導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇虛擬仿真解決方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

除了在傳統(tǒng)的汽車、航天航空、船舶和重工業(yè)行業(yè)外，虛擬產(chǎn)品開發(fā)在生物醫(yī)學(xué)、土木工程、國(guó)防、通用機(jī)械等領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用，MSC.Software公司全球市場(chǎng)高級(jí)副總裁Ted表示。

“企業(yè)加快應(yīng)用的一個(gè)重要原因，就是CAE技術(shù)和解決方案的日漸成熟?！盡SC.Software亞太區(qū)副總裁兼總經(jīng)理David解釋道，“虛擬產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用已經(jīng)有幾十年歷史了，現(xiàn)在已經(jīng)能夠通過(guò)多學(xué)科的技術(shù)更精確地模擬真實(shí)世界的產(chǎn)品的物理性能。另一方面，這些多學(xué)科求解技術(shù)平臺(tái)大多也提供了開放的架構(gòu)，能夠集成第三方的技術(shù)，形成更全面的解決方案?！?/p>

中國(guó)是虛擬產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用最快速的市場(chǎng)之一。當(dāng)前在中國(guó)，虛擬產(chǎn)品開發(fā)正逐漸從部件級(jí)開發(fā)升級(jí)到系統(tǒng)級(jí)開發(fā)。Ted在比較中國(guó)同歐美的應(yīng)用現(xiàn)狀時(shí)說(shuō): “從工業(yè)需求角度來(lái)看，歐美和亞太的市場(chǎng)并沒有不同，只是虛擬產(chǎn)品開發(fā)在歐美應(yīng)用了幾十年，在中國(guó)并沒有那么長(zhǎng)的時(shí)間，所以成熟度不同。亞太和歐美市場(chǎng)在應(yīng)用技術(shù)方面的確存在一些差距，5年以前，應(yīng)用差距還比較顯著，但是最近差距正在縮小?！敝袊?guó)船級(jí)社社長(zhǎng)徐立說(shuō): “中國(guó)造船業(yè)最近幾年很快躋身世界前列，同大量使用虛擬仿真技術(shù)是分不開的?！?/p>

虛擬仿真應(yīng)用中另一個(gè)非常重要的內(nèi)容就是知識(shí)積累，也就是知識(shí)庫(kù)。據(jù)Ted介紹，現(xiàn)在提供給用戶的解決方案更靈活、更實(shí)用，一種是以模板化的方式來(lái)方便客戶應(yīng)用，將大量經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的知識(shí)和專業(yè)經(jīng)驗(yàn)集成在模板里，而且用戶可以根據(jù)自己的知識(shí)積累豐富自己的模板; 另一種是提供企業(yè)級(jí)的平臺(tái)解決方案，即虛擬仿真的管理平臺(tái)，可以管理所有虛擬仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、信息和結(jié)果，也可以對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行追蹤。因?yàn)樵谔摂M仿真產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)完成后，可能會(huì)產(chǎn)生大量的仿真數(shù)據(jù)，有的數(shù)據(jù)如果沒有管理平臺(tái)就是零散的、沒有相互關(guān)系的，管理平臺(tái)可以使仿真數(shù)據(jù)在求解時(shí)產(chǎn)生的結(jié)果得到關(guān)聯(lián)和保護(hù)，為以后的應(yīng)用提供知識(shí)保障。

篇2

“在達(dá)索看來(lái)，當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)已步入體驗(yàn)時(shí)代，企業(yè)為消費(fèi)者提供的不再僅僅是產(chǎn)品，而是要?jiǎng)?chuàng)造獨(dú)一無(wú)二的產(chǎn)品體驗(yàn)，因此為用戶提供絕佳的3D體驗(yàn)是達(dá)索系統(tǒng)的終極價(jià)值?！?達(dá)索系統(tǒng)大中華區(qū)總經(jīng)理王皓峰在2014達(dá)索系統(tǒng)大中華區(qū)多品牌用戶大會(huì)上說(shuō)。

據(jù)介紹，3D體驗(yàn)平臺(tái)的核心是由CATIA、ENOVIA、DELMIA、SIMULIA四個(gè)品牌組成。CATIA整合了全套產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程，從初期的需求到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠讓用戶以可視化的方式、逼真地體驗(yàn)產(chǎn)品開發(fā)的全過(guò)程。本次大會(huì)上，CATIA向現(xiàn)場(chǎng)用戶展示了CATIA“云端”技術(shù)如何幫助中小企業(yè)用戶突破復(fù)雜IT技術(shù)限制、快速部署復(fù)雜的解決方案，實(shí)現(xiàn)支持移動(dòng)、快捷的3D設(shè)計(jì)。達(dá)索系統(tǒng)CATIA 首席執(zhí)行官Philippe Laufer說(shuō)：“現(xiàn)在用戶對(duì)3D產(chǎn)品的要求是簡(jiǎn)單易用，CATIA的目標(biāo)就是在3D體驗(yàn)平臺(tái)上如同桌面上的應(yīng)用一樣簡(jiǎn)單明了?！?/p>

而隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，基于社交協(xié)作的創(chuàng)新潛力很大?；诖?，ENOVIA將產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)集群、企業(yè)的合作伙伴、供應(yīng)鏈連接到在線社區(qū)，來(lái)進(jìn)行全球產(chǎn)品信息的共享和協(xié)作?！昂芏嗄昵癊NOVIA是基于文件來(lái)進(jìn)行管理，現(xiàn)在基于3D體驗(yàn)平臺(tái)的ENOVIA已經(jīng)從文件管理方式變成數(shù)據(jù)管理方式，這樣的目的正是聚焦于自動(dòng)化管理，來(lái)提升客戶工作和研發(fā)效率?！斑_(dá)索系統(tǒng)ENOVIA 首席執(zhí)行官Andy Kalambi說(shuō)。

現(xiàn)實(shí)仿真分析是產(chǎn)品從虛擬設(shè)計(jì)走向?qū)嶓w生產(chǎn)的關(guān)鍵一步。SIMULIA是具有可擴(kuò)展性的現(xiàn)實(shí)仿真解決方案， 它能加速設(shè)計(jì)師和工程師在逼真虛擬的環(huán)境中通過(guò)物理學(xué)、力學(xué)等學(xué)科知識(shí)來(lái)探索和完善實(shí)體產(chǎn)品。通過(guò)不斷地仿真驗(yàn)證、發(fā)現(xiàn)并預(yù)測(cè)產(chǎn)品未來(lái)所有可能存在的風(fēng)險(xiǎn)或隱患，并通過(guò)反復(fù)修正設(shè)計(jì)將風(fēng)險(xiǎn)降至最低。尤其是對(duì)地震、礦難、核泄漏等重大災(zāi)害的模擬仿真，可最大化地降低人員和財(cái)產(chǎn)損失。

篇3

目前，NVIDIA GRID 技術(shù)已經(jīng)得到了 OEM 廠商和獨(dú)立軟件供應(yīng)商的廣泛支持，包括戴爾、惠普、聯(lián)想、麗臺(tái)和微軟等多家廠商，比如這些廠商的典型的圖形工作站產(chǎn)品中。

惠普Z(yǔ)820 圖形工作站，定位于高端計(jì)算和可視化工作，擁有雙路CPU 及兩塊NVIDIA Quadro K6000 顯卡，可以輕松完成要求最為苛刻的圖形設(shè)計(jì)和計(jì)算項(xiàng)目，且非常易于維護(hù)。

戴爾Precision Tower 7910 圖形工作站，提供終極性能和可擴(kuò)展性，雙路CPU、DDR4 內(nèi)存及NVIDIA 頂級(jí)Quadro 顯卡的配置讓用戶不間斷地進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真分析工作。

聯(lián)想ThinkStation P700 緊湊型雙路工作站，為關(guān)鍵任務(wù)而設(shè)計(jì)，配備最新的英特爾至強(qiáng)多核處理器及多塊頂級(jí)NVIDIA 專業(yè)顯卡，整體性能比上一代產(chǎn)品提升了93%。

篇4

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；虛擬仿真；網(wǎng)絡(luò)工程；多元協(xié)同；虛實(shí)互動(dòng)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要載體，需要有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)作為支撐。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)采用實(shí)體形式，以物理空間中的實(shí)體設(shè)備、器件和材料為實(shí)驗(yàn)對(duì)象或載體，具有真實(shí)、直觀、直接的優(yōu)點(diǎn)，但存在更新運(yùn)維成本高、規(guī)模與復(fù)雜度受限、可擴(kuò)展性差、開放共享難等不足。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合運(yùn)用信息與通信技術(shù)，在信息空間中構(gòu)建高度仿真的實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)對(duì)象，提供類似于實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的體驗(yàn)與效果，具有近似、抽象和間接的特點(diǎn)，并在可視性、交互性、安全性、可擴(kuò)展性與可共享性等方面具備優(yōu)勢(shì)，是對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有益補(bǔ)充與完善。

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題

作為專業(yè)人才培養(yǎng)的重要教學(xué)保障和優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享的主要載體，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)不能簡(jiǎn)單停留在對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的信息化再現(xiàn)或資源堆砌，必須思考并解決以下六方面的關(guān)鍵問(wèn)題。

第一，建設(shè)理念。涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的基本指導(dǎo)思想、建設(shè)目標(biāo)、服務(wù)面向，以及在專業(yè)人才培養(yǎng)中所應(yīng)承擔(dān)的角色或發(fā)揮的作用。

第二，建設(shè)內(nèi)涵。與指導(dǎo)思想、建設(shè)目標(biāo)與服務(wù)面向相適應(yīng)，涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的教育教學(xué)品質(zhì)與特色，例如是以基礎(chǔ)研究與教學(xué)為特色，還是以工程研發(fā)或工程應(yīng)用教學(xué)為特色。

第三，建設(shè)主線。涉及虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的核心線索或體系，需要系統(tǒng)而有效地組織有關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以滿足中心的服務(wù)功能與特色。

第四，建設(shè)方法與途徑。通過(guò)什么樣的方法與途徑實(shí)施虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)，是院校單獨(dú)建設(shè)，還是校內(nèi)外協(xié)同；是自主開發(fā)，還是購(gòu)買服務(wù)，抑或是多方面結(jié)合。

第五，使用模式。如何將虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心資源運(yùn)用于課內(nèi)外教學(xué)，其與實(shí)體實(shí)驗(yàn)之間是什么關(guān)系，如何發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)與長(zhǎng)處，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效。

第六，開放共享機(jī)制。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心如何實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的開放共享，包括服務(wù)的對(duì)象與范圍、策略與機(jī)制以及服務(wù)能力等。

二、面向工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)思路

作為地方本科院校，溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)以培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才為目標(biāo)。為此，針對(duì)前述六大關(guān)鍵問(wèn)題，我們提出了“學(xué)生發(fā)展為中心、工程應(yīng)用為特色、能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、多元協(xié)同為抓手、虛實(shí)互動(dòng)增成效、開放共享促輻射”的基本建設(shè)思路。

（1）學(xué)生發(fā)展為中心，解決建設(shè)理念問(wèn)題。服務(wù)于網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，作為該專業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的重要組成部分，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心立足學(xué)生創(chuàng)新精神、綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力的協(xié)調(diào)發(fā)展，支撐問(wèn)題分析、問(wèn)題研究、解決方案設(shè)計(jì)以及現(xiàn)代工具使用等相關(guān)畢業(yè)要求與培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)成，并促進(jìn)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)與個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（2）工程用為特色，解決建設(shè)內(nèi)涵問(wèn)題。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)內(nèi)涵與品質(zhì)必須和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)工程應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)與特色相契合，并著重在三個(gè)層面上予以把握：一是教學(xué)內(nèi)容有效覆蓋網(wǎng)絡(luò)工程生命周期的主要應(yīng)用環(huán)節(jié)，包括規(guī)劃與設(shè)計(jì)、部署與開發(fā)、運(yùn)行與維護(hù)等；二是實(shí)驗(yàn)平全支持當(dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商及其產(chǎn)品，與業(yè)界主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其應(yīng)用無(wú)縫對(duì)接；三是綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目都來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)際問(wèn)題或相關(guān)項(xiàng)目案例。

（3）能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，解決建設(shè)主線問(wèn)題。改變傳統(tǒng)的以課程為核心的教學(xué)組織框架，體現(xiàn)以能力為導(dǎo)向，圍繞工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力與工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)，針對(duì)遞進(jìn)性的分級(jí)能力培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源在實(shí)現(xiàn)技術(shù)、方式和手段等方面進(jìn)行系統(tǒng)而精細(xì)地設(shè)計(jì)與開發(fā)。

（4）多元協(xié)同為抓手，解決建設(shè)方法與途徑問(wèn)題。為了落實(shí)能力培養(yǎng)核心與工程應(yīng)用特色，依托高校與企業(yè)、教學(xué)與科研、教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐的多元協(xié)同，建立由教師、研究人員與工程師組成的專業(yè)化團(tuán)隊(duì)，融合虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的教育、科技與工程優(yōu)質(zhì)資源，深度協(xié)作致力于虛擬仿真中心的開發(fā)與建設(shè)。

（5）虛實(shí)互動(dòng)增成效，解決使用模式問(wèn)題。充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)各自的優(yōu)勢(shì)，改革單純基于實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的傳統(tǒng)模式，結(jié)合分級(jí)能力培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建與實(shí)施虛擬實(shí)體高度互補(bǔ)、線上線下有機(jī)互動(dòng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，貫穿課內(nèi)課外的各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，全面提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

（6）開放共享促輻射，解決推廣機(jī)制問(wèn)題。建立管理服務(wù)與技術(shù)服務(wù)的“雙輪驅(qū)動(dòng)”機(jī)制，促進(jìn)虛擬仿真中心的開放共享。在管理服務(wù)方面，面向兄弟院校、業(yè)界企業(yè)的團(tuán)體與個(gè)人用戶提供“Lab as a Service”形態(tài)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)云計(jì)算服務(wù)，為兄弟院校提供以全面降低使用門檻在技術(shù)服務(wù)方面，利用先進(jìn)的虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供安全、穩(wěn)健、靈活的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)，充分保障虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的品質(zhì)。

三、網(wǎng)絡(luò)工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)實(shí)踐

依據(jù)上述基本建設(shè)思路，溫州大學(xué)網(wǎng)絡(luò)工程國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主要進(jìn)行了以下建設(shè)實(shí)踐。

1.能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

以“專業(yè)基本技能一綜合實(shí)踐能力一工程實(shí)踐能力一工程設(shè)計(jì)/創(chuàng)新能力”的遞進(jìn)式模型為主線，圍繞綜合分析和解決復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題的能力進(jìn)行了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系建設(shè)，如下表所示。

其中，專業(yè)基本技能培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以演示認(rèn)知型、分析驗(yàn)證型以及基礎(chǔ)操作型等形式為主，以對(duì)少量技能點(diǎn)的認(rèn)知或理解為教學(xué)目標(biāo)，以可視性、交互性表現(xiàn)突出的軟件仿真技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度低；綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以綜合訓(xùn)練型為主，以對(duì)數(shù)個(gè)領(lǐng)域的大量技能點(diǎn)的整體掌握為教學(xué)目標(biāo)，以仿真程度高的硬件虛擬技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度較高；工程實(shí)踐能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以工程演練型為主，以掌握真實(shí)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的部署與實(shí)施、測(cè)試與驗(yàn)證為主要教學(xué)目標(biāo)，以仿真程度高的硬件虛擬技術(shù)為主要實(shí)現(xiàn)途徑，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度高；工程設(shè)計(jì)/創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以創(chuàng)新設(shè)計(jì)型為主，以掌握真實(shí)網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與開發(fā)為主要教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合軟件仿真技術(shù)與硬件虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題復(fù)雜度最高。

2.工程應(yīng)用為特色的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目庫(kù)

在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目庫(kù)的建設(shè)中，主要通過(guò)以下三種途徑實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用內(nèi)涵與特色。

（1）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的技術(shù)與產(chǎn)品覆蓋面接軌當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)工程行業(yè)的熱點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域與主流產(chǎn)品。包括網(wǎng)絡(luò)互連、網(wǎng)絡(luò)安全、無(wú)線局域網(wǎng)、協(xié)作網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)、運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)等，支持對(duì)這些領(lǐng)域各主流廠商設(shè)備的軟件仿真或硬件虛擬。

（2）虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的能力點(diǎn)定位與設(shè)計(jì)源于網(wǎng)絡(luò)工程應(yīng)用的實(shí)際需要，根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)工程生命周期各階段對(duì)工程能力要求的分布，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)致的梳理與篩選。每門課程精選出若干能力點(diǎn)，并依據(jù)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、部署與開發(fā)、測(cè)試與驗(yàn)證、運(yùn)行與維護(hù)等不同階段內(nèi)能力點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)性，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的能力點(diǎn)組合方案。

（3）在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的組織與設(shè)計(jì)上，以能力點(diǎn)目標(biāo)組合方案為出發(fā)點(diǎn)，以網(wǎng)絡(luò)工程案例為背景素材，以實(shí)際需求和工程問(wèn)題為導(dǎo)向，進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，保障其真實(shí)性、時(shí)效性以及針對(duì)性。網(wǎng)絡(luò)工程案例主要來(lái)源于合作企業(yè)工程師參與或主持的工程項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)有豐富經(jīng)驗(yàn)的工程師根據(jù)分級(jí)能力目標(biāo)對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程問(wèn)題的分解、梳理與萃取。

當(dāng)前，虛擬仿真中心建成的306個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)于分級(jí)能力培養(yǎng)目標(biāo)的項(xiàng)目數(shù)量比例大致為4：4：1：1，其中直接來(lái)源于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)工程案例合計(jì)占總數(shù)的一半以上。

3.多元協(xié)同的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開發(fā)與建設(shè)方式

多元協(xié)同的開發(fā)與建設(shè)方式體現(xiàn)在三個(gè)方面，即高校與企業(yè)協(xié)同、教學(xué)與科研協(xié)同、教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐協(xié)同。

首先，通過(guò)與兩家業(yè)界領(lǐng)軍企業(yè)（思科系統(tǒng)與思博倫通信）的校企協(xié)同，在技術(shù)層面獲得了網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化的授權(quán)，解決了對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行高度虛擬和仿真的核心技術(shù)難題，同時(shí)獲得了工程師的加盟，增強(qiáng)了開發(fā)與建設(shè)隊(duì)伍的整體技術(shù)實(shí)力；在資源層面得到了企業(yè)一線工程師隊(duì)伍的寶貴經(jīng)驗(yàn)，解決了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目案例主要來(lái)源的關(guān)鍵問(wèn)題；在管理層面借鑒了企業(yè)在線實(shí)驗(yàn)室開放與管理模式，解決了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的安全性和穩(wěn)健性問(wèn)題。

其次，充分利用高校教師隊(duì)伍教學(xué)與科研并舉的優(yōu)勢(shì)，依托教學(xué)與科研協(xié)同實(shí)現(xiàn)了科研反哺虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)。一是通過(guò)學(xué)生課外科技與創(chuàng)新活動(dòng)等形式，將科研成果直接或間接轉(zhuǎn)化成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，此類項(xiàng)目占總數(shù)近14%；二是在虛擬仿真中心的開發(fā)與建設(shè)中，轉(zhuǎn)化了許多虛擬化與云計(jì)算領(lǐng)域的科研成果，到目前為止直接實(shí)施應(yīng)用的發(fā)明專利共有6項(xiàng)，主題涉及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量、虛擬機(jī)資源配置以及云計(jì)算調(diào)度等。

最后，依托教學(xué)研究與教學(xué)實(shí)踐的協(xié)同解決了虛擬仿真中心建設(shè)各個(gè)層面的多個(gè)關(guān)鍵理論問(wèn)題。例如，針對(duì)虛擬仿真中心硬件平臺(tái)的建設(shè)，先后依托兩項(xiàng)浙江省提升地方高校辦學(xué)水平專項(xiàng)資金項(xiàng)目開展了主題為“多租戶虛擬數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”的研究；針對(duì)虛擬仿真中心軟件平臺(tái)的建設(shè)，依托浙江省高校實(shí)驗(yàn)室工作研究重點(diǎn)項(xiàng)目開展了主題為“‘實(shí)驗(yàn)教學(xué)即服務(wù)’的云計(jì)算模式構(gòu)建”的研究；針對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，依托浙江省高等教育課堂教學(xué)改革項(xiàng)目開展了主題為“依托虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的混合式實(shí)踐教學(xué)模式探索”的課題研究；針對(duì)校企合作開發(fā)與建設(shè)虛擬仿真中心的機(jī)制，依托浙江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目開展了主題為“基于企業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的分布式工程實(shí)踐教育中心建設(shè)模式探索與實(shí)踐”的課題研究。

4.虛實(shí)互動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源使用模式

相對(duì)于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)工程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在以下方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到補(bǔ)足與增強(qiáng)作用。

首先，彌補(bǔ)了實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)在開放時(shí)間、地點(diǎn)和方式上的不足，實(shí)現(xiàn)在任意安裝有瀏覽器的終端設(shè)備上隨時(shí)隨地訪問(wèn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源以及實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行練習(xí)，為自主性學(xué)習(xí)和個(gè)性化提供充分的保障。

其次，克服實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)可見性與交互性差的弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作原理的交互式可視化呈現(xiàn)，促進(jìn)對(duì)基本技能點(diǎn)的J知、理解與掌握。

再次，克服實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)在拓?fù)湟?guī)模、網(wǎng)絡(luò)特性以及管理便捷性等方面的局限，以低成本構(gòu)建特性更豐富、結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)捷高效的連接與配置管理，提高綜合性實(shí)踐教學(xué)的品質(zhì)。

最后，克服實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)由于成本因素而明顯滯后于工程應(yīng)用發(fā)展水平的局限，支持跨廠商、多系列高端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持對(duì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接與配置的多視角可視化交互管理，用于在專業(yè)實(shí)習(xí)或畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中對(duì)實(shí)際復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目進(jìn)行快速概念驗(yàn)證。

為充分發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)在支撐實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)的不同維度上的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合能力分級(jí)目標(biāo)的特點(diǎn)，依據(jù)兩者之間的內(nèi)在邏輯關(guān)系，可以將實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的組合使用模式分為四種：虛輔實(shí)主、虛實(shí)并舉、虛主實(shí)輔以及純虛擬仿真。

（1）虛輔實(shí)主模式。利用上述第一與第二項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于專業(yè)基本技能培養(yǎng)階段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目是對(duì)實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的近似仿真，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于課前預(yù)習(xí)以及課后練習(xí)，而在課堂中使用實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相互印證。

（2）虛實(shí)并舉模式。利用上述第一與第三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)階段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要面向開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、專業(yè)技能競(jìng)賽等課外教育活動(dòng)，而實(shí)體實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向日常課堂。

（3）虛主實(shí)輔模式。利用上述第一與第三項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于工程實(shí)踐能力培養(yǎng)階段。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于前期耗時(shí)較長(zhǎng)、不依賴于實(shí)體設(shè)備的建模與部署環(huán)節(jié)，實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)用于后期耗時(shí)較短、依賴于實(shí)體設(shè)備的驗(yàn)證與測(cè)試環(huán)節(jié)。

（4）純虛擬仿真模式。利用上述第一與第四項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，適用于工程設(shè)計(jì)/創(chuàng)新能力培養(yǎng)階段。學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)學(xué)習(xí)階段后，用于大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)工程解決方案的概念驗(yàn)證，包括規(guī)劃與設(shè)計(jì)、建模與開發(fā)，用于新建網(wǎng)絡(luò)解決方案的展示、客戶網(wǎng)絡(luò)割接方案的預(yù)演以及客戶網(wǎng)絡(luò)故障排錯(cuò)方案的驗(yàn)證等。

當(dāng)前，虛擬仿真中心所有實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目覆蓋10門專業(yè)課程、5門綜合實(shí)踐課程、4大類課外教育活動(dòng)以及專業(yè)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)，時(shí)間跨度從大二下到大四。從整體人才培養(yǎng)過(guò)程來(lái)看，隨著專業(yè)教育階段的逐步深入，實(shí)踐能力培養(yǎng)目標(biāo)逐步提升，所涉及的工程問(wèn)題復(fù)雜度隨之提升，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)支持能力的要求越來(lái)越高。相應(yīng)地，所依托的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境也由以實(shí)體中心為主逐漸演變?yōu)樘搶?shí)結(jié)合，最終過(guò)渡到以虛擬仿真中心為主。

5.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放共享的實(shí)現(xiàn)與推廣

虛擬仿真中心對(duì)外開放共享提供虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)的內(nèi)涵包括管理服務(wù)與技術(shù)服務(wù)兩個(gè)方面。在管理服務(wù)方面，使用高級(jí)服務(wù)調(diào)度引擎將所有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源整合起來(lái)，以“實(shí)驗(yàn)教學(xué)即服務(wù)”（Lab as a Service，LaaS）的形態(tài)統(tǒng)一對(duì)外提供開放共享。此外，對(duì)于兄弟院校與行業(yè)企業(yè)等團(tuán)體用戶，為其提供專有的管理門戶，便于自我管理。在技術(shù)服務(wù)方面，構(gòu)建了安全、健壯、高效、可擴(kuò)展的技術(shù)平臺(tái)架構(gòu)。其中，軟件仿真前端提供可視化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體驗(yàn)；而硬件虛擬后臺(tái)創(chuàng)建虛擬仿真網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行實(shí)例并提供遠(yuǎn)程配置與管理手段，而云監(jiān)控與管理、云備份與安全提供充分的服務(wù)質(zhì)量保障。

篇5

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及成本構(gòu)成主要包括以下幾個(gè)方面：

1.動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)：虛擬環(huán)境的建立是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心內(nèi)容。動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。三維數(shù)據(jù)的獲取可以采用CAD技術(shù)（有規(guī)則的環(huán)境），而更多的環(huán)境則需要采用非接觸式的視覺建模技術(shù)，兩者的有機(jī)結(jié)合可以有效地提高數(shù)據(jù)獲取的效率。這里的開發(fā)成本主要表現(xiàn)為環(huán)境三維模型和貼圖帶來(lái)的系統(tǒng)空間及時(shí)間占用，如果不能較好的優(yōu)化模型和貼圖將會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的視覺效果及運(yùn)行速度，大量浪費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，甚至導(dǎo)致復(fù)雜場(chǎng)景環(huán)境無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

2.實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)：三維圖形的生成技術(shù)已經(jīng)較為成熟，其關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”生成。為了達(dá)到實(shí)時(shí)的目的，至少要保證圖形的刷新率不低于15楨/秒，最好是高于30楨/秒。在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜度的前提下，如何提高刷新頻率將是該技術(shù)的研究?jī)?nèi)容。隨著新一代高性能圖形處理器三維渲染技術(shù)的實(shí)用化，經(jīng)過(guò)適當(dāng)優(yōu)化模型貼圖的虛擬環(huán)境實(shí)時(shí)生成已不再是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本瓶頸了—大多數(shù)主流圖形處理器已可以輕松勝任此項(xiàng)任務(wù)，不必再增加額外的開發(fā)成本。

3.立體顯示和傳感器技術(shù)：虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)有的傳感器技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足系統(tǒng)的需要。例如，數(shù)據(jù)手套有延遲大、分辨率低、作用范圍小、使用不便等缺點(diǎn)；虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高，因此有必要開發(fā)新的三維顯示技術(shù)。由此可見，現(xiàn)有的立體顯示和傳感器技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高仿真度虛擬環(huán)境的構(gòu)建要求，并且由于技術(shù)的不成熟性還極大的提高了系統(tǒng)開發(fā)的成本。據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)開發(fā)成本的40%以上將消耗在該方面，因此是低成本虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)必須解決的問(wèn)題。

3.仿真控制技術(shù)：自然環(huán)境中的各物體之間是有相互作用的，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是各種力場(chǎng)的存在特性。幾乎所有的運(yùn)動(dòng)和交互動(dòng)作都要涉及到約束力學(xué)，這意味著仿真環(huán)境及身處其中的用戶應(yīng)該在合理的作用力影響下活動(dòng)。因此虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)需要模擬環(huán)境中出現(xiàn)的大量物體的材料及物理力學(xué)特性，單從需要仿真的數(shù)量及類型上看就會(huì)極大地增加系統(tǒng)實(shí)際的工作量及成本，更何況虛擬環(huán)境中物體之間紛繁復(fù)雜的相互影響關(guān)系了。事實(shí)上針對(duì)這些問(wèn)題現(xiàn)代工程物理學(xué)也沒有一種簡(jiǎn)單有效的解決方法，故而要想找到合理簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模型并最終形成算法是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要研究方向。就目前的情況來(lái)看仿真度要求越高算法的實(shí)現(xiàn)就越困難，系統(tǒng)開發(fā)成本就越巨大。

4.系統(tǒng)集成技術(shù)：由于虛擬現(xiàn)實(shí)中包括大量的感知信息和模型，因此系統(tǒng)的集成技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別和合成技術(shù)等等。目前的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)開發(fā)通常都是單獨(dú)開發(fā)相關(guān)的部分，致使系統(tǒng)存在開發(fā)難度及工作量巨大、可重復(fù)利用率低、通用性差等缺陷，這也是系統(tǒng)開發(fā)中成本高昂的重要原因之一。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的構(gòu)成

虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)須涉及到人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、傳感器、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、智能控制等多個(gè)學(xué)科，一般來(lái)說(shuō)完整的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)由以下幾部分構(gòu)成：

1.傳感器模塊：是用戶與虛擬環(huán)境的接口，一方面接受用戶的操作并將其作用于虛擬環(huán)境；另一方面將操作結(jié)果以綜合形式反饋給用戶，使用戶形成對(duì)虛擬環(huán)境的感知。

2.檢測(cè)模塊：用于檢測(cè)分析由傳感器模塊接收到的用戶操作，并將其轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)操作指令傳輸給控制模塊操控虛擬環(huán)境。

控制模塊：是仿真系統(tǒng)的核心部分，既可以仿真控制虛擬環(huán)境以應(yīng)對(duì)用戶操作，又可以將虛擬環(huán)境的反饋通過(guò)反饋模塊控制傳感器使用戶獲得仿真體驗(yàn)。

3.反饋模塊：接收來(lái)自控制模塊的處理信息為用戶提供實(shí)時(shí)反饋。

4.建模模塊：獲得現(xiàn)實(shí)世界的三維表示，并由此構(gòu)成對(duì)應(yīng)的虛擬環(huán)境。

三、低成本化虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)解決方案分析

使虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用的高昂開發(fā)成本，主要來(lái)源于高精度三維環(huán)境模擬，高度真實(shí)的動(dòng)力學(xué)仿真設(shè)計(jì)及高度沉浸感的交互式感覺器及三維顯示技術(shù)等幾個(gè)方面。綜合來(lái)看，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)虛擬環(huán)境及虛擬交互的仿真度要求越高則系統(tǒng)的開發(fā)成本就越大，因此有必要提出適度仿真的概念，以解決當(dāng)前高成本阻礙應(yīng)用的問(wèn)題，至于完善的問(wèn)題盡可以在應(yīng)用擴(kuò)展的同時(shí)，隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸解決。

首先，合理的選擇虛擬三維環(huán)境模型的建模方式和優(yōu)化方法就可以大大節(jié)省對(duì)系統(tǒng)資源的消耗，如手工建模方式中的可編輯多邊形建模，就可以在環(huán)境或物體尺寸精度要求不高的情況下，以少量的多邊形網(wǎng)格和極少的代價(jià)獲得非常精致的視覺效果，而使用有效的優(yōu)化方法還可以進(jìn)一步提高網(wǎng)格的效率。同時(shí)選擇通用化成熟的商品建模工具也可以大大提高建模的效率，使原來(lái)用編輯手段實(shí)現(xiàn)的效果開發(fā)變得簡(jiǎn)單、快捷，這就大大降低了相應(yīng)的成本消耗。

其次，在工業(yè)產(chǎn)品的大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中，降低對(duì)傳感器及立體顯示的似真度要求也可以在降低成本的前提下保持相對(duì)較好的環(huán)境沉浸感，比如，技術(shù)比較成熟的環(huán)幕顯示技術(shù)，虛擬洞穴顯示技術(shù)雖然還不是立體顯示技術(shù)，但其視覺效果已可以滿足大多數(shù)的沉浸交互應(yīng)用了，而使用傳統(tǒng)的鼠標(biāo)指點(diǎn)設(shè)備代替復(fù)雜的數(shù)據(jù)手套等高技術(shù)傳感器，雖然對(duì)用戶的沉浸體驗(yàn)有很大的影響，但依然可以滿足大多數(shù)的低成本系統(tǒng)的要求，而開發(fā)成本卻可以極大下降。

在力學(xué)仿真方面，可以通過(guò)降低系統(tǒng)的粒度即降低系統(tǒng)復(fù)雜度來(lái)達(dá)到適度仿真的目的，也就是說(shuō)可以只仿真最主要的力場(chǎng)相互作用，而使用模仿動(dòng)力學(xué)如預(yù)設(shè)動(dòng)畫來(lái)處理非關(guān)鍵相互作用，就可以大大降低仿真設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，從而控制成本，當(dāng)然，粒度的選擇要依據(jù)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行精確的優(yōu)化和選擇。

最后，使用成熟的系統(tǒng)集成來(lái)臺(tái)可以避免重復(fù)開發(fā)帶來(lái)的巨大成本和時(shí)間消耗，增加系統(tǒng)的復(fù)用率及通用性，此類系統(tǒng)通常都可以提供相當(dāng)理想的實(shí)時(shí)渲染引擎及靈活開放的設(shè)計(jì)架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)開發(fā)的管理和接口控制也能提供低成本的支持，因此是實(shí)現(xiàn)低成本的可靠保障。

【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)在工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)方面的應(yīng)用有十分廣闊的前景。仿真難度大、成本高昂是此類系統(tǒng)應(yīng)用的主要障礙，適度仿真及高效的解決方案是實(shí)現(xiàn)低成本化的關(guān)鍵。

篇6

AI和高級(jí)機(jī)器學(xué)習(xí)：應(yīng)用AI和高級(jí)的機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助一系列的設(shè)備和服務(wù)實(shí)現(xiàn)智能化，其中包括物理設(shè)備、應(yīng)用以及服務(wù)。

智能應(yīng)用：在未來(lái)的十年里，幾乎每一款應(yīng)用程序、服務(wù)都將包含一定程度的AI技術(shù)。這將形成一個(gè)長(zhǎng)期的趨勢(shì)，這些趨勢(shì)也將會(huì)促進(jìn)AI和機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展，并增加在應(yīng)用和服務(wù)中的使用范圍。

智能對(duì)象：比較典型突出的例子就是自動(dòng)駕駛汽車、無(wú)人機(jī)，以及未來(lái)將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的智能廚房和智能家居產(chǎn)品。

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)：VR和AR的功能將與數(shù)字網(wǎng)格相結(jié)合，形成更加無(wú)縫的設(shè)備系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以整合來(lái)自用戶的信息流，為用戶提供超個(gè)性化的應(yīng)用程序和服務(wù)。

數(shù)字孿生：在未來(lái)的十年里，將會(huì)出現(xiàn)數(shù)以億計(jì)的數(shù)字孿生。它們將被企業(yè)用于規(guī)劃設(shè)備服務(wù)、經(jīng)營(yíng)工廠、預(yù)測(cè)設(shè)備什么時(shí)間會(huì)出現(xiàn)故障、如何提高運(yùn)營(yíng)效率，以及幫助新產(chǎn)品的開發(fā)等等。

區(qū)塊鏈和分布式分類賬：未來(lái)區(qū)塊鏈技術(shù)將會(huì)分為音樂、身份驗(yàn)證、權(quán)利登記以及供應(yīng)鏈等領(lǐng)域，使用率會(huì)越來(lái)越高。

對(duì)話系統(tǒng)：對(duì)話系統(tǒng)將從聊天機(jī)器人演化到更廣泛的數(shù)字網(wǎng)格，而數(shù)字網(wǎng)將擴(kuò)展成為更大范圍的端點(diǎn)的集合體，我們將會(huì)每天利用它們進(jìn)行交互互動(dòng)。

網(wǎng)格應(yīng)用和服務(wù)體系架構(gòu)：它們將會(huì)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連在一起，并將會(huì)展示多層次和跨越傳統(tǒng)邊界的API，這將有助于促進(jìn)服務(wù)的可拓展性、敏捷性和技術(shù)的再次利用。

數(shù)字技術(shù)平臺(tái)：數(shù)字技術(shù)平臺(tái)是數(shù)字業(yè)務(wù)的基石，由五個(gè)重點(diǎn)數(shù)字技術(shù)平臺(tái)組合成：即信息系統(tǒng)、客戶體驗(yàn)、分析和智能、物聯(lián)網(wǎng)以及I務(wù)生態(tài)系統(tǒng)。

自適應(yīng)安全架構(gòu)：物聯(lián)網(wǎng)的邊緣是非常脆弱的領(lǐng)域，將會(huì)出現(xiàn)很多安全漏洞，他們需要不斷提供新的修補(bǔ)工具和流程。因此再創(chuàng)造物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的時(shí)候，安全性是必須要考慮到的問(wèn)題。

IBM和愛立信攜手推出5G芯片

IBM和愛立信日前聯(lián)合公告，宣布成功推出了應(yīng)用于未來(lái)5G基站的硅基毫米波相控陣集成電路。根據(jù)公告，該相控陣集成電路在28GHz毫米波頻率下工作，并已經(jīng)在相控陣列天線模塊中成功演示，為未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)鋪平了道路。該產(chǎn)品是兩家公司歷時(shí)兩年的合作成果，結(jié)合了IBM在高集成相控陣毫米波集成電路和天線封裝解決方案的優(yōu)勢(shì)，以及愛立信在設(shè)計(jì)移動(dòng)通信電路和系統(tǒng)的技術(shù)積累。

這個(gè)模塊包含四個(gè)單片集成電路和64個(gè)雙極化天線，模塊尺寸約為2.8 英寸×2.8英寸，幾乎是主流手機(jī)一半的大小，這是支持 5G廣泛部署的必要尺寸，尤其是在室內(nèi)空間和密集的大城市區(qū)域內(nèi)。IBM指出，相控陣列天線模塊的并行雙極化運(yùn)作方式能夠形成兩個(gè)波束，同時(shí)保持接受和發(fā)送模式，進(jìn)而使服務(wù)的用戶數(shù)量增加一倍，該設(shè)計(jì)同時(shí)還支持低于1.4度的波束掃描精度。

SAP中國(guó)本地?cái)?shù)據(jù)中心啟用，將提供四款云解決方案

在日前舉辦的“轉(zhuǎn)型云端，創(chuàng)新未來(lái)”SAP 2017新春媒體溝通會(huì)上，SAP大中華區(qū)正式公布了 2016 年第四季度及全年財(cái)報(bào)。SAP大中華區(qū)在第四季度實(shí)現(xiàn)了非常閃亮的業(yè)績(jī)，并以年度云業(yè)務(wù)三位數(shù)和核心軟件業(yè)務(wù)兩位數(shù)的增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)，實(shí)現(xiàn)了歷史最佳財(cái)年，業(yè)績(jī)?cè)賱?chuàng)新高。這也是 SAP 在大中華區(qū)連續(xù)第三年取得強(qiáng)勁的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。

憑借在助力客戶實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值、培養(yǎng)杰出本地人才和推動(dòng)卓越運(yùn)營(yíng)等方面取得的突出成就，SAP大中華區(qū)榮膺公司董事會(huì)頒發(fā)的“2016 年度最佳大區(qū)獎(jiǎng)”。大中華區(qū)成立于2013年底，是SAP所有獨(dú)立大區(qū)中最年輕的一個(gè)。這一獎(jiǎng)項(xiàng)彰顯了SAP始終踐行把中國(guó)作為“第二故鄉(xiāng)”的承諾。SAP全球高級(jí)副總裁、SAP大中華區(qū)總裁紀(jì)秉盟 （Mark Gibbs） 表示：“2016年SAP在各個(gè)領(lǐng)域都取得了輝煌的成就，包括打造以客戶需求為出發(fā)點(diǎn)的產(chǎn)品、積極建立合作伙伴關(guān)系，以及培養(yǎng)建立具有高度責(zé)任感的員工隊(duì)伍。展望2017，SAP將以加速向云端拓展作為戰(zhàn)略轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這必將成為我們創(chuàng)新未來(lái)、助力客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的成功基石。”

SAP同時(shí)宣布，本地?cái)?shù)據(jù)中心現(xiàn)已正式啟用，向中國(guó)客戶提供四款基于云的解決方案，包括SAP Ariba、SAP Hybris Cloud for Customer、SAP Business ByDesign以及 SAP Cloud Platform。2016年，SAP擴(kuò)展了與中國(guó)電信旗下的中國(guó)通信服務(wù)股份有限公司的合作，并與阿里云建立了戰(zhàn)略聯(lián)盟，攜手合作伙伴，共同在中國(guó)市場(chǎng)推出這幾款新的云產(chǎn)品。

施耐德收購(gòu)3D軟件公司MWPowerlab

施耐德電氣近日宣布收購(gòu)業(yè)界領(lǐng)先的3D實(shí)時(shí)技術(shù)的軟件公司MWPowerlab s.r.l.。該收購(gòu)為施耐德電氣的工業(yè)軟件產(chǎn)品組合帶來(lái)了先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，客戶可以受益于加強(qiáng)的沉浸式仿真和培訓(xùn)功能以及先進(jìn)的3D可視化功能。該技術(shù)可進(jìn)一步提升施耐德電氣企業(yè)級(jí)資產(chǎn)績(jī)效管理平臺(tái)。

此前，施耐德電氣和MWPowerlab在提供沉浸式操作員培訓(xùn)和模擬仿真解決方案方面擁有多年合作歷史，可在全球范圍內(nèi)提升安全標(biāo)準(zhǔn)、提高勞動(dòng)力效率和資產(chǎn)績(jī)效。施耐德電氣中國(guó)區(qū)軟件業(yè)務(wù)總經(jīng)理徐哲表示：“虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正迅速成為提供操作員培訓(xùn)、模擬仿真和資產(chǎn)管理解決方案的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此次收購(gòu)確保了施耐德電氣客戶可以享受最先進(jìn)的技術(shù)以及良好的用戶體驗(yàn)。此外，MWPowerlab為我們帶來(lái)了行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)和高素質(zhì)人才，這將顯著提高施耐德電氣軟件組合的價(jià)值。”

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關(guān)鍵詞：虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN） 發(fā)展 1. 概述 虛擬專用網(wǎng)絡(luò)即VPN（Virtual Private Network）。顧名思義，虛擬專用網(wǎng)不是真的專用網(wǎng)絡(luò)，但卻能夠?qū)崿F(xiàn)專用網(wǎng)絡(luò)的功能。虛擬專用網(wǎng)指的是依靠ISP（Internet服務(wù)提供商）和其它NSP（網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商），在公用網(wǎng)絡(luò)中建立專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。在虛擬專用網(wǎng)中，任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接并沒有傳統(tǒng)專網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是利用某種公眾網(wǎng)的資源動(dòng)態(tài)組成的。IETF草案理解基于IP的VPN為："使用IP機(jī)制仿真出一個(gè)私有的廣域網(wǎng)"是通過(guò)私有的隧道技術(shù)在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上仿真一條點(diǎn)到點(diǎn)的專線技術(shù)。所謂虛擬，是指用戶不再需要擁有實(shí)際的長(zhǎng)途數(shù)據(jù)線路，而是使用Internet公眾數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)途數(shù)據(jù)線路。所謂專用網(wǎng)絡(luò)，是指用戶可以為自己制定一個(gè)最符合自己需求的網(wǎng)絡(luò)。

2. VPN在企業(yè)中的主要應(yīng)用2.1通過(guò)專線連接實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)的企業(yè)，由于增加業(yè)務(wù)，帶寬已不能滿足業(yè)務(wù)的需要，需要經(jīng)濟(jì)可靠的升級(jí)方案；大中型企業(yè)、集團(tuán)公司：建立全公司的的遠(yuǎn)程互聯(lián)，構(gòu)建內(nèi)部專用網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)安全的intranet； 2.2企業(yè)的內(nèi)部用戶和分機(jī)構(gòu)分布范圍廣、距離遠(yuǎn)，需要擴(kuò)展企業(yè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)和局域網(wǎng)互聯(lián)，最典型的是跨國(guó)企業(yè)、跨地區(qū)企業(yè)； 2.3分支機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程用戶、合作伙伴多的企業(yè)，需要組建企業(yè)專用網(wǎng)；四是關(guān)鍵業(yè)務(wù)多，對(duì)通信線路保密和可性要求高的用戶，如銀行、證券公司、保險(xiǎn)公司等；五是已有各種遠(yuǎn)程專線連接，需要增加網(wǎng)絡(luò)連接備份的單位。 3. VPN帶給企業(yè)的好處3.1 VPN可以幫助遠(yuǎn)程用戶、公司分支機(jī)構(gòu)、商業(yè)伙伴及供應(yīng)商同公司有內(nèi)部網(wǎng)建立可信的安全連接，并保證數(shù)據(jù)的安全傳輸。通過(guò)將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)移到低成本的網(wǎng)絡(luò)上，一個(gè)企業(yè)的VPN解決方案將大幅度地減少用戶花費(fèi)在城域網(wǎng)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)連接上的費(fèi)用。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，企業(yè)選用VPN替代傳統(tǒng)的撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)，可以節(jié)省20%―40%的費(fèi)用；替代網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可減少60%―80%的費(fèi)用。 3.2 VPN能大大降低網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和管理，在充分保護(hù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)投資的同時(shí)，加速連接新的用戶和網(wǎng)站，增強(qiáng)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)性和擴(kuò)展性。 3.3 VPN還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全，可以通過(guò)用戶驗(yàn)證、加密和隧道技術(shù)等保證通過(guò)公用網(wǎng)絡(luò)傳輸私有數(shù)據(jù)的安全性。隨著用戶的商業(yè)服務(wù)不斷發(fā)展，企業(yè)的虛擬專用網(wǎng)解決方案可以使用戶將精力集中到自己的生意上，而不是網(wǎng)絡(luò)上。 3.4 VPN能增加與用戶、商業(yè)伙伴和供應(yīng)商的聯(lián)系，它可用于不斷增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶的全球因特網(wǎng)接入，以實(shí)現(xiàn)安全連接；可用于實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)站之間安全的虛擬專用線路，用于經(jīng)濟(jì)有效地連接到商業(yè)伙伴的用戶的安全外聯(lián)網(wǎng)VPN。 4. VPN的實(shí)現(xiàn)技術(shù) 4.1隧道技術(shù) VPN區(qū)別于一般網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的關(guān)鍵是隧道的建立，然后數(shù)據(jù)包經(jīng)過(guò)加密，按隧道協(xié)議進(jìn)行封裝、傳送以保證安全性。 現(xiàn)有兩種類型的隧道協(xié)議，一種是二層隧道協(xié)議，用于傳輸?shù)诙泳W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它主要應(yīng)用于構(gòu)建遠(yuǎn)程訪問(wèn)VPN；另一種是三層隧道協(xié)議，用于傳輸?shù)谌龑泳W(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它主要應(yīng)用于構(gòu)建 Intranet VPN和 Extranet VPN。 4.2加密技術(shù) 數(shù)據(jù)加密的基本思想是通過(guò)變換信息的表示形式來(lái)偽裝需要保護(hù)的敏感信息，使非授權(quán)者不能了解被保護(hù)信息的內(nèi)容。加密算法有用于Windows95的RC4、用于IPSec的DES和三次DES。RC4雖然強(qiáng)度比較弱，但是保護(hù)免于非專業(yè)人士的攻擊已經(jīng)足夠了；DES和三次DES強(qiáng)度比較高，可用于保護(hù)敏感的商業(yè)信息。 加密技術(shù)可以在協(xié)議棧的任意層進(jìn)行，可以對(duì)數(shù)據(jù)或報(bào)文頭進(jìn)行加密。在網(wǎng)絡(luò)層中的加密標(biāo)準(zhǔn)是IPSec。網(wǎng)絡(luò)層加密實(shí)現(xiàn)的最安全方法是在主機(jī)的端到端進(jìn)行。另一個(gè)選擇是“隧道模式”：加密只在路由器中進(jìn)行，而終端與第一跳路由之間不加密。這種方法不太安全，因?yàn)閿?shù)據(jù)從終端系統(tǒng)到第一條路由時(shí)可能被截取而危及數(shù)據(jù)安全。終端到終端的加密方案中，VPN安全粒度達(dá)到個(gè)人終端系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)；而“隧道模式”方案，VPN安全粒度只達(dá)到子網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在鏈路層中，目前還沒有統(tǒng)一的加密標(biāo)準(zhǔn)，因此，所有鏈路層加密方案基本上是生產(chǎn)廠家自己設(shè)計(jì)的，需要特別的加密硬件。 4.3 QoS技術(shù) 通過(guò)隧道技術(shù)和加密技術(shù)，已經(jīng)能夠建立起一個(gè)具有安全性、互操作性的VPN。但是該VPN性能上不穩(wěn)定，管理上不能滿足企業(yè)的要求，這就要加入QoS技術(shù)。實(shí)行QoS應(yīng)該在主機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，即VPN所建立的隧道這一段，這樣才能建立一條性能符合用戶要求的隧道。 QoS機(jī)制具有通信處理機(jī)制以及供應(yīng)和配置機(jī)制。網(wǎng)絡(luò)資源是有限的，有時(shí)用戶要求的網(wǎng)絡(luò)資源得不到滿足，管理員基于一定的策略進(jìn)行QoS機(jī)制配置，通過(guò)QoS機(jī)制對(duì)用戶的網(wǎng)絡(luò)資源分配進(jìn)行控制以滿足應(yīng)用的需求，這些QoS機(jī)制相互作用使網(wǎng)絡(luò)資源得到最大化利用，同時(shí)又向用戶提供了一個(gè)性能良好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

5. VPN的主要作用

5.1遠(yuǎn)程訪問(wèn)

為克服傳統(tǒng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)的問(wèn)題，推出了基于VPN的遠(yuǎn)程訪問(wèn)解決方案。如圖1所示，這種方案充分利用了公共基礎(chǔ)設(shè)施和ISP，遠(yuǎn)程用戶通過(guò)ISP接入Internet，再穿過(guò)Internet連接與Internet相連的企業(yè)VPN服務(wù)器，來(lái)訪問(wèn)位于VPN服務(wù)器后面的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。一旦接入VPN服務(wù)器，就在遠(yuǎn)程用戶與VPN服務(wù)器之間建立一條穿越Internet的專用隧道連接。這樣，遠(yuǎn)程客戶到當(dāng)?shù)豂SP的連接和VPN服務(wù)器到當(dāng)?shù)豂SP的連接都是本地網(wǎng)內(nèi)通信，雖然Internet不夠安全，但是由于采用加密技術(shù)，遠(yuǎn)程客戶到VPN服務(wù)器之間的連接是安全的。 5.2遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

基于VPN的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)已成為一種熱門的新型WAN技術(shù)，它利用專用隧道取代長(zhǎng)途線路來(lái)降低成本，提高效率。兩端的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)通過(guò)VPN服務(wù)器接入本地網(wǎng)內(nèi)的ISP，通過(guò)Internet建立虛擬的專用連接，如圖2所示。特別是寬帶網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展，為基于VPN的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)提供了廉價(jià)、高速的解決方案。這種互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)擁有與本地互聯(lián)局域網(wǎng)相同的管理性和可靠性。 5.3網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部安全

與Internet上的應(yīng)用類似，內(nèi)部網(wǎng)VPN也有兩種應(yīng)用模式，一種是基于VPN的“遠(yuǎn)程訪問(wèn)”，另一種是基于VPN的“網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)”，如圖3所示。此外，VPN也被用于兩個(gè)主機(jī)之間的安全連接，如服務(wù)器之間的連接。

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關(guān)鍵詞：Vega；GL Studio；視景仿真；虛擬座艙

0引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最初應(yīng)用是針對(duì)飛行員的飛行訓(xùn)練的，時(shí)至今日，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬座艙仍是個(gè)熱門的話題。之所以如此，是因?yàn)轱w機(jī)座艙系統(tǒng)復(fù)雜，利用單一的系統(tǒng)仿真軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行模擬往往會(huì)顧此失彼。就拿Vega來(lái)說(shuō)，作為一款優(yōu)秀的視景驅(qū)動(dòng)軟件平臺(tái)，利用它可以很好地對(duì)飛機(jī)及其座艙的3D環(huán)境進(jìn)行模擬仿真，然而，其自身提供的儀表仿真組件的功能相對(duì)較弱，儀表的模型建立要在沒有程序開發(fā)接口支持的Creator中完成，這對(duì)機(jī)艙內(nèi)復(fù)雜儀表的全面仿真是不可能的。因而，對(duì)儀表的仿真多數(shù)人的目光還是要投向?qū)I(yè)的儀表仿真平臺(tái)GL Studio。但是純粹的GL Studio應(yīng)用又似乎有些單調(diào)，對(duì)機(jī)座艙環(huán)境及其飛行環(huán)境難以模擬，仿真過(guò)程往往缺乏沉浸式的真實(shí)感。因此，若能將GL Studio的儀表仿真模型載入到Vega場(chǎng)景中將會(huì)是多數(shù)人的理想選擇。然而，Vega本身對(duì)于GL Studio是不直接支持的，需要開發(fā)人員從底層將代碼植入。本文結(jié)合某型飛機(jī)虛擬座艙的實(shí)現(xiàn)，對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究解決。

1 Veqa簡(jiǎn)介

Vega是MultiGen-Paradigm公司為視景仿真軟件開發(fā)提供的一套系統(tǒng)解決方案，它由LynX圖形界面、Vega API以及一些可選的功能模塊組成。

通過(guò)LynX及其提供的功能模塊，用戶只需對(duì)一些參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置，不需要編寫任何代碼就可實(shí)現(xiàn)視景仿真對(duì)象的構(gòu)造，創(chuàng)建對(duì)象屬性及其之間的關(guān)系，并可生成ADF(程序定義)文件供Vega API調(diào)用。

在Windows環(huán)境中，可以利用Vc++或其它軟件開發(fā)平臺(tái)通過(guò)調(diào)用Vega API，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LynX中定義的場(chǎng)景對(duì)象的管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的視景仿真系統(tǒng)開發(fā)。Vega API來(lái)源于SGI圖形工作站的OpenGL Performer，因此，其底層具有與OpenGL的完美接口，使開發(fā)者能夠根據(jù)不同需要，直接利用OpenGL開發(fā)出具有自身特色和功能的組件嵌入到Vega場(chǎng)景中。其開發(fā)流程如圖1所示。

本文就是采用對(duì)Vega底層API的調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)GL Studio模型向Vega場(chǎng)景的移植。

2 GL Studio簡(jiǎn)介

GL Studio是DISTI公司為儀表仿真軟件開發(fā)提供的一套系統(tǒng)解決方案。用戶可以利用其圖形交互界面以所見即所得的方式來(lái)完成儀表面板的制作，通過(guò)其代碼編輯器來(lái)完成儀表內(nèi)部邏輯仿真。其代碼生成器能夠?qū)⒂脩舻闹谱鹘Y(jié)果自動(dòng)生成c++和OpenGL源代碼，用戶既可以將其代碼進(jìn)行單獨(dú)編譯也可嵌入到其它程序中進(jìn)行編譯，從而避免了大量繁瑣的底層OpenGL開發(fā)細(xì)節(jié)。其邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3 GL Studio向Vega移植的關(guān)鍵問(wèn)題

將OpenGL實(shí)現(xiàn)的功能嵌入到Vega場(chǎng)景中，一般利用Vega的回調(diào)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而GL Studio對(duì)儀表的繪制也是通過(guò)OpenGL編程實(shí)現(xiàn)的，因此，GL Studio模型向Vega場(chǎng)景的移植自然也要通過(guò)回調(diào)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是，移植過(guò)程中有如下幾個(gè)問(wèn)題要解決。

3．1 GL Studio與Vega坐標(biāo)系的差異問(wèn)題

雖然GL Studio與Vega都是在OpenGL基礎(chǔ)上的應(yīng)用，使用的都是右手坐標(biāo)系，但是Vega的坐標(biāo)系與OpenGL的坐標(biāo)系又有所差別，如圖3所示。

從圖3中可以看出，Vega坐標(biāo)系是在OpenGL坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上繞x軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90。得到的，因此，若要在Vega場(chǎng)景中繪制或添加GL Studio模型，首先要保存坐標(biāo)系的一致。這可以通過(guò)兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)：

(1)在GL Studio環(huán)境中制作虛擬儀表時(shí)直接在XZ平面上繪制(這里所指的均是繪制二維儀表)。這樣，在移植過(guò)程中就不需要旋轉(zhuǎn)儀表模型，但是會(huì)給單獨(dú)調(diào)試虛擬儀表帶來(lái)不便。

(2)在GL Studio環(huán)境中制作虛擬儀表時(shí)仍在XY平面上繪制，只是在移植時(shí)要將儀表在原來(lái)基礎(chǔ)上繞x軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°。

本文中采用的是第二種方式。但是無(wú)論采用哪種方式，在將GL Studio模型放入Vega場(chǎng)景中之前，都要先保存Vega當(dāng)前的顯示狀態(tài)，繪制完之后再恢復(fù)其顯示狀態(tài)。

3．2 GL Studio與Vega坐標(biāo)系中基本單位變換問(wèn)題

在Vega中根據(jù)場(chǎng)景及模型的大小不同，坐標(biāo)所采用的基本單位可以是米、千米、英尺或英寸，而在GL Studio中制作虛擬儀表是以像素為基本單位的。因此在移植過(guò)程中存在著基本單位的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。

筆者經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，GL Studio在移植過(guò)程中以Vega場(chǎng)景中的基本單位為基準(zhǔn)進(jìn)行l(wèi)：l轉(zhuǎn)換，即若Vega中以米為基本單位，轉(zhuǎn)換后GL Studio的1像素即為Vega中的l米。那么，GL Studio模型在無(wú)縮放載入場(chǎng)景時(shí)，就會(huì)變得非常大，需要將其按要求進(jìn)行縮小。一般情況下GL Studio模型在載入場(chǎng)景時(shí)都要以現(xiàn)有的Creator模型為背景，因?yàn)镚LStudio所模擬的往往是在Creator建模時(shí)難以完成的某些儀表面盤，因此，在進(jìn)行縮放時(shí)應(yīng)根據(jù)Creator模型某個(gè)面的大小來(lái)制定縮放比例。

3．3將GL Studio模型載入場(chǎng)景的問(wèn)題

在將GL Studio模型載入Vega場(chǎng)景時(shí)，應(yīng)對(duì)其繪制過(guò)程進(jìn)行合理封裝。本文采用在Vega場(chǎng)景中首先利用MakeObj()函數(shù)動(dòng)態(tài)構(gòu)建Object數(shù)據(jù)模型，然后將GL Studio模型作為一個(gè)Node節(jié)點(diǎn)添加到該Object，并為該節(jié)點(diǎn)增加回調(diào)函數(shù)Obj_CB()將其載入場(chǎng)景。具體代碼實(shí)現(xiàn)如下：

vgObject*MakeObj()

{vgObject*oglObj=NULL；

vgDataSet*dataset=NULL；／／創(chuàng)建空的vgDataSet數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

pfGroup*group=NULL；／／創(chuàng)建空的Group節(jié)點(diǎn)

DfNode*node=NULL；

／／該Node節(jié)點(diǎn)指向新創(chuàng)建Object的Node節(jié)點(diǎn)

dataset=vgNewDS()：

group=pfNewGroup()：

……

if(vgMakeDS(dataset，group，VGDS_GEOMETRY)

==VG_SUCCESS、

{oglObj=vgNewObj()：

vgName(oglObj，“_oglobj”)：

vgProp(oglObj，VGOBJ_CS，VGOBJ_DYNAMIC)；

vgObjDS(oglObj．dataset)；

／／利用DataSet數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)建新的Object

vgMakeObj(oglObj，VGOBJ_USE)；

vgUpdate(oglObj)：+

}

……

node=(#Node*)vgGetObjPfNode(oglObj)：

……

pfNodeTravFuncs(node．PFTRAV_DRAW，Obj_CB，NULL)；

／／為新創(chuàng)建的Object增加回調(diào)函數(shù)pfNodeTmvData(node。PFTRAV_DRAW，NULL)；return oglObj；

／／返回新創(chuàng)建的Object地址指針

｝

為創(chuàng)建的Object的Node節(jié)點(diǎn)增加的回調(diào)函數(shù)體：int obj_cB(onraverser*trav．void。data){pfPushState()：

pfPushMatrix()：

pfBasicState()：／／保存當(dāng)前場(chǎng)景狀態(tài)

GIsObj?>Draw()：／／GL Studio模型繪制過(guò)程

……

glFlush()：／／恢復(fù)保存的場(chǎng)景狀態(tài)

glPopARdb()：

pfPopMatrix()：

pfPopState()；

return PFTRAV_CONT；

｝

3．4 GL Studio模型在Vega場(chǎng)景中的交互問(wèn)題

在將GL Studio模型移植到Vega場(chǎng)景之后，它并不能自動(dòng)捕獲用戶的輸入事件，這是由GL Studio本身底層的消息管理機(jī)制決定的。因此，若要它能夠響應(yīng)窗口消息，就需要手動(dòng)將消息發(fā)送給GL Studio模型，讓其處理。這里，我們?cè)赪indows窗體消息循環(huán)中增加了一個(gè)HandleEvent()函數(shù)，讓其主動(dòng)捕獲消息事件發(fā)給GL Studio模型處理。其函數(shù)體如下：

Void HandleEvent(int eventType，int eventSubtype．inl

buttonMask，UINT nFlags．CPoint point)

{MouseEvent eV：／／定義GL Studio環(huán)境下的鼠標(biāo)事件ev．eventType。eventType；

／／將Windows消息轉(zhuǎn)化為GL Studio能夠識(shí)別的消息ev．eventSubtype=eventSubtype；eV．buttonMask=buttonMask；

GIs_O bj->handle(&ev)；／／將消息發(fā)給GL Studio模型處理

}

4結(jié)束語(yǔ)

篇9

關(guān)鍵詞：優(yōu)化；多細(xì)節(jié)層次；遮擋屬性

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2013）20-0184-02

目前虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，比如虛擬仿真技術(shù)在煤礦安全培訓(xùn)中的應(yīng)用、虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的應(yīng)用等。在這些應(yīng)用中，高品質(zhì)畫面效果與系統(tǒng)流暢地運(yùn)行總是兩個(gè)相悖的需求。要做到畫面精細(xì)美觀，就很難做到數(shù)據(jù)量很小，數(shù)據(jù)量龐大又會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不流暢。這時(shí)候就需要考慮優(yōu)化的問(wèn)題，只有對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化才能很好地調(diào)和這兩個(gè)矛盾。在實(shí)際開發(fā)中，不但要在虛擬仿真環(huán)節(jié)使用優(yōu)化技術(shù)還要對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化處理。由于篇幅所限，在此主要闡述虛擬仿真環(huán)節(jié)的優(yōu)化。

一、LOD技術(shù)應(yīng)用

1.LOD技術(shù)綜述。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新型的人機(jī)交互技術(shù)具有沉浸、交互、構(gòu)想三個(gè)基本特性，其中沉浸性是指使用戶投入到計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中的能力，是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的核心。為了使用戶在使用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)時(shí)擁有沉浸感，必須實(shí)現(xiàn)圖形的實(shí)時(shí)繪制。實(shí)時(shí)繪制就是要求圖形顯示速度必須跟上視點(diǎn)移動(dòng)速度，消除遲滯現(xiàn)象。當(dāng)場(chǎng)景很簡(jiǎn)單，例如僅有幾百個(gè)多邊形，要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)繪制并不困難，但是，為了得到逼真的顯示效果，場(chǎng)景中往往有上萬(wàn)個(gè)多邊形，有時(shí)多達(dá)幾百萬(wàn)個(gè)多邊形，這就對(duì)圖形實(shí)時(shí)繪制提出了很高的要求[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)和交互式可視化等交互式圖形應(yīng)用系統(tǒng)要求圖形生成速度達(dá)到實(shí)時(shí)，而計(jì)算機(jī)所提供的計(jì)算能力往往不能滿足復(fù)雜三維場(chǎng)景的實(shí)時(shí)繪制要求，因而研究人員提出多種圖形生成加速方法，LOD模型則是其中一種主要方法。1976年，Clark提出了細(xì)節(jié)層次（Levels of Detail，簡(jiǎn)稱LOD）模型的概念，認(rèn)為當(dāng)物體覆蓋屏幕較小區(qū)域時(shí)，可以使用該物體描述較粗的模型，并給出了一個(gè)用于可見面判定算法的幾何層次模型，以便對(duì)復(fù)雜場(chǎng)景進(jìn)行快速繪制。LOD技術(shù)在不影響畫面視覺效果的條件下，通過(guò)逐次簡(jiǎn)化景物的表面細(xì)節(jié)來(lái)減少場(chǎng)景的幾何復(fù)雜性，從而提高繪制算法的效率。由于LOD的諸多優(yōu)點(diǎn)和它很好地解決了虛擬仿真技術(shù)中流暢運(yùn)行和界面精美的矛盾，成為虛擬仿真領(lǐng)域的研究熱門，并且取得了不少的成果。而Virtools中LOD屬性添加就是應(yīng)用之一。

2.LOD優(yōu)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。首先在3D MAX中，將所建模型轉(zhuǎn)化為可編輯面片。Virtools中，在Level Manager下的三維物體上右鍵，選擇右鍵菜單命令A(yù)dd Attributes（添加屬性），彈出Add Attribute Type的設(shè)置窗口，選擇該窗口中的LOD Object，然后單擊Add Selected按鈕即可添加LOD屬性。第二步則是設(shè)置LOD屬性面板的參數(shù)。給物體添加LOD屬性需要設(shè)置其參數(shù)，參數(shù)面板如圖1所示主要包括所選用的算法和LOD模型的選擇標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)LOD參數(shù)可以設(shè)置物體根據(jù)所占畫面比例進(jìn)行面數(shù)增減，通俗地說(shuō)就是越近越精細(xì)，越遠(yuǎn)越粗糙。在Level Manager（層管理器）下的三維物體上雙擊打開3D Object Setup面板，雙擊Value參數(shù)的值，彈出如圖1所示的參數(shù)設(shè)置窗口。設(shè)置當(dāng)對(duì)象在屏幕中的顯示占總面積的80%以上時(shí)完整顯示，隨著所占面積的縮小，剔除的面數(shù)逐漸增加，直到對(duì)象在屏幕中顯示面積為1%時(shí)，將剔除面數(shù)的98%，僅保留2%，這將極大優(yōu)化系統(tǒng)。

二、其他優(yōu)化技術(shù)

1.減少渲染數(shù)量。虛擬漫游系統(tǒng)的實(shí)時(shí)渲染，被遮擋的物體也會(huì)被渲染，如果將被遮擋物隱藏，當(dāng)視角發(fā)生改變后，物體又不能正常顯示；在Virtools中解決這一問(wèn)題的方案是給遮擋物增加遮擋屬性，那么被遮擋的物體就不會(huì)被渲染，當(dāng)視角發(fā)生改變后，被遮擋的物體也能正常顯示出來(lái)。具體操作和增加LOD屬性相似，在添加屬性窗口選擇Optimizations（優(yōu)化）/Ocdluder（遮擋），然后單擊Add Selected按鈕即可添加遮擋屬性。

2.減少渲染范圍。影響渲染進(jìn)程的除了場(chǎng)景中對(duì)象的復(fù)雜程度和數(shù)量等因素，視域范圍和深度也會(huì)對(duì)渲染有所影響。如果漫游的每一幀都顯示和處理所有場(chǎng)景數(shù)據(jù)是效率很低而且不必要的。將場(chǎng)景進(jìn)行分塊處理，在漫游中，只渲染攝像機(jī)能觀察到的場(chǎng)景分塊，對(duì)沒有進(jìn)入視角的場(chǎng)景分塊不做調(diào)用和處理，這樣可以極大地加快系統(tǒng)的渲染效率。其中的優(yōu)化包括了兩個(gè)方面：一方面是在建模階段對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行分塊處理，另一方面是在交互設(shè)計(jì)階段對(duì)不同的場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)用及攝像機(jī)的視野范圍進(jìn)行設(shè)置即視錐體裁剪技術(shù)的運(yùn)用，通過(guò)縮小渲染深度，達(dá)到減少渲染對(duì)象的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化。視錐體裁剪技術(shù)來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)的原理如圖2所示，攝像機(jī)的視野范圍可以看作是一個(gè)四棱錐，為了方便理解作者把立體空間平面化為實(shí)線所包圍的區(qū)域，渲染的范圍就是實(shí)線三角形，將攝像機(jī)的Far clip（遠(yuǎn)裁切）參數(shù)減小，將下邊線推進(jìn)到虛線的位置，渲染的范圍就縮小了，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)化。如果能配合霧效，將遠(yuǎn)景模糊處理，效果更自然。

虛擬仿真系統(tǒng)的優(yōu)化途徑有很多，具體的系統(tǒng)開發(fā)中一般不會(huì)都用。根據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的規(guī)模常用的有LOD技術(shù)，再結(jié)合遮擋屬性設(shè)置，如果還要進(jìn)一步優(yōu)化則通過(guò)減少渲染范圍配合霧效的障眼法來(lái)處理了。

參考文獻(xiàn)：

[1]張劍利.基于Web的交互式產(chǎn)品虛擬展示平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].江蘇科技大學(xué)，2009.

[2]劉林濤.建筑場(chǎng)景虛擬漫游關(guān)鍵技術(shù)的研究和實(shí)現(xiàn)[D].蘇州大學(xué)，2008.

篇10

二維圖紙轉(zhuǎn)向三維實(shí)體

從2000年起，一飛導(dǎo)入達(dá)索系統(tǒng)的CATIAV6、ENOVIAV6、DELMIAV5，主要用于3D設(shè)計(jì)、數(shù)字化工廠、協(xié)同管理等方面，全面提升飛機(jī)設(shè)計(jì)效率，有效節(jié)約成本。一飛是在世界范圍內(nèi)航空領(lǐng)域使用CATIA的首批用戶，在世界范圍內(nèi)率先在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)飛機(jī)的復(fù)雜三維設(shè)計(jì)。

目前，飛機(jī)機(jī)電系統(tǒng)大多采用獨(dú)立分析、獨(dú)立設(shè)計(jì)、獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方式，工程師只能通過(guò)地面實(shí)驗(yàn)、試飛、場(chǎng)外試用才能驗(yàn)證機(jī)電系統(tǒng)的整體性能。同時(shí)，在不同部門、不同場(chǎng)所，機(jī)電所需的軟硬件條件不同，機(jī)電專業(yè)間、單位間、型號(hào)間的數(shù)據(jù)很難被充分整合利用，存在大量重復(fù)設(shè)計(jì)的工作。

記者在現(xiàn)場(chǎng)了解到，一飛基于CATIA適應(yīng)機(jī)電系統(tǒng)的綜合化、多電化的發(fā)展趨勢(shì)，利用仿真手段開展機(jī)電多專業(yè)領(lǐng)域聯(lián)合設(shè)計(jì)、分析、驗(yàn)證。

田永唐表示：“Dymola是CATIA V6 動(dòng)力學(xué)行為建模（Dynamic Behavior Modeling）的基礎(chǔ)技術(shù)，應(yīng)用于CATIA V6中Modelica的開發(fā)環(huán)境中。一飛正是通過(guò)CATIA的Dymola技術(shù)與組件庫(kù)，實(shí)現(xiàn)基于Modelica在航空機(jī)電系統(tǒng)建模、仿真。

CATIA提供了一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、全生命周期仿真數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)平臺(tái)，CATIA與其他仿真軟件有良好的接口，用戶能夠自由創(chuàng)建他們自己的模型庫(kù)或修改已建成的模型庫(kù)，從而更好地滿足用戶獨(dú)特的建模和仿真需求。

五維度評(píng)價(jià)用戶體驗(yàn)

CATIA目前在航空航天、交通、能源、建筑和機(jī)械制造等行業(yè)取得認(rèn)可。除一飛外，國(guó)內(nèi)不同領(lǐng)域內(nèi)用戶也已開始基于CATIA解決方案完成相關(guān)設(shè)計(jì)工作。如上海市政總院基于達(dá)索系統(tǒng)的3D體驗(yàn)平臺(tái)與達(dá)索系統(tǒng)共同建立新研發(fā)中心，為土木工程專業(yè)人員提供行業(yè)解決方案體驗(yàn)。

達(dá)索系統(tǒng)CATIA 首席執(zhí)行官Philippe LAUFER在接受媒體采訪時(shí)介紹，某銀行大廈屋頂外形構(gòu)建需要12000塊形狀彼此不同的磚塊，通過(guò)傳統(tǒng)方式設(shè)計(jì)磚塊形狀十分費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，“基于CATIA解決方案仿真模擬，在實(shí)際操作過(guò)程中僅損壞了2塊磚，且通過(guò)變形技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)磚塊的迥異設(shè)計(jì)，大大節(jié)省了設(shè)計(jì)成本?！彼€表示，CATIA將與更多領(lǐng)域深入融合，如醫(yī)藥科學(xué)、生物工程等。

談到CATIA未來(lái)在CAD領(lǐng)域的發(fā)展，達(dá)索系統(tǒng)CATIA首席運(yùn)營(yíng)官Cecile DOAN表示，CATIA將聚焦“虛擬產(chǎn)品體驗(yàn)”和“產(chǎn)品在實(shí)際環(huán)境中的模擬”兩個(gè)市場(chǎng)。前者的市場(chǎng)規(guī)模是傳統(tǒng)CAD市場(chǎng)的3倍以上，而后者的市場(chǎng)規(guī)模是傳統(tǒng)CAD市場(chǎng)的10倍～12倍。