時間：2023-01-01 02:02:58
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇虛擬技術(shù)論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
虛擬現(xiàn)實技術(shù)可利用計算機(jī)產(chǎn)生一個以自然的視、聽、觸等功能感受的三維環(huán)境，人們可以方便地對生成的“虛擬世界”進(jìn)行交互式的觀察、分析、操作和控制。它以仿真方式給用戶創(chuàng)造了一個實時反映實體變化與相互作用的界面，使用戶可直接參與并探索仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化，它具有多媒體信息的感知性、沉浸性、交互性和自主性等特點。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建出逼真的礦山工程環(huán)境對優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計具有重要的實用價值。
為了給用戶創(chuàng)建一個能使其感到身臨其境和沉浸其中的環(huán)境，必要的條件就是根據(jù)需要能在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中逼真地顯示出客觀世界中的一切對象：不僅要求所顯示的對象模型在外形上與真實對象酷似，而且要求在形態(tài)、光照、質(zhì)感等方面十分逼真。
目前，相關(guān)軟件發(fā)展迅速、種類較多，其中常用的軟件有MultiGenGreator、Vega、OpenGI以及我國圖靈公司的VRMAP、適普公司的IMAGIS等。
1．1模型構(gòu)建軟件
MultiGenCreator是美國MultiGenParadigm公司開發(fā)的三維建模軟件，廣泛用于視景仿真、虛擬城市、模擬設(shè)計、交互式游戲等。它在滿足實時性的前提下可生成逼真的場景，可進(jìn)行多邊形建模、矢量建模和地形生成。它的層次細(xì)節(jié)、多邊形篩選、邏輯篩選、繪圖優(yōu)先級、自由度設(shè)置等高級功能使得其數(shù)據(jù)格式OpenFlight在實時三維領(lǐng)域成為流行的圖像生成格式。該軟件可接受DXF、DEM和其它矢量格式的數(shù)據(jù)與AutoCAD和GIS軟件結(jié)合方便。
1．2支持視景生成的語言——OpenGL
應(yīng)該使用已有的商品化或標(biāo)準(zhǔn)化的圖形庫和程序設(shè)計語言來設(shè)計與實現(xiàn)虛擬環(huán)境，其中OpenGI(服務(wù)器)及其支持系統(tǒng)就是這樣一種可選用的圖形生成環(huán)境。OpenGI可按函數(shù)庫的形式被C語言調(diào)用，也可以被窗口系統(tǒng)直接調(diào)用。OpenGI是使用專用圖形處理軟件接口，該接口目前由幾百個過程函數(shù)組成，用以支持用戶對高質(zhì)量三維對象的圖形和圖像進(jìn)行操作。
()penGI指令的模型是客戶／服務(wù)器模式，即一個程序(客戶)提供指令，該指令由OpenGI解釋并處理，它直接執(zhí)行3D及2D圖型的基本操作。這些操作包括轉(zhuǎn)換矩陣、光照模型和光線跟蹤、反混淆方法、z～Buf以及像素更新操作等。OpenGI也支持雙緩沖技術(shù)，該技術(shù)提供了生成動畫效果圖形所需要的機(jī)制，使所生成的圖形能夠像電影一樣平滑運動。
1．3視景漫游軟件
Vega是MultiGen--Paradigm公司開發(fā)的應(yīng)用于實時視景、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的高性能軟件環(huán)境和開發(fā)平臺，由Lynx圖形化用戶接口和Vega庫組成。利用Vega庫函數(shù)可在Lynx中建立漫游所需要的場景、窗口、通道、運動和碰撞方式，可以定義對象的初始化參數(shù)并建立對象之間的相互聯(lián)系。
2地質(zhì)構(gòu)造情況的模擬
對于礦山技術(shù)人員來說地質(zhì)構(gòu)造情況非常重要，如果對煤層、巖層、含水層、流沙層以及斷層和褶曲等情況的推斷有偏差，或圖形表現(xiàn)不直觀易懂，則在建井或生產(chǎn)過程中就可能發(fā)生塌方、突水等事故，造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實軟件可以根據(jù)地質(zhì)體的三維分布，使礦井的規(guī)劃設(shè)計更加直觀方便。
綜合國內(nèi)外現(xiàn)狀，三維地質(zhì)體的繪制有塊段、表面、實體和斷面建模法等。
MultiGenCreator中需要的曲面數(shù)據(jù)是ded或。dem格式，使用GIS軟件Arolnfo、用插值方法生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉(zhuǎn)成USGSDEM格式，將其導(dǎo)入Creator就可以生成煤層曲面。然后，通過光照、著色、紋理、渲染等處理三維地質(zhì)體更加逼真。
3地形地貌及地物的模擬
地形地貌和地物的建立需要相應(yīng)的三維數(shù)據(jù)。如果有研究區(qū)域的紙質(zhì)地形圖，可以用掃描數(shù)字化的方法得到平面數(shù)據(jù)，按照圖上的標(biāo)注得到高程數(shù)據(jù)；如果已有該區(qū)域的電子地圖，則可直接使用或通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換得到需要的數(shù)據(jù)；如果沒有上述數(shù)據(jù)源，則需要由野外測量獲得。
地形生成與地質(zhì)曲面生成過程類似，先用ArcInfo將地形圖上的等高線和高程點進(jìn)行數(shù)字化，把圖上標(biāo)注的高程值輸入到屬性表中，生成不規(guī)則三角網(wǎng)(TIN)，然后轉(zhuǎn)成USGSDEM格式將其導(dǎo)入Creator生成三維地形。
對于建筑物、道路、圍墻、河流、湖泊等的建立，先用Auto—CAD進(jìn)行數(shù)字化，得到其平面位置。將得到的*．def文件導(dǎo)入Creator，并與地形匹配。如果建筑物比較規(guī)則，則直接將其底面按照高度拉伸為立體，如果建筑物造型比較復(fù)雜，則需要分成規(guī)則的幾部分進(jìn)行構(gòu)建。
4礦山井下巷道建模
目前，礦山信息主要是通過CAD格式的雙線采掘工程平面圖來表達(dá)。首先根據(jù)采掘工程平面圖上的高程信息，利用CAD中的三維多線段重新描繪巷道，同時將高程信息賦予每個節(jié)點，實現(xiàn)巷道的單線顯示，井筒和巷道設(shè)計要布置合理，盡量避免穿過斷層、褶曲、含水層等不良地質(zhì)構(gòu)造，盡量減少礦井建設(shè)和生產(chǎn)地面的影響。
使用MultiGenCreator進(jìn)行設(shè)計，用圓柱體表示井簡，用半圓型截面的柱體表示巖巷，然后進(jìn)行模擬生產(chǎn)，以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中可能遇到的問題，對設(shè)計方案進(jìn)行比較和選擇。設(shè)計方案完成后可模擬不同設(shè)備、不同開采方式的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，從而達(dá)到優(yōu)化礦井設(shè)計和生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。綜合考慮地質(zhì)和技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等各種因素，選擇合理的方案。
5虛擬巷道系統(tǒng)的建立
虛擬巷道系統(tǒng)是對礦井真實巷道多分辨率的三維虛擬表示，建立的主要任務(wù)之一是實現(xiàn)基于web環(huán)境下的可交互的、真實巷道的三維可視化表達(dá)，用戶可以從各個角度對巷道虛擬環(huán)境進(jìn)行任意的瀏覽和觀察，并可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行各種交互。
5．1礦井巷道的建模
礦井中各種實體大多是三維實體，其表面為不規(guī)則曲面，且內(nèi)部礦體品位分布不均勻。對于礦體的外形，可用一個不規(guī)則的封閉曲面來確定。為確定礦體的范圍，要經(jīng)地表勘查、地下勘探及推估等手段來完成。在瀏覽器上三維實體模型，可通過將現(xiàn)有的三維礦體模型中存儲的信息按照一定的規(guī)范轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)可接受的格式得到。要在MuhiGenCreator中構(gòu)建三維礦井巷道模型，首先應(yīng)進(jìn)行簡單的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，這是因為MuhiGenCreator中采用的坐標(biāo)系和地學(xué)中實際采用的坐標(biāo)系的含義有所不同。MultiGenCreator中采用的坐標(biāo)系為符合右手規(guī)則的空間坐標(biāo)系，是以MuhiGenCreator瀏覽器中用戶區(qū)的中作為其坐標(biāo)系的圓心，基底坐標(biāo)為XOZ面，y表示高程。其坐標(biāo)長度以米為單位，標(biāo)準(zhǔn)角度以弧度為單位。因此，為使它與人們通常采用的地學(xué)坐標(biāo)系保持一致，應(yīng)將原來礦井三維實體的(，Y，：)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為MuhiGenCreator坐標(biāo)系中的(，Y，Z)。轉(zhuǎn)換后的三維實體坐標(biāo)應(yīng)滿足虛擬場景中所采用的局部坐標(biāo)系顯示的需要。由于礦井實體坐標(biāo)的數(shù)值一般相當(dāng)大，而實際顯示坐標(biāo)值的前幾位高位數(shù)據(jù)對圖形形狀不產(chǎn)生任何影響，因此可將地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)各分量同時做一預(yù)選。
5．2虛擬巷道場景的繪制
對于規(guī)則格網(wǎng)構(gòu)成的礦山地表模型及礦井實體的頂?shù)装鍞?shù)字表面模型，可用ElevationGrid節(jié)點構(gòu)建。該節(jié)點能很容易有效地設(shè)計創(chuàng)建一個位于局部坐標(biāo)系X()Z平面上高低起伏的地域造型。該造型用高度值組成的標(biāo)量陣列描述，陣列指定了表面每個格網(wǎng)點上的高度。和z方向的柵格點數(shù)量可以分別用xDimension和zDimension域建立。xSpacing和zSpacing域值指定了柵格行和列之間的空間。Height域的值指定了每一個柵格點的海拔高度，基底上的每一個柵格點都與height矩陣中的一個海拔值相對應(yīng)；colorPerVertex域指定為TRUE或FAISE，表示color域中指定的顏色是用到ElevationGrid節(jié)點的每個頂點上(TRUE)，還是應(yīng)用到每個四邊形上(FAISE)；此外，通過建立solid域值，所有的海拔柵格都可以當(dāng)作實體。
對于由不同的三角面構(gòu)成的復(fù)雜地表模型，則需要用MUITIGENCREATO提供的萬能幾何節(jié)點IndexedFaceSet來創(chuàng)建，它有coord與coordlndex兩個域，與IndexedFaceSet節(jié)點中的兩個域類似，前者提供了一個節(jié)點，列出了構(gòu)造面幾種所有面的坐標(biāo)。Coordlndex域的值提供了一張描述一張或多張面周界的列表。其中每一個值都是整型索引，并且每個索引都指定了在coord域內(nèi)的坐標(biāo)列表中的一個坐標(biāo)。在實際的創(chuàng)建過程中，要求建立三角網(wǎng)的各個三角面按照法線方向向外的法則。
6結(jié)語
應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，生成一個逼真的礦山虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment)。這樣在礦山設(shè)計或研究階段，科研人員可以置身于礦山虛擬環(huán)境下直觀審視礦山，按照設(shè)計給定的工藝方法和參數(shù)，選擇設(shè)備及確定生產(chǎn)模式。從基建到閉坑的全過程實時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行實時修正。設(shè)計結(jié)束后，設(shè)計單位、礦山企業(yè)可向?qū)彶檎?、公眾展示一個三維和動態(tài)的礦山。總之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在礦山設(shè)計、技術(shù)改造、生產(chǎn)中可廣泛應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]古德生．金屬礦山深部開采中的科學(xué)問題[A]．香山科學(xué)會議第175次學(xué)術(shù)討論會[c]．北京：2001．
[2]喬林，費廣正等．OpenGI程序設(shè)計[M]．北京：科學(xué)出版社，2002：130～134．
[3]齊安文等．三維地學(xué)模擬述評及其礦山應(yīng)用關(guān)鍵問題．《中國礦業(yè)》．2001(5)：10．
[4張瑞新、任延祥．虛擬現(xiàn)實技術(shù)及采礦工程中的應(yīng)用．《中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報》，1998(3)：27
動畫作為藝術(shù)的一種表現(xiàn)形式，它具有特殊的文化內(nèi)涵。動畫藝術(shù)來源于生活，但它的藝術(shù)表現(xiàn)形式卻又遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于生活。動畫創(chuàng)作中想象力和創(chuàng)新性是關(guān)鍵，動畫中創(chuàng)造性大都是如何來體現(xiàn)的呢？它靠技術(shù)，然而在當(dāng)前社會迅速發(fā)展的影響下，很多新型技術(shù)都進(jìn)行了革新和研發(fā)，也伴隨著動畫行業(yè)的發(fā)展迎來一個燦爛的春天，并且在表現(xiàn)形式上呈現(xiàn)出多元化。很多動畫作品不但在商業(yè)上獲得了極大成功，而且其民族性、國際性、藝術(shù)性上也體現(xiàn)的淋漓盡致。所以說新技術(shù)的革新是動畫藝術(shù)的發(fā)展趨勢。
二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與動畫藝術(shù)的融合之路
動畫在當(dāng)前社會的發(fā)展中，在形式上很多情況不能滿足商業(yè)或藝術(shù)上的要求，這就要求動畫技術(shù)進(jìn)行革新以滿足其需求。然而，虛擬現(xiàn)實技術(shù)就應(yīng)運而生了，虛擬現(xiàn)實技術(shù)使動畫藝術(shù)在表現(xiàn)形式上更廣，甚至促進(jìn)新興行業(yè)的產(chǎn)生。例如，虛擬三維仿真動畫游戲，建筑漫游交互可視化，模擬軍事、工業(yè)制作互動領(lǐng)域。
三、模擬真實環(huán)境，實時仿真交互
模擬真實環(huán)境主要是應(yīng)用在商業(yè)中，早在加拿大，就已經(jīng)投入運用了，即，在商業(yè)會議中，會議中的人員都不會到場，而是在家拿出手機(jī)或是電腦，進(jìn)入一個虛擬的辦公環(huán)境中，大家都坐下來開會就好了。這樣就大大節(jié)省了資源。在虛擬的環(huán)境中每個模型的外形，進(jìn)行真實的擬合，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成三維模型。比如，藍(lán)天白云花草樹木的模擬、虛擬現(xiàn)實主題公園真實模擬、真實的建筑場景等。
四、動畫藝術(shù)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展
動畫藝術(shù)的設(shè)計可以挖掘傳統(tǒng)文化中的元素。傳統(tǒng)文化經(jīng)過幾千年的沉淀，所留下來的優(yōu)秀文化大多是符合大眾口味，都有其獨特的藝術(shù)形式，吸引著各自的愛好群體。虛擬現(xiàn)實技術(shù)隨著科技的發(fā)展，也日益健壯，把動畫藝術(shù)融入到虛擬現(xiàn)實當(dāng)中，其視感、觸覺可謂大為觀止。建筑行業(yè)中，為了把握市場趨勢，果斷啟用最新技術(shù)把握住了商機(jī)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)甚至成了當(dāng)今房地產(chǎn)行業(yè)綜合實力的象征與標(biāo)志；工業(yè)生產(chǎn)中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)給其帶來了便捷，提高了效率，更是減少了損失；在軍事模擬動畫中，給戰(zhàn)士充足的現(xiàn)場感覺，提升了培訓(xùn)質(zhì)量。
五、結(jié)語
關(guān)鍵詞：電視電影論文
近幾年，隨著《阿凡達(dá)》《魔獸》等科幻電影在全世界范圍內(nèi)取得成功，人們開始嘗試將IMAX、4K等現(xiàn)代技術(shù)運用于影視的制作過程中，而技術(shù)的更新?lián)Q代極大地促進(jìn)了影視行業(yè)的發(fā)展。其中，VR虛擬技術(shù)正成為繼3D技術(shù)后影視行業(yè)的新寵，一些國際知名公司對VR虛擬技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用也充分地說明了VR虛擬技術(shù)光明的發(fā)展前景。例如，2014年Facebook公司并購了一家專營VR頭顯的公司Oculus，我國的阿里巴巴、騰訊等公司也相繼制定規(guī)劃，希望成為國內(nèi)VR技術(shù)界的領(lǐng)先者，從而使越來越多的資金和人員涌入VR領(lǐng)域,使我們有理由相信，VR虛擬技術(shù)必將成為影視藝術(shù)未來發(fā)展的核心力量。
1、VR虛擬技術(shù)在影視制作中的實際應(yīng)用
現(xiàn)階段，我國影視領(lǐng)域運用VR虛擬技術(shù)進(jìn)行拍攝和制作尚處于一個摸索與發(fā)展的過程。VR電影和VR電視，不是單純的技術(shù)升級，而是伴隨著VR虛擬技術(shù)在生活中廣泛運用，是影視領(lǐng)域的一次從軟件到硬件、從內(nèi)容到終端的大膽嘗試，將對整個影視制作界產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。以VR電影的制作為例。首先，VR虛擬技術(shù)的實現(xiàn)需要大量設(shè)備支持，機(jī)位與GoPro的數(shù)量比差不多是1∶6，甚至更多，才能全方位地進(jìn)行拍攝;其次，所有的機(jī)器都必須連接同一個WiFi，才能保證同時開機(jī)進(jìn)行一個片段的拍攝，否則后期畫面修補(bǔ)時可能會出現(xiàn)因畫面幀率不統(tǒng)一而無法合成畫面的情況。除此之外，VR電影的技術(shù)要求也十分嚴(yán)苛。拍攝過程中，盡管有超過6臺的機(jī)器，但是拍攝主體必須只對準(zhǔn)其中的一臺，才能完整地將攝體的細(xì)節(jié)記錄下來。為了生動地表現(xiàn)動作場景，使其進(jìn)行得更加流暢，VR電影需要在至少每秒85幀的條件下拍攝，而普通電影一般多為每秒24幀。后期制作之前，需要對前期運用VR虛擬技術(shù)拍攝的素材進(jìn)行整理。由于前期通過6臺機(jī)器進(jìn)行拍攝，此時的素材數(shù)量隨之發(fā)生變化，即同時輸出6條素材。對于后期制作而言，最重要的是進(jìn)行畫面的縫合，需要用到像Kolor…AutopanoGiga之類的編輯軟件進(jìn)行制作和修改，將其導(dǎo)入輸出素材中。此時，電腦會自動編輯，使6個素材的畫面在捕捉的某一點上實現(xiàn)聲音和畫面的同步，基本修改完成以后，我們可以在PRO等軟件上開始進(jìn)一步細(xì)致的制作。
2、VR虛擬技術(shù)對影視藝術(shù)造成的影響
第一，傳統(tǒng)導(dǎo)演模式會受到VR虛擬技術(shù)的影響。過去的電影由于對沉浸式體驗要求不高，一般只需要搭建一個半景棚就可以進(jìn)行正常拍攝，而在拍攝VR電影時，觀眾希望看到全方位的視頻，獲得三維的空間體驗，這種二維到三維的轉(zhuǎn)變對導(dǎo)演提出了極高的要求，不僅要求具備多維的制作思維，同時還要精通全景棚和露天的畫面拍攝。其次，觀眾在觀看VR電影時，可主動改變座位與電影屏幕之間的距離，觀看體驗的靈活性使觀眾更容易身臨其境，被劇情吸引。為了使觀眾能夠在自己喜歡的視角和位置觀影，導(dǎo)演需要作為一個引導(dǎo)者從電影的視角出發(fā)，抓住觀眾的視點，引導(dǎo)觀眾直至整個故事的結(jié)束。需要注意的是，VR電影頻繁采用非線性敘事的方法，甚至是多線性敘事，而不同的觀眾選擇的觀看視點也存在差異，這就要求導(dǎo)演自身能夠熟練地掌握VR虛擬技術(shù)與故事整體架構(gòu)之間的結(jié)合。導(dǎo)演為了滿足觀眾對于主要劇情的預(yù)設(shè)，還需要增加主人公之外非主人公的故事結(jié)局，即把握故事主要劇情的同時，也要照顧故事細(xì)枝末節(jié)的發(fā)展。第二，鏡頭語言也會隨著VR虛擬技術(shù)的運用發(fā)生變化。鏡頭語言是傳統(tǒng)電影制作中最重要的環(huán)節(jié)，但是在VR電影中，鏡頭語言的作用逐漸淡化。傳統(tǒng)電影通過熒幕表現(xiàn)故事，鏡頭語言是其最主要的輔助工具，而在VR電影的創(chuàng)作過程中，VR機(jī)器的位置較為固定，并不存在慣用的推、拉、搖、移等拍攝行為，采集運動鏡頭時，VR機(jī)器會被安置在一個軌道滑板上隨著攝體的移動同步拍攝，這里就完全摒棄了傳統(tǒng)電影里的遠(yuǎn)、近、中、特等鏡頭轉(zhuǎn)變，鏡頭不再是影片的最小單位，某一空間位置取而代之。第三，演員表演也會受到VR虛擬技術(shù)運用的影響。傳統(tǒng)的演員表演是按照場次來演出，而VR電影的表演要求是，給定演員一個特定的區(qū)域，讓演員按照空間形式演出，類似于話劇的表演形式。以VR電影全景拍攝為例，要求導(dǎo)演和工作人員離開現(xiàn)場，導(dǎo)演在攝影棚外用對講機(jī)對現(xiàn)場進(jìn)行拍攝指揮。并且，傳統(tǒng)的錄音設(shè)備由在場的錄音挑桿人員進(jìn)行錄制，而在VR電影拍攝錄音環(huán)節(jié)中，由于現(xiàn)場的工作人員全都退居攝影棚外，錄音完全是演員自己來錄制。演員表演的自由性使拍攝過程中容易產(chǎn)生一些意外事故，如忘詞、笑場，甚至還包括錄音設(shè)備損壞，所以VR電影的制作成本相對于傳統(tǒng)電影較高。
3、VR虛擬技術(shù)在影視藝術(shù)中的應(yīng)用前景
近幾年，盡管VR虛擬技術(shù)已經(jīng)成為普通大眾口中的熱門話題，但是這種“受歡迎”僅限于概念上，影視藝術(shù)中并沒有廣泛地運用VR虛擬技術(shù)，甚至國內(nèi)院線都沒有正式上映過一部純VR虛擬技術(shù)制作的電影?？萍际且话央p刃劍，VR虛擬技術(shù)既存在一定的優(yōu)勢，也有著自身的局限。VR技術(shù)在提供給觀眾全方位觀看體驗的同時，也因設(shè)備的局限性，導(dǎo)致影片時長過短，多控制在20分鐘以內(nèi)，并且在增加觀眾的自由選擇之后，VR影視制作難度也隨之變大，鑒于這種情況，導(dǎo)演在情節(jié)設(shè)置上趨于簡單化。當(dāng)然，VR虛擬技術(shù)也不盡然都是缺點?，F(xiàn)階段，VR虛擬技術(shù)在影視領(lǐng)域的運用主要分為VR影視體驗、影視短片及風(fēng)景類電影制作三個方面。導(dǎo)演經(jīng)常利用VR自身的技術(shù)特點，結(jié)合影視的具體需要，進(jìn)行一些始于VR電影的制作，從而滿足新時期人們對于VR虛擬技術(shù)的期待。例如，空間密閉類電影，就可以借助VR虛擬技術(shù)的力量、密閉的空間、VR的多視角，營造出影片所需要的緊張、刺激氛圍。又如，未來恐怖片的制作，必然會用到VR虛擬技術(shù)，強(qiáng)烈的沉浸式體驗可以讓觀眾處于第一視角經(jīng)歷驚悚的劇情。再如，一些強(qiáng)調(diào)空間感的紀(jì)錄片，如《動物世界》就可以使用VR虛擬技術(shù)，使觀眾既可以站在動物的視角學(xué)會自然知識，同時拍攝技術(shù)上的創(chuàng)新也會明顯增強(qiáng)紀(jì)錄片的教學(xué)效果。
4、結(jié)語
VR虛擬技術(shù)在影視藝術(shù)未來的發(fā)展版圖中必然會占有一席之地以及擁有光明的應(yīng)用前景，但前提必須是導(dǎo)演能夠充分認(rèn)識到VR虛擬技術(shù)的技術(shù)特征與影片自身的需求，在此基礎(chǔ)上，將兩者結(jié)合，從而營造出獨特的氛圍，給觀眾帶來充分的沉浸式體驗。切記不要強(qiáng)行運用VR技術(shù)，將VR技術(shù)作為影視的噱頭，否則影片的內(nèi)涵和水平將會失去平衡，進(jìn)而得不償失，只有合理地融合藝術(shù)與技術(shù)，VR虛擬技術(shù)才能更好地在影視行業(yè)中得到發(fā)展和進(jìn)步。
參考文獻(xiàn)：
在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)中，依賴的是硬件實驗設(shè)備，這種實驗設(shè)備價格昂貴，建設(shè)一個實驗室至少需要30～40萬元，在使用的過程中因為學(xué)生不能夠熟練操作實驗設(shè)備和儀器，容易造成損壞，維護(hù)費用也很高，使得很多實驗教學(xué)很難開展。虛擬實驗管理平臺(建設(shè)成本大大低于硬件實驗室)放置在學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中即可，依靠信息技術(shù)在計算機(jī)上最大程度地模擬出與硬件實驗相同的實驗環(huán)境，并且提供實驗教學(xué)和管理一體化功能。平臺內(nèi)可以由教師設(shè)計驗證性典型實驗并制定實驗評分標(biāo)準(zhǔn)，平臺會根據(jù)學(xué)生實際實驗情況并依據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)計算出學(xué)生實驗成績和學(xué)生在實驗過程中出現(xiàn)的錯誤及存在的問題，教師再針對性普遍存在的問題進(jìn)行講解，做到教學(xué)重點突出。虛擬實驗管理平臺內(nèi)部具有各種電子元器件和儀器儀表用以進(jìn)行設(shè)計、連接、配置和調(diào)試，并可以根據(jù)需要進(jìn)行添加，器件庫比硬件實驗室配備更加豐富。只要具備網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生可以利用任何能夠支配的時間反復(fù)設(shè)計電子技術(shù)實驗，即使是多個班級的學(xué)生同時做實驗也可以，這樣就解決了實驗時間和實驗場所受限的問題，實驗過程不會造成設(shè)備的損耗;平臺內(nèi)部含有幫助功能，學(xué)生在自主實驗過程中遇到問題可以自行查詢解決問題，增強(qiáng)了學(xué)生的自學(xué)能力。
2采用虛擬實驗管理平臺和虛擬仿真軟件的對比研究
虛擬仿真軟件中元件采用的是元器件符號，儀器儀表采用例化的符號，界面方便整潔、易于調(diào)試，但是對于學(xué)生認(rèn)知的能力幫助不大;虛擬實驗管理平臺內(nèi)部的元器件和儀表儀器，是按照實際器件模型來進(jìn)行建模。比如對于電阻來說，采用和實際實物相同的色環(huán)電阻，這對于學(xué)生認(rèn)識實驗器件和設(shè)備具有很大的幫助作用，對于儀器儀表也都是采用和實際儀表相同的操作界面，直觀性強(qiáng)，可操作性高，避免了學(xué)生在實際實物操作過程中因為不熟悉實驗設(shè)備而產(chǎn)生損失。虛擬實驗管理平臺中，在設(shè)計搭建電路之前要考慮元器件在整個區(qū)域的排放位置，如果擺放不正確就需要刪除后重新搭建，這類似于在實際面包板中搭建電路，在設(shè)計電路之前必須先對整體進(jìn)行布局思考;在仿真軟件中搭建電路的整體擺放特別方便，如果有錯誤也可以進(jìn)行整體移動。從這一點來說，采用虛擬實驗管理平臺沒有采用虛擬仿真軟件方便快捷，但是有利于學(xué)生提前思考能力的培養(yǎng)，盡量把問題解決在發(fā)生之前。對于虛擬實驗管理平臺和虛擬仿真軟件相比，仿真軟件的功能更強(qiáng)大，虛擬實驗管理平臺更加針對學(xué)生日常實驗，而仿真軟件更針對學(xué)生進(jìn)行大型設(shè)計。在仿真軟件中，如果有兩條導(dǎo)線相連一般通過節(jié)點的方式，在虛擬實驗管理平臺中一般通過接到連接的器件管腳的方式，因為在實際中用面包板，不能夠使用裸線，因此它們之間的相連是通過接到對應(yīng)器件節(jié)點的方式。針對模擬電子技術(shù)課程中的三極管放大電路分別采用虛擬仿真軟件和虛擬實驗管理平臺進(jìn)行實驗，并在學(xué)生實驗后針對這兩種方法和采用硬件實驗進(jìn)行了比較，95%以上的學(xué)生認(rèn)為采用虛擬實驗管理平臺的方式比采用虛擬仿真軟件的方式更加接近真實實驗環(huán)境，如果能在課程實驗中先進(jìn)行虛擬平臺實驗，再進(jìn)行真實實驗互補(bǔ)的實驗的模式能更加有效地促進(jìn)實驗?zāi)芰Α?/p>
3結(jié)論
一、虛擬儀器與運動控制
1.虛擬儀器與圖形化編程語言-LabVIEW
虛擬儀器(即VirtualInstrument，簡稱NI)是一種基于計算機(jī)的儀器，就是在通用計算機(jī)上加上軟件和(或)硬件，使得使用者在操作這臺計算機(jī)時，就象是在操作一臺他自己設(shè)計的專用的傳統(tǒng)電子儀器。在虛擬儀器系統(tǒng)中，硬件僅僅是為了解決信號的輸入輸出，軟件才是整個儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵，任何一個使用者都可以通過修改軟件的方法，很方便地改變、增減儀器系統(tǒng)的功能與規(guī)模，所以有“軟件就是儀器”之說。虛擬儀器技術(shù)的出現(xiàn)，徹底打破了傳統(tǒng)儀器由廠家定義，用戶無法改變的模式，虛擬儀器技術(shù)給用戶一個充分發(fā)揮自己的才能、想象力的空間。用戶(而不是廠家)可以隨心所欲地根據(jù)自己的需求，設(shè)計自己的儀器系統(tǒng)，滿足多種多樣的應(yīng)用需求。
虛擬儀器系統(tǒng)是計算機(jī)系統(tǒng)與儀器系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它利用PC計算機(jī)強(qiáng)大的圖形編程環(huán)境和在線幫助功能，結(jié)合相應(yīng)的硬件，快速建立人機(jī)交互界面的虛擬儀器面板，完成對儀器或設(shè)備的控制、數(shù)據(jù)分析與顯示，提高儀器的功能和使用效率，大幅度降低儀器的價格，使用戶可以根據(jù)自己的需要定義儀器的功能，方便地對其進(jìn)行維護(hù)、擴(kuò)展、升級等。
LabVIEW是美國NI公司利用虛擬儀器(virtualinstnlments)技術(shù)開發(fā)的32位，主要面向計算機(jī)測控領(lǐng)域的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺。LabVIEW同時也是一一種功能強(qiáng)大的圖形編程語言，但它與傳統(tǒng)的文本編程語言(如c語言)不同，采用了一種基于流程圖的圖形化編程形式，因此也被稱為G語言(graphicallanguage)。這種圖形化的編程形式，方便了非軟件專業(yè)的工程師快速編制程序。LabVIEW也不同于傳統(tǒng)文本式的編程語言的順序執(zhí)行方式，而是采用了數(shù)據(jù)流的執(zhí)行方式，這種方式要求程序僅在各節(jié)點已獲得它的全部數(shù)據(jù)后才執(zhí)行。
多任務(wù)并行處理一般是通過多線程技術(shù)來實現(xiàn)的，不同的任務(wù)實際上通過各自的線程輪流占用CPU時間片來達(dá)到“同時”處理的目的。LabVIEW也采用了多線程技術(shù)，而且與傳統(tǒng)文本式的編程語言相比，有兩大優(yōu)點：LabVIEW把線程完全抽象出來，編程者不需對線程進(jìn)行創(chuàng)建、撤銷及同步等操作；LabVIEW使用圖形化的數(shù)據(jù)流的執(zhí)行方式，因此在調(diào)試程序時，可以非常直觀地看到代碼的并行運行狀態(tài)，這使編程者很容易理解多任務(wù)的概念。
LabVIEW圖形化編程語言有效地利用了當(dāng)今圖形用戶接口的點擊特性。編寫程序只包含以下的一些簡單步驟：
用鼠標(biāo)選擇儀器函數(shù)作為對象；
描述測試步驟和對象之間的關(guān)系；
建立初始條件。
2.運動控制
運動控制卡是一種基于PC機(jī)、用于各種運動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為：
為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求；
在各種工業(yè)設(shè)備、國防裝備(如跟蹤定位系統(tǒng)等)、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中，急需一個運動控制模塊的硬件平臺；
PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用，也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。
運動控制卡通常采用專業(yè)運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心，大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地，運動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu)：PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控等方面的工作(例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等)；控制卡完成運動控制的所有細(xì)節(jié)(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點和限位等信號的檢測等等)。運動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在相應(yīng)系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)由于具有轉(zhuǎn)子慣量低、定位精度高、無累積誤差、控制簡單等特點，成了控制系統(tǒng)的主要執(zhí)行元件之一。步進(jìn)電機(jī)的控制方法包括開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種。
二、基于虛擬儀器的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)與原理
一般運動控制系統(tǒng)主要由五部分構(gòu)成：被移動的機(jī)械設(shè)備、運動I/O的馬達(dá)(伺服或步進(jìn))、馬達(dá)驅(qū)動單元、智能運動控制器、以及編程/操作接口軟件。
本系統(tǒng)的目標(biāo)是利用筆者實驗室已有美國國家儀器公司(NI)的NIPCI7354伺服/步進(jìn)運動控制卡及其配套軟件、NI7604伺服/步進(jìn)驅(qū)動器及其配套軟件、兩相步進(jìn)電機(jī)、LabVIEW軟件、多軸精密電移臺(負(fù)載)、PC機(jī)等構(gòu)建一套步進(jìn)電機(jī)運動控制系統(tǒng)，分別實現(xiàn)單軸、兩軸、三軸和四軸的運動控制，要求系統(tǒng)具有數(shù)控系統(tǒng)的基本功能，能實現(xiàn)不同坐標(biāo)系下的直線、圓弧插補(bǔ)、速度控制、電子傳動等功能，以供實驗教學(xué)應(yīng)用。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1示。
圖1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖
1.NIPCI7354運動控制卡
NIPCI7354控制卡可同時控制包括交流和步進(jìn)電機(jī)的4軸運動，能實現(xiàn)諸如點到點位置控制、速度控制、三維直線、圓弧、螺旋型和球形運動、電子傳動、混合運動、回程和限位控制、Trigger輸入和Breakpoint輸出等功能。NIPCI7354的嵌入式固件是基于RT0S(實時操作系統(tǒng))內(nèi)核的，實時性強(qiáng)，通過簡單易用的運動控制器、軟件、以及外設(shè)提供集成方案的功能與能力，為一般伺服與步進(jìn)應(yīng)用提供精確、高性能的運動功能。該運動控制器可以使用支持Windows2000/NT/Me/xp操作系統(tǒng)的LabVIEW、MeasurementStudio(LabWindows/CVI、VisualBasic)以及C/C++進(jìn)行編程。
NIPCI7354運動控制卡是高性能PCI步進(jìn)/伺服控制器，可用于所有運動控制系統(tǒng)中，控制器采用先進(jìn)的技術(shù)，在嵌入式實時運動或者以主機(jī)為中心的編程環(huán)境中提供混合運動軌跡控制和完全協(xié)同的圓形、線性、點到點、齒輪和空間矢量控制。其豐富的功能可以滿足最為嚴(yán)格的要求。
NIPCI7354運動控制卡的主要特點：通過PCI總線與主機(jī)(上位機(jī))通信；68芯VHDCI輸出電纜；普通數(shù)字輸出電壓：0-32V；高電平3.5--30V，低電平0—2V；最大脈沖速率：100KHZ；運行電流：3-14mA；觸發(fā)輸出最大脈沖速率：1MHz；
2.運動控制軟件
利用NILabVIEW圖形化編程語言以及各種應(yīng)用軟件可以開發(fā)功能強(qiáng)大的運動控制程序，運動控制器配備NI-Motion驅(qū)動軟件提供的LabVIEWVI、固件更新程序、DLL程序，可以利用其它開發(fā)工具(比如MeasurementStudio，LabWindowsCVI)或其它編程語言開發(fā)運動控制應(yīng)用。NI運動助手(MotionAssistant)是一個采用LabVIEW代碼生成方法的附加工具，運用該工具您只需進(jìn)行極少編程甚至無需編程即可開發(fā)LabVIEW運動控制應(yīng)用。
3.NI7604驅(qū)動器
NI7604驅(qū)動器將NI7354提供的四軸運動控制信號放大，以驅(qū)動兩相步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)，帶動精密電移臺運動。該驅(qū)動器將運動控制器與特定應(yīng)用馬達(dá)、編碼器、限位器、用戶I/O連接在一起。一根控制電纜連接運動控制器與驅(qū)動器，為全部的命令集與反饋信號提供一個通道。
NI7604的主要特點：輸入電壓：115V/23V，2/1A，60/50Hz；步進(jìn)放大器：IM481H；每相電流：0.2—1.4A；電源連續(xù)輸出容量：80W；輸入電纜：68芯VHDCI型；輸出電壓：24VDC；+5V輸出：1A。
4.運動控制外設(shè)
兩相步進(jìn)電機(jī)4臺，四軸精密電移臺一套，電移臺是滾珠絲杠/螺母驅(qū)動結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)原理圖如圖2示。
三、系統(tǒng)工作原理
通過上位機(jī)(PC機(jī))的數(shù)據(jù)終端設(shè)備設(shè)置步進(jìn)電機(jī)的目標(biāo)位置、加速度、速度和減速度(即發(fā)出運動控制任務(wù))，NIPCI7354運動控制卡根據(jù)設(shè)置信息控制電機(jī)的運動時間(輸出脈沖個數(shù))和方向，即控制卡完成實時運動規(guī)劃，NI7604驅(qū)動器放大脈沖信號以驅(qū)動電機(jī)運轉(zhuǎn)。
在電機(jī)運行過程中，控制脈沖的頻率f應(yīng)隨時變化以滿足電機(jī)低速起停及高速運行的需要。脈沖頻率由發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率(B)決定，每發(fā)出一個脈沖需用兩個二進(jìn)制位1和0來構(gòu)成其高、低電平，所以f＝B/2，通過調(diào)整發(fā)送數(shù)據(jù)的波特率可改變所發(fā)出的控制脈沖的頻率。按常規(guī)波特率系列發(fā)送數(shù)據(jù)時所產(chǎn)生的控制脈沖頻率變化較大，不能滿足電機(jī)正常起停及調(diào)速的要求，為此計算機(jī)需按非標(biāo)準(zhǔn)的波特率發(fā)送數(shù)據(jù)以產(chǎn)生任意頻率的控制脈沖。一般在電機(jī)起動及停止階段每發(fā)送一個字節(jié)調(diào)整一次波特率，以使電機(jī)起停得盡量平滑。
四、軟件研究與實現(xiàn)
在系統(tǒng)硬件環(huán)節(jié)構(gòu)建完成后，先后逐步完成了單軸直線運動控制、兩軸平面運動控制、三軸空間運動控制系統(tǒng)的軟件研究與開發(fā)。
控制軟件利用LabVIEW7這種虛擬儀器軟件開發(fā)平臺設(shè)計，每個程序分為前面板和框圖程序兩部分。前面板用于設(shè)置控制參數(shù)和顯示控制過程及結(jié)果，框圖程序是程序的代碼。兩軸平面螺旋運動前面板如圖3示，兩軸平面螺旋運動框圖程序(局部)。
通過這種虛擬的模式，人們可以和仿真環(huán)境相互作用，并且結(jié)合自身對世界和事物的認(rèn)識和感知，來想象真實環(huán)境，很大程度上啟發(fā)了設(shè)計者。這種身臨其境的感知三維空間以及人機(jī)趣味性的互動也是虛擬數(shù)字技術(shù)的實質(zhì)性特征，與現(xiàn)代環(huán)境藝術(shù)設(shè)計十分契合。設(shè)計者在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的過程中，通過虛擬數(shù)字技術(shù)的運用，可以更好的進(jìn)行設(shè)計，更加直觀地與建設(shè)方討論和匯報設(shè)計方案，更好的展示設(shè)計模型。也有助于施工單位通過虛擬技術(shù)的模擬，及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中所存在的問題，提出改進(jìn)的方案，減少損失，提高經(jīng)濟(jì)效益。此外，在一些空間性較強(qiáng)的建筑和環(huán)境景觀規(guī)劃設(shè)計的過程中，能夠為設(shè)計師、建設(shè)者提供很好的互動演示。這些優(yōu)點解決了環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中所存在的問題，加上這項技術(shù)的不斷成熟，價格不斷降低，技術(shù)質(zhì)量不斷提升，功能不斷強(qiáng)大，操作性不斷增強(qiáng)，這項技術(shù)目前在環(huán)境設(shè)計中的到了很好的推廣和普及。
二、虛擬數(shù)字技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計中體現(xiàn)的優(yōu)勢
（一）虛擬數(shù)字技術(shù)使環(huán)境藝術(shù)設(shè)計展示更加直觀
隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)也在迅速崛起，所以環(huán)境空間的設(shè)計工程也在不斷急增。環(huán)境設(shè)計的展示方法大致經(jīng)歷了從手工繪圖到電腦繪圖再到動畫展示等過程，人們一直在不斷地尋找一種更高的技術(shù)、更好的品質(zhì)來達(dá)到設(shè)計成果的最佳展示效果。虛擬數(shù)字技術(shù)的特性正好符合設(shè)計者的需求，通過軟硬件技術(shù)平臺模擬出真實的空間環(huán)境，給人一種逼真的視覺等各種感官刺激，給人一種身臨其境的感覺，更能吸引客戶的注意，給人更加深刻的映像。
（二）虛擬數(shù)字技術(shù)使設(shè)計更加精準(zhǔn)
虛擬數(shù)字技術(shù)因為其有著很強(qiáng)的真實感，所以在計算項目成本的時候能夠提高在工程結(jié)構(gòu)和材料預(yù)算方面的精確度，從而有效地防范出現(xiàn)預(yù)算錯誤。例如在大型的，空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑工程項目中，和大城市的環(huán)境規(guī)劃設(shè)計中，可以有效地避免造價人員因?qū)ㄖ锏目臻g結(jié)構(gòu)不明確而造成的損失。
（三）虛擬數(shù)字技術(shù)增強(qiáng)了設(shè)計的互動性
虛擬數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢還表現(xiàn)在其自身獨特的互動性，設(shè)計者在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的過程中通過使用虛擬數(shù)字技術(shù)能夠增加客戶和作品之間的互動性。例如：客戶可以通過虛擬數(shù)字技術(shù)進(jìn)入設(shè)計作品的某個具體單元中，“實地”考察設(shè)計的各個單元，感受設(shè)計和自己的需求是否符合，并便于客戶提出相關(guān)的改進(jìn)建議。這是傳統(tǒng)的動畫技術(shù)難以達(dá)到的，也是設(shè)計者、客戶、施工者更喜歡的一種展示方式。
（四）虛擬數(shù)字技術(shù)可以配景展現(xiàn)
在計算機(jī)技術(shù)當(dāng)中應(yīng)用虛擬化技術(shù)，需要能夠支持可虛擬化的機(jī)器，保證機(jī)器為虛擬化提供發(fā)展環(huán)境。系統(tǒng)管理程序是當(dāng)前平臺硬件與系統(tǒng)管理程序的抽象化體現(xiàn)，具有隱性含義[1]?；谝欢ń嵌确治?，該管理系統(tǒng)被稱之為是具體操作系統(tǒng)，即主機(jī)操作系統(tǒng)。管理系統(tǒng)的上一層結(jié)構(gòu)是客戶操作系統(tǒng)，即所謂的虛擬機(jī)。不同的虛擬機(jī)與主機(jī)系統(tǒng)之間存在一定區(qū)別，表現(xiàn)出相互隔離的關(guān)系。
二、計算機(jī)技術(shù)中虛擬化工作的運行方式
2.1橋接模式
橋接模式是虛擬化技術(shù)的一種表現(xiàn)形式，此種方式主要是利用虛擬化軟件在局域網(wǎng)基礎(chǔ)之上構(gòu)建一個全新的虛擬服務(wù)器，保證為計算機(jī)用戶提供健全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)體系，并將虛擬機(jī)當(dāng)做主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行操作應(yīng)用，與其他計算機(jī)硬件設(shè)備相連接。在同一網(wǎng)絡(luò)中，分配相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)地址、子網(wǎng)掩護(hù)以及網(wǎng)關(guān)內(nèi)容，確保每一項內(nèi)容與實際運行并無差異，實現(xiàn)虛擬主機(jī)與主機(jī)的正常網(wǎng)絡(luò)訪問。
2.2網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式
運用網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換模式，可實現(xiàn)自動訪問局域網(wǎng)絡(luò)。采用此種工作方式，其根本目的在于虛擬技術(shù)接入到互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中較為快捷，不需要進(jìn)行額外的配置與具體操作，在宿主機(jī)能夠正常訪問網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之上，達(dá)到訪問互聯(lián)網(wǎng)的目的。在這一方面，虛擬機(jī)則更像是一臺真實的計算機(jī)，通過DHCP獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)[2]。
2.3主機(jī)模式
在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，想要實現(xiàn)特定環(huán)境下對真實與虛擬環(huán)境進(jìn)行分析，運用主機(jī)模式較為快捷。運用此種方式，在保證主機(jī)與虛擬機(jī)有效隔離的同時，還能夠控制虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)訪問。在主機(jī)模式下，虛擬系統(tǒng)只能夠基于主機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問，基于DHCP服務(wù)器確定動態(tài)分配。
三、計算機(jī)技術(shù)中虛擬化技術(shù)的運用措施
3.1構(gòu)建虛擬應(yīng)用開發(fā)環(huán)境
虛擬應(yīng)用開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建，是虛擬化技術(shù)在計算機(jī)技術(shù)當(dāng)中運用的前提條件。良好的虛擬應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，對提升在計算機(jī)技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用效用至關(guān)重要。虛擬應(yīng)用的開發(fā)條件，需摒棄傳統(tǒng)的觀念。因此，計算機(jī)操作人員可基礎(chǔ)虛擬化技術(shù)的研究下，在一定范圍內(nèi)構(gòu)建小規(guī)模的開發(fā)環(huán)境，為虛擬化技術(shù)的應(yīng)用效果提供前提保障。
3.2對異構(gòu)資源進(jìn)行整合
虛擬化技術(shù)在當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用，其中存在的主要問題是硬件不同品牌以及不同供貨商所能夠提供的硬件設(shè)備與資源不匹配，產(chǎn)生嚴(yán)重的功耗損耗。因此，對于上述問題，需要充分運用虛擬化技術(shù)，將異構(gòu)資源進(jìn)行整合，在降低成本的同時，為計算機(jī)用戶提供良好以及統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境，實現(xiàn)協(xié)調(diào)性發(fā)展。
3.3提升系統(tǒng)安全性
虛擬化技術(shù)在計算機(jī)技術(shù)當(dāng)中的運用，其根本的阻礙因素是系統(tǒng)缺乏安全的環(huán)境，知識虛擬化技術(shù)安全問題得不到保障。對此方面的內(nèi)容，計算機(jī)技術(shù)人員需要盡最大努力，提升系統(tǒng)安全性因素?？刹扇〗MM，通過專業(yè)化手段為虛擬化技術(shù)在計算機(jī)技術(shù)中的運用提供安全可靠的數(shù)據(jù)平臺，基于安全角度提升系統(tǒng)實效性[3]。總之，提升系統(tǒng)的安全性不但為用戶提供了良好并安全的發(fā)展環(huán)境，還能夠推動虛擬化技術(shù)水平的健全與完善。上述三種方法，是基于計算機(jī)技術(shù)以及虛擬化技術(shù)的角度進(jìn)行分析，提出具體建議。虛擬化技術(shù)在計算機(jī)技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用，涉及的內(nèi)容以及涵蓋范圍較為廣泛，還需相關(guān)學(xué)者進(jìn)一步研究，為虛擬化技術(shù)提供良好的發(fā)展環(huán)境。
四、結(jié)論
虛擬技術(shù)主要是以虛擬機(jī)為主，來達(dá)到實驗?zāi)康牡募夹g(shù)手段。虛擬機(jī)的創(chuàng)建，是通過虛擬層技術(shù)從而實現(xiàn)軟、硬件模擬，生成虛擬計算機(jī)。虛擬機(jī)對于計算機(jī)實驗教學(xué)來說具有重要意義，它擁有計算機(jī)的全部功能，可以真實地進(jìn)行計算機(jī)實驗教學(xué)。虛擬機(jī)在進(jìn)行計算機(jī)實驗教學(xué)過程中，具有極大的仿真性，而且想要識別虛擬機(jī)與物理計算機(jī)之間的差別極為困難。就目前虛擬機(jī)發(fā)展來看，操作系統(tǒng)以及相關(guān)應(yīng)用軟件是無法識別物理計算機(jī)和虛擬機(jī)之間差別的，就使用者來說，虛擬機(jī)就是一臺真正的計算機(jī)。虛擬機(jī)在計算機(jī)實驗教學(xué)中應(yīng)用，可以更好地培養(yǎng)大學(xué)生的計算機(jī)實踐技能操作水平，對計算機(jī)的裝機(jī)、系統(tǒng)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)配置以及管理等簡單的計算機(jī)操作水平掌握來說，具有重要意義。
二、虛擬技術(shù)的優(yōu)勢
虛擬技術(shù)是當(dāng)下計算機(jī)實驗教學(xué)應(yīng)用的主要教學(xué)技術(shù)手段，在計算機(jī)實驗教學(xué)發(fā)展過程中，具有重要推動作用[1]。虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中應(yīng)用，其優(yōu)勢主要有以下幾個方面：2.1降低資源投入成本虛擬技術(shù)不需要太大的場地就可以進(jìn)行計算機(jī)實驗教學(xué)，這與傳統(tǒng)的計算機(jī)實驗教學(xué)來說，有著很大的差別。傳統(tǒng)計算機(jī)實驗教學(xué)需要建立教學(xué)實驗室，并且購置很多計算機(jī)實驗設(shè)備。虛擬技術(shù)則不需要這一點，極大地降低了資源試論虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用陳軍山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校【摘要】計算機(jī)技術(shù)在當(dāng)下社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ钪兴嫉牡匚辉絹碓街匾?，計算機(jī)實驗教學(xué)對于計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展來說，意義重大。但就目前計算機(jī)技術(shù)發(fā)展來看，可供研究和使用的計算機(jī)實驗資源缺乏，這對于掌握和發(fā)展計算機(jī)技術(shù)來說，十分不利。為此，旨在促進(jìn)計算機(jī)實驗教學(xué)發(fā)展的虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。這種虛擬技術(shù)主要是以軟件創(chuàng)建虛擬機(jī)，并且在虛擬機(jī)情況下進(jìn)行計算機(jī)實驗教學(xué)。經(jīng)過大量實踐，虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中具有重要作用。本文以虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用為研究對象，主要探討了基于VMwareWorkstation軟件創(chuàng)建的虛擬機(jī)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的具體應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】虛擬技術(shù)計算機(jī)實驗教學(xué)應(yīng)用投入成本，但其所起到的實驗教學(xué)作用，與真正計算機(jī)實驗教學(xué)并無差別。2.2靈活性較強(qiáng)虛擬機(jī)在設(shè)計和使用上，只需要通過對硬件和軟件進(jìn)行系統(tǒng)化更新，就可以讓虛擬機(jī)與當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)保持一致性，具有很大靈活性。這種對軟、硬件的更新，可以不需要進(jìn)行實體機(jī)配置的兌換，就可以實現(xiàn)更新目的。2.3安全性較高虛擬機(jī)當(dāng)中，具有單獨的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，可以對實驗數(shù)據(jù)、實驗資源、實驗資料等信息進(jìn)行保存，避免數(shù)據(jù)丟失為用戶造成不便。而且，虛擬機(jī)在進(jìn)行計算機(jī)教學(xué)實驗過程中，即使其他系統(tǒng)出現(xiàn)故障，也不會對數(shù)據(jù)存儲設(shè)備產(chǎn)生影響，避免數(shù)據(jù)丟失，具有很高的安全性。
三、虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究
虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用，首先要創(chuàng)建虛擬機(jī)，這是虛擬技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的前提。針對于虛擬機(jī)的創(chuàng)建，需要在物理計算機(jī)操作平臺上安裝虛擬機(jī)操控軟件，就目前虛擬機(jī)技術(shù)應(yīng)用來看，主要以‘VMwareworkstation’軟件為主。其次，對虛擬機(jī)進(jìn)行優(yōu)化與維護(hù)，使其更好服務(wù)于計算機(jī)實驗教學(xué)。最后，則是將優(yōu)化好的虛擬機(jī)投入到計算機(jī)實驗教學(xué)當(dāng)中。3.1虛擬機(jī)創(chuàng)建研究虛擬機(jī)創(chuàng)建以VMwareworkstation軟件為主，在VMware窗口中，進(jìn)行虛擬機(jī)創(chuàng)建，其具體步驟如下：（1）啟動VMwareworkstation后，需要在打開的窗口中選擇創(chuàng)建類型，進(jìn)行程序安裝工作。一般來說，創(chuàng)建虛擬機(jī)主要采用Typical默認(rèn)方法，VMware會根據(jù)物理計算機(jī)的實際配置，進(jìn)行虛擬機(jī)硬件配置創(chuàng)建工作。而虛擬機(jī)創(chuàng)建過程中，又會根據(jù)用戶需求不同，通過對虛擬磁盤以及適配器進(jìn)行重新定義，從而實現(xiàn)虛擬機(jī)新功能。根據(jù)用戶自身需求對VMware創(chuàng)立完成后，接下來就需要對虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置；（2）進(jìn)行操作系統(tǒng)設(shè)置時，頁面會彈出“客戶機(jī)操作系統(tǒng)安裝”窗口，這個窗口中一共有三個選項，虛擬機(jī)創(chuàng)建時需要選擇“稍后安裝”選項。之所以選擇這個選項，是因為可以在很大程度上避免客戶機(jī)系統(tǒng)的不完整性，有利于虛擬機(jī)使用；（3）客戶機(jī)的默認(rèn)配置，需要在“客戶操作系統(tǒng)安裝”的窗口中進(jìn)行選擇，就虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)類型來看，可用于選擇的操作系統(tǒng)主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等，就操作系統(tǒng)選擇來看，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行分析，選擇的系統(tǒng)要符合當(dāng)前使用虛擬機(jī)的版本；（4）默認(rèn)配置以及操作系統(tǒng)選擇完畢后，下一步需要對創(chuàng)建的虛擬機(jī)進(jìn)行命名，這種虛擬機(jī)命名主要是為了日后操作時更加有利于識別；（5）虛擬機(jī)命名之后，則需要生成虛擬機(jī)配置的保存路徑，用硬盤進(jìn)行相關(guān)配置保存，為之后虛擬機(jī)的使用提供方便。虛擬機(jī)的創(chuàng)建，為計算機(jī)實驗教學(xué)創(chuàng)造了方便，新虛擬機(jī)生成之后，需要對其進(jìn)行優(yōu)化，之后投入到計算機(jī)實驗教學(xué)之中。3.2虛擬機(jī)的優(yōu)化及維護(hù)研究虛擬機(jī)的建立，主要是以‘VMwareworkstation’軟件為主，虛擬機(jī)的硬件設(shè)備，則是由VMware自動生成[2]。虛擬機(jī)應(yīng)用于計算機(jī)實驗教學(xué)中，需要對相關(guān)配置進(jìn)行優(yōu)化，使之符合計算機(jī)實驗教學(xué)的要求。在進(jìn)行虛擬機(jī)優(yōu)化及維護(hù)過程中，要遵循以下優(yōu)化及維護(hù)的方法：（1）內(nèi)存：虛擬機(jī)的內(nèi)存與物理計算機(jī)內(nèi)存有著密切聯(lián)系，一般來說，虛擬機(jī)的內(nèi)存主要是根據(jù)物理計算機(jī)內(nèi)存大小進(jìn)行測算的。例如物理計算機(jī)的內(nèi)存值若是1024MB，那么虛擬機(jī)的推薦內(nèi)存則為512MB。在虛擬機(jī)內(nèi)存優(yōu)化時，其內(nèi)存設(shè)置在512MB左右浮動，最大值不能超過1024MB，最小值不能低于128MB，其內(nèi)存設(shè)置應(yīng)該為32MB的倍數(shù)；（2）處理器：在進(jìn)行處理器優(yōu)化時，虛擬機(jī)處理器的個數(shù)要與物理計算機(jī)進(jìn)行比較，保證處理器個數(shù)少于物理計算機(jī)處理器個數(shù)；（3）硬盤：硬盤大小對于虛擬機(jī)進(jìn)行計算機(jī)實驗教學(xué)來說，具有重要影響。硬盤容量決定了對數(shù)據(jù)的存儲容量，在虛擬機(jī)優(yōu)化過程中，要根據(jù)實際情況，對有用信息進(jìn)行保留，對無用信息進(jìn)行清除。這就需要在硬盤設(shè)計過程中，對硬盤內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。關(guān)于硬盤功能設(shè)置，主要通過‘Expand’的功能，可以根據(jù)硬盤工作狀態(tài)，進(jìn)行‘持久模式’和‘非持久模式’選擇，其主要是針對硬盤數(shù)據(jù)問題進(jìn)行的一種優(yōu)化；（4）網(wǎng)絡(luò)適配器：網(wǎng)絡(luò)適配器是虛擬機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的關(guān)鍵，它決定了虛擬機(jī)以何種方式實現(xiàn)上網(wǎng)。一般來說，虛擬機(jī)進(jìn)行上網(wǎng)，大都是通過網(wǎng)橋連接模式，利用網(wǎng)卡實現(xiàn)上網(wǎng)。這種上網(wǎng)形勢下，虛擬機(jī)需要有著自己單獨的IP地址。除此之外，虛擬機(jī)還可以實現(xiàn)‘NAT’上網(wǎng)模式，但這種上網(wǎng)模式下，就需要對主機(jī)IP以及虛擬機(jī)IP進(jìn)行重新設(shè)置，虛擬機(jī)的單獨IP地址將會被取消。網(wǎng)絡(luò)適配器在虛擬機(jī)中的應(yīng)用，決定了虛擬機(jī)的上網(wǎng)方式，并且根據(jù)實際情況，可以實現(xiàn)虛擬機(jī)與物理計算機(jī)單獨上網(wǎng)，這對于虛擬機(jī)進(jìn)行教學(xué)實驗來說具有重要意義。以單獨上網(wǎng)的方式進(jìn)行攻擊性網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實驗，除了可以達(dá)到實驗?zāi)康闹猓€可以避免對物理計算機(jī)造成損壞。3.3虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用分析本文研究的虛擬技術(shù)在計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用，主要從多操作系統(tǒng)安裝實驗以及分級網(wǎng)絡(luò)實驗兩個方面進(jìn)行分析，關(guān)于這兩種實驗教學(xué)的應(yīng)用，如下所示：（1）多操作系統(tǒng)安裝實驗：多操作系統(tǒng)安裝實驗是計算機(jī)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，其主要包括計算機(jī)硬盤分區(qū)、操作系統(tǒng)安裝等教學(xué)內(nèi)容，該教學(xué)實驗受到的限制條件較多，若是以物理計算機(jī)進(jìn)行教學(xué)實驗，會造成極大的資源浪費，并且對物理計算機(jī)軟硬件的損壞較大，因此，針對于這一教學(xué)實驗，最為有效的辦法則是采用虛擬機(jī)進(jìn)行實驗教學(xué)[3]。虛擬機(jī)與物理計算機(jī)的特性一致，以虛擬機(jī)進(jìn)行計算機(jī)多操作系統(tǒng)安裝實驗，可以讓學(xué)生進(jìn)行實踐操作。關(guān)于虛擬機(jī)的多操作系統(tǒng)安裝實驗，可以以任意一臺物理計算機(jī)為主，安裝‘VMwareworkstation’軟件，進(jìn)行虛擬機(jī)構(gòu)建，之后進(jìn)行虛擬機(jī)優(yōu)化，使之符合計算機(jī)實驗教學(xué)要求。在虛擬機(jī)構(gòu)建完成之后，學(xué)生可以根據(jù)計算機(jī)實驗教學(xué)目標(biāo)，在虛擬機(jī)進(jìn)行實踐操作，就多操作系統(tǒng)安裝實驗的要求，按步驟進(jìn)行實際操作；（2）分級網(wǎng)絡(luò)實驗：分級網(wǎng)絡(luò)實驗是利用虛擬機(jī)與物理計算機(jī)的聯(lián)合，構(gòu)建對等網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)實驗局域網(wǎng)的構(gòu)建。分級網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，在很大程度上提升了學(xué)生們學(xué)習(xí)計算機(jī)技術(shù)的信心，并且增強(qiáng)了學(xué)生的實際動手操作能力。分級網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，主要是基于虛擬機(jī)和物理計算機(jī)的對等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。而分級網(wǎng)絡(luò)的實踐操作，進(jìn)一步增強(qiáng)了計算機(jī)實驗的難度，可以考驗學(xué)生對計算機(jī)實際操作能力的掌握。在進(jìn)行分級網(wǎng)絡(luò)實踐操作時，學(xué)生們的操作主要在虛擬機(jī)上進(jìn)行操作，避免了對物理計算機(jī)軟、硬件的損壞。利用虛擬機(jī)進(jìn)行分級網(wǎng)絡(luò)實驗，為學(xué)生提升計算機(jī)實驗?zāi)芰Υ蛳铝藞詫嵒A(chǔ)，對學(xué)生日后使用計算機(jī)技術(shù)方面，具有重要意義。
四、結(jié)束語
