虛擬仿真技術特點精選(九篇)
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第1篇：虛擬仿真技術特點范文
【摘要】隨著時代的發(fā)展，科技的進步，虛擬仿真技術在實訓教學中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術的應用可以有效地提高教學的質量和效率。本論文通過闡論虛擬仿真實訓系統(tǒng)的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術及軟件（如Maya、Max等）、原理以及虛擬仿真技術的應用領域和發(fā)展趨勢，從而研究它的價值和市場經(jīng)濟效益，并探析了虛擬仿真實訓系統(tǒng)開發(fā)的技術在實訓教學中的應用。
【關鍵詞】虛擬仿真技術/平臺；虛擬仿真訓練系統(tǒng)；實訓教學
一、虛擬仿真實訓系統(tǒng)的三維建模技術及軟件研究
虛擬仿真系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在它可以讓使用者借助于專用的視、聽、觸覺等具有感知功能的設備，進入仿真系統(tǒng)制造的虛擬空間，并且還能夠與虛擬環(huán)境中的人和物體進行實時交互，從而感知和操作虛擬環(huán)境中的各種對象，最終達到身臨其境的效果。它的組成主要是把計算機作為主要的部分，其次綜合利用三維圖形、多媒體、仿真等技術構建起一個逼真的虛擬系統(tǒng)。從它的組成部分和應用程序來看，虛擬仿真實訓系統(tǒng)對三維圖形的利用還是十分頻繁的，因此我們應當對其進行重點研究。虛擬仿真實訓系統(tǒng)在工業(yè)機器人上的應用設計主要是利用三維建模軟件，通過虛擬現(xiàn)實標準語言建立虛擬環(huán)境中的實體模型表現(xiàn)出來，最后通過描述它們之間的結構關系，快速、真實地顯示三維虛擬工業(yè)機器人，并為工業(yè)機器人控制系統(tǒng)提供一個研究觀察平臺。本段主要通過對虛擬仿真實訓系統(tǒng)的三維建模技術及軟件研究，來發(fā)現(xiàn)虛擬仿真技術的優(yōu)點和研究其未來的發(fā)展方向。
Maya軟件是美國Autodesk公司出品的世界頂級的三維動畫軟件，通過對Maya軟件的運用，能夠使虛擬仿真實訓系統(tǒng)在一定程度上提高制作三維動畫的效率和品質，調節(jié)出仿真的角色動畫，使其得出更加真實的效果。這是因為Maya軟件不僅僅包括一般三維和視覺效果制作的功能，而且還能夠和世界上最先進的建模、數(shù)字化布料模擬、毛發(fā)渲染、運動匹配技術相結合，使得虛擬仿真實訓系統(tǒng)所創(chuàng)造出的畫面更加真實有立體感。
二、虛擬仿真技術在各領域內的作用
隨著科技的發(fā)展，虛擬仿真技術在一些高科技等高端領域的地位越來越凸顯出來，地位與作用也逐漸提升。尤其是在移動互聯(lián)網(wǎng)的應用與開發(fā)、手機游戲設計及其所用到的一些主流引擎甚至高端引擎方面的價值更為突出。
Maya軟件是虛擬仿真技術的一種，它應用的對象是專業(yè)的影視廣告，角色動畫，電影特技等。它能夠在工作的過程中展現(xiàn)的比較靈活，易學易用，制作出動畫的效率非常高，渲染出畫面的真實效果比較強，它對畫面中角色動作的捕捉尤為清晰，與畫面角色的綁定的聯(lián)系性也十分緊密，是虛擬仿真實訓系統(tǒng)中一個比較不錯的系統(tǒng)軟件。MAX軟件它最開始的應用是在電腦游戲中的動畫制作，后來又進一步的開始參與影視片的特效制作，MAX軟件還被廣泛地應用于廣告、影視、工業(yè)設計、建筑設計、多媒體制作、游戲、輔助教學以及工程可視化等領域，也就是虛擬仿真實訓系統(tǒng)當中。它強大的立體三維功能被新媒體、影視動畫、游戲動畫等領域廣泛運用。
三、虛擬仿真技術為機器智能實驗課帶來的好處
虛擬仿真技術的應用為現(xiàn)代化的社會帶來了許多的方便，讓機器實驗課、項目實訓的智能科學與技術專業(yè)實驗教學越來越豐富化。虛擬仿真技術的應用可以有效地提高教學的質量和效率。通過對虛擬仿真技術的應用，使得上級和下級、老師和學生的客戶信息以及實訓項目、實訓指導、模擬操作、技能測評等等的信息存儲在管理信息庫中，與此同時，上級和下級或是老師和學生之間就可以通過客戶機對下級或者學生之間的實訓進行遠程的指導與管理。
隨著時代的發(fā)展，科技的進步，虛擬仿真技術在在現(xiàn)代職業(yè)技能教學中的作用也越來越明顯。虛擬仿真技術的不斷完善和發(fā)展，將為機器智能實驗課等實訓課程帶來更多的方便和益處。由于它能夠為人們提供一種高級的人機接口，具備交互性、想象性、沉浸性等特點，所以它主要的應用領域在政府、企業(yè)、學校等這些需要實訓學習環(huán)境的地方。
四、虛擬仿真實訓系統(tǒng)的應用領域和發(fā)展趨勢
作為一項新興的科學技術，虛擬仿真技術還處在一個不斷探索前進與不斷完善的階段當中，其發(fā)展趨勢呈一個不斷上升的大幅增長的趨勢。從目前來看，雖然目前政府、教育部門、學校、教師都已經(jīng)認識到了虛擬仿真技術對于職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決，因此虛擬仿真技術正在與教育、培訓等領域不斷地相適應和匹配。
其次，雖然目前政府、教育部門、學校、教師都已經(jīng)認識到了虛擬仿真技術對于職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決。雖然目前政府、教育部門、學校、教師都認識到了虛擬仿真技術對于職業(yè)教育實踐性教學環(huán)節(jié)的重要作用和發(fā)展前景，但在實際中，依然存在著許多問題亟待解決。例如：虛擬仿真技術對計算機及相關硬件的要求比較高，但是這些方面的發(fā)展不能夠滿足人們對虛擬仿真技術的需要，虛擬仿真軟件數(shù)據(jù)是一個龐大的數(shù)據(jù)庫，三維立體仿真軟件的應用對顯卡和顯示器等也有很高的要求，也就是說，虛擬仿真系統(tǒng)對硬件的要求較高。因此需要對計算機及相關硬件的發(fā)展有一個更高的要求。最后，教學類虛擬仿真軟件的質量還有待提高、對虛擬仿真技術的研發(fā)標準也不統(tǒng)一和對虛擬仿真技術應用不夠廣泛等等，這些都是需要發(fā)展改善的地方，也是未來虛擬仿真技術發(fā)展的一個大的趨勢。
五、虛擬仿真實訓系統(tǒng)的價值和市場經(jīng)濟效益
虛擬仿真實訓系統(tǒng)作為一個高端的科技系統(tǒng)，對政府、企業(yè)、學校等的發(fā)展，起到了至關重要的作用，并為其創(chuàng)造了更大的價值。同時虛擬仿真技術的不斷發(fā)展，也在打開了市場，擴大了市場份額的同時為市場創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟利益。
在市場經(jīng)濟為主導的今天，虛擬仿真實訓系統(tǒng)也為市場經(jīng)濟的發(fā)展做了一定的貢獻，為市場經(jīng)濟的發(fā)展添磚加瓦，在自己發(fā)展得同時也促進了市場經(jīng)濟的發(fā)展。因此，我們應當不斷地發(fā)展虛擬仿真實訓系統(tǒng)，使其深入到更多的地方，讓更多的地方和人們體會到虛擬仿真實訓系統(tǒng)為人們帶來的價值。
總結
虛擬仿真實訓系統(tǒng)的日漸完善，使得人們的生活也不斷的豐富活躍起來，政府、企業(yè)、學校等地方對其的應用，也促進了虛擬仿真實訓系統(tǒng)的發(fā)展。本論文通過闡論虛擬仿真實訓系統(tǒng)的虛擬仿真機器人機械臂模型用到的三維建模技術及軟件（如Maya、Max等）、原理以及虛擬仿真技術的應用領域和發(fā)展趨勢的研究，探討了虛擬仿真實訓系統(tǒng)的價值和市場經(jīng)濟價值，同時也為虛擬仿真實訓系統(tǒng)的發(fā)展奠定了理論基礎。
參考文獻：
[1]劉仲波 李瑞濤 《擬仿真技術在城市軌道交通工程實訓中的應用》 吉林大學交通學院、吉林交通職業(yè)技術學院 2012年第12期
第2篇：虛擬仿真技術特點范文
關鍵詞：工科院校；三維仿真技術；虛擬現(xiàn)實技術；教學應用
1.引言
隨著時代的進步，科技的要求。工業(yè)生產(chǎn)及其制造業(yè)愈發(fā)顯得重要。伴隨著德國工業(yè)4.0的提出，所謂的第四次工業(yè)革命已經(jīng)蓄勢待發(fā)。為了時代的需求，世界各國相繼推出了工業(yè)改革計劃與發(fā)案，共同推動世界工業(yè)化的再一次升級。這不僅是時代的挑戰(zhàn)與機遇，也是國家的挑戰(zhàn)機遇。
在工業(yè)4.0的背景下，工科院校在人才培養(yǎng)方面顯得極其重要。這不僅是國內工科院校的機遇更是挑戰(zhàn)；社會對工科類人才的要求，不僅僅在理論知識方面，更重要是能掌握先進技術，擁有實際操作能力及工程經(jīng)驗。工科教學要以實踐為基礎，培養(yǎng)其動手能力[3]；首先優(yōu)化教學方式，根據(jù)學校的實際情況，將三維仿真技術運用到實際教學中，改善傳統(tǒng)的教學方式，使學生從課堂上獲得實際的操作能力，如同在工廠一般，不僅是理論知識的獲得，更是實際能力獲得，充分體現(xiàn)工科學生的最基本素質：主動思維判斷與綜合分析能力、解決實際問題的能力、工程設計能力、創(chuàng)新與創(chuàng)造能力、復合能力[4]。通過三維仿真技術將實際的模型、設計、實驗等實際場景與效果展示給學生，從而真正的實現(xiàn)解放課堂，優(yōu)化課堂，培養(yǎng)出真正的工科類的杰出人才。
2.三維仿真技術的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1.國外
自從1962年，Morton？Heilig發(fā)明實感全景仿真機以來，三維仿真技術便在美國、歐洲、日本等一些國家和地區(qū)迅速開展起來。隨著科技的進步，時代的發(fā)展，三維仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術越來越受到世界各國的關注，以三個I為代表，即Immersion（沉浸感）、Interaction（交互性―）、Imagination（思維構想性），作為三維仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術最本質的特點，在發(fā)展的過程中融入了其它相關的先進技術。近些年，三維仿真技術結合虛擬現(xiàn)實技術在世界各國普遍應用，不僅在軍事、航空航天、地理地形、工業(yè)領域[1]，更在生活、交通、教學研究、旅游等領域普遍運用起來；如英國路虎汽車采用人性化的仿真虛擬技術向客戶提供模擬車型體驗；美國先靈葆雅公司生產(chǎn)的抗過敏藥開瑞坦在廣告中將三維虛擬技術應用于廣告人物形象等。
與此同時，眾多世界名校也運用三維仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術，開展教學與科技研究，如：美國北卡羅來納大學（UNC）、麻省理工學院（MIT） 、華盛頓大學、喬治梅森大學；日本奈良尖端技術研究生院大學、東京大學等世界名校早已在上個世紀就開始了相關方面的技術研究。幾十年的發(fā)展使美國、德國、英國、日本等一些發(fā)達國家，在這個領域已走在世界前列，并迅速融合到生活的各個方面。不僅使國家經(jīng)濟有所提升，更從科技及教學等眾多方面有了極大的突破。
2.2.國內
隨著國際間的競爭日益激烈，國家對科技的重視更加重視，國內部分研究機構開始發(fā)展中國的三維虛擬仿真技術。由于國情的原因，中國在這方面的技術與世界的發(fā)展水平有一定的差距[1]，但近些年的努力使我國在三維虛擬仿真技術也取得了一些相應的成就，建立以一些科技研究機構，將三維虛擬仿真技術運用到工業(yè)設計與科學教研工作中。逐步走進其它領域：比如教學課堂，將三維虛擬仿真技術與理論教學只是相結合，進一步提升教學的質量。
尤其一些工科類的大學，根據(jù)學校的具體情況與實際能力，制定相關的工作計劃，融入教學工作與研究中例如：北京航空航天大學的計算機系根據(jù)自身特點，實現(xiàn)了分布式三維虛擬環(huán)境網(wǎng)絡設計，可以創(chuàng)造實時三維動態(tài)數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實演示環(huán)境、適用行員訓練的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)的開發(fā)平臺；浙江大學CAD&CG國家重點實驗室研發(fā)了一套桌面型虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng)；清華大學計算機科學和技術系對虛擬現(xiàn)實和臨場感的方面進行了研究；一些相關高校取得了很大的成果，但在國內眾多學校中還未廣泛運用。傳統(tǒng)的教學體系依舊存在于很多高校中。
3.教學中的應用
隨著科技的進步，技術的競爭，工科院校傳統(tǒng)的教學方式已經(jīng)不滿足現(xiàn)代化工業(yè)對人才的要求，培養(yǎng)高素質的工科類學生是學校的目標，也是當代工科院校的責任與義務。傳統(tǒng)課堂以老師講授為主，教授理論知識[2]，由于教學設備的不足、學生眾多、實踐地點不足、實驗室不足等一些問題制約之教學，使學生實際操作能力不足[3]，直接影響學生的創(chuàng)新與工程設計能力。
利用計算機作為基本工具，將三維仿真技術運用到實際教學工作中，把抽象的概念與模型用電腦展示給學生，直觀感受與真實的效果。將實踐課程運用三維虛擬仿真技術，創(chuàng)造虛擬空間，使學生感覺如同真實環(huán)境一般[2]，同時能進行實際操作，鍛煉學生操作能力，展開學生立體化想象空間，培養(yǎng)學生創(chuàng)造力與想象力更加便于創(chuàng)造與創(chuàng)新[4]。例如機械設計，通過三維軟件如solidworks等創(chuàng)造模型，通過設計、模擬、分析等各方面的仿真的出實際效果。通過有限元分析，展示零件實際運用過程中效果。使學生更加清晰、具體的了解實際現(xiàn)實中的特點，同時學生能自作，培養(yǎng)其動手能力，提升實際操作經(jīng)驗。
如圖1 LED 燈受熱分布
如圖2 受熱后位移變化
運用三維仿真技術（solidworks軟件），對模型進行實體分析，通過模擬把抽象的現(xiàn)象直觀的展示在課堂上，避免只有理論沒有實際的模擬的教學課堂，同時解決了實驗室不足的問題。
如圖3 聚氯乙烯的懸浮聚合的模擬仿真流程圖[2]
如圖4 熱電廠生產(chǎn)框架圖
圖3、4是傳統(tǒng)教學課堂上的講授化工操作的實際流程圖與電力大學講授電廠發(fā)電過程的機構框圖，學生不能深入了解其實際過程中的現(xiàn)象。
理論過程與實際現(xiàn)實總是有一定的差別[2]。通過三維虛擬仿真技術，運用Solidworks、 3Dmax、Flunent等軟件模擬實際場景效果，創(chuàng)造立體環(huán)境，將實際過程的每個用動畫場景展示，避免工廠實踐和一些實踐過程存在的問題[2]，更加直觀了解生產(chǎn)的環(huán)節(jié)，從而達到理論與實踐相結合的效果。培養(yǎng)出具有創(chuàng)新與創(chuàng)造能力以及實踐經(jīng)驗的工科類人才，適應社會的需求，顯示工科類院校的特點。
4.結束語
本文簡單闡述了三維仿真技術國內外的發(fā)展現(xiàn)狀，以及在工科教學中的應用及相關成果。三維仿真技術應用于工科教學中，優(yōu)化教學資源，極大的提高教學的質量，同時解決院校資金不足與教學設備不齊全的問題。解放了學生思想空間，在教學中從分的發(fā)揮了學生的主體地位與作用[1]，激發(fā)學生積極、主動地參與教學過程中；培養(yǎng)其獨立創(chuàng)新素質與實踐的能力。將工業(yè)生產(chǎn)過程中流程及原理，通過三維仿真技術直觀、具體的展示給學生，發(fā)揮其優(yōu)勢。
然而三維仿真技術在國內教育領域還處于自發(fā)狀態(tài)，尚未形成完善的、良性循環(huán)的、自覺開發(fā)和應用的體制[1]，這將是教學改革的機遇與挑戰(zhàn)。
參考文獻
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作者簡介：
第3篇：虛擬仿真技術特點范文
[關鍵詞]游戲引擎；機械動力仿真；虛擬現(xiàn)實技術
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(huán)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(jīng)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(chǎn)業(yè)的開發(fā)，更多的滲透到了教育軟件開發(fā)、虛擬現(xiàn)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(fā)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(fā)教育游戲中的虛擬物理實驗、網(wǎng)上數(shù)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(tǒng)的機械動力仿真技術和虛擬現(xiàn)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(tǒng)的機械工業(yè)仿真技術缺乏交互性，設計復雜，表現(xiàn)單調。隨著多媒體技術、計算機動畫技術、虛擬現(xiàn)實技術、網(wǎng)絡技術等技術的滲入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虛擬現(xiàn)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(tǒng)的虛擬現(xiàn)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(tǒng)實現(xiàn)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(yōu)勢和更大的發(fā)展前景。
本論文研究的技術充分利用了游戲平臺的優(yōu)勢，它不僅具有傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所有的優(yōu)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(fā)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(chǎn)品的本質形狀。[3]機械仿真技術的發(fā)展為機械工業(yè)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(tǒng)的仿真提供了更好的基礎。
我國機械系統(tǒng)傳統(tǒng)的計算機輔助工具多數(shù)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(wǎng)上傳輸和遠程控制。同時這種方式建立的三維模型是靜態(tài)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(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)方法的不足。因此，運用虛擬現(xiàn)實的方法實現(xiàn)機械設計系統(tǒng)成為必然。傳統(tǒng)的機械仿真都是代碼編寫控制的運動效果，沒有實現(xiàn)通過物體間力的作用而讓物體產(chǎn)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(yè)虛擬仿真技術由于其復雜性、綜合性決定了開發(fā)的困難，因此勢必需要一些工具來輔助開發(fā)，游戲引擎由于其本身的特點，成為開發(fā)機械工業(yè)虛擬系統(tǒng)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(tǒng)、3D模型和圖像庫、網(wǎng)絡引擎、輸入系統(tǒng)。三維游戲引擎中各子系統(tǒng)關系可由（圖1）表示。
2.游戲引擎技術的優(yōu)勢
（1）利用游戲引擎可以簡化系統(tǒng)制作的復雜度，縮短開發(fā)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(tǒng)提供了保障，這也是不同于其他虛擬現(xiàn)實技術的閃光點。
（3）該游戲引擎能快速嵌入到網(wǎng)頁中運行，因此，極大的活躍了網(wǎng)頁式三維虛擬現(xiàn)實技術，因為傳統(tǒng)的三維網(wǎng)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(fā)者可以及時瀏覽和調整系統(tǒng)。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(fā)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(fā)的機械動力仿真系統(tǒng)，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(shù)腳本語言都是面向對象的編程特點，具有封裝、多態(tài)、可復用性等特性。簡單易學，使虛擬系統(tǒng)設計者易于開發(fā)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(guī)格化、最佳化，以利于程序重用技術。利用引擎不僅可以開發(fā)出“景物真實、動作真實、感覺真實”的三維系統(tǒng)，更重要的是利用它我們可以節(jié)省大量的人員和資金，簡化系統(tǒng)制作的復雜度，縮短開發(fā)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(tài)編譯和可視化編輯功能有效解決了傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)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(fā)方面考慮，該引擎的腳本語言近似c#或javascript，使得開發(fā)輕車熟路，而且腳本是動態(tài)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(tǒng)的執(zhí)行效率。從方面考慮，該引擎支持跨平臺，而且用該引擎開發(fā)的作品可以通過網(wǎng)頁直接運行，是3D虛擬現(xiàn)實作品輕松實現(xiàn)網(wǎng)頁漫游的良好解決方案。
參考文獻
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第4篇：虛擬仿真技術特點范文
【關鍵詞】虛擬仿真技術；職校教育；電子技術教學
隨著科學技術的飛速發(fā)展，電子技術在企業(yè)中得到了廣泛應用，這對電子技術教育工作提出了更高要求。而職校電子技術課程作為培養(yǎng)學生電子技術實踐操作能力的重要途徑，直接關乎學生的未來發(fā)展。然而，傳統(tǒng)的電子技術已經(jīng)無法滿足新形勢下的職校教育需求，所以創(chuàng)新其應用策略刻不容緩，以便不斷提升職校電子技術教學有效性。
1.引入虛擬仿真技術，激發(fā)學習興趣
在當前的職校電子技術課程教學中，教師大都注重理論知識的講解，卻忽視了實踐指導在提升學生電子技術操作能力方面的積極作用。但是單純地講解電子技術方面的公式、原理等理論知識，職校學生很容易感覺到枯燥、乏味，并會逐步產(chǎn)生厭學情緒，以至于無法促進學生投入到電子技術教學活動中來。而此時如果教師可以在課堂教學中引入虛擬仿真技術，則可以徹底打破傳統(tǒng)單一教學模式的束縛，增強學生的實踐動手操作體驗。與此同時，在學生的實踐操作過程中，學生也更加容易獲取更多的教學知識，并可以借助學生的實踐教學來逐步形成科學的思維和創(chuàng)新意識。而借助虛擬仿真技術的合理運用，學生可以更好地進行電子電路的實驗和操作方面的教學，從而借助實踐操作來幫助學生更好地了解相關的理論知識，提升他們的實踐操作能力。
為了進一步提升職校電子技術課程教學有效性，教師需要結合實際情況來開展理論知識方面的教學，以便深化學生對于電子技術課程方面理論知識的理解和認識，以為后續(xù)的理論教學和實踐教學工作奠定扎實基礎。但是如果教師只是一味地借助實驗操作的方式來開展教學，那么就會浪費材料和時間。而此時如果可以合理運用虛擬仿真技術，那么可以借助多媒體等信心技術軟件來將那些抽象的理論教學知識以更加直觀、生動地方式展示給學生，從而可以深化學生對于職校技術課程教學知識的理解和認識，增強學生的學習效果。例如，在講解“放大電路”這部分教學內容的時候，授課教師可以采用虛擬仿真技術來引導學生探究教材上有關共射極放大電路的三種組態(tài)，深化學生對于放大電路方面知識的理解和認識，提升學生的學習效果。
2.創(chuàng)設仿真電子實驗，增強操作能力
在職校電子技術課程教學中，為了檢驗虛擬仿真技術引入的教學效果，必須要借助實驗開展來進行檢驗。因此，在引入虛擬仿真技術的時候，教師可以通過電子電路的實驗操作來幫助學生在模擬場景中去驗證相關理論知識的科學性和合理性，同時也可以使職校學生更好地體驗電子技術學習的魅力，提升學生的實踐操作能力。但是必須要結合實際的教學內容或者實驗知識等方面的知識來合理開展仿真實驗，以便可以更好地開展電子技術課程教學。此外，在職校電子技術課程教學中，授課教師需要結合職校電子技術課程教學的特點以及學生學習需求和性格特征來對現(xiàn)有的教學方式和活動進行改進和創(chuàng)新，以便切實將虛擬仿真技術引入到中職電子技術課程教學中來，不斷提升學生的動手實踐操作能力。
例如，在講解《彩色電視機原理與維修》這部分教學內容的時候，授課教師可以先借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示電視機從上世紀七十年代末到今天的發(fā)展歷程，同時還要為學生講解全球彩色電視市場的現(xiàn)有特點。實際上，彩色電視機和學生的生活之間具有緊密聯(lián)系，其是生活中經(jīng)常接觸的一種事物，所以授課教師在開展這部分知識授課的時候，結合生活實際來為學生創(chuàng)設一些富有啟發(fā)性的教學問題。比如：“你家中所用電視機是哪種型號呢？有什么功能呢？”等，以便借此來充分加強師生互動。此外，授課教師還可以借助多媒體等信息技術軟件來為學生展示一個立體化的電視機模型，使學生借助真實的模型來了解彩色電視機的整體結構及其構成部件，同時還可以組織學生進行自主實驗操作來完成有關電視機零件的整合操作，從而可以提升學生的動手操作能力。
3.開展虛擬項目實驗，提升綜合素養(yǎng)
第5篇：虛擬仿真技術特點范文
關鍵詞：仿真； 實訓； 教學模式
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）05-123-002
虛擬仿真技術在教育教學中的應用，給課程改革注入了新鮮的血液，逐漸被越來越多的專家、學者所接受。虛擬仿真實訓室采用軟硬件結合、功能模塊重組配置的方式是增加教學平臺適用性和實驗技術可擴展性的有效手段，有助于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神;虛擬仿真實訓室強大的網(wǎng)絡功能有助于革新傳統(tǒng)的教學模式，推動實訓課程遠程教育的發(fā)展。作為一項未來普及化近幾年在國內新興的技術，研究構建適合虛擬仿真技術特點的教學模式，使教學過程達到最優(yōu)化，顯得尤為重要。筆者根據(jù)教學中的實際應用與經(jīng)驗，以《電子線路》課程為例，從學時安排、教學流程、課題整合三方面探索總結引入虛擬仿真技術后實踐教學模式的變化。
一、教學學時的重新分配
1．傳統(tǒng)的學科本位課程模式，以學科為中心，以傳授知識為主要目的，具有嚴密有序的教學程序
其課時分配參考表如下：（《電子線路》陳其純主編高等教育出版社2006年4月第2版）
內容 理論 實驗 機動 總計
課時數(shù) 138 34 14 186
從表中觀察，理論與實踐結合明顯失衡，課程過分強調知識的系統(tǒng)性和完整性，偏重于知識內在的邏輯系統(tǒng)，不利于學生關鍵能力和職業(yè)實踐能力的培養(yǎng)，難以達到熟練的技能。
2.《江蘇省職業(yè)教育課程改革行動計劃》規(guī)定，探索構建以為能力本位、以職業(yè)實踐為主線、以項目課程為主體的模塊化的專業(yè)課程體系
新課改提出后，學校電子專業(yè)中專班采用《新編電子技術項目教程》（李傳珊主編電子工業(yè)出版社2007年8月）教材，其課時參考表如下：
內容 理論 實踐 機動 總計
課時數(shù) 92 86 4 182
從表中可看出，課程中實踐與理論設制平分秋色，突出能力為本位，體現(xiàn)實踐主線，通過項目化、模塊化的課程實現(xiàn)理實一體，項目引領、任務驅動的教學方式，有利于培養(yǎng)學生的技能水平和專業(yè)能力。但學校的實際情況是電子實訓室嚴重不足，以及實踐操作中會出現(xiàn)難以預測的故障浪費了大量的時間，難以按質按量地完成既定的教學任務。
3．教育部在《基礎教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用……
充分發(fā)揮信息技術的優(yōu)勢……”基于以上觀點，虛擬仿真等信息技術在電子專業(yè)課程中得以充分應用，虛擬仿真實訓融入課程的各個項目和小節(jié)，難以分割。其課時如下：（參考《電子技術仿真與實訓》趙玉菊主編電子工業(yè)出版社2009年6月）
內容 仿真實踐與理論 機動 總計
課時數(shù) 100 10 110
教學過程最優(yōu)化的兩個標準分別是時間標準和效率標準，利用虛擬仿真技術進行設計、仿真，大大地縮短了學時，有效地體現(xiàn)了以上兩個標準。
二、教學流程的重新設計
1．傳統(tǒng)的實踐教學手段落后、方法單一，常常采用的都是“三步法”，一是集中上課，二是教師示范，三是學生模仿制作
學生非常機械地焊接、插件、調試，能認知一些元器件，掌握一些焊接技能，但缺乏對學生的綜合應用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。這同時也導致學生認為電子工藝實習太容易或者太枯燥乏味，因此對實習興趣索然。而且由于自身能力水平的差異和實踐場地時間的限制，遇到電路調試或故障，很多學生都不愿意動腦思考，所以實踐效果并不盡如人意。
2．針對現(xiàn)實的實踐教學效果，需要教師轉變思想，引入新鮮的科學的教學方法，合理地重新規(guī)劃教學流程
虛擬仿真技術的應用，打破了傳統(tǒng)教學的流程，勢必要求制定出新的教學模式以適應發(fā)展的需要。課程內容排序要堅決遵循工作過程，要著眼于蘊含在動態(tài)行動體系之中的隱性實踐知識的生成與構建，要符合人的認知心理順序。根據(jù)建構主義理論和教學設計理論的有關知識，虛擬仿真技術可建立以下兩個教學模式：實驗教學模式（先做1~2次實物實驗，學生有了形象體驗后再做虛擬實驗）和虛擬實驗教學模式（先進行虛擬實驗再做實物實驗）。
筆者在實際教學過程中，采用研究型課程的模式，摒棄了先前那種在固定線路板上跟著老師做的呆板形式，采用“虛實結合式”教學流程，按“認識實物虛擬仿真實驗總結現(xiàn)象學習理論實物制作調制電路評價反饋”組織課堂活動。僅以《簡單直流穩(wěn)壓電源的制作與檢測》為例，筆者先讓學生觀察二極管實物，認識二極管。設計仿真實驗《二極管單向導電性》，根據(jù)現(xiàn)象學生自己就能總出二極管的單向導電性。設計仿真實驗《整流電路》《濾波電路》《硅二極管穩(wěn)壓電路》，讓學生對比虛擬示波器輸入輸出波形總結整流、濾波、穩(wěn)壓電路的作用，并設計可能出現(xiàn)的各種故障，觀察結果，使抽象的理論變得一目了然。當原理都條理清晰，再焊接制作簡單的直流穩(wěn)壓電源，就顯得很簡單了。
眾所周知，心理學赤瑞特拉研究表明，采用不同的教學方式呈現(xiàn)之時，其效果的差異是很大的，對不同感官進行刺激，所達到的記憶效果不同。利用虛擬仿真技術，采用“做中學”的教學方式，訓練分步進行，先接觸簡單的任務，然后是復雜的任務，直到形成合適的行為系統(tǒng)。循序漸進的教學過程，符合學生的認識規(guī)律。
三、基于仿真技術的課程整合
1．整合的必要性
傳統(tǒng)的實物實訓存在嚴重的實訓工位不足、實訓教師不足、實訓器材不足等現(xiàn)象。在實習過程中會產(chǎn)生較為嚴重的環(huán)境污染，與現(xiàn)在提倡的低碳環(huán)保有一定的偏差。由于生源素質的差異，學生在實訓過程中易損壞儀器儀表等器件，造成巨大的資源浪費。儀器設備磨損厲害老化嚴重，常常跟不上課程的更新。實物器件離散性大，參數(shù)易受溫度影響造成誤差。鑒于上述種種現(xiàn)象，電子專業(yè)課在迫切地呼喚仿真技術與課程的整合。
2．整合的途徑
在新課程背景下，學科教學與虛擬技術的整合實際上就是在學科的教學過程中，在先進的教育思想和理論的指導下，把虛擬仿真技術作為學生自主學習的信知工具、激勵工具與教學環(huán)境創(chuàng)設工具，使各種教學資源、各個教學要素和教學環(huán)節(jié)經(jīng)過整理、組合，相互融合，在整體優(yōu)化的基礎上產(chǎn)生聚集效應，進而達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神與實踐能力的目標【6】整合要以學生的認識活動為本，以虛擬仿真技術克服學生認知困難為目標，要以教學活動的規(guī)律和特點為本，以運用虛擬仿真實現(xiàn)教學整體優(yōu)化為目標，要以虛擬仿真技術的開發(fā)，應用為本，以運用多種溝通機制促進教學活動改革與發(fā)展為目標。要達到以上目標，首先學校要提供滿足教師“教”和學生“學”的硬件環(huán)境：多媒體教室和計算機網(wǎng)絡教室，以及相應的軟件資源。再次教師要提高教育理論修養(yǎng)水平，具有新的教學理念和豐富的教學經(jīng)驗，掌握虛擬技術的教學功能特點，學習相關軟件，并充分利用可共享的資源，開發(fā)創(chuàng)作將課程學習內容和虛擬仿真技術有機地融合在一起，讓仿真技術不再僅是輔助教學的手段，而成為學習內容或教學內容的有機組成部分，從而達到和諧統(tǒng)一。
3．整合的意義
整合豐富了課程資源，促進了教材的現(xiàn)代化和多樣化，將學習者帶入自主學習的教學情境中，給予每個學生平等參與教學活動的機會。學生親自操作，在主動參與學習中獲得體驗，培養(yǎng)了學生積極參與、不斷探索的創(chuàng)新精神和科學的研究方法及終身學習的態(tài)度和能力。尊重和支持學生在學習活動中對學習方式、學習策略、學習方法的選擇，并對學習結果及時給予評價，提高學生的綜合水平，促進學生智能水平和信息素養(yǎng)的提高。
整合促使教師信息能力水平增強，備課方式發(fā)生變化。教師可以突破課堂教學的封閉性，將教材的內容進行自主選擇和重組，制訂出適合不同水平學生的各層次的教學目標和要求。把傳統(tǒng)教學中優(yōu)勢的理論、行為、方法策略繼承下來，在新課改理論下以虛擬技術創(chuàng)新教學活動的規(guī)律和特點，以便更有效地促進學生的學習和發(fā)展，優(yōu)化課堂教學過程。
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[4]周新源.職業(yè)學校課程改革推進策略探究.江蘇教育2010.5
第6篇：虛擬仿真技術特點范文
[關鍵詞]虛擬仿真技術 運動生理學 實驗 立體化
[中圖分類號]G712 [文獻標識碼]A [文章編號]1009-5349（2016）06-0236-02
運動生理學主要是研究人體在體育活動和運動訓練影響下機體在結構和機能方面的各種變化，探索人體在運動過程中機能變化的規(guī)律，以及形成和發(fā)展運動技能的生理學規(guī)律，探討人體運動能力發(fā)展和完善的生理學機理，論證并確立各種科學的訓練制度和訓練方法。人體在體育活動和運動訓練影響下機體機能變化的動態(tài)數(shù)據(jù)是運動生理學研究的重點和難點。因其變化的動態(tài)性和不易感知性，使學生學習起來特別抽象，難以理解。單純的依據(jù)課本的數(shù)據(jù)進行比對，就更加沒有說服力，極大增加了學生學習和掌握的難度。在運動生理學實驗課堂上開展實驗教學過程是增加降低理論學習難度，提高學生學習積極性的有效措施，但在目前的運動生理學實驗教學過程中，由于受實驗標本的采集與存放、試劑的調配與更新、實驗器材的種類限制、教師預實驗的準備、場所與時間限制和一些復雜設備的影響等，很多實驗課開展的效果并不理想，學生獲得的實驗數(shù)據(jù)較少并且缺乏說服力，后期重復實驗更是無法獨立操作完成。很多大型實驗由于沒有時間準備預實驗，教師操作的效果也不理想，開設運動生理學大型實驗的成本較高，耗費人力、物力較大卻收效甚微，使學生深刻理解運動生理學知識受到很大限制。
為了節(jié)約成本，很多學校就只開展幾個傳統(tǒng)型的簡單實驗，但是最新的理論知識和科學研究，學生就難以接觸，且這幾個實驗由于脫離高端技術使學生難以對實驗印象深刻。實驗知識的匱乏也影響了學生獨立感知，自主研究的積極性，理論應用起來更加捉襟見肘。因此，我們迫切需要一項技術既可以節(jié)省實驗成本，提高實驗成功率，又能使學生自主感知，自主鉆研，使學生得到專業(yè)便捷的技能訓練，虛擬仿真技術應運而生。他不但簡化了實驗課程準備工作，而且高速的數(shù)據(jù)處理庫提高了實驗的精確度和動態(tài)呈現(xiàn)機體對刺激反應的敏感度，大大激發(fā)了學生學習的興趣，大量數(shù)據(jù)的多角度呈現(xiàn)，更加激起學生探索的欲望，可以說完美解決了運動生理學實驗所必須的多項技術。
一、虛擬仿真技術簡介
虛擬現(xiàn)實技術又稱虛擬現(xiàn)實技術或模擬技術，就是通過計算機模擬技術將一個真實的系統(tǒng)在另一個占用空間比較小的、制作相對容易的虛擬系統(tǒng)中進行模仿實現(xiàn)真實人機對話體驗的技術。隨著計算機人工智能技術的不斷進步和發(fā)展，虛擬仿真技術越來越精良并逐步自成體系，成為繼數(shù)學推理、科學實驗之后人類認識自然界客觀規(guī)律的第三類基本方法。人投入到這種環(huán)境中，立即有“身臨其境”的感覺，并可親自操作，自然地與虛擬環(huán)境進行交互，虛擬環(huán)境還能夠實時地做出相應的反應。
虛擬仿真技術，是仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術結合而產(chǎn)生的一種更高級的仿真技術。在多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術與網(wǎng)絡通信技術等信息科技迅猛發(fā)展的基礎上，虛擬仿真技術以構建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征，并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實體。實體可以是模擬器，也可以是其他的虛擬仿真系統(tǒng)，也可用一些簡單的數(shù)學模型表示。實體在虛擬環(huán)境中相互作用，或與虛擬環(huán)境作用，以表現(xiàn)客觀世界的真實特征。虛擬仿真技術的這種集成化、虛擬化與網(wǎng)絡化的特征，充分滿足了現(xiàn)代仿真技術的發(fā)展需求。
虛擬仿真實驗系統(tǒng)的特點：首先虛擬實驗系統(tǒng)的仿真引擎代替了實物，實驗過程不再需要反復消耗標本和試劑，且實驗結束不需要廢料收集和處理，完美解決了傳統(tǒng)實驗過程中所缺乏的節(jié)能和環(huán)保處理；第二，學生做實驗不再受到實驗器材的限制，學生沒有理解的實驗允許反復操作，增強了學生動手動腦的實踐能力，大型實驗也省去了繁瑣的準備過程，節(jié)約了教師的準備工作；第三，虛擬仿真技術因其技術的成熟性，允許學生自我提升與拓展，課本之外的實驗，學生也可以自主鉆研，不受材料限制，大大提高學生學習與思考的積極性。此外，虛擬仿真技術平臺還為學生提供在線測評功能，網(wǎng)絡化的學習模式，為學生自我鞏固與提升提供了一個良好空間，抓住了學生學習的興趣點。
二、運動生理學實驗與虛擬仿真技術相結合
以前學校進行的運動生理學實驗主要是通過課本理論的教授進行理論學習，然后再通過小白鼠、青蛙等動物進行實驗驗證，這種探究方法單一而且讓學生很難完全信服。幾乎所有運動生理學實驗的理論，都來自觀察動物在運動過程中的機能活動并對其因果關系的分析來實現(xiàn)。放到人體之后的結論顯得單薄而且缺乏說服力。另外，由于人力及物力資源的種種限制，實驗課本身課時較短，很多實驗結果本身缺乏科學性和完整系統(tǒng)性，所以很多實驗的結果與最終需要印證的結論相關性不符，做得有名無實。
近年來虛擬仿真技術的廣泛應用大大提高了運動生理學實驗的應用廣度和深度，很多難以實現(xiàn)的實驗技術經(jīng)過模式過程之后學生可以真切地感受到學習起來更加容易，記憶也更加深刻。將虛擬仿真技術運用到運動生理學實驗教學，是傳統(tǒng)教育手段與現(xiàn)代教學技術的創(chuàng)造性結合。虛擬仿真技術的優(yōu)點主要體現(xiàn)在：多媒體展示的集成性、人機交互的操作性、大容量存儲的豐富性、高速傳輸?shù)谋憬菪?、超時空交流的共享性等。
虛擬仿真技術應用于實驗可以分為三個階段：一是初級階段，即學生剛開始接觸系統(tǒng)階段，這個時期學生對虛擬仿真系統(tǒng)還比較陌生，很多的功能還不熟悉，教師需要對學生加以引導，根據(jù)學生的反饋對系統(tǒng)加以修改和調整，盡量達到彼此合作融洽；二是模塊建立階段，當學生對系統(tǒng)有了初步的了解之后，就需要根據(jù)教學的進度和學生學習的側重點對系統(tǒng)里面的實驗加以增減和調整，做到既能滿足學生知識掌握，又可以達到能力提升效果，并將最前沿的知識嵌入實驗模塊，讓學生一起走進實驗室觀摩也是很好的教學方式，觀摩過程中學生對知識的理解和應用會更加深刻，讓學生明白科學探索的過程其實就是知識應用的過程，這個過程真正存在并不是遙不可及，培養(yǎng)起多思考多動腦的習慣；三是模塊應用階段，即通過所學的知識，所做的實驗，探究人體運動生理學知識的運用與開發(fā)，這個過程是一個開放的過程，根據(jù)每個人理解的不同，所能探索的結果也各有千秋，沒有標準的答案，探索永無止境。
例如在學習“人體安靜與運動過程中心率和動脈血壓變化”課程時，單純的文字說明和表格對比雖然可以使學生直觀的看到數(shù)值的變化，但是體現(xiàn)在人體中的動態(tài)變化卻很難發(fā)現(xiàn)和感受。通過查閱大量文獻，進行總結歸納，并通過計算機輔助教學把實驗課的內容搬到理論課上，經(jīng)過文本、圖片、動畫、視頻、仿真空間體驗等幾步的動態(tài)體感之后，讓學生直觀地觀察到人體從靜態(tài)到運動再到運動逐步加快的過程中心率和動脈血壓的直觀的、動態(tài)的、連續(xù)的變化過程，把實驗的結論與學生的多種感官相互關聯(lián)，把知識的傳授過程由被動的灌輸、被迫接受轉化為學生自己總結、歸納、探索，使學習過程變得快樂且學生更加容易接受。運動的方法有好多種，速跑和慢跑是兩種不同的運動方式，他所牽動的器官不同，達到的效果不同，學生為此進行了一次愉快的辯論，最終大家都為自己的觀點鼓掌叫好。每種運動背后都包含著大量的科學知識，合理的運動就是最好的科學。
三、現(xiàn)狀與前景展望
實驗課一定要“重視學生在教學活動中的主體地位，充分調動學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性”，一門課程的學習，結果只是一方面，重視學生在實驗過程中的參與度和知識獲得過程，才是我們教學的目的。對于運動生理學的掌握我們完全可以直接告訴學生結果：做擴胸訓練有助于增加肺活量，做引體向上可以鍛煉背闊肌，仰臥起坐可以鍛煉腹肌，等等，我們單純的教授完畢對學生有什么效果呢？他的擴胸運動很到位，肺活量大有增加；他的引體向上很到位，卻導致了肌肉拉傷；他的仰臥起坐連貫而有力，卻導致脊柱受損……這種風險不僅對普通人是存在的，而且對那些經(jīng)常鍛煉的人亦然?，F(xiàn)代人的養(yǎng)生觀念很強，每個人都需要運動，但是運動也需要講究技巧與方法，我們學習運動生理學的目的就是知其然，更要知其所以然。大量逼真完備的實驗設備，解放了學生的思想，相應的研究過程中碰到的問題也就越多，為了滿足學生探索的需求與我們日常面臨的挑戰(zhàn)，我們的路任重而道遠。
隨著人們對虛擬仿真技術的逐步完善，虛擬仿真技術的應用范圍越來越廣，下一步我們將搜集更多的文字、圖片、音頻、動畫等素材，組建更多的虛擬仿真實驗模型，讓虛擬仿真技術更好地服務于運動生理學及各個學科的實驗，尤其是以后更可以豐富中小學課堂的教學課堂。通過虛擬仿真技術的應用讓學生處于一種多層次、多角度、立體化的學習空間中，直觀真切地感受到外部因素變化對身體的影響，改善了學生對體育運動的理解形式，提高了運動生理學課程的趣味性，提高學生學習運動生理學實驗的積極性，也提高了學習效率。虛擬仿真技術的廣泛應用，必將使運動生理學迎來新的生機和活力，根據(jù)教師的指導得到更加專業(yè)的技能訓練，使人們更加科學的通過體育訓練，改善人體技能，提高身體素質。
四、小結
體育學科是一門理論與實踐完美結合的基礎學科，越來越受到學生及普通民眾的歡迎。運動生理學作為體育科學的輔助學科也是一門非常重要的理論課程，他主要研究人體在體育活動和運動訓練影響下機體的內部結構和機能的動態(tài)變化規(guī)律，進而探討出完善人體運動能力發(fā)展的科學機理，指導人們科學準確的完成各種訓練。虛擬仿真技術作為一門理論與科學結合的科學手段，極大地提高了運動生理學實驗的可操作性和趣味性，滿足了當前運動生理學實驗的操作需求，可以加深學生對實驗的認識，使學生通過豐富多彩的教學手段，多層次、多角度、立體化、真實化的得到專業(yè)便捷的技能訓練，加深學生對實驗內容的理解和鞏固，提高學習的效率和應用的直觀性，更加深刻地理解所研究的內容和意義，從而提高運動生理學實驗課的應用效果。
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第7篇：虛擬仿真技術特點范文
【關鍵詞】虛擬仿真;數(shù)字電路;課程改革;教學方法
【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009―8097(2010)07―0147―04
一 前言
數(shù)字電子技術是計算機及通信類專業(yè)的重要的專業(yè)基礎課,其中關鍵的環(huán)節(jié)就是培養(yǎng)學生的實踐能力和解決問題的能力,因此,生動形象的課堂教學和全面的實驗體系對教學效果和知識的應用能力有著非常重要的作用。然而,由于實驗儀器的的老舊,數(shù)量有限,使得實驗的開出率以及實驗內容的擴展都受到限制。為順應現(xiàn)代教育的發(fā)展,實施的現(xiàn)代化遠程開放教育,將計算機虛擬仿真技術應用于數(shù)字電路教學中。其中理論教學結合多種教學方法和現(xiàn)代化的教育技術,將基礎知識和理論形象地表現(xiàn)出來,有助于學生理解。課堂教學和實驗教學都利用計算機虛擬仿真軟件將所學理論聯(lián)系實際,并加以應用,在此研究基礎上提出了基于虛擬仿真技術的所有電子技術課程教學的新模式。
二 計算機虛擬仿真技術
虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術,簡稱VR,涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等多個領域。它由計算機硬件、軟件以及各種傳感器構成的三維信息的人工環(huán)境――虛擬環(huán)境,可以逼真地模擬現(xiàn)實世界(甚至是不存在的)的事物和環(huán)境,人投入到這種環(huán)境中,立即有“親臨其境”的感覺,并可親自操作,與虛擬環(huán)境進行交互[1]。
計算機虛擬仿真技術,是在多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術與網(wǎng)絡通信技術等信息科技迅猛發(fā)展的基礎上,利用計算機技術將仿真技術與虛擬現(xiàn)實技術相結合,是一種更高級的仿真技術。虛擬仿真技術以構建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征,并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實體。實體可以是模擬器,也可以是其他的虛擬仿真系統(tǒng),更多的是計算機。實體在虛擬仿真軟件所提供構建的環(huán)境中相互作用,以表現(xiàn)客觀世界的真實特征。虛擬仿真技術的這種集成化、虛擬化與網(wǎng)絡化的特征,可以滿足現(xiàn)代教育的發(fā)展需求[1]。
三 課程教學的若干問題及改革研究
對于理論教學環(huán)節(jié),首先是教學內容陳舊。當前大中專院校所用的教材內容都是十幾年前的,即便是近幾年出版的教材,也只是內容的深淺不同,體系結構基本相同。比如教材中主要說明的74LS系列的芯片在目前實際應用中已經(jīng)被淘汰,真正是學的沒用,用的沒學?，F(xiàn)在的學生在學習中,非常關注所學知識的實用性,如果不能學以致用,就影響到學習興趣和學習積極性。因而在課程教學中要及時更新教學內容,講解傳統(tǒng)芯片的同時多介紹一些現(xiàn)在普遍使用的芯片,當然也要根據(jù)學生學習程度,最大可能激發(fā)學生的興趣[3]。
其次是教學方法。常用的教學方法無非就是這幾種:講授法、討論法、談話法、閱讀指導法。根據(jù)課程的特點和教學要求,不能一成不變的套用傳統(tǒng)的教學方法。這些方法對有些課程很有效,但是對計算機課程不一定全部適合,因此需要探索適合本課程需求的新的教學方法。筆者在教學中通常有如下幾種方法:講授法,這是傳統(tǒng)的教學方法,教師口述基本事實、原理和推理過程。部分定理,原理及產(chǎn)品采用講授法。例舉法,就是以典型例題說明某個定理或元件的應用,這是本課程用的最多的一種方法。在數(shù)字電路課程中有很多芯片的實際應用,有些是針對某部分內容的很典型的例子,這些例子對于學生理解和掌握此部分知識非常有用。任務驅動法,就是教師布置一些運用某個知識點的題目,要求學生在課堂上有限的時間里做出來,并檢查完成情況。這樣學生對該節(jié)課所學知識從理論到應用有了一個全方位的認識,而且對每個知識點掌握得都比較透徹,這是近年來比較流行的一種教學方法,也是計算機專業(yè)課程特有的一種教學方法,對提升教學效果有顯著作用。
再次是教學手段,不是單純的使用多媒體課件,而是結合計算機專業(yè)特點引入現(xiàn)代化教育技術和手段,很多典型例題用計算機仿真軟件在課堂驗證,讓學生直觀形象地了解電路的工作情況,從而掌握電路或芯片的應用。
對于實驗教學環(huán)節(jié),首先是實驗設備簡陋。很多高校數(shù)字電路實驗設備包括我校仍然使用老式實驗箱,即由固定數(shù)字電路芯片搭建的實驗,學生只能按實驗教材設計的實驗按步驟做固定的實驗,實驗內容都是以芯片講解為主,目的是對芯片功能進行驗證。因此學生把實驗課當完成任務,實驗環(huán)節(jié)沒有促進教學,相反影響了教學效果。很多新的芯片不能認識和實踐,使得實驗教學方法與實際應用的要求嚴重脫節(jié)。其次在實驗教學過程中,由于實驗設備老化,個別元件被損壞或接觸不良,導致學生實驗中,出現(xiàn)一些問題,電路連接完全正確,但是就是得不到正確結果,結果費了很多時間去排除故障,這樣做實驗當然激發(fā)不了學生的興趣,相反還會阻礙他們進一步探索。再次,由于實驗條件的限制,實驗項目只能停留在驗證性實驗層次,學生的設計能力和綜合應用能力都得不到提高,利用電子電路的計算機虛擬仿真軟件multisilm10就可以解決這個問題,利用這個軟件可以自行設計集成電路,綜合應用各種芯片,完成所有的數(shù)字電路實驗[4]。在教學實施中,根據(jù)學生情況分驗證性實驗、設計性實驗和綜合性實驗三個層次完成實驗教學目標。
四 計算機虛擬仿真技術在課程教學中的應用
1 課堂教學中的應用
在課堂講到門電路的工作原理或集成電路的應用時,可以現(xiàn)場用計算機仿真軟件演示電路的工作過程,使學生更好地理解門電路的工作原理和芯片的工作情況。從而掌握電路的應用。這樣,教學過程是由原理到應用,由簡單到復雜,由抽象到現(xiàn)實,循序漸進地完成理論知識的學習。數(shù)字電路的基本單元是門電路,那么理解其工作原理非常重要,但是此部分對于大部分同學來說都是難點,如何突破這個難點呢?利用軟件建立仿真電路,真實地展現(xiàn)輸出電壓隨輸入電壓的變化情況,就會獲得很好的效果。下面是利用仿真軟件說明TTL與非門工作原理的課堂實例:
(1) Vi=0V,輸入接低電平。那么Q1導通,Vb1=0.8V,Ib5
(2) Vi=3.6V,輸入高電平。那么Q1的發(fā)射極電流從發(fā)射極(0.852mA)流入,從集電極流出,Q1的發(fā)射極和集電極倒置狀態(tài)。Vb1=2.443V,Vb5=0.843V,Vbc1+Vbe2=2.443-0.843=1.6V,導致Q2、Q5導通。由于Vc2=0.886V,Q4、Q5截止。輸出Vo=0.018V。其電路仿真如圖2:
2 實驗教學中的應用
大學生需要有獨立的設計能力和對電子器件的綜合應用能力,這就決定了本課程的實驗體系應該是三個層次,在簡單的驗證性實驗的基礎上必須開設有創(chuàng)造性的設計性實驗和綜合性實驗。然而實驗室有限的數(shù)字電路實驗箱只能做幾個簡單的驗證性實驗,無法滿足設計性實驗和綜合性實驗的設備要求。但是,利用電子電路的計算機仿真軟件就可以擴展實驗室,提供所需要的一切電子元件和芯片,搭建任意難度,任意復雜的電路,并驗證其正確性。同時利用仿真軟件的可配置性,配合適當?shù)碾娐房勺龀龆喾N不同的應用。在實驗課程中,提前給出了三種實驗的一些題目和內容,要求驗證性實驗必須都完成,設計性實驗可選做一至兩個,綜合性實驗選做一個。下面簡要說明學生利用仿真軟件選做的數(shù)字電子鐘邏輯電路的設計實例。
要求用中、小規(guī)模集成電路設計一臺能顯示日、時、分秒的數(shù)字電子鐘,選用器材主要有:安裝有仿真軟件的計算機若干臺,集成電路(CD4060、74LS74、74LS161、74LS248),晶振、電阻、電容若干,數(shù)碼顯示管,三極管、開關若干。
提示設計方案,包括數(shù)字電子鐘的電路框圖和四個主要模塊的實現(xiàn)細節(jié),學生依據(jù)電路框圖和提示信息設計邏輯電路圖,并將其在虛擬實驗環(huán)境中用仿真電路實現(xiàn)。下面給出數(shù)字電子鐘的電路框圖。
篇幅所限,參考電路就不給出,但是通過這個實例可以看出虛擬仿真技術在課程實驗中的重要作用。不但節(jié)省很多設備購置費用,不受地點和環(huán)境的限制,而且和真實實驗具有相同的效果。既然如此,為什么不廣泛應用呢?
五 總結
論文對數(shù)字電子技術課程教學提出很多問題,在實際的教學實踐中對這些問題進行了探索,將計算機虛擬仿真技術引入教學中,采用現(xiàn)代化教育手段進行課程改革。課堂教學提出了很多適合本課程并行之有效的教學方法,重要電路工作情況的計算機仿真演示,部分例題的計算機仿真驗證,增強其直觀性和真實性,加強學生的理解。實驗教學也利用計算機仿真軟件,采用虛擬實驗和真實實驗相結合的方式,擴充建立了虛擬實驗室,擴展了實驗內容,在無需花費很大代價的情況下,滿足了設計性實驗和綜合性實驗的條件,從而完成三個層次實驗體系的建設。在本文的研究基礎上,可將虛擬仿真技術推廣應用到所有電子技術課程教學中,引發(fā)電子技術課程改革的新局面。
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第8篇：虛擬仿真技術特點范文
關鍵詞：虛擬仿真技術；市政工程技術；實踐教學
中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）45-0257-03
Abstract：Occupation education is employment oriented education，vocational education is the core problem of occupation education in higher vocational colleges，how to better complete municipal engineering technology students practice teaching is an important issue at present，with the rapid development of virtual simulation technology and application in high vocational colleges practical teaching，greatly accelerated the modernization of education in the process，improve the level and quality of practice teaching，practical teaching itself also has a very important theoretical and practical significance，this technology can also be used to the application in the practice of municipal engineering technology professional teaching.
Keywords：Virtual simulation technology，Municipal Engineering Technology，Practice Teaching
職業(yè)學校市政工程技術專業(yè)課程教學是融專業(yè)理論基礎知識的學習與實踐教學于一體的學科，具有較強的實踐性。面向企業(yè)、市場根據(jù)其所需，強化專業(yè)實踐教學功能，為企業(yè)與市場培養(yǎng)應用技術型實用人才，是當前市政工程技術專業(yè)教學的主要任務。市政工程專業(yè)人才的培養(yǎng)離不開技能的實訓，但是由于施工檔期、條件、交通、安全等條件的限制，大多數(shù)的實訓環(huán)節(jié)不得不在校內解決，然而校內實訓也僅限于土工實訓、鋼筋實訓、砌筑實訓等一些基本的基礎操作，并沒有涉及到像樁基礎的施工一樣的整個工程施工操作流程及施工工藝，而對于市政工程專業(yè)，道路的施工技術、管道的施工技術以及橋涵的施工技術這三門專業(yè)課程的實踐教學對于培養(yǎng)學生的專業(yè)技能來說是至關重要的，如何實現(xiàn)這三門課程的實踐教學是我們職業(yè)教育市政工程專業(yè)要重點考慮的問題。
一、虛擬仿真教學及其特點
虛擬仿真教學[1]是隨著計算機虛擬現(xiàn)實技術和仿真技術在教育中的應用而逐漸發(fā)展起來的一種計算機輔助教學方式。虛擬現(xiàn)實技術[2]是采用以計算機技術為核心的現(xiàn)代高科技生成逼真的視、聽、觸覺等一體化的虛擬環(huán)境。用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬世界中的物體進行交互并相互影響，從而獲得身臨其境的感受和體驗。虛擬仿真教學就是基于虛擬現(xiàn)實技術所生成的虛擬仿真環(huán)境，并依據(jù)真實環(huán)境中的相關理論和實踐操作規(guī)程在虛擬仿真環(huán)境中進行相應的設計、操作、驗證和運行等的教學方式。
虛擬仿真教學技術以提高學生的技能水平為核心，具有如下特點[3]。
1.打破時空限制，具有靈活性。虛擬仿真教學可以擺脫傳統(tǒng)現(xiàn)場教學地點固定、時間有限、設備不足和內容難改的局面，學生只要在計算機中安裝了虛擬仿真軟件，就可以把虛擬仿真教學延伸到教室、宿舍甚至家庭，隨時隨地的運用虛擬仿真教學軟件進行學習和探索，突破了時間和空間的限制，使學習變得更加靈活。
2.節(jié)約教學成本，具有高效性。虛擬仿真教學與實物教學相比，設備和資金投入少，更新、維護方便。學生在虛擬仿真教學平臺上，無需完成實物教學中的許多重復性工作，縮短了學生完成工作任務的時間。同時，針對存在的問題還可進行反復的操作訓練，也不用考慮設備的損壞和材料的消耗，極大地節(jié)約教學成本，提高了學習效率。
3.避免各種危險，具有安全性。眾所周知，土工工程等企業(yè)由于生產(chǎn)規(guī)模龐大，并且具有高溫、環(huán)境惡劣、噪聲高、施工條件復雜多等特點，使現(xiàn)場教學存在較大的危險。而虛擬仿真教學，可以使學生沉浸在仿真實訓室的虛擬仿真環(huán)境中，身臨其境地去完成各種危險的或對人體有害的操作，而不用擔心操作失誤所帶來的各種危險，消除學生的思想顧慮，減少誤操作的幾率，提高操作質量。
4.激發(fā)學習興趣，具有自主性。虛擬仿真教學可以調動學生學習的積極性和主動性。學生在虛擬仿真教學環(huán)境中，自主控制學習行為，完成學習任務，在自主學習和協(xié)作學習的過程中獲得全新的感受，啟發(fā)學生思維，激發(fā)學習興趣，充分體現(xiàn)學習的自主性。
這些特點有益于教師的實訓教學和學生專業(yè)核心技能的訓練，為解決職業(yè)教育面臨的實訓難、實習難和就業(yè)難等問題開辟了一條新思路。
二、虛擬仿真實訓教學發(fā)展現(xiàn)狀
虛擬仿真實訓教學技術源于國外，在國外已經(jīng)取得廣泛的應用，也發(fā)展到了一個相對較高的水平。國內高職院校也在大力發(fā)展虛擬仿真實訓教學，并取得了一定的進展，很多高職院校都建立了虛擬仿真實訓室。一些社會資源也投入到虛擬仿真實訓教學軟件的開發(fā)之中，專門從事虛擬仿真教學系統(tǒng)開發(fā)的企業(yè)也應運而生。
目前，高職院校很多專業(yè)，如數(shù)控技術、焊接技術、機電技術、食品加工、服裝設計等專業(yè)都引入了虛擬仿真實訓教學方式[4]。國內陸續(xù)成立了一些開發(fā)虛擬仿真教學軟件的公司，開發(fā)出一些仿真教學軟件平臺，如廣州迪客信息科技有限公司為物流、市場營銷和電子商務等專業(yè)提供了虛擬仿真實訓教學軟件。部分高職院校采購了虛擬仿真軟件公司的產(chǎn)品，為學校虛擬仿真實踐教學的發(fā)展注入了新的活力。
隨著虛擬仿真實訓技術的發(fā)展，實訓教學內容、實訓教學手段、實訓教學設備也將發(fā)生新的變革，傳統(tǒng)的校內、外實訓基地模式也將向著校內、外實訓基地與虛擬仿真實訓相結合的實訓模式方向發(fā)展。只有制訂虛實結合、融人信息化要素的實訓基地建設方案，才能符合職業(yè)教育教學技能實訓規(guī)律，實現(xiàn)智能化實訓教學的目的，使學生提早了解工廠、了解崗位、了解工作環(huán)境。虛擬仿真實訓教學軟件可以再現(xiàn)崗位、現(xiàn)場、作業(yè)過程，為職業(yè)教育課程改革提供了重要的支撐。
虛擬仿真教學的另一個重要功能是它能夠滿足學生自我測試學習成績的客觀需求[5]，同時，教師也可以通過隨機搜索達到即時考核的目的，隨時監(jiān)控學生的學習狀態(tài)，分析學生在線學習能力，等等。這種形式各異、種類繁多和評價標準與社會接軌的考試考核，能夠調動學生學習的自覺性，激發(fā)其學習熱情。
三、虛擬仿真教學在市政工程專業(yè)教學中應用的可能性
伴隨著國家示范性學校建設工作的展開，蘇州建設交通高等職業(yè)技術學校在建筑工程技術專業(yè)中也與虛擬仿真教學軟件開發(fā)公司合作開發(fā)了建筑工程虛擬仿真實訓教學系統(tǒng)軟件，該仿真教學系統(tǒng)以分部分項工程為基礎，設計了22個較為典型的分項工程的施工工藝仿真操作，其內容包含地基與基礎施工工藝仿真系統(tǒng)、砌體結構工程施工工藝仿真系統(tǒng)、混凝土結構工程施工工藝仿真系統(tǒng)、腳手架施工工藝仿真系統(tǒng)等，并且還在進一步的完善過程中。整個仿真教學系統(tǒng)以實際工程項目為主線，以施工任務為引領，突出技能訓練；強調職場情景，全部在三維場景下進行，重視教學設計，不同的知識單元含有諸如教學資源、工程圖紙、施工準備、規(guī)范及標準等多種情境和技能訓練教學模塊。
運用現(xiàn)代虛擬仿真技術，把工程現(xiàn)場情景化，創(chuàng)造了施工過程交互性的功能，能很好的解決當前土建類專業(yè)的傳統(tǒng)教學難題。這種實訓教學方式的應用只需學生在計算機中安裝虛擬仿真軟件，就可以把虛擬仿真教學延伸到教室、宿舍甚至家庭，隨時隨地運用虛擬仿真教學軟件進行學習和探索，打破了時空的限制，具有靈活性。與實訓基地教學相比，設備和資金投入少，更新、維護方便，無需完成實物教學中的許多重復性工作，縮短了學生完成工作任務的時間，針對存在的問題還可進行反復的操作訓練，不用考慮設備的損壞和材料的消耗，極大地節(jié)約了教學成本，提高了學習效率。
高職市政工程技術專業(yè)與建筑工程技術專業(yè)存在很多共同點，比如職業(yè)崗位生產(chǎn)環(huán)境復雜、生產(chǎn)設備龐大昂貴且危險性大等。企業(yè)出于經(jīng)濟效益和安全考慮，不可能同意將課程的全部教學內容都安排在生產(chǎn)現(xiàn)場，學校也不可能將生產(chǎn)車間搬進課堂，工學結合問題較為突出。在高職市政工程技術專業(yè)實訓教學環(huán)節(jié)中引入虛擬仿真技術，不僅能夠降低教學成本，還能以其廣泛的適用性、開放性等特點，豐富教學形式，優(yōu)化教學效果，加快高素質技能型人才培養(yǎng)的速度和質量。另外，虛擬仿真實訓教學技術的應用對于革新高職市政工程專業(yè)教學理念、推動高職市政工程專業(yè)實訓教學改革、解決部分實訓教學難題等方面都有非常重要的意義。無論作為一種教學技術，還是作為獨立的教學媒介，虛擬仿真技術都是非常重要的教學手段，在市政工程專業(yè)中應用前景十分廣闊，亟待進一步開發(fā)利用。
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第9篇：虛擬仿真技術特點范文
關鍵詞：計算機仿真；三維模型；排水施工；應用
中圖分類號：G623文獻標識碼： A
前言
排水工程是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展過程中的一個重要的項目，不僅關系到我國的經(jīng)濟發(fā)展，還關系到百姓的生活，是一項利國利民的工程項目。排水工程施工過程十分復雜，為了保證施工質量，應該要與時代接軌，引入更多先進的技術和手段。傳統(tǒng)的排水施工過程中，進行方案的設計，主要是依靠人工的設計方式，出錯率較高，效率比較低，隨著計算機技術的發(fā)展以及普及，計算機仿真技術的應用越來越廣泛，計算機仿真技術與排水工程領域之間的結合，推進排水工程建設的進度，也提高了施工的效率以及質量。隨著計算機仿真技術的不斷完善，在排水工程中的應用也會越來越普遍。
一、計算機仿真技術的特點以及優(yōu)勢分析
隨著互聯(lián)網(wǎng)以及計算機技術的不斷發(fā)展，各種先進的科學技術在我們的生產(chǎn)生活過程中的應用變得越來越廣泛，計算機仿真技術就是其中的一個重要方面。計算機仿真技術是借助于計算機技術及硬件設備，實現(xiàn)一種人可以通過一定感知方式所感受到的虛擬環(huán)境，它集成了計算機圖形技術、仿真技術、人工智能技術、傳感技術、顯示技術、網(wǎng)絡并行處理等技術的最新發(fā)展成果，由計算機圖形構成三維數(shù)字模型，提供給人們通過計算機對復雜數(shù)據(jù)進行可視化操作與交互的一種全新方式。這種技術在應用過程中最大的一個特點就是能夠實現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境之間的一種交互，人類傳統(tǒng)的認知方式主要是通過親身接觸大自然來實現(xiàn)的，計算機仿真技術的應用，擴大了人們對自然環(huán)境的認知的范圍。
計算機仿真技術具有十分明顯的優(yōu)勢特征，第一，利用計算機仿真技術可以快速地對多種施工方案進行比較和分析，計算機仿真技術在排水工程施工中的應用，一個最重要的方面就是能夠快速地對各種方案進行比較分析，從而選出最合適的一個設計方案進行施工。在仿真階段，基于仿真的結果，可以進行相應的探討，從而決定出哪些因素對施工過程有較大的影響，哪些施工階段的影響最大，從而采取政策的預防措施。第二，計算機仿真技術的成本較低。與傳統(tǒng)的真實的原型實驗不同的是，計算機仿真技術是利用軟件的開發(fā)以及應用實現(xiàn)的一種模擬實驗方式，其中需要支出的費用主要是計算機硬件以及軟件的費用，相對于真實的模型實驗而言，成本比較低。第三，計算機仿真技術的可靠性比較高，計算機仿真技術的效率主要取決于系統(tǒng)模型以及軟件的正確性，在系統(tǒng)模型以及軟件編制是正確無誤的前提下，排水工程施工過程中的計算機仿真技術的應用，會對各種約束條件進行分析和考慮，與傳統(tǒng)的人工操作過程中的可靠性進行比較而言，可靠性和穩(wěn)定性更高。第四，計算機仿真技術的實用性更強。計算機仿真技術在很多方面都可以應用，只要是可以通過數(shù)學進行描述的模型，都可以利用計算機仿真技術進行仿真，比如在排水工程施工過程中的應用，可以對各個過程進行預測，對成本進行預測等，提高排水工程施工管理過程中的效率。
二、計算機仿真模擬技術在排水工程施工過程中的應用
（一）計算機仿真模擬技術的實現(xiàn)步驟
計算機仿真模擬技術是以數(shù)學理論為基礎的，就計算機本身而言，是不能對施工過程中的問題進行分析和處理，需要建立一個能夠反映出事物的本質特征的模型，在排水工程施工過程中的應用，主要分為四個步驟。
1、建立相應的模型
在建模的過程中，應該要對排水工程的實際問題進行分析，將施工過程中應該要注意的各種問題、限制條件、約束內容等進行考慮，然后利用數(shù)學、力學等理論將誰理工本工程施工過程中的數(shù)字模型描繪出來，利用計算機軟件技術，將各種預定的數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)中去，對于各種數(shù)據(jù)應該要保證建模的精確性。此外，還可以通過人工干預的手段在建立的模型中進行數(shù)據(jù)的修改，保證各種數(shù)據(jù)的完整性。各種數(shù)據(jù)應該要涉及到施工階段的總體場地布置情況、施工進度、材料用量等情況。
2、輸入模型
輸入模型指的是將建立起來的模型輸入到計算機系統(tǒng)中進行處理的一種方式，計算機仿真模擬的模型就是最終體現(xiàn)出來的模型內容，這個步驟是計算機模擬仿真過程中的一個十分重要的步驟和環(huán)節(jié)，模型就是把建立的模型通過計算機進行系統(tǒng)的處理，這種形式所體現(xiàn)的模型內容也就是計算機仿真模擬模型，同時也是進行計算機進行仿真模擬計算的關鍵環(huán)節(jié)。
3、計算機仿真模擬
將模型放置到計算機模塊中，從而可以實現(xiàn)對排水工程方案的模擬分析，是排水工程施工過程中的一個十分重要的步驟，這個環(huán)節(jié)是將排水施工過程中的各種數(shù)據(jù)進行分析的一個過程，通過對各種數(shù)據(jù)進行模擬，得到相應的模擬結果，從而為施工過程中的各種問題的預測奠定基礎，確保施工過程中的精確度。
（二）計算機仿真系統(tǒng)的設計
計算機仿真系統(tǒng)首先需要建立排水工程的虛擬環(huán)境，這是進行仿真的第一步，比如地形、施工場地、電站建筑物、擋水地下建筑物等，都需要進行模擬，同時還要對各種排水工程的設備進行模擬，當前的排水工程模擬過程中，三維仿真技術的應用，對于排水工程施工過程中的各種運行狀況進行動態(tài)監(jiān)控，有助于進行智能化以及可視化管理。
計算機仿真系統(tǒng)的設計過程中，需要建立相應的三維模型。建立三維模型，主要是以排水工程為研究的對象，利用對應的模擬軟件以及實時驅動軟件，將各種數(shù)據(jù)進行轉換，形成逼真的三維模型。三維幾何模型是整個工程虛擬場景中的一個基礎，模型的建立包括三維地形的建模以及建筑物的建模，比如在排水工程施工過程中會遇到很多擋水地下建筑物、管道等，模型建立的過程中應該要對各種建模任務進行劃分，建立一個比較完整的仿真系統(tǒng)，還需要對各種植物、橋梁、公路、碼頭等場景進行描述，利用仿真實驗，對各種參數(shù)進行設計和優(yōu)化。計算機仿真技術的虛擬建模軟件會根據(jù)二維平面文件，建筑物的立面圖、剖面圖建立三維模型，然后建立與模型相關的數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的各種屬性進行有機結合，促進三維模型的完善。
結語
隨著計算機和互聯(lián)網(wǎng)的普及，各種信息技術在我們的生產(chǎn)生活中應用越來越廣泛，計算機模擬仿真技術就是一種比較常見的計算機技術，對排水工程施工具有十分重要的意義。在模擬過程中，通過模型的建立、仿真以及仿真結果的分析，有助于對排水工程的施工進行高效管理，從而實現(xiàn)節(jié)約成本、提高施工效率的目的。
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