動來進行動作傳遞的，實現體驗者與虛擬角色運動之間的高度統一。

結語

虛擬現實技術在當前已經實現了較大的發展突破，其所表達的沉浸式傳播的特征主要表現在生理沉浸方面，該沉浸傳播的功能實現，脫離不開準確的動作捕捉的輸入以及人體感官技術的支撐。要實現該技術的藝術設計工作的突破，相關設計工作者應當就該技術中涉及的沉浸式方式進行分析，并加強對該技術的生理沉浸技術的研究，此外還要在這基礎上積極實現藝術設計水平提升。只有這樣，才能促進我國虛擬現實技術應用水平的發展。

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