時間：2023-01-23 05:30:24
導語：在三維仿真論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優秀范文，愿這些內容能夠啟發您的創作靈感，引領您探索更多的創作可能。
【Abstract】 This paper introduces the development of stereo garage and the application of three-dimensional design software in this field. Improving the quality of the design and making the product design more accurate、professional has become the focus of the majority of designers. According to the structure characteristics and transmission principle of stereo garage， focuses on the application of SolidWorks software related functions in the stereo garage design， and optimize the mechanical design of stereo garage using 3D simulation technology to a certain extent.
【關鍵詞】立體車庫；三維模擬；SolidWorks
【Keywords】 stereo garage； three - dimensional simulation； SolidWorks
【中圖分類號】TP 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0166-02
1 引言
傳統的機械設計理念中，總是會因為圖紙問題或者設計者的意見分歧造成設計的過程相當漫長，這樣時間長、費盡力、耗經費，也會因為設計中出現的一些缺陷而造成項目進度嚴重滯后。本論文主要針對市場占有率適用率最高的升降橫移立體車庫進行論述，對其進行機械設計的主要參數、性能及運動原理建立了相應的模型，且利用SolidWorks三維制圖軟件的微觀仿真技術對立體車庫的模擬裝配，直觀、標準化的進行分析、比較、評價。利用強大的計算機技術平臺，實現了對立體車庫的仿真與模擬，使設計效率和設計質量有了明顯的提高[1]。
2 立體車庫的市場現狀
隨著城市建設的迅速發展，城市空地和巷道越來越少。從現有停車位的缺口情況和今后市場的需求可以看出，機械式停車設備的市場前景十分良好。據中國產業調研網的2016年中國立體車庫市場現狀調研與發展前景預測分析報告顯示，停車產業在國外已經發展成為年產值數十億美元的大產業。興建自動化立體停車庫應是緩解城市交通擁堵、泊車難的一個十分有效的辦法，是改善城市停車難的有效途徑。有關專家預測，隨著我國私人汽車的迅猛發展，在未來幾年內即將催生上百億的蘊藏巨大市場和商機的“停車經濟”。
隨著我國汽車工業的發展和企業對自動化水平要求的不斷提高，將為立體車庫應用產業的拓展帶來前所未有的機遇，也將為三維仿真軟件的快速提升提供一個良好的平臺。
3 立體車庫的類別、型式及基本參數
立體車庫的類別及代號按其工作結構及傳動原理分為九大類，即：升降橫移類（SH）、簡易升降類（JS）、垂直循環類（CX）、水平循環類（SX）、多層循環類（DX）、平面移動類（PY）、巷道堆垛類（XD）、垂直升降類（CS）和汽車專用升降機（QS）。各類產品的優缺點各有不同，就普及率而言，升降橫移式立體車庫的市場占有率最高，達到了75%左右。所以本論文以升降橫移類立體車庫為案例進行分析。
4 立體車庫的三維模擬設計
采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備的立體停車庫叫作升降橫移類停車庫。
三維模擬是計算機技術平臺開發的一種模擬技術，基于幾何原理，通過對現實實物的模擬，從而建立虛擬平臺的模型。計算機三維模擬技術在一定程度上實現了對現實世界的還原，并且能夠將顯示物體進行真實模擬，實現對現實實物在虛擬世界中的改變和呈現。那么，對于立體車庫的設計而言，如何更好地利用計算機三維模擬技術呢？
為了能順利地將三維模型建立起來，首先，對SolidWorks環境中單位及材料等參數進行準確設置。
其次，根據設計思路確定好后期工藝、制造及安裝所需要的基剩設置準確的建模基本參數。設置主參考系數：幾何中心，基準點、線、面等。
最后，輸入相關數據和特征完成幾何模型（零部件模型）的生成。利用三維標準件庫生成國家標準件材料，也可進行數據無縫交換。這為實體數值模型進行仿真技術提供了方便。
5 立體車庫的仿真設計
設計中經常要對設計方案以及設計產品進行構思與小樣的設計，常常會出現更改現象，而傳統的設計是逐步找到相關聯的零部件進行修改，假如有一處未做（或漏掉）設計更改，后面將會帶來無法估算的麻煩。SolidWorks軟件就能突破這樣的瓶頸，利用三維仿真平臺，就可實現對設計的產品進行隨時修改，隨時更新，極大的提高其工作效率和質量[1]。
首先，三維模型的裝配及模型的修改與整合。在SolidWorks的裝配界面導入各個零部件，根據設計要求，在滿足立體車庫傳動系統功能要求的情況下，對各個零部件完成裝配體的生成，然后重新命名。
其次，對模型應加定義及自由度分析。整合的三維數值根據仿真要求擺好位置，并設置好坐標系，及各點、線、面之間的關系，并根據框架實際工作情況加以定義，為了調試通過應邊定義邊檢查。同時應注意分析自由度，以免過定義或少定義。
最后，進行仿真結果處理。運用SolidWorks三維建模的模塊中可以進行動畫仿真，通過對立體車庫真實的工作狀況進行模擬，對其進行設計上的干涉和漏洞檢查，提前進行改善和修正，為設計分析提供可靠依據。
6 結論
本文通過建立立體車庫零部件的仿真實體，對各個零部件進行仿真裝配，為設計提供了科學、準確的參考依據，使得產品設計質量和可靠性大幅度提高。SolidWorks軟件集零件設計、裝配、工程圖、三維設計、運動模擬、運動結構分析等于一體[2]。只要將SolidWorks三維軟件運用的如火純青，那么在立體車庫這么高技術、高質量、低成本的條件下必也能獲得高速發展，真正實現與國際接軌，也必將為民族產業的發展帶來新的生機。
【參考文獻】
論文摘要:虛擬現實技術是信息化時代的一項涉及眾多學科的高新應用技術。它在教育訓練方面應用廣泛，主要應用于教育訓練場景的再現。以某綜合訓練場為實例，利用creator和vega軟件實現了虛擬訓練場的三維重建，并完成了訓練場實時漫游的功能。
1 multigen creator和 vega軟件介紹
1．1 creator建模軟件
multigen creator是 由 multigen—paradigm公 司開發的一種用于對可視化系統數據庫進行創建和編輯的交互工具。muhigen creator是世界上領先 的實時三維數據庫生成系統．具有完整的交互式實時三維建模系統。廣泛的選項增強了其特性和功能。用于產生高優化 、高精度的實時 3d內容，可以用來對戰場仿真、城市仿真和計算可視化等復雜場景的視景數據庫進行產生、編輯和查看。這種先進的技術，由包括自動化的大型地形和三維人文景觀產生器 、道路產生器等強有力的集成選項來支撐。
muhigen creat0r在滿足實時性的前提下．能夠生成面向仿真的、逼真性好的大面積場景。它可為 25種之多的不同類型的圖像發生器提供建模系統工具 ．其 openflight格式在實時三維領域中成為最流行的圖像格式 ．并成為仿真領域的行業標準。
1．2 vega實時仿真
vega是 multigen—paradigm公司應用于實時視景仿真 、聲音仿真和虛擬現實等領域的軟件環境 。它把先進的仿真功能和易用的工具結合在一起，創建 了一種使用最簡單 ，但最具創造力的體系結構．來創建 、編輯和運行高性能的實時應用。vega使用 lynx界面定義和預覽應用程序。在 vega中包含了創建一個應用程序所必須的全部 api．但是簡單的應用程序僅靠 lynx 就可以實現 lynx是一種基于 x／motif技術的點擊式圖形環境 ．用戶只需通過 鼠標即可驅動圖形中的對象以及動畫中的實時控制．并允許用戶在不 同時編寫源代碼 的情況下即可配置一個應用程序。 vega還包括完整的 c語言應用程序接13．為軟件開發人員提供 了最大限度的軟件控制和靈活性。
2 構建虛擬訓練場
以某綜合訓練場場景三維重建為例 ．進一步討論了虛擬現實技術。系統開發流程如圖 1所示。
2．1 建模數據的獲取及處理
虛擬綜合訓練場場景 ．需要獲取的建模數據主要是指訓練場內各種器材設施的參數信息 、周邊建筑物的信息、整個訓練場的分布信息以及環境景觀的紋理信息。
對獲取的信息進行處理 ．主要是對照片紋理信息的處理 。先通過數碼相機拍照．再利用 photoshop或者 creator自帶的紋理處理工具進行截取、糾正 、縮放等處理。盡管 creator對紋理的格式 、大小沒有太多的限制，但 vega對紋理數據的要求相對比較嚴格 ．不能滿足要求的紋理不能正確顯示 ，所 以必須對creator用到的紋理進行編輯由于綜合訓練場 的地形較為平坦．可 以采用 delaunay算法將 ded格式的地形數據進行轉化。
2．2 三維建模
根據所獲取的建模數據 ．可利用 creator建立起三維場景模型，包括訓練場的各種器材設施 、附近的建筑物、花草樹木 、道路等。訓練場場景模型層次結構如圖2所示。綜合訓練場的場景模型主要分為靜態實體和動態實體 。
(1)靜態實體建模。靜態實體主要有固定的訓練器材設施、道路、樹木、建筑物等。由于訓練場內的訓練設施數量比較多．所要建模的數據量比較大．不可能把所有模型都放在整個訓練場場景中進行建模．因此可以單獨地制作每一個訓練器材。最后將所有模型集成為整個訓練場場景。
對于單一的固定訓練器材 ．可以將訓練器材進行結構分解 ，運用 creator的多種幾何工具進行構建，再進行組合。形成完整的單一實體。
由于訓練場周邊的建筑物相對較少 ．形狀都較為規則 ．因此可以簡單地進行幾何建模并貼上紋理。creator中的布告板 ．可以使模型在仿真過程 中始終保持面對視點．通常用于創建場景中類似路燈或者樹木等具有對稱性的實體。方法是將表示物體的透明紋理貼到模型表面．然后在運行時，模型會自動旋轉 ，始終面向視點。我們可以運用這種方法來實現訓練場中樹木 、路燈等模型的建模 ，從而減少模型中多邊形的數量．提高仿真效率。
根據實時漫游特性的需要．我們可以選擇圓柱面和半球面模型對天空進行建模，并用紋理映射的方法體現天空背景。
(2)動態實體建模。訓練場中的紅旗屬于動態實體，利用creator對其進行建模主要是通過切換紋理來實現的。以在風中飄揚的紅旗為例．首先利用 photoshop對紅旗的紋理進行處理 ．確定幾張要循環顯示的圖片。在根節點下建立幾個子節點．每個子節點建立一個 面，將處理好的紅旗紋理貼上每個面 ．設置每張圖片輪流顯示的時間，最后隱藏除第一個子節點以外的其它節點。這樣。一個迎風飄揚的紅旗就完成了。
2．3 優化模型數據庫
使用 creator建模的最終 目的是為了在仿真程序中使用。在不影響場景真實感的前提下．為了保持程序運行的平滑性，提高系統運行的實時性．在制作模型的后期要盡可能的對模型進行優化處理。在構建虛擬訓練場景的過程中。主要采用以下優化方法：
(1)刪除不必要的多邊形。我們可以通過刪除在視錐體中看不到的多邊形來減少多邊形的數量．這些多邊形包括模型內部的多邊形、其它多邊形后面隱藏的細節多邊形、模型底面的多邊形等
(2)使用多層次細節模型。在不影響模型逼真性的情況下合理設置 lod的層數 、每個層次間的切換距離、紋理的大小精細程度等，雖然會增加一些工作量 ，但卻節省了系統資源，提高了系統運行速度。
(3)采用實例化的方法對模型進行處理。通常應用于表示三維場景數據庫中多次重復出現的對象實體．例如道路兩旁的樹木。實例化模型的優點主要體現在能夠顯著節省磁盤空間便于創建、編輯和修改模型。
3 場景漫游
所有的訓練場場景模型建立完成后．需要進一步對模型進行驅動 ．實現場景的實時漫游功能。首先 ，要設置 lvnx參數 。對觀察者、運動方式 、環境特效等功能模塊進行初步的設置。具體方法是：在 scenes中設置為一個觀察者所能看到的所有對象模型：在 observers中設置觀察者 ；在 motion model中為觀察者設 置運動方式 ；在 environments和 environment effects中設置天空和云的效果 。然后在系統中設置兩種碰撞檢測：一是與地面的碰撞檢測．使觀察者始終隨著地形的變化而改變視點的高度 ：二是與訓練設施和建筑物的碰撞檢測，避免觀察者穿墻而過的情況。
在 vega中可以采用鍵盤控制漫游和固定路徑 自動漫游本文主要是采用鍵盤控制漫游。具體來說．是在vega中的motion models面板選擇drive運動模式。最后需要生成可執行文件，可在 vc中激活其函數庫。
4 結束語
本文利用虛擬現實技術進行了虛擬綜合訓練場場景的三維重建 ，運用 creator建立起 了各種逼真的訓練設施 、環境 、地貌等模型．同時對模型進行了優化。然后利用 vega工具開發了漫游功能．基本上完成了虛擬訓練場的重建．并能與之進行自然 、三維可視的交互，具有真正的沉浸感。虛擬綜合訓練場的實現。為建立其它形式的訓練場景提供 了一種可行性的方法 。具有一定的應用價值
參考文獻
[1] 洪炳镕，蔡則蘇，唐好選．虛擬現實及其應用[m]．北京 ：國防工業出版社 ．2005．
關鍵詞：分選器，Pro/E，3DMAXD，動畫制作
一、引言
三極管分選器是晶體管自動檢測分選系統的重要組成部分，它解決了長期以來手工分選晶體管的難題，具有分類迅速、準確的優點。提高了晶體管分類的質量和效率，適用于大、中規模晶體管生產廠家晶體管的自動分選。
Pro/E和3Dmax是使用最廣泛的兩種設計軟件，相比較Pro/E的精準建模，裝配和分析檢驗的功能被廣泛認可，但是其在渲染和動畫表達方面稍有欠缺；而3Dmax的渲染和動畫制作的功能很強大，但是建模方法、能力和準確設計定位的比較差,所以為了尋求一種好的解決方案，為了利用兩者進行優勢互補，即使用Pro/E進行精準的建模，然后導入3Dmax進行渲染及后續的工作動畫制作。
下面來介紹一下三極管分選器工作的動畫制作過程。
二、實例操作
1. 三維實體建模
首先使用AutoCAD軟件進行二維工程圖繪制，然后使用Pro/E進行三維實體建模生成零件，然后使用其裝配功能進行裝配如圖1。論文參考網。
2. 由Pro/E導出過程
在進行導入的過程中，可以以單個零件的形式進行導出，也可以由裝配體的形式導出。導出的形式有很多種，比如IGES(*.igs)、STEP(*.set)和Wavefront(*.obj)等等。相比之下，IGES(*.igs)和STEP(*.set)兩種導出方式不同程度出現破面，從而造成了在3Dmax環境里顯示的實體面組不完整，所以這里我們采用Wavefront(*.obj)的導出方式，這樣可以良好的保證了導出的實體在3Dmax環境的真實性和完整性。
首先對裝配好的實體進行保存：文件-保存副本，如圖2
圖1 分選器工作主體裝配圖圖2 Pro/E環境下保存類型菜單
其次在保存類型中選擇Wavefront(*.obj)的導出方式，然后確定，在繪圖區右上角會彈出“輸出Wavefront”的對話框如圖3，然后在繪圖區中單擊一個平面，激活要輸出的所有項目，弦可以設為默認值或為1.然后確定保存即可。論文參考網。
3.由3Dmax導入過程
進入3Dmax環境后點擊菜單欄上的文件-導入-選擇導入的文件- WavefrontObject(*.OBJ)-然后打開-完成，如圖4。
圖3 “輸出Wavefront”的對話框圖4 3DMAX環境下導入類型菜單
4.使用3Dmax進行動畫制作
1）光源的設置；這里使用點光源即匯聚光，方法是單擊光源圖標如圖5，選擇“目標聚光燈”,在適當的位置添加點光源若干。
2）攝像機的設置；在本次動畫設定方面，我們將動態攝像機與設置關鍵幀兩項功能配合使用。首先是單擊攝像機圖標，如圖6進入設置環境，然后選好攝像機的初始位置如圖7。然后設定關鍵幀。對于關鍵幀的設置要注意兩點：一、關鍵幀的總幀數不易設置過長，應與機構的起始運動的時間是基本相等的。論文參考網。二、為了使動畫表達清晰準確，在細微的位置應使幀數做到最少化，且在復合運動過程中要求有關聯或連接的位置應盡量把關鍵幀細化，所以這要求在制作的過程中要把一個或幾個關鍵幀的時間段計算準確，以便順利連接，使生成的動畫具有連貫性。
圖5 目標聚光燈圖標圖6 攝像機圖標圖7 攝像機加載初始位置
三、結論
1. 通過保存文件時使用Wavefront(*.obj)格式的存儲方式，可以順利的實現將PRO/E的圖形導入3Dmax中，且破面幾率達到最小。
2. 使用3Dmax的強大渲染效果可以使模型經過渲染后的真實感大大增強。
3. 使用Pro/E和3Dmax相結合可以使原本在Pro/E比較復雜的機構運動簡單化，使動畫制作變得容易，且運動過程表達清晰。
4. Pro/E的精準建模，裝配功能與3Dmax的渲染和動畫制作表達有機的結合到一起，使得整個機器的機構模擬的效果近乎完美，如圖8圖8 仿真動畫影響輸出
參考文獻
[1]鄭兵, 祝強 , 徐展 基于Pro/E和3DMAX的精確動畫制作 機電產品開發與創新2008，21(5):116~117
[2] 林清安 《Pro/ENGINEER野火3.0中文版動態機構設計與仿真》電子工業出版社2007-3-1
[3] 陳敏3DSMAX在機械制造工藝三維動畫仿真中的應用 上海工程技術大學學報 2004 18(2)
[4] 楊東超徐凱劉莉陳懇利用3DSMAX實現擬人機器人動畫仿真機械設計與制造 2002 (4)
關鍵詞：水利水電工程 建筑信息模型BIM 可視化仿真
前言
本文以水利水電工程的施工動態過程作為研究對象，使用基于BIM技術的計算機仿真技術和三維可視化技術對水利水電工程的動態施工過程進行演示模擬，并且結合動態可視化信息管理技術和方法對水利水電工程的動態施工過程進行研究。探索基于BIM技術的計算機仿真技術和三維可視化技術應用于模擬水利水電工程的施工動態過程的可行性。本文主要包括了以下內容：1.BIM簡介；2. BIM技術在水利水電工程中的應用；3.可視化建模研究。
1.BIM簡介
BIM（Building Information Modeling）指的是建筑信息模型，它就是通過數字化技術，在計算機中建立一座虛擬的建筑，一個建筑信息模型就是提供了一個單一的、完整一致的、邏輯的建筑信息庫。
BIM技術作為一種應用于工程設計建造管理的數據化工具，可以利用參數模型對各種項目的相關信息進行整合，并且可以使信息在項目策劃、運行和維護的全生命周期過程中得到共享和傳遞，讓工程技術人員對各種建筑信息加以判斷，作出正確的理解并提出高效的應對，使設計團隊以及包括建筑運營單位在內的各方建設主體擁有協同工作的基礎，達到提高生產效率、節約成本與縮短工期方面的目的。BIM一定是貫穿在建筑整個生命周期中，使設計數據、建造信息，維護信息等大量信息保存在BIM中，在建筑整個生命周期中得以重復、便捷地使用。下圖顯示了在建筑設計、建造、維護的整個過程中，圍繞的核心就是BIM。
2. BIM技術在水利水電工程中的應用
2.1 水利水電工程施工導流三維動態可視化仿真方法研究
水利水電工程在對導流進行設計和管理的施工過程中，一般需要使用大量的數據和圖形信息。譬如水壩地區的水文、地形、地貌、地質資料和樞紐設計、施工場地布置和施工導流方案設計等各式各樣的數據和圖紙。如何對這些錯綜復雜、數量繁多的信息進行高效、快速的取得、管理，是提高設計效率和施工管理水平的關鍵。施工導流的方案設計作為施工組織設計的重要環節，它的設計過程及其復雜，并且設計出來的導流方案沒辦法做出實際的、直觀的比較。所以在水利水電工程導流設計中實現BIM水利水電工程施工過程可視化仿真技術可以形象直觀的表達出導流設計的實際效果，有著重大的現實意義。
2.2 利用BIM可視化仿真展示混凝土壩施工過程的三維動態過程
由于需要注意施工現場溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力等因素的作用，在對混凝土壩進行施工時，需要根據施工現場溫度、應力、澆筑機械設備布置和澆筑能力對將混凝土壩使用一定的原則進行分縫分塊澆筑。但是對混凝土壩澆筑的數量大，通常需要澆筑上千上萬快混凝土，并且由于混凝土壩進行澆筑的施工約束條件過于復雜，就造成人工安排澆筑順序和進度是一件難度較高的事。現在通常在一般的水利水電工程中使用的是憑經驗用類比的方法，按照每月升高的澆筑層數和混凝土澆筑強度的指標來作為施工計劃的參照指標。但是使用每月升高的澆筑層數和混凝土澆筑強度的指標作為參照指標沒有系統的定量技術分析，使得在對大壩施工的過程中無法準確的判斷施工各階段的進度和混凝土壩升高過程是否能達到大壩施工的要求。
因為由于計算機和系統仿真技術的出現，特別是系統仿真技術的不斷發展，使得我們可以在計算機上將混凝土上壩施工的動態過程真實的模擬出來。通過對不同的混凝土施工方案進行模擬，觀察產生的施工動態過程，然后根據不同施工方案下混凝土施工進程的模擬的各項定量指標進行預測，然后制定出一個科學、合理、準確的混凝土壩施工進度計劃。通過在計算機系統上輸入各種可影響澆筑施工的變量，建立一個混凝土壩的施工系統模型，在這個模型的基礎上建立一個可模擬水利水電工程的仿真計算軟件。然后使用這個軟件對水利水電工程進行模擬建設，通過輸入可實行的機械配套方案和相應的施工技術參數，可以計算出機械配套的數量最優比、機械的最優利用率、每月的混凝土澆筑強度，并且還能獲取對應的施工方案下對大壩進行澆筑施工的詳細規劃進度表。
3.可視化建模研究
建立一個能形象的、準確的展示工程施工的動態過程的三維數字模型是能實現水利水電工程動態施工仿真信息的可視化查詢和分析功能的一個重要前提。這個數字模型應當具備能夠展示施工現場一些靜態和動態信息，譬如施工現場的地形地貌、施工工程建筑物和施工設施的分布位置、材料運送途徑等具體信息。實現水利水電工程的可視化仿真是利用Navisworks軟件和其他建模技術完成的，這種可視化仿真的建立由初數據的收集分析、數字模型的建立，然后使用Navisworks對其進行渲染。水利水電工程建筑的施工技術將直接關聯作用到水電水利的效益和產生的影響，它并不只是簡單的一個工程而已，它是構成整個水電水利工程的一個重要要素。
結束語：
BIM建筑信息模型在工程中的應用，使得建筑行業引發了第，它在工程中的應用不僅降低了成本，還使得工程從規劃設計到施工、運營管理各階段的質量有所提高。BIM的不斷發展，使得水利水電行業也引入了BIM理念。本文通過基于BIM技術對水利水電工程施工進行可視化仿真研究，真實準確的反應出水利水電的工程動態施工過程和仿真數據。
參考文獻：
[1] 徐東揚.基于數字技術的建筑方案設計研究：[碩士學位論文].湖南.中南大學.2010
關鍵詞 UG；ADAMS；焊接機器人；建模；聯合仿真
中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1671―7597（2013）031-060-02
隨著人類社會進步的加快，科學技術水平的不斷提高，人們對產品的要求也越來越高。這就需要提高產品質量，同時縮短開發周期。此時以仿真技術和系統建模為核心的虛擬樣機技術得到了的廣泛應用，在真實的產品沒有真正生產出以前就對它進行仿真模擬，這樣的話防止各種設計缺陷的存在。其中一款具有代表性的軟件系統：機械系統動態仿真軟件ADAMS，這一款軟件包括了高效的求解器、可視界面、各種簡便的建造模型的工具和具有強大功能的后處理模塊等，利用ADAMS軟件來對機械系統的結構進行分析，在物理樣機設計之前就可以對數控玻璃磨邊機產品的各種性能進行測評，不僅能夠降低開發費用，而且能夠減少開發周期，很大的提高了機械系統仿真的效率。ADAMS在機械系統運動學、動力學和靜力學仿真方面的功能十分的強大，但是當ADAMS軟件建立一些比較復雜機械系統的時候，就會比較困難。這方面常見的就是使用UG軟件和ADAMS軟件結合來開發復雜的機械系統的虛擬樣機。
1 UG軟件和ADAMS軟件的介紹
UG（Unigraphics NX）是一個產品工程的解決方案，它是由Siemens PLM Software公司出品的一款軟件，它為用戶的加工過程及產品設計提供了數字化模型和檢驗的手段。UG Unigraphics NX根據用戶的工藝設計和虛擬產品設計的要求，提供了解決方案，這種解決方案是經過實踐驗證的。UG具有三個設計層次，即子系統設計、組件設計和結構設計。所有的信息被分布于各子系統之間。
本論文使用的運動仿真軟件是由美國MDI公司進行開發設計的ADAMS軟件，這款軟件是現在最具權威性的機械系統運動學與動力學仿真的軟件。它的求解器是使用的拉格郎日方程來進行建立系統運動學和動力學方程，對虛擬的機械系統進行運動學和動力學的分析，并且在分析之后輸出加速度、反作用力、速度和位移的曲線，整個運動的過程是通過在計算機上建立虛擬樣機來模擬復雜的機械系統的。其中ADAMS軟件的核心模塊包括ADAMS/View和ADAMS/Solver。
2 ADAMS和UG的運動聯合仿真
在利用ADAMS和UG進行運動聯合仿真設計的時候，通常我們現在先在UG軟件當中建立三維模型，建立模型的過程：首先通過二維圖紙在UG軟件中建立三維零件模型，然后在將零件進行裝配同時進行干涉檢查，最后將建立的三維裝配圖形導入到 ADAMS軟件當中，在ADAMS軟件中首先對三維裝配圖形的仿真參數進行設定，這樣就產生了參數化的機構模型，最后進行運動學和動力學的仿真。下圖1所示的就是一般情況下的聯合仿真設計流程。
3 焊接機器人聯合仿真分析
3.1 UG三維建模
焊接機器人主要有底座、軀干、肩、手臂、手腕、機械手6部分組成。在UG中建立焊接機器人的各零部件，裝配后得到焊接機器人實體模型，見圖2所示。
3.2 三維模型導入ADAMS
在UG中，選擇“文件”“導出”Parasolid，然后打開ADAMS，選擇FileImport，彈出文件導入對話框，在File Type下拉框中選Parasolid類型，然后在File To Read選擇欄中點右鍵選擇Browse，最后選擇讀入UG輸出的文件。三維圖導入到ADAMS中如圖3所示。
3.3 ADAMS運動仿真
導入模型之后，首先要給焊接機器人添加約束副，給底座與大地之間添加固定副，分別在底座與軀干、軀干和肩、肩和手臂、手臂和手腕、手腕和機械手之間添加旋轉副。然后給所有旋轉副添加旋轉驅動，肩和手臂之間旋轉副的驅動參數為15d*sin（180d*time-90d）+15d，手臂和手腕之間旋轉副的驅動參數為-15d*sin（180d*time-90d）-15d，底座和軀干之間旋轉副的驅動參數為180d*time，其它旋轉副的驅動參數為0d*time。至此，已完成整個樣機約束的添加如圖4所示。
停止仿真運動，右鍵點擊機械手，在下拉菜單中選擇measure，出現對話框，在characteristic中選擇選項，輸出機械手在X，Y軸方向的位移、速度、加速度曲線。如圖5-圖10所示。
從上面圖中可以看出，機械手的運行曲線平滑且有規律，說明該機構的整個運動過程平穩無沖擊震蕩現象，通過觀察機構仿真運動并結合曲線，可以證實該機構的運行曲線與實際情況相符。
4 結束語
ADAMS軟件和UG軟件作為動力學仿真分析領域和三維建模領域的優勢產品，二者的聯合仿真廣泛應用于產品開發、工程校驗、機械設計等過程中。本文通過UG和ADAMS之間的無縫接口程序，將在UG中創建的焊接機器人三維模型成功導入到ADAMS中，并通過在ADAMS中進行運動學仿真分析，根據仿真分析的結果，驗證了將UG與ADAMS軟件相結合的建模設計和運動學仿真方法的可行性，不僅提高了數據轉換的可靠性，還大大提高了仿真效率，是虛擬樣機技術研究中的嶄新應用，促進了虛擬仿真的發展，對于教學和實踐具有廣泛的意義。
參考文獻
[1]張磊.UG NX6.0后處理技術培訓教程[M].北京：清華大學出版社，2009.
[2]孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.
論文關鍵詞：超彈性,本構關系模型,標定
0、背景
橡膠隔振器在艦船上的使用日益廣泛。為了滿足不同的功能配置，需要設計不同的橡膠隔振器。在橡膠隔振器設計過程中，需要對不同設計方案的動力學特性進行評估。通常采用的試驗方法，不僅周期長，而且花費多。因此，對隔振器進行仿真評估就有了實際的需求。
進行仿真分析必須知道材料的本構模型。橡膠隔振器通常由金屬支撐和橡膠塊體組成。對于金屬材料，其力學性能比較簡單，通常只有彈性模量和泊松比兩個材料參數；對于橡膠這種超彈性(hyperelastic)材料而言，其應力應變關系通常由一條曲線來描述，該曲線由不同形式的本構模型來進行數學表達(如多項式)。
選擇合適的本構模型是仿真分析能否成功的關鍵之一。通常作法是，根據實驗數據通過選取不同模型進行試算來實現，這一試算過程本文稱之為標定。由于不同的實驗數據曲線和不同的數學模型之間并不存在明確的對應關系，標定過程可能需要多次的反復試錯。這是一個令人生厭的過程。因此，盡可能的簡化標定過程對于提高工作效率具有顯著的意義。本文以ABAQUS為平臺對此進行探討，以供同行參考。
1、橡膠材料的本構模型
在主流的商業有限元軟件中，橡膠的本構模型都有涉及。以本文采用的ABAQUS為例，其橡膠模型主要包括多項式和非多項式兩大類，和七個具體命名的模型(Arruda-Boyce,Marlow,Mooney-Rivlin,NeoHooke,Ogden,VanderWaals和Yeoh)。其中Mooney-Rivlin模型、NeoHooke模型和Yeoh模型是取多項式模型取某個特定項數時的特例。它們的關系見表1。
表1ABAQUS超彈性材料模型
類型
模型
特例
多項式類型
完整型(Polynomial)
Mooney-Rivlin模型 (N=1)
縮減型(Reduced Polynomial)
Neo Hooke 模型(N=1)
Yeoh 模型(N=3)
非多項式類型
Arruda-Boyce模型
/
Marlow模型
/
Ogden模型
/
關鍵詞：OpenGL；高仿真；貼圖技術
一 問題的提出
(1)，營銷手段的進步，對商品模擬軟件的需求
技術的發展已經慢慢進入了人們的生活，以前買東西，你可能在猶豫這個東西是否適合自己家的氛圍，購買時猶豫不決，現在的營銷模式改變了這一現狀，很多廠家將三維仿真技術用到了商業促銷上，提高了成交率。例如你要為自己家里選擇木地板，但你不知道選擇什么顏色和花紋適合自己家，商家通過計算機將鋪裝后的效果展現出來，供消費者決策。
(2)，商品模擬軟件開發可以使用OpenGL技術
OpenGL技術完全可以勝任仿真物體的任務，OpenGL 是最早出現的圖形接口標準，它以動態庫的方式提供給軟件開發者所有圖形繪制接口函數。OpenGL易學易用，開發方便，本文重點就是討論OpenGL技術中比較關鍵技術之一,即貼圖技術，選用DELPHI 7做了演示程序。
二 相關概念和實現工具
（1），建模
現實世界中，固體物體正常狀態下都有固定的形狀，仿真物體,首先要對物體建立模型，任何物體的表面都可以用無數個小三角形或者多邊形去逼近，這些三角形和多邊形都有各自的頂點坐標，根據這些坐標與OpenGL坐標系之間的對照關系，就可以將物體置放到虛擬世界中。
（2），OpenGL紋理與貼圖
現實世界中的物體表面往往有各種紋理，仿真時需要給物體加上紋理，同時結合光照和材質參數的設置，使物體看起來更真實。OpenGL編程的重點是圖形的生成和如何逼近真實效果。紋理貼圖技術貫穿于整個OpenGL技術體系紋理和貼圖時兩個并行的概念，物體有紋理，而紋理是通過貼圖技術來實現的。
（3），單片貼圖和重復貼圖
貼圖最基本的方式有兩種，一種方式是單片貼圖，比如對一扇門來講，我們就應該用單片貼圖方式。如果是目地板或者瓷磚，因為需要好多地板或者是瓷磚，就需要重復的貼圖。貼圖的方向需要注意，圖片的頂點和物體的頂點要一一對應否則，圖片就會顛倒，下圖就是圖片和物體表面頂點的對照關系。
圖 1
（4），貼圖的右手法則
在實際的開發工程中，經常發現貼上去的圖，無論如何顯示不出來，坐標都是正確的，但是無論如何貼圖無法顯示。所以一定要注意貼圖遵循右手法則：即面對你要觀看的物體，深處右手，大拇指對向你的臉，手指的方向就是貼圖的次序。
（5），陰影
陰影的實現過程的操作可以說是一條深度比較指令。根據場景物體像素在光源視覺下的深度得到的陰影圖，在視圖轉換階段對應相機視覺中的像素判斷是否屬于陰影圖中的像素，這本來就是一個TRUE OR FALSE的判斷，若TRUE證明非陰影，像素顏色值不變；若FALSE則涂黑，以表明該處陰影，例如，當門打開時，我們需要實現陰影。或者當放置物體時，我們需要在地板或者地板瓷磚上建立陰影。
三，以家裝中貼圖為例，說明三維物體貼圖技術具體實現過程
1， 編程實現貼圖的一般過程
（1）,定義紋理
有兩種方法定義紋理：連續法和離散法。連續法把紋理定義為一個二元函數，函數的定義域就是紋理空間。而離散法則是把紋理定義在一個二維數組中，該數組表示紋理空間中行間隔和列間隔固定的一組網格點上的紋理值。網格點之間的其它點的紋理值可以通過對相鄰網格點上紋理值進行插值來獲得。通過紋理空間與物體空間之間的坐標變換，可以把紋理映射到物體表面。
（2）紋理貼圖方式
OpenGL用于紋理貼圖方式的函數為glTex~v()，該函數的原型(以glTexEnvf形式為例)為：voi dglTexEnv(Gl_enum target，Gl_enum pname，GLfloat param)其中target參數必須為GL_TEXTURE_ENV，pname參數必須為GL_TEXTURE_ENV_MODE，而參數parmn為GL_MODULATE、GL_DECAL或GL_BLEND。紋理坐標可以是1、2、3、4維的，通常用齊次坐標來表示，即(5，t，r，q)。OpenGL定義紋理坐標的函數為xCoord()。
2， 程序貼圖后的效果
圖 2
3,關鍵代碼與技術
（1）建立模型。
房屋的模型可以通過如下代碼設置頂點坐標，與紋理坐標和頂點坐標對應。類似于如下代碼實現。
glBegin(GL_QUADS);
glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f(-1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f( 1.0f, -1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f( 1.0f, 1.0f, 1.0f); glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f(-1.0f, 1.0f, 1.0f);
glEnd();
（2）確保貼圖不顛倒
在程序中，窗戶和門，墻壁，頂棚和地板都是通過繪制矩形的方式來實現的，然后對這個矩形四個頂點分別和紋理的四個頂點相對應，使圖像能正常顯示出來不會顛倒，具體形式如下。
glBegin(GL_POLYGON);
【代碼含義】定義及即將繪制矩形
for F:=0 to FaceCount-1 do
【代碼含義】對三維物體中存在多少平面進行逐個處理
for iVertex:=0 to 3 do
【代碼含義】對每個平米的四個坐標進行逐一的處理
begin
glNormal3f(Normals[iVertex].X, Normals[iVertex].Y, Normals[iVertex].Z);
【代碼含義】定義光照的法向量
if Material.HasTexture then
【代碼含義】如果物體定義了貼圖，則用下面的代碼定義紋理的坐標
glTexCoord2f(TexVerts[iVertex].X, TexVerts[iVertex].Y)
else
【代碼含義】否則用下面的顏色代碼，顯示顏色。
glColor(Material.Diffuse.Vector.Red,Material.Diffuse.Vector.Green, Material.Diffuse.Vector.Blue);
glVertex3f(Verts[iVertex].X , Verts[iVertex].Y , Verts[iVertex].Z );
end;
glEnd;
這里有三個OpenGL 的關鍵函數， glNormal3f，glTexCoord2f glVertex3f。
分別定義了這個頂點的法向量位置，紋理坐標的位置，和頂點坐標。
如果法向量的位置設置錯誤，那么光照將不能很好的表現出貼圖的效果，會使物體看上去沒有真實的感覺。紋理坐標決定該坐標點對應于圖片的哪個角。頂點坐標 就是物體的某個頂點的空間位置了。
（3） 重復和單片貼圖技術實現。
關鍵詞：虛擬現實技術 城市設計 應用
一、什么是虛擬現實技術
虛擬現實技術，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真然后通過各種攝像頭、傳感器等O備，來讓用戶體驗一種比較貼近于現實的場景，使用戶沉浸到該環境中。
二、分析城市設計中常規方法與虛擬現實技術的不同
（一）常規方法存在的不足
相對于城市規劃的抽象性和數據化，城市設計更具有具體性和圖形化，以協助于以后的日常規劃管理工作。傳統城市設計由于技術手段的限制，設計師仍通過二維圖形來展現設計方案，僅在小群體設計中才使用三維建模；傳統的GIS系統只結合了地理信息系統及經濟技術指標的二維模式；3DMAX三維建模耗時耗力，不提倡用于大規模場景中；建筑沙盤僅能鳥瞰全景，制作較為繁瑣。以上幾種方式并不能在應用中實現人機交互的動態傳感的效果，不能完整的表達出設計者的想法和思路，存在一定的局限性。
（二）在城市設計中采用虛擬現實技術的優勢
虛擬現實技術融合了二維GIS、多媒體等技術，它繼承了GIS系統地理信息系統的優勢，可對建筑密度、容積率、選址可行性，地理周邊環境等進行分析，以達到最有效果；它將網絡、遙感等技術加入其中，以達到實時更新與瀏覽的效果；它具有交互式動態傳感等技術，以便更直觀地對場地對象、日照、視點、路徑等做出反應；相比于3DMAX建模，虛擬現實技術已實現了全景拍攝，即虛擬建模結合全景拍攝技術使視圖三維化更方便快捷。
三、虛擬現實技術在現實中的應用
虛擬現實技術的完整實現應包括城市設計、城市設計單體三維化及場景渲染、實現人機互動幾部分。
（一）虛擬現實技術在城市設計中的運用
城市設計對要求城市的特定區域、土地利用、功能要求、建筑物外形與高度、交通流線、公共空間分布、景觀造型、街景風格等要素實現相互配合和協調，使綜合效益最優化。在對設計目標和經濟技術指標要求進行分析后，將全部信息納入空間坐標系中（GIS和CAD都可實現，但要注意后期軟件的兼容性），然后在系統中將每個空間實際面積、方位、建筑的整體風格及布局等按照比例要求來進行調整；運用虛擬現實系統輔助完成城市的土地利用、空間分割、道路交通、建筑布局等設計方案。
（二）實現對虛擬場景的城市設計
在實現虛擬現實技術的虛擬場景中，可將整個城市設計的方案按照不同街坊分割成若干個小的空間場景，然后借助OpenGL技術或Muligen系統和計算機來進行對系統中的場景進行三維化渲染，以此來設計出更加逼真的效果圖。在分割時如果計算機的虛擬內存還沒有達到設計的要求，我們可以采用進行對場景的對動態分割。然后通過SiteBiulder或其它虛擬動畫軟件實現三維空間的虛擬動畫。
（三）實現城市設計的人機交流和互動
利用虛擬現實技術設計好整個空間場景后，然后我們利用專業的輸入設備以及跟蹤設備來實現對虛擬場景的感知。在虛擬現實技術的系統中人際接口為人機的交互提供了一個非常重要的路徑，它可以使體驗者真實的體會到人體的感官享受和形象的三維空間環境，并且還可以與其互動。所以說，虛擬現實技術的人機交互有效的提高了人們對設計環境的感知，可以使人們真實的體驗到當中去。
四、虛擬現實技術對城市設計后期管理的意義
（一）從管理功能的角度來分析
城市設計服務于城市規劃的管理，為了能在城市規劃的模板上展示最新的虛擬現實規劃的主要內容且將各個模板與周邊的環境相融合起來，虛擬現實技術將實現技術與規劃管理同步作為發展的目標。虛擬現實技術屬于一種城區規劃與量化的一種管理工具。而城市設計的空間信息與屬性信息的仿真系統主要是通過3D的方式來構建成的，然后將設計的好的規劃方案通過三維技術來進行仿真優化，從而為城市空間的管理工作提供有效的真實數據。虛擬現實技術，可以在規劃管理中輕松實現空間定位，即快速導航定位三維場景數據；實現數據管理功能，即對虛擬現實中的三維場景數據進行更改和修正；實現空間量算，即對虛擬三維場景中的空間距離、水平距離、高差、地表面積、地形坡度等進行量算；信息查詢，及對建筑、植物等屬性進行查詢；實現日照分析，按照空間坐標信息，結合太陽光照時間及建筑物方位，對日照時間及建筑物遮擋情況進行分析；實現城市設計方案比較，通過改變輸入數據對多套設計方案進行虛擬比較，以選取最優方案。
（二）從系統的擴展角度來分析
VR技術的一體化操作平臺具備足夠的軟硬件接口以及功能的擴展模板，所以可以將各部門集中起來同時運作，并且還可以利用虛擬現實技術來優化城市的整體空間布局，疏通城市的交通網絡，構建城市的安全服務等等，非常有利于提高城市的整體管理效率，帶動城市發展。
五、結語
本文主要分析了虛擬現實技術在城市設計中如何應用起來，它采用三維模擬仿真技術，讓觀眾更直觀詳細的了解到整個城市的具體規劃設計和發展前景，同時，也利于開展各種項目的實地的調研及招商引資等等。從目前虛擬現實技術的發展情況來看，采用VR技術來完成城市設計的方案越來越多，尤其在人機交互的領域中顯得尤為突出。這種現象也充分說明在城市設計當中采用虛擬現實技術的效果是顯而易見的，若能夠按照這個道路一直發展下去，那我國的建筑、景觀設計以及未來的城市設計將會有更廣闊的前景。
參考文獻：
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[關鍵詞]多媒體；教育技術：光技術；虛擬仿真
[中圖分類號]G40―057
[文獻標識碼]A
[論文編號]1009―8097(2009)13―0242―02
教學活動中，教師的主導作用不容忽視，教師是教學活動的組織者和引導者、是學習活動的評價者、是漸進層次學習的激發者；教學活動中“學生為主體、教師為主導”，教師現場的言傳身教尤為重要，不要指望單靠學生個別化學習、自我學習機械操作，再好的學習資源未必帶來預期的成效。而正確運用恰當的技術手段，實現師者，所以傳道授業解惑也，真正解決課堂和遠程等教學存在問題。本文將在以下進行探討。
一 光技術在多媒體虛擬仿真課堂教學的應用
從認識論來看，學習的本質是立體的、精神的、多向的、開放的。真實的學習是人與自然、與人相互作用，在開放系統中進行互動，而教育技術則要通過創建學習環境來達到目的。學習環境由內容、媒體(包括軟件和硬件)、人員(包括教育工作者和其他學習者)、方法和場所等要素組成，構成一個教育信息傳播的系統，即：傳播什么信息(內容)，通過什么來儲存和傳遞信息(媒體和人員)，如何傳遞(方法)，在哪里傳遞(場所)。在課堂上用何種技術、方法才能做到教師現場仿真的言傳身教、師生互動和教師的主導作用呢?有沒有一種理想的技術手段和方法能真實再現教學情景呢?本人認為采用光電三維成像技術能最好的虛擬仿真課堂真實的教學情景，促進學生個別化學習、自我學習。由于情景逼真，互動性好，虛擬地建立起與真實環境相近的學習場景，開發基于網絡的、具有自然語言理解與產生功能的“人一機”交互學習環境，對多個不同課室教學、網絡遠程個體或集中教學，尤其是在職成年人學習最佳。適應當今信息化發展進程，適應未來教學模式向著更深層次發展的要求。本文只從觀念技術的角度來探究光技術在多媒體虛擬仿真教學的應用，主要是在課堂教學，運用恰當的人工智能技術手段，再配合有線、無線、衛星、微波等網絡通信技術，實現仿真互動，起到教師的主導作用，教師現場的言傳身教逼真，實現教育人性化的活動，再現與真實環境相近的學習場景，符合教育技術理論邏輯起點教與學的屬性。
二 光技術及其應用效果
1 光電子新技術
常說的光學是廣義的，是研究從微波、紅外線、可見光、紫外線直到X射線的寬廣波段范圍內的，關于電磁輻射的發生、傳播、接收和顯示，以及跟物質相互作用的科學。光學是物理學的一個重要組成部分，也是與其他應用技術緊密相關的學科。光電子技術是以先進探測器和激光器為基礎，由光學技術、電子技術、精密機械技術和計算機技術等密切結合而形成的一項高技術。它既改變了傳統光學的單純觀察功能，又大大擴展了電子技術的功能。由于光電子技術具有探測精度高、傳遞信息速度快、信息容量大、抗干擾和保密能力強等優點，因而在軍事上得到了廣泛應用，在現代戰爭中已顯示了其特有的威力。
而光電子三維成像技術和全息攝影術不同，不需要依靠連貫的激光束產生圖像。它使用普通光束即可。普通照相機的鏡頭工作原理類似模擬計算機，通過程序的運行將外界傳來的信息(光線)轉換成平面媒介上(通常是膠片)的圖像。
[因特網消息1999年7月7日報道]，美國伊利諾依州大學電氣工程師大衛布萊迪在數字計算機而非光學鏡頭的幫助下，利用射電天文學家繪制天空的數學方法從光線中提取出足夠的信息來生成三維圖像。研究人員用鹵燈照亮一只小小的塑料恐龍，將來自恐龍的光線分離成兩束。當這兩束光線再度會合時，它們相互干擾，雖然強度不如沒有受到過干擾的光線，但是所有的波型卻都很和諧。在恐龍模型轉動時，科學家們記錄下來了128種干擾波。這些干擾波中包含有該物體三維圖像的全部信息，計算機程序可以對它們作還原處理。
這項技術最大的優點是無論景深多大，它都能保持清晰的聚焦，這一點與傳統光學鏡頭相比表現出極大的優勢。決定圖像解晰度的唯一因素就是物體離開鏡頭的距離。這一特點使其對于三維顯微具有特別的應用意義。布萊迪設想他發明的技術可用來拍攝細胞在產生交互作用時的高清晰度圖像。共焦顯微技術采用的是掃描技術，聚焦平臺來回移動，以獲得細胞的細部信息，從而生成三維圖像。利用這種方法，當細胞在移動時，要拍攝到細胞的移動過程就是非常困難的。有了布萊迪發明的科學方法，記錄裝置就可利用排列成圓圈的光學感應器幫助研究人員記錄實時的三維數據。
科學家們指出，即使要拍攝的對象遠離感應器，這項技術仍然有用。麻省理工學院電氣工程師喬治說：“這個系統同樣可以用來拍攝籃球比賽的三維影片。如果你的家中有三維播放機，你就可以在虛擬現實狀態下觀看籃球比賽，觀看者會感覺自己仿佛就在場內一樣。”
2 光電三維成像技術在多媒體虛擬仿真課堂教學的具體應用及效果
現在的有線、無線、衛星和微波等網絡遠程教學，學生面對的都是單向平面銀幕，一是沒有互動缺乏雙向交流，而是畫面平面呆板與真實情景差別太大，很難調動學生的興趣。就是普通的現場課堂教學，應用多媒體課件，也由于畫面內容很難反饋真實形象化的情景而大打折扣。如果能將課堂教學情景、課件內容立體可視化，再配合聲音、資源庫雙向互動，完全模擬真實情景，與現場無異，那將是教育教學新的飛躍。有什么適當的技術能實現刺激鼓勵指導學生的思考和自動學習方法呢?光電三維成像技術就能在課堂教學應用中虛擬仿真真實場景，而虛擬現實是指通過特殊的輸入設備和一些能實現三維圖形和三維音效的特殊輸出設備來模擬人和環境之間的交互技術。假如遠程課堂教學，通過有線、無線、衛星、微波等通信傳輸，使用課堂多媒體光電三維成像設備，主教室和各分教室雙方的三維立體全息圖像便瞬間出現在對方面前，就好像一個真人站在你面前一樣，然后你便可以和他隨意交談，使用各種表情，那是一種呈現在空氣中的光學立體影像，不需要任何屏幕之類的媒質，不像今天的網絡衛星遠程教學、可視電話還需要一個屏幕才能顯像。光虛擬現實技術可很好地應用到虛擬學習環境的建立。它可以虛擬地建立起與真實環境相近的學習場景，使學生似乎已處于真實環境之中。
當然，屏幕還有作用，顯示課件文本等其它信息。過去的所謂三維顯像技術顯示的并不是真正的三維圖像，而是在二維平面上利用人體肉眼的雙眼像差而虛擬出的“偽三維圖像”，長期觀看這種偽三維圖像，會損傷視力或造成視覺疲勞。這樣，教學所使用的各式方法(如演講法、問題教學法、設計教學法、復述背誦法、小組研討法、訪問式教學法、辯論法、座談研討法、甚至實驗教學)都能應用光電三維多媒體
虛擬仿真成像技術達成教學目標[手段]。當然，要真正將光技術應用于實踐非一朝一夕，但可以采取過度方法，如先實現屏幕顯示三維立體畫面，學生觀看而無需頭盔等輔助設備，能實現師生聲像遠程互動，虛擬地建立起與真實環境比較相近的學習場景，再隨光技術發展和實現，使學生似乎處于真實環境之中將成為現實。光電三維成像技術不但可以應用于多媒體虛擬仿真課堂教學，還可以應用在網絡遠程在線教學、虛擬學習社區等。由于有教師和學習者之間通過網絡進行社會交互的一種虛擬仿真環境建構，有強烈的社交真實感和虛擬社區歸屬感，不僅可增強學生的在線學習的持久性，提高學習績效，而且能加強合作和學習滿足感，提升合作學習水平。現在，在線學習者只是獨立的個體，容易產生焦慮、逆反心理和喪失學習動力，會導致學習的挫折感和低效率。
3 采用中間件技術
中間件(middleware)是一種獨立的系統軟件或服務程序，分布式應用軟件借助這種軟件在不同的技術之間共享資源，中間件位于客戶機服務器的操作系統之上，管理計算資源和網絡通信。滿足大量應用的需要運行于多種硬件和OS平臺支持分布計算，提供跨網絡、硬件和OS平臺的透明性的應用或服務的交互支持標準的協議支持標準的接口。利用中間件技術，將多媒體虛擬仿真應用類似于中間件，任何設計制作軟件，包括現在應用的課程教學所需軟件，如PowerPoint、Photoshop、Dreamweavcr、Flash等，都可無縫應用。教師無需專門培訓，教學應用與以前無異，只是效果大為改觀，真實再現場景，其它技術工作則由人工智能管理平臺后的多媒體和課程制作人員負責，避免和改善教師計算機焦慮現象。
三 結合我校實踐探討多媒體人工智能課堂教學的管理模式
我校現有四個校區，分布在越秀區、海珠區、番禺區和珠海市，多媒體課室有279間，都基本配置了多媒設備，部分校區具有初級的網絡多媒體教學平臺。網絡學院在省內有50來個教學點，上萬名在讀生，使用的是目前市場上唯一支持百萬級用戶的Blackboard網絡教學平臺。不過由于校區距離較遠，不少老師要長年往返于各校區上課，雖然教師身臨現場授課，但運作成本較高。網絡教學點分布較廣，學員分散，對學生來說，多媒體屬于模擬交際而非學生直接參與的自然交際，缺乏自然語言進行人際交流的環境。而遠程教育更需要互動和教師的主導作用，教師現場的言傳身教尤為重要。
未來的新型多媒體教學將是以多媒體技術、計算機技術、網絡通信技術、自動控制技術、傳感技術、光技術、人工智能和虛擬仿真技術等的有機結合，能夠全面整合網絡各種“資源”而形成先進的網絡多媒體教學平臺。在這種教學平臺上.多媒體教室不再是孤立的，它已融入到校園網教學系統中，并以校園網資源為“背景”構建出一個富有時代特色的現代化教學環境：即集教學、管理、娛樂為一體的“數字化校園”。多媒體課室是現代教學環境建設的重要組成部分，是教育技術信息傳遞的展示平臺，是教師了解、聯系、應用教育技術的橋梁。既然新型多媒體教學、特別是網絡課堂教學如此重要，一般的管理就遠不能適應現代化的課堂教學應用。
結合我校的教學實際，本人認為，未來的新型多媒體課堂教學將是一個系統集成，不但要從后端課堂教學管理考慮，還要聯系前端課件制作。即多媒體課室管理人員既要參與后端維護保養，也要了解甚至參與前端課件制作，這就需要先進的多媒體人工智能管理平臺管理，從制作到應用一條龍服務，時刻把握教師課堂教學需求的命脈，為管理和新技術應用于課堂教學提供依據。即教師只需在其中一個教室就可通過網絡開啟其它多個接收教室的多媒體設備(無須電教人員參與)，對教師上課教室實施“直播”方式，通過安裝在課室的特殊的多媒體光電三維成像、自動跟蹤拾音等攝錄設備，實現三維圖形和三維音效來模擬人和環境之間場景的拾取，多個教室通過特殊的輸入設備和一些能實現三維圖形和三維音效的特殊輸出設備，真實呈現在空氣中的主課室教學光學立體影像，各分教室還可以現場與主講教師交流。并同步錄制仿真教學內容，作為課件保存錄入資源庫中。網絡學院的學生可在課堂或家中電腦上，調用資源，遠程課堂上的特殊設備也真實呈現在空氣中的主課室教學光學立體影像，與現場無誤。人工智能管理平臺集中監測、控制和管理，教師可在辦公室或家中的計算機上，利用人工智能管理平臺的多媒體教學系統，遠程開啟網絡教室，同在網絡多媒體教室中的學生們實現遠程點對點虛擬仿真場景答疑。可將多次答疑場景自動匯編入庫，與相關課程智能結合，當點播網絡虛擬課程，真實再現上課場景，學生有疑問時，可即時點擊提問，人工智能管理平臺隨即快速智能搜索虛擬課程答疑庫，如有相關知識即刻虛擬回復場景，如沒有隨即跳過繼續上課，而此問題現場攝錄保存到虛擬仿真場景答疑系統，在下次相關教師登陸遠程點對點虛擬仿真場景答疑系統時，人工智能管理平臺系統自動插入其中，與現場答疑無異，隨答疑量增多，人工智能管理平臺上的智能搜索虛擬課程答疑庫容量增大，將能即時回復大多數疑難需求。
四 結束語
信息時代的到來，社會節奏的加快，知識呈現出高速增長和快速更新之勢。隨著科學技術的發展，還會有更多的新技術應用在教育技術中，光技術就是其中重要的一項，21世紀將是光技術應用發展的時代。
參考文獻
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