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中職電子技術的教學理論性較強，波形變化分析復雜，課程教學較為枯燥，一些理解能力較差或者基礎較差的學生，可能會無法跟上電子技術課程教學的節奏。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用，能夠使學生在一個仿真的情境下，進行電子電路的實驗和操作，這種模式能夠為中職學生帶來更多的電子技術學習體驗，將學生的實踐操作和理論知識的學習相結合，借助實踐活動，不斷豐富學生的理論知識體系，借助理論知識的學習，不斷提升中職學生的實踐操作能力。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用，符合中職電子技術教學的特點，是時展和進步的必然要求。

(二)創新中職電子技術教學的模式

電子技術教學中應用仿真虛擬仿真技術，可以使學生將所學習的Windowsxp內容和仿真軟件結合起來。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用，能夠改善傳統的教學方式中單一的教學氛圍，更加關注學生的實踐體驗，在實踐中，使學生獲得更多的知識，并使中職學生能夠通過實踐活動，形成一定的思維想法和創新意識，真正展現中職電子技術教學的價值和電子技術教學的意義。

(三)提升學生的電子技術綜合能力

很多中職院校中的學生，普遍具有文化基礎較差、學習積極性較差等方面的問題，中職學生的動手能力和實踐能力較強，但是他們的學習熱情較差，不愿意積極、主動參與到教學活動當中，無法感受中職電子技術學習的樂趣和電子技術的魅力之處。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用，能夠有效改善這一問題，通過有趣的情景創建，快速吸引中職學生的注意力，激發學生的學習興趣和參與實踐活動的熱情，并使中職學生在參與實踐活動的過程中，形成一定的電子技術實踐操作能力和電子技術思維想法，改善傳統電子技術教學中的缺點，更加關注學生思維的發展，為中職學生未來的工作和發展奠定良好的基礎。

二、虛擬仿真技術在中職電子技術教學中應用的具體策略

虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用，可以通過將虛擬引進課堂，激發中職學生的學習興趣、創設仿真電子技術教學實驗，增強學生的實踐操作能力與開展虛擬項目合作實驗，提升中職學生的綜合素養等方式來開展教學活動。

(一)將虛擬引進課堂，激發中職學生的學習興趣

在傳統的中職電子技術教學過程中，教師較為注重對學生理論知識的傳授，而忽視了實踐技能指導對中職學生電子技術操作能力提升的重要影響。單純的電子技術理論知識講解，多數是一些原理和公式推導，在這種教學模式下，中職學生可能會產生一定的厭學情緒，無法將注意力完全集中在電子技術學習活動當中。虛擬仿真技術在中職電子技術教學中的應用，能夠改善傳統的教學方式中單一的教學氛圍，更加關注學生的實踐體驗，在實踐中，使學生獲得更多的知識，并使中職學生能夠通過實踐活動，形成一定的思維想法和創新意識。虛擬仿真技術能夠使學生在一個仿真的情境下，進行電子電路的實驗和操作，這種模式能夠為中職學生帶來更多的電子技術學習體驗，使學生將實踐操作和理論知識的學習結合起來，借助實踐活動，不斷豐富學生的理論知識體系;借助理論知識的學習，不斷提升中職學生的實踐操作能力。中職電子技術理論知識教學需要結合實際展示才能夠加深學生對電子技術理論知識的深入理解，從而為接下來的課堂教學活動和實踐教學活動奠定良好的基礎。但是，如果一味通過實驗操作展現，不僅浪費時間，同時也很浪費材料。虛擬仿真技術能夠完美地解決這一問題，通過將虛擬仿真技術引入到中職電子技術教學中，通過多媒體等信息技術軟件，進行仿真模擬實驗，借助多媒體等信息技術軟件，將抽象化的內容變得更加直觀，使學生對抽象化的理論知識一目了然，深化學生對中職電子技術知識的理解與掌握。

(二)創設仿真電子技術教學實驗，增強學生的實踐操作能力

正所謂“實踐是檢驗真理的唯一標準”，在中職電子技術教學中，教師可以借助虛擬仿真技術，引導學生在模擬的場景中，進行電子電路的實驗和操作，這種模式能夠為中職學生帶來更多的電子技術學習體驗，在電子技術的實驗過程當中，提升學生的實踐操作能力。在中職電子技術教學實驗中，教師可以結合學生的性格特點和中職電子技術教學的特點進行教學實驗活動的創新，將虛擬仿真技術融入中職電子技術的教學活動當中。例如，在指導學生對《彩色電視機原理與維修》這一項內容的學習過程中，教師可以首先借助多媒體等信息技術軟件，為學生展現70年代至今，電視機逐步發展的過程，為學生介紹全球彩電市場的特點。彩色電視機與學生的實際生活密切相關，是學生所熟悉的事物。在課堂教學中，教師可以結合實際生活，提問學生“家中所使用的是什么樣的電視機”等問題，構建互動型的中職電子技術教學模式。在此基礎上，教師可以通過多媒體等信息技術軟件，為學生展現一個立體化的電視機模型，借助模型引導學生認識彩色電視機的整體結構以及具體的元器件。在教學指導完成之后，可以組織學生自行實驗，借助虛擬仿真技術進行完整電視機零件和部件的整合。

(三)開展虛擬項目合作實驗，提升中職學生的綜合素養

一些仿真軟件(例如加拿大IIT公司所開發的Multisim軟件)能夠為中職學生創建一個類似于真實的電子電路實驗工作平臺，學生可以在這個仿真的電子電路實驗工作平臺中，進行各種各樣的電子電路實驗。這些軟件當前被應用于國內外的各大高等院校當中，并取得了較為理想的實踐應用效果。電子技術教學中，教師不僅僅要指導學生學習電子技術，掌握電子技術，更加需要通過一定的電子技術教學活動，提升中職學生的綜合能力和綜合素養。在電子技術教學活動當中，教師可以借助一些虛擬的電子技術合作實驗項目，引導學生通過電子技術實踐活動，增進彼此之間的感情，形成良好的電子技術操作能力和合作意識。例如，在指導學生對《組合邏輯電路的分析與設計》相關內容的學習中，教師可以在完成教學指導的基礎上，組織學生通過小組合作的方式，集中學習組合邏輯電路的分析方法。在共同合作和分析的過程中，增進彼此之間的感情，提升學生的綜合能力和綜合素養。

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【關鍵詞】計算機仿真技術 信息化 制造業

1 對系統仿真類型進行概述

顧名思義，“仿真”就是對現實世界的物體進行模擬的一種狀態，使其達到逼真的情形。在工程技術領域，經常采用系統仿真技術來研究相關事物，如通過系統模型的相關實驗來研究設計或者存在的某個系統。表1為系統仿真分類表。

2 對計算機仿真技術在制造業中的應用以及發展現狀進行概述

由于我國是一個制造業大國，并且制造業在我國的國民經濟收入中也占很大的比例，因此，國家及企業都非常重視我國制造業技術的發展。隨著我國科學技術及制造業的進步，使得CIMS、NC、FMS、CAPP、MRP等都得到了快速發展。而系統仿真技術作為工程領域里面的一個重要手段，其被大量應用到我國制造業進行研究及實踐，從而產生出一些先進制造技術。

對于系統仿真技術而言，如果從本質上面來講，其就是通過建立仿真模型，然后再對仿真模型不斷進行實踐模擬的一種先進技術。它的實現過程主要是由仿真語言、計算機高級語言、以及計算機仿真軟件來實現，具體情況如上圖2-1所示。可以很明@的看出，對于一個典型的仿真軟件來講，它主要包括程序包、仿真語言、仿真環境三種不同的形式，它的覆蓋功能也不是完全相同的，并且，從下到上是大致的反映了計算機仿真軟件的一個發展情況。隨著相關技術的發展，直到上個世紀80年代后期，出現了一體化的仿真環境。隨著我國計算機技術的進一步發展，開始出現了面向對象的并發執行機制，這樣，就非常容易的實現在數據庫管理的基礎之上來對實驗及模型數據、以及實驗仿真的結果等進行統一的管理，與此同時，人工智能等相關的先進技術也開始應用到仿真建模、運行以及對仿真的結果進行分析之中。另外，廣義的制造系統的相關仿真器也開始大量出現，在某種程度上面很好的實現了對制造系統進行的非語言建模、以及模型數據驅動等相關的重要功能。比較典型的一體化仿真軟件有TESS等，廣義的仿真器有FATOR等。

3 計算機仿真研究的熱點以及對我國制造業的相關影響

自從上世紀末以來，隨著我國制造業的競爭不斷加劇，產品生產周期不斷縮短，這樣就導致系統仿真技術不斷向橫向的方向發展，在制造業里面比較典型的就是“虛擬制造技術”的發展。根據虛擬制造的概念可以得知，需要先采取計算機來模擬整個產品的設計及制造過程，這樣便于發現各種問題，并且在產品制造之前就把問題解決掉，從而提高生產效率及產品質量。

隨著制造業的發展，仿真技術在我國制造行業里面的又一個重要研究熱點誕生，即虛擬產品的開發（VPD），它最早是來源于并行工程的思想。并行工程技術（CE）在對產品進行開發之前就對產品的整個生命周期進行全面的考慮，這樣，對解決相關產品的設計以及開發之間的矛盾是非常有益的。而虛擬產品開發是在并行工程的指導下，把大規模的產品數據管理系統以及CAD等產品設計系統等進行綜合起來，從而進一步的形成虛擬產品的開發環境，這樣就可以在該環境下進行產品的策劃、設計等，以及預測產品在真實環境下的相關特征、功能及性能等，這樣在進行實際設計、生產的過程中，可以減少反復或者變更等的次數。VPD技術能夠深入到各種復雜產品的制造之中，從而為企業產生巨大的經濟效益。

隨著計算機技術的高度快速發展，對仿真技術的相關應用已由單一的形式向復雜性的方向進行發展。由于現代制造企業面向全國甚至全世界，因此，它的仿真對象也是分布在不同的時空，在這樣的背景下就產生了分布交互化仿真技術（DIS）。對于這種仿真系統來講，它所包括的內容有：構造實體、實體-虛體、真實方面的實體等，并且，這些實體是可以基于不同時期的相關技術、不同產品的相互組成、不同的系統方面的目的、以及不同生產廠家的相關技術等，對于這樣的復雜情況是允許他們進行交換操作的。分布交互化仿真技術（DIS）通過采用計算機網絡將分布在不同地點的仿真設備進行連接起來，這樣便可以通過實體之間的數據方面的交換構成時空到合成仿真環境的一種比較先進的仿真技術。

如今，在我國制造業中已經產生了虛擬企業或者類似于DIS的虛擬研究開發中心等。就目前來講，比較出名的就是香港城市大學與香港生產力方面的促進局共同構建的快速科技中心，它就是虛擬研究開發中心。由于當今社會是動態快速發展變化的，人們的需求更多轉向個性化、多樣化等方向，因此，對于制造企業來講，它們就要抓住市場的需求，然后采取方式（如柔性生產制造）來快速響應市場需求，這樣才能夠為企業獲取更多的市場利潤，但是，通常情況之下，由于企業在短期內存在相關資源欠缺等方面的局限性，在這樣的背景下，企業要想獲得市場機會，它們就有可能通過互聯網來臨時連接成一種動態方面的聯盟-也就是所謂的虛擬企業。

4 結束語

隨著我國社會的不斷發展，導致計算機仿真技術的發展也日新月異。在制造業中，對于整個產品的生命周期來講，仿真技術都表現出其強大的發展潛力。在當今制造業競爭激烈的社會，計算機仿真技術在制造領域的應用及發展在不斷的擴展，其功能也更多的面向可視化、智能化生產、綠色制造等方面不斷發展。

參考文獻

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[3]鄭力，盧繼平等.虛擬制造技術[J].計算機輔助設計與制造，2013（09）：62-67.

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實踐教學是對教學理論的進一步加強，學生在此過程中也能夠有效提升自身的創新精神與動手能力。過去大眾化、講學式的教育體系對實習實訓的認識不夠，因此很多學生面臨畢業之后找工作難的窘境。通過加強實踐教學、推動創新教育的方式，能夠有效提升學生的綜合素質，為現代社會培養更多實用型人才。

一、土木工程施工實習實訓教學中仿真技術的問題

在我國有很多高校的土木工程專業在教學時依然沒有創新，還是在按照已經過時的模式進行教學，雖然也涉及實習實訓內容，但效果不佳，并且基本上只是流于形式，實際效果有限。通常高職院校會有近一年的實訓期，在這么短的時間內是很難進行施工實訓的。即使在訓練過程中采用集中分散結合的方式，但施工效果仍舊不理想。由于單一教學模式的限制，并且對教學和實訓的安排缺乏合理性，實訓教學通常難以發揮應有的作用。進行實訓教學存在以下幾個問題:第一，不重視實踐教學的重要性;第二，對課程體系的設置缺乏合理性;第三，缺乏實訓教學資源;第四，缺乏足夠的實訓教學時間。

二、土木工程施工實習實訓教學中仿真技術的實現

(一)虛擬場景建模

通過仿真設計軟件能夠設計出具有實際價值的虛擬場景，制作方法為:第一，用攝像頭拍攝現實場景，然后利用仿真技術對所得影響進行全景圖合成設計;第二，通過程序設計語言和編程軟件生成場景［1］;第三，使用仿真設計軟件制作虛擬三維場景。以上步驟需要用到的主要軟件有3DSMAX軟件和VRML軟件，結合兩款軟件的使用方法為:首先，制作場景貼圖、動畫、造型等;其次，將場景導出至VRML;最后，修改源程序代碼，添加所需文件，并進行相應操作。

(二)實現物理建模

通過Export命令，對建模得到的max文件進行導出，導出后的文件為wr1文件，然后對導出的文件進行建模。這一過程可以通過VRML的傳感器節點完成，同時通過事件及路由器實現。

(三)實現行為建模

以Script節點定義及改變場景對象的外觀及行為，當Script節點開始初始化，某個程序腳本就會被調用。該事件在VRML場景中會被檢測出來，并傳遞至JAVA，通過JAVA對其作出相應的響應，也可以進行反向傳遞。

(四)構建網絡系統

虛擬的仿真教學環境可以對網絡中的信息資源進行高效利用，確保實訓教學具有動態有效性。例如Flashmx等工具能夠進行在線虛擬實習活動，具有十分廣泛的教學覆蓋面，在當前常用的輔助實訓教學工具中，最具發展前景。通過信息技術能夠建立遠程服務系統，實現對虛擬仿真實訓教學的系統資源共享，這也是虛擬仿真教學系統未來進展的主要方向之一［2］。利用虛擬仿真實訓教學系統能夠給學生提供大量學習資料，保證學習效率和學習效果。網絡虛擬實訓可以運用web三層結構建立B/S架構的虛擬仿真實訓教學體系。

三、土木工程施工實習實訓中應用仿真技術的方法

(一)在教學中建立規范化的仿真技術

虛擬仿真技術具有人機互動的特點，娛樂性強并且能夠形象直觀地表現畫面，有助于學生的記憶同互聯網聯系，能夠營造出逼真的場景，增加體驗樂趣。在學生開始土木工程施工實習的后，采用標準化的虛擬仿真技術能夠在很大程度上激發學生的學習興趣，從而提升其學習主動性，而這一點，在傳統的教條主義教學模式下是難以實現的。通過規范的仿真模擬技術，能夠很好地重現施工場景，使學生完美地融入其中。

(二)在教學中安全控制仿真技術實施

仿真技術通過虛擬成像的方式營造一個看起來真實的環境，但由于其特有的虛擬性，因此情境知識看起來和真實環境無異，但卻很好地避免了真實環境中才會出現的各種危險因素。學生可以在課堂中融入真實的施工環境中去，在實踐中應用理論知識，在虛擬的環境中對施工過程進行安全控制操作，即使存在不規范問題或其它缺陷，由于不具有危險性并且并非真實，學生僅僅會感覺到緊張，但并不會造成危險和損失。虛擬仿真技術能夠加強學生規范化管理建筑施工流程，提高施工的安全水平，降低事故發生率。

(三)重視仿真技術的設計及師資培養

在教學中引入并應用仿真技術，也是加強土木工程師資力量的重要因素。土木工程是一門以實踐為主的專業，培養的也主要是實用型人才。因此無論是學生還是教師，都需要具備一定的施工經驗，才能在將來的工作或教學活動中，占據主動。教師在進行仿真技術實訓之前，應首先做好完善的準備工作。在實現實踐教學的科學化和精細化規劃設計過程中，教師也應具有一定的創新能力。另外，學校方面也可以積極引入或自行開發一些具有實訓價值的綜合仿真技術的土木工程實習軟件，充分滿足學生需求。

(四)在實習開展前做好充分準備工作

在開展實訓之前，教師會根據實習的基本綱要給學生安排各種實習任務，此外土木工程專業教師也會專門給學生安排一些工作，學生需要根據自己實習的內容做一份答辯論文。這種方法有助于培養學生總結施工實踐經驗的能力并培養學生養成良好的團隊意識。并且表現優秀的學生所上交的論文內容也能夠為教師日后教學水平的提升打下良好基礎，教師也能從中找到各種有價值的案例以供教學使用。

結束語

土木工程施工實習實訓是非常有必要的，這也符合其側重實踐應用的專業特點。在實訓中應用仿真技術，學校在降低成本的同時，也能夠很好地培養學生的實踐能力和創新能力。

參考文獻

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中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）08-0084-02

1 船舶虛擬仿真技術研究及應用現狀

在船舶工業里面對虛擬仿真技術加以應用，能使敏捷造船、并行工程以及數字化造船得以實現，同時它也是我國傳統造船模式轉向現代化的重要環節之一。對虛擬仿真技術加以運用，在建造船舶之前，工程師可在虛擬環境下對船舶的建造過程進行仿真，從而改進和評價船舶的工藝與設計，這樣便于指導船廠進行現場生產作業。在船舶行業里運用虛擬仿真技術，能使生產效率得到提升，降低生產成本，使建筑周期縮短，從而為我國船舶行業的發展奠定良好的基礎。

船舶的建造評估和設計可以使先前工藝或前期設計導致的工程修改得以消除，進而對船舶企業的成本、質量以及生產效率產生直接的影響。現如今，許多國家正在開展以虛擬仿真評估和數字化描述相結合的船舶虛擬制造、設計仿真技術的應用研究，并且在船舶建造中也應用了多種仿真評估軟件，而且其研制水平和效率還在近年來得到了大幅提升，包括我國在內的許多國家都正在尋求提升研制質量、節省研制費用、縮短研制時間的新方式。

挪威UD公司作為船舶設計的佼佼者，現如今，他們在對新船型進行設計時，全都會對三維模型加以利用，然后在虛擬環境下綜合評價鉆井船的設備布局、布置、外觀等，分析虛擬船舶水動力，對虛擬評估進行分段劃分，并仿真船舶的作業過程。

自20世紀90年代一來，我國開始對各種先進的仿真技術加以研究，并開展大規模系統仿真。但將虛擬仿真技術應用在海洋和船舶領域的起步還比較晚，現如今，其工作最主要集中在初步實施和理論研究的應用階段，此外，國內的船舶研究所也開發有虛擬仿真的軟件系統和硬件平臺。

2 將虛擬仿真技術應用在船舶的建造評估中

此項技術通過對虛擬實體模型加以利用，來實現評估船舶建造過程的目的，包含船舶生產工藝規劃、操作順序驗證、生產系統創建。它能支持船舶生產管理、機器人仿真、人機功效分析、作業時間測定、工藝規劃與驗證等的內容。

2.1 在建造前期的論證評估中運用

船舶建造的內容之一便是根據企業生產力布局要求以及實際能力，對船舶企業的經濟、技術和發展條件加以研究，對船舶企業的發展方向和規模進行預測和論證，將企業建設技術經濟指標擬定出來。在建造船舶的前期對生產規劃進行論證評估是一項綜合性非常強的工作，這個過程需要對企業多方面信息進行分析。此項技術可用于對當前企業環境、生產規模以及結構分布進行虛擬，并由設計人員在虛擬中模擬各種設想，經由分析信息數據庫對各種設想利弊進行分析，同時對其可行性加以論證，這就包括環境影響、船型選擇、生態保護、現狀分析等工作。此項技術為船舶的建造前期論證提供了論證方式和技術手段。

2.2 在建造方案的設計評估中運用

船舶建造方案通過設計人員將各種想法不斷形象法和概念法，同時用相應生產手段加以表達出來，這個過程需要對前后進行參照，在設計方案時，要求方案的初步設計和深入設計必須具有交互性。對虛擬仿真技術所具備的交互性和真實性特征加以利用，可用于對三維空間進行虛擬，從而使設計人員可以對他們的設計思想進行更精確的表達。例如，由中國船舶工業集團研究所開發出來的虛擬仿真評估系統。通過對不同總組方案的比較，將船舶的建造設計思維在虛擬環境里展現出來，讓設計人員可直觀的對其進行評析，通過對方案生產環境、結構布局的協調性進行觀測并比較，可對設計思維進行修改完善。對虛擬三維空間加以利用，進而為生產方案在場地位置設計、動態調整、生產布局選擇、結構調整等方面提供依據，從而使后續生產過程可以更為合理。

2.3 在生產方案的比較中運用

此技術所創建的環境為三維虛擬環境，它可對構建環境進行全方位展示，并且通過虛擬現狀，讓建造方案可以更加真實。此技術可以讓建造方案在表現上突破原有平面、靜態的模式，讓建造人員的思想可以更形象和直觀的呈現在操作者面前，使規劃方案與操作者之間能有更強的交互性，從而對多人員多層次協調參與船舶的建造有利。

可通過許多途徑來實現方案設計需要達到的目標，而這當中必不可少的一環便是方案比較。虛擬仿真技術為方案比較提供了一個更為有效和方便的應用工具。在進行方案比較時，可在船舶建造的虛擬系統中對生產方案加以直接使用，讓設計方案可以在虛擬三維空間里得到體現。對試用不同的方案，并考察其對生產環境所形成的影響，對各生產要素不同的設想進行評價比較，并進行不同方案的實時切換，然后在同一建造序列和生產項目中感受不同的生產效果，從而對設計合理性加以判斷。與此同時，還可運用技術手段量化分析比較方案中的具體指標，從而使船舶生產方案能更加合理。例如，運用SPD-V3.2設計軟件虛擬布置機艙管路的結構方案。在評估方案的基礎上，對機艙管路設計合理性以及工藝合理性進行驗證，進而將設計中存在的缺陷找出，從而使生產現場返工率得以降低。

2.4 在建造過程中運用

在建造船舶時，對虛擬仿真評估技術加以利用，可以實現對船舶建造方案實施效果進行先期檢驗，也就是看其能否達到環境、生產的最佳綜合效益，并在實施中不斷選擇和修改，最終幫助決策者來決定后續的生產方案。比如，可通過虛擬仿真技術將某虛擬方案和船舶生產實際相結合，進而將建造方案實施狀況予以真實展現，從而使由于方案欠缺而造成的效益損失狀況得以減少。此外，此技術還能對溫度、噪音等不可見現象進行模擬，從而達到檢測影響船舶生產各因素的目的。

3 船舶虛擬仿真的評估應用實現現存問題

①虛擬仿真技術標準化應用。作為船舶建造領域極為重要的技術，虛擬仿真技術一定要與建造技術規范、規定等相符。但由當前情況可知，因為船舶建造標準化問題尚未解決，為保障虛擬軟件商的軟件獨立性，使得軟件系統之間存在較差的兼容性，要想使仿真成果的協調和共享得以實現，就必須對仿真技術應用標準化問題加以研究。通過對同一設計平臺的開發，使協同平臺集成效率得到提升，從而在更大范圍上實現信息的共享和設計的協同。

②改進建造設計技術。在傳統船舶的設計中絕大部分平面結構圖的表達方式為二維表達，最近幾年開始引進三維技術，從而形成了三維與二維相結合的建造技術模式。但在我國，由于虛擬仿真技術欠缺完善化和標準化的仿真軟件作為載體，假如能將生產技術改為規范化的三維表達和設計模式，將會對此技術在生產設計中的進一步應用有利。

③生產設計習慣與傳統觀念問題。因為此項技術尚且處在推廣使用期，現如今設計人員對此技術的認識尚且不足，并且傳統觀念并未隨著技術進步而有所改進。絕大部分船舶企業在此項技術上尚且停留在演示層次，并未認識到此項技術的深層效用。此外，由于傳統設計習慣對新方法的使用形成了一定制約作用，要想在短時間內改變此種設計習慣還有一定難度。對此技術進行及時的開發利用，對此技術的三維平臺設計平臺加以搭建，將對培養設計人員普及性有利。

④虛擬仿真技術有待完善。因為此項技術自身存在一定局限性，使得此技術在船舶設計某些場合中的應用尚且存在一定難度。比如，對建造方案在構思期的表達模糊性問題以及修改實時性問題，建立標準化的指標評價體系統、建立預測分析模型等問題上依舊存在一定的技術障礙。

⑤船舶行業中虛擬仿真技術應用效果不顯著。此項技術的開發需要投入大量資金和尖端設備。盡管此項技術在研究船舶生產作業形式和建造方案上屬于高科技手段，但由于開發此項軟件產品的價格確實相當昂貴，并且其系統兼容性也比較差，現如今，國內對此系統的應用還多半依賴于進口提供，因為目前我國的科研院無法對相關設備進行全面配置，在各高校也無法運用多系統來實現學員的全面培訓，導致此項技術在船舶行業中并不能取得很好的應用效果，這也是實現此項技術在船舶設計中應用的一個難點。

要想使上述問題得到解決，極為重要的一點便是全面應用此項技術，在軟件開發公司的作用下，開發具有普及型的仿真技術軟件是非常必要的，同時需要科研院和相關院校合作，對此項技術進行大規模的培訓。

4 結 語

因為在國內的船舶生產評估過程中應用虛擬仿真評估技術尚屬起步階段，并且在國外也并無標準應用模式可供借鑒，再加上國內造船現狀有別于國外，此外，由于船舶虛擬仿真的評估技術是伴隨船舶制造工藝以及技術的發展而發展起來的，所以，它的研究工作、虛擬維修、新工藝等許多方面還有待完善和改進。現如今，集成化仿真已經成為船舶制造的發展方向，此項技術的應用也已經成為船舶制造模式最為關鍵性的技術，并且已經變成船舶制造能力得到提升的手段之一，此外，在船舶企業中應用此項技術，將會為企業進一步的發展提供技術支撐。

參考文獻：

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[2] 蔣艷會，甄希金，韋乃琨，等.船舶虛擬裝配系統研究及應用[A].第十二屆全國內河船舶與航運學術會議論文集[C].北京：《中國學術期刊（光盤版）》電子雜志社，2012.

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中圖分類號：TP391.9；TD672 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0225-02

一、引言

三維游戲由于引擎技術在建模技術、物理引擎技術、復雜環境的高質量實時渲染技術、動畫技術、人工智能技術、對象的行為控制技術等各方面不斷的完善和強大，已經極大地引起了人們的關注和重視。游戲引擎不再僅用于游戲娛樂產業的開發，更多的滲透到了教育軟件開發、虛擬現實應用、動畫影視（特技）制作、軍事訓練、實時模擬等人類生活的各個領域。極大地改變了人們的生活方式和思維方式。

游戲引擎技術尤其物理引擎技術不斷的研究發展，讓我們意識到仿真虛擬機械動力的可能性。利用游戲引擎虛擬機械運動，將為開發教育游戲中的虛擬物理實驗、網上數字科技館、娛樂型游戲中的機械道具和多樣化游戲任務等具有重要的應用價值和研究意義。

傳統的機械動力仿真技術和虛擬現實技術雖然在一定程度上也能虛擬機械的運動，但是由于那些技術不可避免的弊端對機械動力仿真技術應用在其他領域形成了瓶頸。傳統的機械工業仿真技術缺乏交互性，設計復雜，表現單調。隨著多媒體技術、計算機動畫技術、虛擬現實技術、網絡技術等技術的滲入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虛擬現實造型語言）或Cult3D為代表的技術給機械仿真領域帶來了交互性，但是由于傳統的虛擬現實技術固有的特性，如運動行為的硬編碼、交互性差、畫面不流暢、系統實現復雜等，使得基于游戲引擎技術虛擬機械動力的技術具有很大的優勢和更大的發展前景。

本論文研究的技術充分利用了游戲平臺的優勢，它不僅具有傳統虛擬現實系統所有的優點，而且具有3D游戲般的交互性和逼真的動力學模擬。從開發角度而言，游戲引擎的實時渲染能力、快速的計算能力、組件化、可重用性以及面向對象的編程方式等，都使得應用游戲引擎成為一種非常便捷和有效的仿真技術手段。本文描述了利用游戲引擎模擬簡單的機械動力實例的核心技術。

二、機械動力仿真技術研究背景

概念設計是機械設計過程中的最初階段，主要目的是獲得產品的本質形狀。[3]機械仿真技術的發展為機械工業概念設計注入了新的活力。計算機運算處理能力的提高為機械系統的仿真提供了更好的基礎。

我國機械系統傳統的計算機輔助工具多數是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D軟件，此類建模軟件含有大量的圖形文件，容量較大，不利于網上傳輸和遠程控制。同時這種方式建立的三維模型是靜態的，動畫是設計者事先設計好的一副副二維動畫，用戶只是被動的接受，而不能按照自己的意愿進行實時交互式仿真。

虛擬現實技術作為一種更為人性化的交互技術，近幾年來逐漸滲透到各個應用領域。虛擬現實技術的沉浸特征、交互特征和構想特征，剛好彌補了上述傳統方法的不足。因此，運用虛擬現實的方法實現機械設計系統成為必然。傳統的機械仿真都是代碼編寫控制的運動效果，沒有實現通過物體間力的作用而讓物體產生運動，所以不免比較生硬，不能具有可復用性和柔性。

綜上可知，機械工業虛擬仿真技術由于其復雜性、綜合性決定了開發的困難，因此勢必需要一些工具來輔助開發，游戲引擎由于其本身的特點，成為開發機械工業虛擬系統的有力工具。

三、游戲引擎技術

1.三維游戲引擎

一般而言，三維游戲引擎包括：引擎內核、三維圖形引擎、物理引擎、人工智能系統、3D模型和圖像庫、網絡引擎、輸入系統。三維游戲引擎中各子系統關系可由（圖1）表示。

2.游戲引擎技術的優勢

（1）利用游戲引擎可以簡化系統制作的復雜度，縮短開發時間，降低制作成本。

（2）游戲引擎中強大的物理引擎為該機械動力仿真系統提供了保障，這也是不同于其他虛擬現實技術的閃光點。

（3）該游戲引擎能快速嵌入到網頁中運行，因此，極大的活躍了網頁式三維虛擬現實技術，因為傳統的三維網頁虛擬技術在WEB中運行效果不是很好，運行緩慢，效果單調，交互性差，游戲引擎技術的支持在一定程度上可彌補這些不足。

（4）游戲引擎的最大特點是可以實時渲染，這樣使得開發者可以及時瀏覽和調整系統。Unity3D游戲引擎甚至可以支持在程序運行時改動場景中物體的屬性。這樣的實時性改變，使得開發者能迅速獲得最佳的設置效果值。

（5）基于游戲引擎技術開發的機械動力仿真系統，具有游戲般的交互能力，活躍了機械展示的表達方式。

（6）在游戲引擎平臺上的二次編程代碼被稱為“腳本”，大多數腳本語言都是面向對象的編程特點，具有封裝、多態、可復用性等特性。簡單易學，使虛擬系統設計者易于開發應用。

四、主要結論

3D游戲引擎技術最大的特點就是它把一個程序中可以重復利用的部分，以精巧的模塊組織起來，將其規格化、最佳化，以利于程序重用技術。利用引擎不僅可以開發出“景物真實、動作真實、感覺真實”的三維系統，更重要的是利用它我們可以節省大量的人員和資金，簡化系統制作的復雜度，縮短開發時間，降低制作成本，并且游戲引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人稱射擊游戲）特性，這一特點可以巧妙的應用于交互設計中。游戲引擎的實時渲染、動態編譯和可視化編輯功能有效解決了傳統的虛擬現實技術中存在的渲染耗費時間和硬件成本的問題。

3D游戲引擎最吸引人的是它的強大的PhysX物理引擎和真實的圖形渲染引擎。強大的功能會提升研究的成功性。從開發方面考慮，該引擎的腳本語言近似c#或javascript，使得開發輕車熟路，而且腳本是動態編譯的，運行速度和匯編接近，不會因為腳本的問題而影響系統的執行效率。從方面考慮，該引擎支持跨平臺，而且用該引擎開發的作品可以通過網頁直接運行，是3D虛擬現實作品輕松實現網頁漫游的良好解決方案。

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篇（6）

實驗是電子信息類專業學生課程教學的一個重要環節，是對理論教學的補充和深化，其開設方式關系到學生對理論知識的掌握和應用，直接影響著學生的操作技能、主觀能動性和實際動手能力的提高，也決定著理論和實驗的教學水平。因此，在教學過程中一定要加強實驗這個實踐性教學環節，充分利用實驗資源來培養和提高學生解決問題的能力和創新能力，使學生能夠更加快速地適應于將來的工作。加強實驗教學環節，最大限度地利用學校的實驗教學資源，對提高教學水平，培養學生的實際應用能力和綜合素質具有重要的意義。

1 實驗教學的傳統模式和問題

在我國高校工科教育中，實驗教學硬件條件普遍不足，或者是硬件實驗條件的發展跟不上技術的要求，同時各高校大幅度擴大招生，實驗教學硬件條件更顯不足。加大對實踐教學條件的投入，加強培養實踐教學科技人才，強化實踐教學內容和條件的改革與建設，在當前來說具有特殊重要性[1]。我國教育主管部門也在積極得進行著推進實踐教學的改革與建設。例如：在全國高校本科教學水平評估中，實驗室建設基地和建設經費以及實驗教學改革就是一項重要的指標內容。越來越多的高校開始響應教育部的號召，實行了“雙基”實驗室，并在此基礎上進一步建設“實驗教學示范中心”。

目前，實驗教學的傳統模式的缺點主要表現有：

1）實驗設備陳舊，實驗模式單一；

2）驗證性實驗分量大，與設計性、綜合性和創新性實驗之間的比例失調；

3）先進的實驗教學手段在實驗教學中的引入還不夠；等。

2 實驗教學方法改革勢在必行

隨著計算機的普及和應用，在教學中也越來越多地借助計算機來輔助設計方法，同樣，在實驗中借助計算機仿真技術具有很大優點：減少實驗中所需的耗材、降低對實驗器材的破壞性、完成更復雜更高難度的設計性實驗、更加全面地分析實驗對象以及結果的性能指標等，具有高效、快速、直觀、完整的優勢。開展仿真實驗作為一種新型的實驗教學方法是在現有實驗室設備的基礎上采用計算機新型軟件對實驗進行模擬，大大提高了學生對本專業知識的應用能力和科研創新能力。因此，在當今的實驗教學中，仿真實驗的引入勢在必行。

對當今高校來說，學生人數不斷增加，實驗室設備和資金滿足不了大學中學生的試驗要求，為了不斷提高實驗教學的質量，又進一步解決實驗設備少、不好維護、建設費用高等問題。將仿真技術引入實驗教學中來，學生一方面可以利用計算機實現實驗方案的設計，又可以直觀地驗證仿真過程和結果，不受實驗室條件和空間的限制，可將實驗設計帶入到課余生活中來進行，大大提高了學生對實驗的操作興趣。利用仿真實驗由于方法的靈活性可以充分發揮學生的想像力和創造力，比起傳統的實驗教學更利于培養科技創新人才，且有利于降低實驗成本，能夠使得實驗室的建設和發展進入一個良性循環中。

3 實驗教學改革方案

3.1 實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗

在實驗教學中引入計算機仿真技術，一方面，充分發揮學生的主觀能動性，激發學生學習興趣，另一方面，老師可以利用計算機技術來觀察學生的實驗過程，采集學生的實驗結果，更好地跟蹤和指導學生，先進的教學理念和教學手段有助于提高實驗教學效果，提高教師的教學水平。而計算機的引入可把實驗設備、理論教學、教師指導和學生的思考、操作有機地融合為一體，克服了傳統實驗教學過程中受到課堂、課時、實驗設備等的限制，使實驗教學內容進一步靈活化，在時間和空間上得到延伸，也進一步激發了學生的實驗熱情。

在實驗中引入相應的仿真技術來進行虛擬實驗，可以使得學生在進行實驗的過程中培養獨立思考能力，激發學生的學習興趣，提高學生的創新意識，同時為學生提供了更加開放靈活的實驗條件。對實驗內容和實驗教材來說，采用仿真技術把將虛擬實驗和真實的電路實驗有機地整合起來，充實了實驗內容，增強了實驗的能動性和趣味性，有利于實現培養學生綜合實踐和探索創新能力[2]。目前，越來越多的高校重新對實驗室建設進行了規劃，利用計算機仿真技術改革實驗教學是一個新的發展方向。在高校實驗室中引入計算機以及相應的軟件技術不僅可改善實驗條件、改革實驗教學方法、充實實驗教學內容，還可大大提高實驗效率，降低實驗成本，增強學生學習的積極性和創新性，為實驗教學和科研提供良好的實驗平臺[3]。

以單片機實驗教學為例，在實驗過程中我們引入proteus仿真軟件，用它來模擬單片機硬件系統。由于軟件的靈活性，可以克服實驗箱硬件電路固定、實驗內容難于改動等局限。整個實驗設計都是基于計算機仿真技術的，除了計算機外不再需要任何硬件即可進行實驗，這樣有利于促成課程和教學改革，更有利于人才的培養。仿真技術的另一應用表現在學生的業余愛好上，比如目前的電子設計大賽，挑戰杯等，學生完全可以利用計算機來進行仿真，先用計算機仿真出相應的實驗模型，在計算機上進行模擬調試，最后用硬件實現。在整個過程中，學生可充分發揮自己的才能，通過大量仿真對比，達到設計目的，學生也可以大膽地反復調試，避免了損壞器件。在電子設計競賽中，我們使用proteus開發環境對學生進行培訓，在不需要硬件投入的條件下，學生普遍反映，對單片機的學習比單純學習書本知識更容易接受，更容易提高。實踐證明，在使用proteus進行系統仿真開發成功之后再進行實際制作，能極大提高單片機系統設計效率。 轉貼于

另外，開展仿真教學對于我國的遠程教學也是一種很好的嘗試，有著重要的意義。

3.2 重新安排各類性質的實驗，適量增加綜合性、設計性實驗

驗證性實驗是實驗中最基本的，可以使學生鞏固理論知識，它的實驗內容相對簡單，重點培養學生的基本操作、數據處理和計算技能，驗證和加深對課本知識的掌握和理解。綜合性實驗則要求學生必須具有一定的專業基礎知識和基本操作技能，能夠運用某一課程或多門課程的綜合知識，進而對實驗技能和實驗方法進行綜合訓練的一種復合性實驗。目前工科高校中越來越多地提出課程設計也是為了加強學生對綜合知識的運用。為充分調動學生的學習積極性和主觀能動性，設計性實驗也必不可少。設計性實驗能加深學生對理論知識的認識，由學生自己負責計劃和執行，充分提高了學生的思維能力、動手能力、分析和解決工程實際問題的能力[3]，發揮了學生的主觀能動性，設計性實驗的完成可以充分借助于計算機仿真技術來完成。

驗證性、綜合性、設計性實驗相結合，培養了學生基本的實驗技能和方法，同時又促進了學生的創新思維，打破了原有實驗教學附屬于理論教學的模式，建立與理論教學并行的，既相對獨立、又相互聯系的實驗教學體系。在某些應用性強的實驗教學中，綜合性和設計性實驗的比例至少要達到60%以上，同時設計性實驗最好要跟得上科學技術的發展。一方面保證基本實驗技能訓練，另一方面，實驗內容應與當今先進技術的發展相結合，適應社會發展的需要，將科研成果轉化為實驗內容，提高實驗的先進性和代表性。那么，工科院校中一方面加大實驗器材的投入，提高實驗教學條件，開設先進的實驗內容，提高學生的積極性，使學生適應當今社會的發展；另一方面，要充分利用現有的條件，引進先進的仿真技術，使得實驗條件進一步升華，充分發揮教師和學生的主觀能動性和創新能力。

3.3 硬件軟件都要抓，都要硬

計算機仿真實驗雖然可以準確地反映整個實驗過程， 是一種新型的應用技術，十分有效，但是仿真技術不是萬能的，它畢竟不是真正的實驗，在許多場合仿真只能起輔助作用。也就是說不能用仿真實驗來全部代替硬件電路實驗，而是將仿真試驗和傳統的硬件實驗相互結合，根據學校的實際情況和實驗的情況靈活運用，虛擬實驗不是萬能的，如果所有的實驗都用虛擬實驗替代的話，學生在虛擬環境中實驗會產生或多或少的不踏實的虛擬感，實踐能力也不可能得到真正的提高。

3.4 加強對實驗課教師的培訓，通過培訓交流更多地了解新的實驗技術

在實驗教學改革的同時，必然對教師提出更高的要求：一是教師也應加強專業知識和技能的學習，來提高自己的業務能力和綜合素質，另外，不斷更新專業知識的結構，了解前沿技術的發展也是必需的；二是高校中要大力創造條件促進教師經常參加基礎理論知識的培訓和實驗的培訓以及學術研討會，從而擴大視野，更新教學觀念，及時了解嵌入式系統發展趨勢和動態，促進電子類實驗技術的發展；三是要大力組織專業教師去積極申報相關的創新實驗和科研項目，提倡以科研資金來促進實驗室的建設，用科研成果去改進實驗內容，同時可以提高教師的科研能力，在科研中更好地去鍛煉自己，為實驗教學服務。

4 結論

隨著社會對人才要求的提高，大力推進實驗教學改革迫在眉睫，而大學實驗教學的改革又直接影響到學生的動手和創新能力。實驗教學必須能夠跟得上時代的腳步，將仿真技術應用到實驗教學中可以充分調動學生的主觀能動性，激發學生的創新能力，加快學生適應社會的能力，同時學習了先進的新技術。

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篇（8）

 

一、虛擬現實技術的概述

虛擬現實（VirtualReality，簡稱VR技術），又稱靈境技術，是以浸沒感、交互性和感知性為基本特征的計算機高級人機界面[1]。虛擬現實系統的核心設備仍然是計算機，即通過計算機圖形構成的三維數字模型，以仿真的方式給用戶創造一個實時反映實體對象變化與相互作用的三維虛擬世界，并通過頭盔顯示器(HMD)、數據手套等輔助傳感設備，給用戶提供一個觀測與該虛擬世界交互的三維界面，使用者可以直接觀察、操作、觸摸、檢測周圍環境及事物的內在變化，并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互，使人和計算機很好地“融為一體”，給人一種“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，感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。

作為尖端科技，虛擬現實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、并行處理技術和傳感技術的最新發展成果，是一種由計算機生成的高技術模擬系統。虛擬現實技術的應用前景十分廣闊，已廣泛應用于工業、模擬軍事演習、工程、教育、醫學、字化酒店、商品展示、娛樂等領域，也同樣適用于網絡會展。

二、虛擬現實技術在會展業中的應用現狀

隨著迅速發展的虛擬現實技術與計算機多媒體展示技術的結合，在展覽方面也不斷涌現出一些結合虛擬現實技術的網絡會展。如今國外的虛擬會展業已經十分成熟，如著名的德國漢諾威展，在網絡上運用虛擬現實技術建立三維立體的展示系統；國外一些城市宣傳也開始采用虛擬現實技術，如網上新加坡、虛擬龐貝古城、虛擬巴黎圣母院等，運用三維虛擬現實技術展示一些有價值的文物、展品和三維場景，使用戶能夠通過Internet遠程連接去體驗。

國內的虛擬會展目前還基本屬于界面包裝，主要通過二維平面靜態地網頁展示，如中國茶葉博覽會，采用虛擬現實技術對茶具和茶文化進行網上瀏覽，還有虛擬現實環球網站（www．vwww．com）利用虛擬現實技術進行網上展銷；再如武漢國際機電博覽會，采用網上虛擬武博會和武博會同期開幕，未到展會現場的客戶通過點擊該網站，就可像親赴現場一樣，可在場館內每一個展位前流連，任意觀看各種產品，了解它們的性能和用途，甚至突破實際參觀過程中的限制，深入了解展品的內部結構，瀏覽武博會的即時信息。

虛擬展覽系統按其表現形式可分為三類：①運用圖文聲像以及環視圖展示物品和場景。這類系統因表現形式的局限，不能更生動、更全面的展示。②單純的三維場景展示，用戶可以隨意漫游，但只提供展覽會的表面形式，不提供展覽內容與展覽場景的關聯。③既提供三維場景，也提供實際展覽內容，并與三維場景結合在一起[3]。

三、基于虛擬現實技術的網絡會展發展的展望

在綜合考慮現有技術條件及未來虛擬現實技術發展前景的情況下，網絡會展的發展將會呈現出兩種模式，即現階段的實物會展+網絡會展+電子商務模式和未來的實物會展+網絡會展模式，具體理念如下：

（一）實物會展+網絡會展+電子商務模式

網絡會展作為會展業一種新的發展形勢，有著廣闊的發展前景。但目前網絡會展還只是實物會展的補充和配角，網絡會展只有作為實體展覽的輔助，才能逐漸地被人們認識而發展起來。免費論文，虛擬現實技術。就目前情況而言，線上展會和線下展會二者可相互補充，二者有機融合會相得益彰的。當然雙方會有部分重疊，但不可輕言取代，否則就是昏了頭了，若干年后或許會的，但至少目前不會。因此，我們不能夸大網絡技術的作用，基于傳統會展的傳統優勢，傳統會展仍然起著主導作用。免費論文，虛擬現實技術。同時，隨著會展業的蓬勃發展，促進了電子商務技術向會展業的滲透，在某種程度上彌補了網絡會展技術的不足，促進著網絡會展的發展。

總之，在目前甚至今后相當長的一段時間內，我國會展將遵循實物會展+網絡會展+電子商務模式，即充分利用電子商務技術大力發展網絡會展，實物會展和網絡會展并舉，實物會展結束后，網絡會展作為實物會展的延伸和補充，繼續實行“永不落幕的會展”，并不斷更新、豐富和完善，使實物會展和網絡會展相互促進，共同發展壯大。

（二）實物會展+網絡會展模式

由于網絡展會的模式模糊和傳統展會的主導地位，中國會展業進入網絡時代還有很長的一段路要走。但從長遠來看，網上會展前景不可限量，隨著虛擬現實技術的進一步發展，必將成為現代展覽業的重要組成部分，必將代替部分實物會展，從而實現實物會展和網絡會展并存的局面，這是一種必然的趨勢。免費論文，虛擬現實技術。免費論文，虛擬現實技術。因為網上會展有不受時空限制、節省展覽交易成本等優勢，很多商品和服務都適合在網上進行展覽和銷售。如網絡圖書展就有絕對優勢，因為圖書沒有過多的質地的要求、尺寸的要求，在網上看到的這本書和書店買到的書幾乎沒有差別。另外，從目前網絡交易的商品清單看，網絡交易的對象正從數碼產品迅速擴展到服裝、電器、日用品、玩具、個人護理品等眾多產品，而這些產品正是我國制造的優勢所在，也是目前辦展頻率最高的產品。免費論文，虛擬現實技術。這些產品將來都可以作為網絡會展展示的對象，市場前景好。免費論文，虛擬現實技術。

此外，會展業的發展與土地資源供給瓶頸的矛盾已見端倪。政府不可能無止境的耗費大量土地進行場館建設，同時場館建設投入大、周期長、風險大，而在互聯網上建立虛擬展館，舉辦網絡展覽卻可以節省大量時間和金錢，大大提高展會的效益。可見，我們既要看到目前實物會展的優勢，也要前瞻性的看到網絡會展的優勢，尤其是網絡會展的后發優勢和趨勢，為大力發展網絡會展，共創低碳會展經濟做好一切準備。

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1、引言

隨著數字環保概念和虛擬現實技術的發展，三維仿真系統在環境業務領域的應用日益成為人們關注的焦點。三維仿真系統全方位、多角度、高效率的管理方法和技術特性奠定了其在環境業務領域的多方面應用優勢。三維仿真系統以直觀、形象的可視化表達方式[1]，真實展現三維環境要素，為環境監控、環境執法監察、環境影響評價（戰略環評、規劃環評、項目環評）、行政審批、環境應急、環境日常業務管理及環境生態領域提供很好的“所見即所得”的平臺。

2、三維仿真系統在環境領域中的應用分析

2.1基于三維仿真系統在環境領域中的應用優勢分析

目前環境業務多是基于二維地理信息系統，對環境現場的分析多是使用現場平面圖和現場圖片等相關資料進行分析，缺乏直觀性。難以對環境地域進行三維綜合研究和空間分析，無法使領導部門及時得到對空間清晰、直觀的認識[2]。同時環境領域涉及地形地貌，如地形起伏較大、管網密集、排口眾多等，用二維的表示方法很難準確描述和進行信息精確管理。

三維仿真系統通過對大范圍海量環境數據進行一體化管理，實現無縫三維實時漫游、空間多媒體信息查詢、表示、分析和輔助決策，為環境管理部門進行更加清晰、直觀、準確的管理環境信息提供技術支持，如：靈活漫游全面巡視重點污染源；真實的還原事故現場用于應急決策[3]；真實的模擬重要治污設施的日常運作狀態。

三維仿真系統在環境業務領域的應用優勢：

（1）重點風險源工藝管線跟蹤分析，為企業環境安全提供可視化監控支持

三維仿真系統可對環境重點風險源如石油石化企業工藝管線進行模擬，動態顯示管線內物質流向，便于管理者實時查看管線運行情況，為查堵泄漏點提供可視化技術支持。

（2）全方位展示重要治污設施運行狀態，為環境安全提供基礎保障

通過三維仿真系統，可實現全廠區漫游，全面展示重要治污設施分布情況及其運行狀態。當某一設施出現異常，系統會進行異常報警，使管理者不必親臨現場即可了解治污設施運行狀態，為環境安全提供保障。

（3）快速還原環境事故現場，為環境應急提供科學決策支持

環境突發事故現場具有不可再現性。為了對事故進行更準確的分析，可通過三維仿真系統對事故現場進行模擬還原，再現事故發生過程，為領導提供更詳盡的現場信息，為環境應急提供科學決策支持。

（4）更真實表現地形地貌，輔以模型分析，為指揮調度、優化路徑提供輔助支持

三維仿真系統既有地理信息系統的圖形展示功能，又有真實模擬地貌的優勢。在環境應急中可以通過三維仿真系統展現事故現場及周邊敏感區分布情況，真實展現地勢起伏及路況信息，通過模型分析為應急指揮調度及路徑優化提供輔助支持。

2.2三維仿真系統在環境監控領域中的應用分析

目前環境監控領域中采用視頻、紅外、數采儀等形式將監控數據傳至監控中心，無法對整個監控場所進行全面、多角度的監控。三維仿真系統可通過對監控場所的真實模擬實現對環境的日常監控，包括：重大風險源企業廠區漫游仿真；圍繞風險單元多角度查看周邊地貌信息；真實模擬工況運行狀態；真實模擬設備運行狀態；全面立體展現三維空間污染源分布；對環境空間及風險單元等進行屬性查詢等。

三維仿真系統可為環保系統領導提供了多角度、可視化的監控平臺，不用親臨現場，即可掌控所有環境監控區域的風險源及工況等多種信息，提高工作效率，為決策的質量和效率提供保障。

2.3三維仿真系統在環境應急領域中的應用分析

目前的二維信息平臺由于立體表現不完整，無法整體直觀反映環境事故現場情況，容易導致宏觀分析、決策的偏差[4]。三維仿真系統能夠全面分析事故現場及周邊情況，進行三維擴散模型分析，包括氣象應急模型、地質應急模型、水應急模型（水淹模型、泥沙模型、水污染模型）及化學/核污染應急模型，通過模型分析直觀立體展現污染擴散趨勢及周邊敏感源，為應急監測、指揮調度及現場處置提供重要依據；可依據地勢，通過路徑優化分析，為應急疏散提供直觀、可視化指導，為領導決策提供全方面、直觀、真實的決策支持。領導不必深入事故現場就能掌握現場真實情況，并組織專家討論并制定正確的應急措施，發出正確的調度指令，保證應急指揮和應急調度的科學性和正確性。

同時，通過三維仿真系統可進行事故應急演練及事故回放[5]，真實模擬事故應急演練，直觀展示應急流程，為完善應急預案體系、強化應急指揮體系提供參考依據；事故回放是針對事故現場不可保存性，進行事故現場還原，通過仿真事故發生過程，為領導提供應急決策支持，并為事故后評估提供有力依據。

2.4三維仿真系統在環境日常業務領域中的應用分析

三維仿真系統在環境日常業務領域的應用包括：與12369結合，快速定位事故現場，直觀查看事故現場地勢地形三維景觀，為準確預警提供更為詳盡的可視化三維信息；建設項目審批，通過三維仿真系統進行區域地形地貌查看，將設計方案導入三維場景中進行審查，在真實再現規劃現狀的前提下，用戶可以從任意路徑，以任意視點、任意視角考察設計方案，對方案進行從全局到細部的推敲和修改；環境監察、移動執法，通過三維仿真系統可真實模擬環境監察、移動執法車輛的出勤路徑，為執法監督提供可視化督查功能。

2.5三維仿真系統在環境生態領域中的應用分析

環境生態日益受到人們重視，如何有效保護生態，形成良好生態人文環境已成為人們關注的熱點。三維仿真系統為生態保護、生態規劃提供三維仿真技術支持，領導無需到達現場即可通過三維仿真系統漫游重要生態區域并進行分析，如漫游引用水水源地、防洪堤壩、庫區防洪堤拆除后對周邊生態的影響分析等。對環境生態區域的規劃也可通過三維仿真系統進行模擬展示，將規劃前及規劃后的場景進行真實模擬對比，為領導進行正確、科學的生態規劃提供直觀可視化的科學依據。

3、結語

隨著數字環保的推進、物聯網技術及三維仿真技術的發展，三維仿真系統在環境業務領域的應用越來越顯現出無法替代的優勢。通過三維仿真系統可真實展現環境業務領域現時情景，并可漫游于場景之中，為環境業務領域提供立體化、全方位展示，為領導進行科學的環境決策提供支持。因此，應加強三維仿真技術的研究，使其在環境業務領域的應用更為深入，為環境管理部門更加清晰、直觀、準確的管理環境信息提供技術支持。

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Abstract: This paper deals with the application of virtual simulation technology in architectural engineering structure the meaning of teaching, and combined with the reality of the foreground of application of virtual simulation technology.

Keywords: virtual reality; computer simulation; construction

中圖分類號：C42文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）

1、建筑教學重要性

隨著建筑行業發展，建筑市場競爭越來越激烈，建筑企業對人才的要求越來越挑剔，要求畢業生除具備扎實的工程理論基礎、合理的工程知識結構外；還要有較強的創新意識及解決建筑工程實際問題的能力。對于建筑類畢業生，要求畢業生到單位就能編制預算和進行工程技術指導及工程質量監督。因此原有以理論教學為重點的教學模式已經遠不能適應現代人才市場的需求，必須加強實踐性教學改革，注重學生實際能力的培養，使學生畢業后上手快、動手能力強，把學生培養成為單位滿意的實用型人才。

2、現階段傳統教學存在弊端

而傳統實踐性教學環節主要是通過兩點進行開展的。1、開展實訓項目，如：墻面抹灰、鋼筋綁扎等比較簡單的實訓操作。這種方式可以一定程度上加深學生學習的印象，可以起到一定的實訓教學的作用，但是，對于整個工程項目的流程實訓則是無法完成的。并且，有些高職院校的實訓條件有限，建筑材料無法循環使用，導致實訓成本過高，大大影響實訓的可操作性。2、帶領學生去工地參觀。帶領學生到現場參觀是最為直接的實訓教學，也是最貼近實際工作環境的實訓教學，但是這種方式也有弊端。比如天氣原因有可能導致工地停工，學生無法進行參觀學習。另外建筑工地危險因素多，存在很多安全隱患，也會給建筑實訓帶來一定的問題。

因此，有沒有一種方法即能讓學生學習到現場才能學到的東西，直觀的學習工地上的知識，又能不受天氣等環境條件的約束，可以在室內就可以進行多種角度和全過程的實訓模擬呢？答案是肯定的，那就是虛擬仿真技術。

3、三維仿真的優點

什么是虛擬仿真呢？虛擬（Virtual Reality)，仿真(simulation)，就是依托計算機通過人的視覺、聽覺等進行現實情況的再現。90年代初，美國將虛擬現實技術應用于軍事領域，開發有虛擬戰場模擬、單兵訓練的模擬、諸兵種聯合訓練模擬以及訓練指揮系統等。虛擬現實技術隨著網絡、經濟、社會的發展在各個領域得到了廣泛的應用，其中在虛擬建筑施工的應用中，鋼結構施工方面的研究顯得尤為多。

分析國內外的現狀總結得出: 虛擬建筑施工的開發工具有 Open GL、CAD、3ds max、3dsviz、Ansys、UG、Virtools、X3D 等。Virtools主界面見圖1，應用于輔助教學的虛擬房屋建筑的系統，目前有學者和專家已經提出，并有部分一線的教師開始著手研究，改革傳統建筑教學先進理念、理論和設計相關的論文也在報刊雜志中有刊登，但針對《建筑結構》的虛擬輔助教學系統具體的開發和應用尚處于萌芽狀態，筆者也在積極地探索中。

本文所使用的三維仿真主要是利用 CAD、Photoshop 和 3Ds max 在 Virtools 開發平臺上開發一款適合于土木工程專業、工民建專業和建筑施工人員崗位培訓的輔助教學系統。通過觀摩建筑虛擬形成過程的動畫展示，自主進行房屋建筑搭建的實踐操作，達到學習新知識，復習舊知識的目的。觀察形成過程，模擬施工工序的步驟，充分培養學習者把二維圖紙三維實物化的能力，使學習者不僅能形象生動觀摩房屋建筑形成的過程，而且通過自主構建房屋主體結構的練習使得施工技術的概念得到不斷的強化和鞏固，并最終掌握相關知識。全面認識房屋構造結構，把書本上的知識統籌、梳理清楚，具體應用在以后的工作中。激發學習興趣，進行更深入的自主探索房屋建筑施工過程，創造性的理解施工組織與設計，從而更好地掌握《建筑結構》課程的知識內容。

4、三維仿真在教學中的應用

建筑結構虛擬教學系統的建立可以通過計算機虛擬一個可控制的、無破壞性、安全性強、并允許多次重復操作的平臺，利用虛擬現實技術的特性，造就桌面式房屋建筑虛擬環境。它不僅能提高教學效果，更重要的是讓缺乏實踐和觀摩條件的學生不受時間、地點等多方面條件的限制，通過屏幕就能夠“身臨其境”觀摩建筑過程，并且通過計算機的虛擬，掌握施工設計的技術，對《建筑結構》中不容易理解的知識點有了更具體的認識。因此，房屋建筑過程和結構的可視化模擬是一個很重要的研究方向，有著廣闊的應用前景，具有較高的實用價值和現實意義：

⑴克服了房屋建筑施工現場實習、見習活動在時間和空間的限制，學生可以在計算機平臺上利用系統輔助見習，教師針對教學內容進行演示操作等相關的教學活動。

⑵把抽象的理論知識具體化，學生不但可以直觀明了的觀看整個建筑形成的過程，而且還能通過系統掌握二維圖紙三維化識別的能力以及建筑設計能力。

⑶解決了學生由于缺乏現場感觀而學習效率底的教學難點，一定程度上擺脫了安全、材料消耗、沒有見習場地等方面的制約。降低了實踐教學的成本和節省施工所用材料、機械設備、交通等方面的經費。按照教學需求或施工圖紙進行反復演示或操作，讓學生觀看內部構造結構，正好彌補了現實施工中不可“復制、再生、切割”的這一缺陷。

篇（11）

學院2016年計劃招收博士研究生46名，實際招生人數以總部下達計劃為準。

二、報考條件

我院博士研究生只面向現役軍人招生，報考2016年博士研究生應當具備以下條件：

1、品德優良，遵紀守法，立志獻身國防事業；未受過紀律處分。

2、軍隊在職干部按師（旅）級單位推薦、軍級單位政治部審批、軍區級單位政治部干部部門核準、總政治部干部部備案的程序進行審批，由師（旅）級單位干部部門開具介紹信。軍隊院校應屆碩士畢業生經所在院校政治機關審批同意。

3、身體健康，體能達標，年齡不超過40周歲（1976年9月1日以后出生）。

4、在職干部須獲得碩士學位，其中本院在職干部報考工學博士須有被SCI或EI收錄的以第一作者發表的學術論文；應屆碩士畢業生須完成學位論文初稿，在中文核心期刊（含錄用通知）或國際會議發表2篇以上學術論文。

5、有兩名與報考學科相關的高職人員推薦。

三、報名手續

考生持公民身份證和軍官證（學員證）于2015年9月20日至30日到學院教學實驗綜合樓研究生招生辦公室（1127室）報名，外地考生可函報。報名時應提交：

1、填制完畢的《2016年報考攻讀博士學位研究生登記表》和《報考軍隊院校研究生政治審查表》（9月1日后，院內考生可從學院研究生處網站下載；院外考生可來電索要）。

2、已獲碩士學位者，提交碩士課程成績單、碩士學位論文及評閱意見書復印件；應屆碩士畢業生提交碩士課程成績單、碩士學位論文初稿、已發表學術論文版權頁或錄用通知。

3、碩士學歷、學位證書原件及復印件(應屆生于獲得證書后補交)。

4、檔案所在師（旅）級單位干部部門同意報考的證明信。

5、一寸正面半身免冠照片3張，報名費300元。

上述手續齊備，審查合格者發放準考通知，考生可于10月9日到研招辦領取《準考證》。

四、考試安排

博士研究生入學考試總分值為600分，包括六項內容：英語筆試、數學筆試、科研學術成果計分、碩士學位論文評分、專業綜合面試、綜合素質面試，每項內容滿分100分。

考試時間擬定于2015年10月11至12日，考試地點和具體安排詳見《準考證》。

五、其他

1、考生可于2015年11月初查詢錄取情況，入學時間為2016年3月份（詳見通知書）。

2、我院提供部分往年考試試題，考生可登錄學院研究生處網站下載。

六、聯系方式

聯系人：譚繼帥（參謀） 手機：13831189507座機：0311-87992123（地）；0221-92123（軍）

E-mail：tanjishuai@126.com 通信地址：河北省石家莊市和平西路97號研究生招生辦公室（050003）

招生專業目錄

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車輛工程

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陳志斌

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激光原理及應用

03光學信息安全

光學信息技術原理與應用、光學信息安全

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線性系統理論、數字信號處理

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應用數理統計

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