虛擬仿真技術的特點
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虛擬仿真技術的特點范文第1篇
隨著社會的發展和進步,人們的生活水平和生活質量都得到了很大的改善,因此,對醫學的發展也提高了關注。目前,醫學教學觀念和教學模式都發生了很大的轉變,學校也開始了對高素質人才的有效培養和教學,其中,虛擬仿真技術是醫學教學中的重要手段和方式,對傳統的醫學實驗教學提出了很大的改進。虛擬仿真技術對推動醫學教學改革、創新教學模式和培養學生的綜合技能都有著重要的作用和影響。本文主要介紹了虛擬仿真技術的概念,并分析了虛擬仿真技術在醫學實驗教學中的具體應用。
關鍵詞:
虛擬仿真技術；醫學；實驗教學
隨著科學技術的迅速發展,醫學實驗教學方面出現了許多的新技術和應用,對醫學教學產生了很大的影響。其中虛擬仿真技術是目前比較先進的技術應用,且獲得了廣泛的應用和發展,特別是對計算機技術和多媒體技術的應用,提高了醫學實驗的教學質量,創新了醫學實驗教學的模式。虛擬實驗教學是一種在計算機技術基礎上發展起來的情景模擬技術,能夠讓用戶體驗到一種身臨其境的感覺,實現和具體的情景接觸,產生一定的體驗,為實際的操作提供一定的基礎。
1虛擬仿真技術的概述
虛擬仿真技術是在計算機技術的基礎上發展起來的新興的科學技術,是指利用多媒體技術的結合,創造形成一個有視覺、聽覺和觸覺的虛擬現實環境,讓用戶體驗到一種身臨其境的感覺。在這個虛擬的環境中,用戶能夠感受到空間中客體的存在,也可以和虛擬空間中的客體進行相關的互動,這項技術的應用,主要是加快用戶對相關知識的認識效率。虛擬仿真技術涉及的方面比較多,主要包括計算機技術、多媒體技術、網絡技術和人工智能技術等,另外,還有計算機的圖像處理和模式的識別等,是現代仿真技術的有效發展和外延[1]。虛擬仿真技術的主要特點就是,讓用戶獲得真實的體驗,和虛構的客體進行交互,并產生一定的想象。在虛擬的空間中,實驗人員可以進行和現實世界中同樣的活動和實驗,而且受到的外界影響因素比較小,實驗產生的效果也更好一些。特別是在醫學教學中的應用,能夠有效的提高學生的實踐能力和創新能力,因此,虛擬仿真技術的應用具有重要的意義。
2虛擬仿真技術在醫學實驗教學中的應用
虛擬仿真技術的發展和應用對醫學實驗教學產生了很大的影響,特別是對傳統的醫學實驗教學方式和實驗模式進行了很大的改進。傳統的醫學實驗教學中,缺少實驗的設備和實驗的客體,學生的實際操作能力得不到有效的鍛煉,所以,對學生的學習和操作能力培養不到位[2]。虛擬仿真技術的應用為學生進行實驗操作提供了一定的基礎,也實現了對學生的有效培養。目前虛擬仿真技術在醫學實驗教學中的優勢主要體現在以下四個方面。
2.1虛擬仿真技術改善了醫學實驗教學設備在醫學實驗教學中,對設備的要求比較高,主要包括一些實驗用的動物或者尸體、實驗用到的儀器和設備以及相關的實驗經費等,都對實驗教學的有效進行產生了一定的影響。隨著社會的發展,解剖學在目前獲得了很大的發展,也是醫學教學中最基礎和最重要的課程,所以,一定的實驗設備在教學中是非常關鍵的,對教學的有效性影響也很大。目前,虛擬仿真技術的廣泛應用和發展,很好的解決了醫學實驗教學中的這些問題,不但豐富了實驗教學設備,學生可以利用虛擬的“尸體”進行操作和實踐,也很好的鍛煉了學生的實踐動手操作能力。
2.2虛擬仿真技術能夠提高學生的興趣虛擬仿真技術能夠為學生提供相關的實驗環境,創造一定的基礎性實驗條件,同時,還能夠實現學生在虛擬的空間環境中和客體進行有效的交流,提高學生對相關內容的認識和理解。虛擬仿真技術在醫學試驗教學中的應用,能夠將聲音、圖像和相關的多媒體演示功能進行結合,豐富實驗教學過程和教學內容,充分的提高了學生的興趣[3]。同時,將具體的教學內容變得形象和生動,而且有一定的視覺沖擊力,方便了學生的理解和掌握,因此,提高了實驗教學的效率和質量。比如,在進行細胞膜的教學時,可以利用虛擬仿真技術建立細胞結構,動態化的展示,可以讓學生更好的觀察和學習。
2.3虛擬仿真技術突破了時間和空間上的限制虛擬仿真技術的應用,對傳統的醫學實驗教學產生了很大改變,打破了時間和空間上的限制,學生可以通過虛擬仿真技術對動物的內部結構進行有效的觀察,以及實現動態化的觀察[4]。比如要了解一些藥物的成分和產生的身體反應,在傳統的教學中,通過一定的講述過程是無法實現有效教學的,學生也難以理解。因此,虛擬仿真技術的應用,實現了這些過程的快速進行和變化,同時,將這些反應過程和變化情況能夠清晰的表現出來,幫助學生進行學習和理解。
2.4虛擬仿真技術避免了在具體實驗中的危險情況醫學實驗過程存在一定的危險性,會對人體的健康產生一定的危害,比如一些感染性的疾病等。所以,隨著虛擬仿真技術在實驗教學中的應用,避免了學生和實驗對象的直接接觸,而是通過虛擬的方式產生實驗的客體,所以,不需要考慮實驗過程中產生一些危險性的因素,因此,對相關的實驗進行有很大的幫助。除此之外,虛擬仿真技術也很好的幫助學生積累了臨床經驗,有效的鍛煉了學生的實際操作能力,有利于學生的綜合水平提高和發展。
3結語
隨著虛擬仿真技術的發展和應用,改善了醫學實驗教學,虛擬仿真技術的應用,加深了學生對于醫學知識的認識和理解,提高了醫學實驗教學的質量和效率。另外,虛擬仿真技術打破了時間和空間上的限制,完善了實驗教學的設備,并有效的避免了在試驗中的不安全因素,對醫學實驗教學具有重要的意義。
參考文獻
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[2]馮軍,胡曉松.虛擬仿真技術在醫學實驗教學中的應用[J].科技創新導報,2015(20):118-119.
[3]曹丁,李文建.虛擬現實技術在醫學實驗教學中的應用[J].中國醫藥指南,2013(03):367-368.
虛擬仿真技術的特點范文第2篇
【關鍵詞】 仿真技術 高技術 產業化 知識經濟
引言
盡管仿真技術已經很快發展,但在若干問題上仍然存在不同的見解。
比如,有人說仿真技術是要花費很多錢,所以它的成果只是榮譽性的。這種看法與當今把每臺核電站仿真機以1000多萬美金,飛機仿真機以1500~2000萬美金的價格從美國、加拿大引進到中國的現實相矛盾,也具體說明了仿真技術的成果仍然形成了一個高價位的高科技產品和產業。
又如,有人說在市場經濟的環境里,仿真技術的產值搞不大,相關的市場在萎縮;也有人認為仿真技術是21世紀戰略性技術,仿真技術肯定會大發展。
當前,一場以高技術為中心的新的科技革命正在蓬勃發展,對整個社會經濟發展將產生重大影響。世界的經濟向知識(智力)經濟過渡,信息技術迅猛發展與知識經濟來臨之際,對仿真技術將有什么作用,仿真技術將會有什么地位,如何迎接機遇,都應盡快考慮,這是業界的大事。
鑒于上述,作者經過幾年的反復觀察、研究、分析和思考寫下本文。
1. 從仿真技術定義變化中考查
自從仿真概念出現以來,仿真的定義隨著技術和應用的發展不斷深化。
比如,牛津英文字典中初期的仿真定義是:"To imitate conditions of situation with a model for convenience or training"。后來變為:"The technique of imitating the
behavior of some situation or system (economic, mechanical, etc.) by means of an analogous model,
situation, or apparatus, either to gain information more conveniently or to train personnel"。
1993年7月,國內在《火炬計劃基本概念及相關名詞術語解釋》中,對仿真技術作了很詳細的定義,見參考文獻[7]。關于仿真技術的定義,到目前為止,就很難用簡單的語言描述。國內外學者從不同角度作了描述,可歸納如下幾點:
仿真技術是出自對系統的研究,是通過用系統模型對真實系統或設計中的系統進行試驗,以達到分析、研究和設計該系統的目的;
仿真技術是以計算機為基礎,計算機能力提高了,仿真技術水平也提高,使之有能力去描述更復雜的系統;
仿真技術隨需求發展,提出了大量共同性的理論、方法和技術問題,致使仿真逐步形成了一門獨立的學科;
仿真技術已成為計算機應用的一個重要的領域;
仿真技術應用范圍十分廣泛,無孔不入的一門綜合性學科,已廣泛應用于航空、航天、通信、船舶、交通運輸、軍事、化工、生物 、醫學、社會經濟系統等自然科學與社會科學的各個領域,其重要性已廣為人知;
仿真技術用于揭示已知對象和未知對象的內在特性、分系統之間的關系和運作規律,以研究已知和預測未知;
仿真技術是高技術領域中的關鍵技術之一。
2. 仿真技術主要研究的內容和成果分析
2.1 仿真技術主要研究的內容
仿真技術雖是計算機應用的一個重要的領域,但也有其自身作為一門專有技術的研究內容,有問題和難點,也有發展方向和規律,形成了仿真技術的主體技術。這些技術又在廣泛而豐富的需求中深化和發展。仿真技術的研究內容最少應包括總體技術、仿真支撐軟件技術與工具、建模技術和應用技術,表1歸納了這些仿真技術的研究內容:
表1:仿真技術的研究內容 總體技術 ①學科的理論研究;②仿真技術的發展與開拓;③仿真技術與支撐技術的關系;④系統的分析與劃分;⑤仿真技術在信息技術和產業中的地位研究;⑥大型仿真系統研究
仿真支撐軟件技術與工具 ①支撐軟件理論與方法;②仿真支撐軟件技術;③面向對象支撐技術;④面向各項領域的共性工具軟件;⑤專用的工具軟件;⑥軟件系統結構;⑦實時數據庫
建模技術 ①仿真對象與系統分析;②建模理論與方法;③仿真算法與語言;④驗證方法與標準
應用技術 ①應用領域開拓研究;②應用軟件系統;③應用的相關技術;④應用系統實現方法
2.2 從仿真技術的成果分析
近幾年來,國內外仿真技術領域取得了豐碩的成果,體現出重大的社會效益和經濟效益。主要的成果例舉如下:
2.2.1 仿真支撐系統的發展
70年代末,國際上一些國家在實現仿真技術產業化過程中,強化了仿真支持系統的概念。因此,仿真支撐系統已經不僅是仿真領域關鍵的技術之一,而且是"解放"仿真系統開發者和使用者的最重要手段。它不僅賦予仿真系統以生命力,同時也是實現仿真技術產業化的基礎。在應用過程中,它是實現仿真目標和解決問題的概括和總結,它支撐了仿真系統的整個生命周期,包括對仿真對象分析、仿真模型的表達、仿真模型的生成和運行、仿真過程的調試和修改、實時運行、仿真數據的存儲、恢復及跨平臺的聯合運行。因此,近幾年來,國內外已經十分重視對仿真支撐系統的研究,也出現了不少成果。從科技進步角度來分析,主要表現為:
(1)開放性和構件概念,包括:構件命名服務(Component Name Services)、構 件對象服務(Component Object Services)等為構件客戶服務。
(2)提供通用數據表示方法,讓集成工具之間共享信息。
(3)支撐范圍擴大,表示在支撐仿真應用在網絡上的實現。
(4)支撐多媒體技術的應用,使仿真系統的人機界面得以改善。
2.2.2 面向對象的仿真技術
近十幾年來,面向對象仿真(Object Oriented Simulation,簡稱OOS)研究、開 發和應用有很大的進展,在廣泛的領域里,各種各樣的模型是由OOS語言(或稱編程工具)和開發環境中出現。由于OOS為系統建模提供了靈活的方法,它的基本
特性使之不同于傳統的仿真方法,而且適用于大型的更為復雜更分散的仿真系統,以及基于網絡的仿真系統。而且,支撐OOS的工具已不少實現商品化了。例如:
(1)由于國際間多國合作的出現,對共享仿真環境的需求擴大,網絡仿真技術被用在基于共享的仿真環境,如虛擬工廠教學系統,它允許學生單獨工作或組成虛擬的隊、建造工廠、預測產品需求、計劃生產、制定日程進度等
(2)面向對象仿真在處理復雜系統模型時,是一個極好的工具。將這類模型分成幾個子模型,做到仿真程序結構與真實系統結構相似。如解決互相聯系的異步電動機組的仿真控制問題等。
3. 仿真技術應用領域的快速擴大
近幾年世界上應用仿真技術去解決科技、生產、社會各方面問題的事例層出不窮,使仿真技術的應用能力拓展,滲透性增加,無處不在,無孔不入。例舉幾項:
(1)仿真技術在工業系統的多種應用取得了巨大的社會和經濟效益;
(2)利用仿真技術來模擬人們不斷增加對海港、船舶的到達方式,海港運作方式的變化需求,用于實現海港現代化管理或新建海港選擇和投資考察;
(3)應用質量工程及仿真提高巨型計算機系統的性能。性能評估在計算機的設計、開發、配置、調節中是一個重要環節,應用質量工程和仿真技術來提高巨型計算機系統性能;
(4)應用仿真技術,開展語言系統研究,取得重要成果;
(5)仿真技術在制造業中應用和發展近幾年來在國內也取得很好的成果,仿真技術在制造業的應用是從產品設計到制造,以至測試維護的整個生命周期中,計算機仿真技術貫穿始終;
(6)虛擬現實技術的應用范圍擴大。它在醫療領域中開始應用,虛擬教學、虛擬會議系統等取得一定效果,虛擬現實技術與娛樂的結合更有廣泛市場。
4. 從軟科學技術發展展望仿真技術的作為
軟科學技術是為管理和決策服務的科學技術,或者可以定義為幫助人更直接、有效、全面和系統地使用迅速發展的各類科學技術知識,并進行科學管理和科學決策的科學。從軟科學技術的應用性表現來說,如果說科學的研究是基礎研究的話,軟科學技術則是應用研究,產生的專家系統則是技術開發。
醫學和工程領域管理決策的專家系統的研究成果幾年后將被投入使用。例如美國許多大公司都開始用人軟件,幫助做許多種經營工作。這意味著類似"仿真腦"的系列產品將要出現,仿真技術在管理和決策方面的應用將推向各個領域。在仿真各種管理與決策系統的過程中,仿真技術將快速發展,產業化的步伐將加快。
軟科學技術是有前途的。在人類知識每5年翻一番的情況下,任何人如果不*電腦處理事務,也就是說不*"看不見的頭",是無法妥善、有效處理的。如果說軟科學技術會成為21世紀的先導和骨干高科技,推動軟科學技術發展的仿真技術也是分析復雜問題,提示相互關系,仿真人腦管理和決策的骨干高科技之一。5. 仿真技術發展的特點和趨勢
近幾年,以計算機技術、通訊技術與傳感技術為主導的信息技術的飛快發展,為仿真技術的發展進入一個嶄新的環境打下了良好基礎。仿真技術的發展將出現新概念、新應用和新的地位。由目前發展情況分析,有如下值得注意的特點:
(1)仿真技術是一門獨立的學科,但它離不開計算機技術。只要計算機技術在飛快地發展,仿真技術就一定隨之快速發展;
(2)仿真技術作為信息技術族內的成員,它不僅自身發展快,而且與信息技術各項發展結合也快,它們永遠面對新問題、組織新技術、形成新的系統工程。因此,仿真技術是不斷研究新現象、分析新規律、揭示相關系統、找出解決方法的強有力工具;
(3)在知識經濟來臨、知識管理的形成和發展中,仿真技術是最好的工具。它將被更多人了解和掌握。美國很多大公司開始用"人軟件"代替人類做多種經營工作。預計類同"仿真腦"系列的產品將會被成批生產,用以代替人們進行管理和決策;
(4)仿真技術的應用領域越來越廣,在信息技術發展中,將出現獨特的地位;
(5)目前,在全世界軟件產業快速進展的環境中,仿真支撐軟件,各種工具軟件(包括專用仿真語言),乃至于通用的應用軟件、商品化的周期縮短;
(6)面向對象的技術和應用發展較快,一方面推動仿真概念變化,另一方面適應復雜、非線性應用的能力增大;
(7)由于網絡技術的發展,為異地、異國應用提供了可能,將對仿真技術提出新的挑戰,也推動了發展。預計仿真技術和網絡技術的結合,將出現新的概念,并擴大應用范圍;
(8)仿真技術在培訓領域中已有了豐碩的成果,比如:核電站、飛機的仿真機等都是培訓所必需的仿真系統產品。
6. 知識經濟的特征和仿真技術的地位
人類在經歷了漫長的農業經濟、工業經濟時代后,正迎接著知識經濟時代的來臨。1997年,人們第一次提出知識經濟的概念,大家認為它是建筑在知識和信息基礎上的經濟;以知識和信息的生產、分配和使用為直接依據的經濟;知識是提高生產率和實現經濟增長的驅動器。國內外學者對此也有各種說法。如:知識經濟是以智力資源的占有、配置,以科學技術為主的知識生產、分配和使用為最重要因素的經濟。又如:知識經濟所要表述的是一種新的復雜的經濟狀態,它是指以現代科學技術為核心,建立在知識和信息的生產、存儲、使用和消費之上的經濟。它有豐富的內涵和明顯的特征。只有通過對其內涵和特征的分析并與仿真技術及其應用、產業化社會效益、經濟效益比較,才能充分看到仿真技術在知識經濟環境中的地位。
(1) 知識經濟特征與仿真技術特點的切合。
(2) 仿真技術是推動知識經濟發展的關鍵技術。
(3) 仿真技術及其應用,形成知識產品和服務,以及產業化的效益推動知識經濟的增長。
7. 結論
通過考察和分析,我們看到知識經濟時代的來臨給仿真業界帶來了新的挑戰和機遇,仿真技術將因自身的特點而在知識經濟環境中快速發展,反之也推動知識經濟的發展。仿真技術與軟科學及其它相關技術的結合將加快高附加值產品的產業化進程,給整個社會帶來新的經濟增長點,仿真技術大有可為。
參考文獻
[1] 游景玉,實時仿真技術及其應用,珠海出版社,1997年
[2] 游景玉,論文"論仿真技術及其產業化", 珠海出版社,1999年
[3] 游景玉 吳芳輝,論文"仿真支撐系統技術的研究與發展",珠海出版社,1999年
[4] 游景玉 吳芳輝,論文"新世紀仿真技術展望", 珠海出版社,1999年
[5] 游景玉,論文"論仿真技術在高技術發展中的地位", 珠海出版社,1999年
虛擬仿真技術的特點范文第3篇
關鍵詞：計算機；仿真；制造業
中圖分類號：TP278
計算機仿真技術在制造業的作用越來越明顯，它在產品設計和整個生產流程中都發揮著不可估量的作用。這種技術的應用為開發和制造企業節約了大量的經費，減少了不必要的損失，大大縮短了產品的開發周期并提高了產品質量。計算機仿真技術在日趨激烈的制造業競爭中占有越來越重要的地位。現代制造業的飛速發展為計算機仿真技術帶了新的機遇，同時也提出了新的要求。我們放眼計算機仿真技術的發展歷程，它已經突破了在傳統領域的運用，發展到了產品的設計開發以及銷售方面。現代社會網絡技術的發展也為計算機仿真技術開辟了新的發展空間，使得這種技術表現出許多新的特點。如交互性、分布性，集成化等。這也將成為計算機仿真技術新的應用趨勢。
1 在制造業中，計算機仿真技術應用的分類
計算機仿真技術在制造業中按照模型種類，可大致分為三種，它以產品模型、開發模型以及制造系統模型為中心進行拓展。
1.1 仿真技術以產品模型為中心的應用。在產品模型中，計算機仿真技術的應用對產品的靜態與動態性能，可制造型、可裝配性進行分析。因為設計者在開發產品的時候，不僅要考慮它的實用功能和需求，還要考慮諸如外形，外觀以及尺寸等方面的因素，而且還要考慮產品的可制造性，可批量生產或者是在裝配、保養、維護等方面的因素。這就需要計算機仿真技術在產品模型中發揮作用。
1.2 仿真技術以制造系統模型為中心的應用。制造系統模型包括制造設備的高仿真智能運用、相對復雜的制造系統的模擬運行。在檢測設備的運行能力與實際運行狀況時，如物料供給、資源分配或者是加工流程上發揮著巨大作用。
1.3 仿真技術以開發過程模型為中心的運用。以開發模型為中心的仿真包括設計和制造過程的仿真。很多產品的性能以及生產成本在設計階段就基本定型了，設計階段對于一種新產品的開發非常重要，它需要反復設計和試驗，復雜的計算以及多學科的共同協作，這些特點決定產品的開發過程迫切需要一種能建立模型并仿真試驗的計算機仿真技術。而在制造過程中運用仿真技術將制造系統模型和產品模型結合到一起，多方位模擬，整體運算，再綜合考慮庫存、成本控制以及負載等因素，開發出合格的新產品。
2 在當代制造業中計算機仿真技術的廣泛應用
計算機仿真技術是一門高新科學技術，在當代制造業中，產品的設計和制造都離不開它，尤其是一些諸如航空航天工業、國防工業等規模大，復雜性強的系統研發中，作用更加明顯。它作為一種新型的科學手段和工具，有效地減少了不必要的經濟損失，節約了大量研究經費，并大大縮短了產品的開發周期和提高了產品質量。計算機仿真技術貫穿于產品的設計、制造和測試運行的全過程。當代企業的研發部門只有重視質量、成本、時間、服務和環境這五項指標，才能獲得更好的發展。這種需求也促進了計算機集成技術、模擬測試系統，仿真運行環境等技術的相互結合。他們已經成為制造業不可缺少的重要技術手段。上世紀八十年代以后，計算機仿真技術的發展越來越快，應用最為廣泛的就是“虛擬制造”。通過在計算機上模擬產品的設計和制造過程，提前發現在制造中可能出現的問題，減少不必要的經濟損失。
虛擬運行環境，也稱虛擬現實技術或者是靈境技術，它通過模擬人在自然環境中的感官和行動，實現高級人機互動，對產品的性能和運行狀況進行測試。它綜合運用了計算機圖形學、高仿真技術以及計算機傳感技術等多種科學技術手段。“靈境感”和“交互感”是虛擬現實技術的基本特征。通過計算機虛擬現實技術，將事物內部各種關系的交互與真實作用模擬運行，仿真出一個幾乎真實的虛擬環境讓用戶體驗，從而使用戶的感受更加真實，人機交流的方式更為先進。這種計算機虛擬現實技術，可以支持產品的各個階段，客戶可以通過虛擬的現實環境，驗證產品的各個部件是否合格，產品的性能是否穩定，功能是否能夠滿足人們的日常需要。
隨著當代制造業的發展，人們開始對仿真技術的另一個應用熱點，即虛擬產品開發技術越來越重視。并行工程的運用促進了虛擬產品開發技術的出現和發展。并行工程思想將現代哲學、文化等與現代先進組織思想集合起來，將產品的設計、制造、使用和支持過程并行運作，進行一體化的設計和開發。并行工程從產品開發之初就將投資、制造、裝配以及銷售維護等產品生命周期中各種因素考慮在內，有效地解決了產品設計與開發之間存在的矛盾。而虛擬產品開發技術就是在并行工程思想的指導下，將計算機輔助設計、CS和大型的產品數字化管理系統綜合運用，虛擬一個產品的開發環境。方便產品開發人員在近乎真實的環境下進行策劃、設計和預測產品在現實環境中的性能及其他狀況，將產品在現實工況下的真實運行能力，這樣就可以避免反復設計，不斷變更設計方案，避免因反復制作樣機而造成的資源浪費和經濟損失；方便對產品的設計進行檢驗、指導和優化，使產品的開發周期大大縮減，從而節省了大筆開發費用。在計算機仿真技術的發展中，虛擬產品開發技術是又一重要發展，它深入到產品復雜的制造過程中，產生的經濟效益不可小覷。
現在，仿真技術的應用已經從單一的系統走向開放復雜的大系統。當仿真對象分布于廣闊的時空領域，仿真任務要求將不同地理位置、不同類型（包括人在內）的仿真對象構成一個統一整體進行仿真時，產生了分布交互化仿真（DIS――Districted InteractiveSimulation）。這種仿真系統里包含有不同類型的實體―虛體、真實實體和構造實體，這些實體可以基于不同目的系統、不同年代的技術、不同廠商的產品和不同產品組成，并允許它們交互操作。DIS實現用計算機網絡將不同地點的仿真設備連接起來，通過實體間的數據交換構成時空到合成仿真環境的一種先進仿真技術。在這種復雜的分布綜合的系統進行實時仿真時，必須提供快速、高效、大量的信息通道和相應的處理。美國是最早研究這種技術并投入使用的國家，已經完成了多項基于虛擬仿真的DIS工程項目，相關的協議與標準已經完成或正在完成。
在制造行業，已經產生了類似于DIS的虛擬研究開發中心或虛擬企業。香港生產力促進局和香港城市大學共建的快速科技中心就是一個虛擬研究開發中心。此外，為了適應快速變化的世界市場，克服單個企業難以在短期內具備所需資源的局限性，出現了在一定時限內，為了某一市場機遇，通過網絡臨時聯結的一種動態聯盟――虛擬企業。美國波音（BOEING）公司可以把777飛機的研制、生產做到幾乎“無圖紙”的程度。波音777飛機的研制、整機設計、裝配、部件測試以及各種試飛，都是由計算機完成的。它能將開發周期從原來的8年縮短到5年，節約了數百萬美元經費。
3 結論
當代制造業中，計算機仿真技術已經成為一種綜合性的高新科學技術，它綜合了計算機技術、計算機輔助設計技術、多媒體技術、網絡技術、信息技術、軟件工程、數字化控制技術等多種科學技術，在制造業中發揮著越來越大的作用，在一些大型的復雜形同研發中，更是必不可少的重要工具，它有效地減少了企業的經濟損失，節省了大量的研發經費，使產品的開發周期大大縮減，產品質量得到顯著提高。
參考文獻：
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虛擬仿真技術的特點范文第4篇
【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展，電子技術在企業中得到了廣泛應用，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展。然而，傳統的電子技術已經無法滿足新形勢下的職校教育需求，所以創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，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有的教學方式和活動進行改進和創新，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展歷程，同時還要為學生講解全球彩色電視市場的現有特點。實際上，彩色電視機和學生的生活之間具有緊密聯系，其是生活中經常接觸的一種事物，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設一些富有啟發性的教學問題。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
虛擬仿真技術的特點范文第5篇
[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律，以及形成和發展運動技能的生理學規律，探討人體運動能力發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數據是運動生理學研究的重點和難點。因其變化的動態性和不易感知性，使學生學習起來特別抽象，難以理解。單純的依據課本的數據進行比對，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，學生獲得的實驗數據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。
為了節約成本，很多學校就只開展幾個傳統型的簡單實驗，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，而且高速的數據處理庫提高了實驗的精確度和動態呈現機體對刺激反應的敏感度，大大激發了學生學習的興趣，大量數據的多角度呈現，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
虛擬現實技術又稱虛擬現實技術或模擬技術，就是通過計算機模擬技術將一個真實的系統在另一個占用空間比較小的、制作相對容易的虛擬系統中進行模仿實現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展，虛擬仿真技術越來越精良并逐步自成體系，成為繼數學推理、科學實驗之后人類認識自然界客觀規律的第三類基本方法。人投入到這種環境中，立即有“身臨其境”的感覺，并可親自操作，自然地與虛擬環境進行交互，虛擬環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實技術結合而產生的一種更高級的仿真技術。在多媒體技術、虛擬現實技術與網絡通信技術等信息科技迅猛發展的基礎上，虛擬仿真技術以構建全系統統一的完整的虛擬環境為典型特征，并通過虛擬環境集成與控制為數眾多的實體。實體可以是模擬器，也可以是其他的虛擬仿真系統，也可用一些簡單的數學模型表示。實體在虛擬環境中相互作用，或與虛擬環境作用，以表現客觀世界的真實特征。虛擬仿真技術的這種集成化、虛擬化與網絡化的特征，充分滿足了現代仿真技術的發展需求。
虛擬仿真實驗系統的特點：首先虛擬實驗系統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，完美解決了傳統實驗過程中所缺乏的節能和環保處理；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。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，很多難以實現的實驗技術經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，是傳統教育手段與現代教學技術的創造性結合。虛擬仿真技術的優點主要體現在：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、高速傳輸的便捷性、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階段，這個時期學生對虛擬仿真系統還比較陌生，很多的功能還不熟悉，教師需要對學生加以引導，根據學生的反饋對系統加以修改和調整，盡量達到彼此合作融洽；二是模塊建立階段，當學生對系統有了初步的了解之后，就需要根據教學的進度和學生學習的側重點對系統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，這個過程是一個開放的過程，根據每個人理解的不同，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值的變化，但是體現在人體中的動態變化卻很難發現和感受。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，經過文本、圖片、動畫、視頻、仿真空間體驗等幾步的動態體感之后，讓學生直觀地觀察到人體從靜態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、動態的、連續的變化過程，把實驗的結論與學生的多種感官相互關聯，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，而且對那些經常鍛煉的人亦然。現代人的養生觀念很強，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，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，根據教師的指導得到更加專業的技能訓練，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變化規律，進而探討出完善人體運動能力發展的科學機理，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。
【參考文獻】
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