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实验室目视化管理方案范文1
关键词:双目视觉;监控系统;DM642;功能测试
中图分类号:TN91173文献标识码:B
文章编号:1004-373X(2009)12-071-02
Design and Implementation of Binocular Visual Surveillance System Based on DM642
WANG Yingjun,ZHAO Chenping
(Henan Institute of Science and Technology,Xinxiang,453003,China)
Abstract:Binocular vision can simulate the functions of human eyes.It has became a research hotspot in recent years.A binocular visual surveillance system based on DM642 is designed.Firstly,hardware structure of the system is given and working principle of the system is analyzed in detail.Secondly,software of the system is presented and analyzed in detail.At last,the experiment has been performed on the DM642 developing platform.The results show that the system achieves the dual channels real-time video acquisition and display and has good performance.
Keywords:binocular vision;surveillance system;DM642;function testing
0 引 言
由于双目视觉监控系统可以模仿人眼功能,感知三维世界信息,能够得到被测对象到CCD摄像机的深度信息,近几年已开始在需要三维立体检测的领域得到应用。另外,双目视觉监控系统也可用于多场景监控,大大扩展了人的视野范围。双目视觉一直是机器视觉领域的热门研究课题,在工业控制、智能交通、金融、公共安全等应用领域逐渐显示出非常广阔的发展前景。详细分析和研究基于DM642的双目视觉监控系统,给出系统的软硬件设计方案,并在DM642 开发评估板(EVM)上实现系统功能。
1 双目视觉监控系统的硬件结构
该双目视觉监控系统的硬件总体结构如图1所示。
在图1中,双通道视频编码、解码芯片采用Philips公司的SAA7105和SAA7115H。SDRAM使用的是Hynix公司容量为128 Mb的两片HY57V283220T系列芯片。FLASH选用AMD公司的AM29LV系列芯片,容量为8 Mb。核心处理芯片是TI公司的DM642,它丰富的接口和完全的可编程性,使得它在数字视频处理领域具备了广泛应用的条件。
图1 系统硬件结构图
系统利用双CCD摄像机和2片SAA7115H,DM642的2个视频捕获视频端口Video Port0和Video Port1组成了既相互独立又相互联系的双通道视频采集系统,实现了对双通道视频的实时采集。双CCD摄像机捕获的模拟视频信号经各自通道SAA7115H模/数转换后,形成BT.656格式的数字视频信号,经电平转换后,从DM642的Video Port0,1输入;在DM642中,双通道视频数据经过相应算法处理后,由Video Port 2经视频编码芯片SAA7105数/模转换后输出PAL制式模拟视频信号到监视器进行显示,最终实现在一个监视器上可自由切换输出的双通道视频,也可同时显示。
系统通过DM642的EMIF接口,连接SDRAM和FLASH存储器。SDRAM扩展了系统的可用存储空间,系统的初始化代码和配置信息则存储在FLASH中。
2 系统软件设计
系统软件流程如图2所示。
图2 系统软件流程图
该系统软件采用基于DSP/BIOS的TI参考框架RF-5(Reference Framework),协助实现系统流程中各个环节的交互和协调同步。在进入DSP/BIOS的调度程序之前,程序需要初始化多个要使用的模块。包括:
(1) DM642和系统板的初始化。系统执行BIOS和CSL的初始化,EMIF的CE0和CE1空间设定为允许高速缓存,设定DMA优先权队列长度为最大值,L2请求的优先权设定为最高,DMA 管理器初始化时将其内部和外部的堆栈进行分配。
(2) RF-5模块初始化。系统的通道模块设定为RF-5,初始化RF-5中的ICC和SCOM模块必须的内部单元通信和信息传递,按照内部和外部的堆栈缓冲执行来设定通道。
(3) 建立捕获和回放通道。建立和启动一个捕获通道,建立和启动一个回放通道。
在完成初始化工作后,系统进入DSP/BIOS 调度程序管理下的采集、任务、显示3个线程。这3个线程通过RF-5的SCOM模块互相发送消息。采集线程主要负责对输入数据的获取,用以完成捕获数字视频信号的工作,然后将YUV 4∶2∶2格式进行色差信号重采样,以变为YUV 4∶2∶0格式。任务线程通过加载GEL控件(.gel),在生成的对话框中用键盘输入代表相应视频通道功能的数字,系统即调用与该数字对应的程序代码,从而实现相应通道的实时视频采集。显示线程等待获得任务线程处理完毕后的数据,对其进行反向的重采样,以便将得到YUV 4∶2∶2格式的图像送SAA7105进行A/D转换,并送监视器显示。
3 系统功能测试
在测试中,当程序加载完毕后,DM642 EVM开始工作,双通道开始实时采集视频,处理并显示在监视器上。由于程序设定,显示的画面为双通道视频图像。每个通道画面各占显示器的一半,如图3所示。
图3 系统初始运行结果
加载Channel.gel文件并运行,在生成的对话框中分别输入0,1(分别代表选择视频通道0,1工作)。程序运行后,监视器上显示的视频图像从显示双通道画面无延时的切换到显示视频通道0,1的画面,如图4所示。
图4 视频通道0,1运行结果
测试结果表明,系统实现了双通道视频2个通道的自由协调切换,具有很好的实时性。
4 结 语
对基于DM642芯片的双目视觉监控系统进行分析,研究并给出了系统软硬件设计。使用GEL控件,实现了双通道实时视频采集、显示的协调工作,为双目视觉监控系统的后续研究提供了软硬件支持。
参考文献
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实验室目视化管理方案范文2
关键词:六西格玛管理;控制;流程
中图分类号:F270.7文献标识码:A文章编号:16723198(2009)23005602
近年来,实施六西格玛管理是目前企业界的一种时尚。众多的公司,如联合信号、杜邦、柯达、福特、本田等公司,都纷纷采纳六西格玛管理方法。六西格玛管理是一种以数据为基础,按照科学的数据采集和统计分析,找出产生问题的根源,采取消除这些问题的办法,使产品达到几乎完美无暇的管理理念、程序和方法。通过DMAIC(六西格玛流程改进)和DFSS(六西格玛流程设计)方法对企业进行业务流程改善和流程再造,从而使缺陷率减少到每百万次机会中只有3.4个缺陷。在DMAIC和DFSS中的每个阶段,都有一整套系统的、科学的、经过企业成功实践的工具和方法。本文着重谈谈六西格玛流程改进过程中的控制阶段。
1控制阶段的含义、内容和目标
在改进活动取得一定的成果之后,项目团队要对取得的成果进行控制,以保证改进成果不是昙花一现。控制活动能够使组织继续保持项目团队的最初改进活动,并确保在项目团队解散之后仍能实现持续改进。控制阶段的主要任务是,构筑长期的六西格玛管理活动组织框架和控制体系,实施持续的六西格玛管理活动,建立维持和改进绩效的评估标准与方法,确保对产品、服务流程和工作程序的持续评估、检查和更新,促进绩效的改善。控制的目的就在于加强流程评估、监测和管理,利用准确畅通的顾客反馈系统、市场反馈系统和流程评估系统,跨部门监管业务流程,以确保绩效得到真正有效的改善,并对取得的改善成果进行保持,确保流程不再回复到改善前的状态。
2控制阶段的步骤
2.1对改进绩效进行确认
改进结果可能低于项目团队的预期目标,也可能与预期目标大体一致,甚至可能超过团队的预期,给整个流程带来更好的改进。在控制阶段,团队成员应当从影响解决方案实施的各种要素中,找出那些影响绩效改进的关键因素,并针对这些关键因素要建立长期的流程控制系统,执行控制设计,确认长期流程能力,对流程进行持续改进。对于改进绩效的认定不仅有助于创造一种热情响应和积极参与的氛围,而且分享解决方案所带来的惊喜并营造一种踊跃参加的氛围也是对阶段成果的肯定,是激发员工更大热情的源泉。
2.2加强文件记录和目视管理
找出影响绩效改进的关键因素之后,将这些因素记录在案,并根据改进活动的进展随时更新和修正,可以保证人们不会随时间的流逝或项目团队的解散而慢慢放弃改进活动,使企业能够根据关键信息的变化及时调整企业的战略、产品、服务和流程。
为了更好地进行控制,我们通常会利用目视管理及时发现存在的问题。目视管理就是运用可见的工具如标识、色彩、标贴或标记等简化工作流程,使工作现场的问题点、异常状况、浪费状态一目了然地显现出来,以便尽早发现不良趋势和采取措施。在控制阶段,通过目视管理,可以有效防止过程变异,维持改进阶段所取得的成果。通过目视管理,可以保持工作现场的整齐有序,使工作过程简洁而有条理,防止缺陷产生,减少浪费,提高效率。
2.3构建六西格玛管理文化
一个成功的企业除了要有完善的治理结构、有竞争力的核心技术、有创新精神的企业家及管理团队,还要有积极和谐的企业文化。企业文化对企业兴衰发挥着越来越重要的作用,对于实施六西格玛管理的企业来说,构建六西格玛管理文化是保证流程改进活动持续进行的思想基础。团队成员要将六西格玛理念融人到企业文化中,构建支持六西格玛改进的文化。
2.4变革组织系统和结构
建立能够持续推进六西格玛管理的组织机构是控制企业发展以及改进工作的关键,也是实施六西格玛管理的重要环节。高层管理者必须使全体员工在头脑中形成一种深刻的印象,即质量意识始终是能够继续受聘的一个决定性因素。在实施六西格玛管理过程中,注意发现并奖励有效的改进活动无疑会鼓励更多人的参与。如在GE公司,杰克•韦尔奇就宣布管理者40%的奖金将按照六西格玛管理的参与度与获得的成就进行计算,由此激励了管理者的积极性。企业也可以建立项目收益分成制度,如将某个团队解决的30万成本中的3%作为项目团队成员的奖金。另外,通过对绩效定期进行正式和非正式评估,可以使整个组织都对改进活动形成一种预期,从而更好的推进改进活动。最后,组织的管理层要经常与项目团队成员进行沟通,对取得成果和经验进行交流,使六西格玛管理成为一种“经营方式”,成为组织的灵魂。
3控制阶段的方法和工具
在DMAIC的开始阶段,团队通过测量来定义问题、统计缺陷、分析变化的原因,并测量改进是否成功。在控制阶段,团队仍然要努力关注测量,必须重新明确地找出需要进行测量的关键点,不仅要包括对响应变量的测量,而且要扩展到对生产条件中关键因子的测量。在六西格玛工具集里,有许多过程控制方法,其中控制图是最为常用的工具。20世纪20年代,贝尔电话实验室成立了以休哈特为首的过程控制研究组和以道奇为首的产品控制研究组。经过研究,休哈特提出了过程控制理论和监控过程的工具――控制图。
控制图的类型很多,具体使用哪一种取决于要监测和控制的特性的本质和数量。运用控制图,可以及时发现流程改进活动中的意外情况并及时做出反应,在流程改进活动实现标准化之前,使整个改进活动尽可能完美,尽可能减少波动的产生。有效的控制要求必须从对某一流程在一定时期内的精确评估开始,然后检测所收集到的数据的变动。有了足够的数据,就可以计算出“控制界限”,包括控制上限(Upper Control Limit,UCL)和控制下限(Lower Control Limit,LCL),然后就可以判定流程是否是在控制之内。以某公司的顾客投诉电话为例,假设公司管理层希望知道公司每小时顾客投诉电话的数量变动情况,通过记录一个月内每小时数量水平的数据,然后就可以计算出控制上限和控制下限,绘制出控制图(见图1)。
图1关于顾客投诉电话数量的控制
西格玛项目的成功依赖于人们长期自觉地遵守合理的程序(制度)。控制阶段管理既是六西格玛管理的起点,也是六西格玛管理的终点。为了把握过程状况,需要采取诸如SPC控制图、BSC平衡计分卡、顾客报告表等图表形式的工具跟踪过程状况。通过对过程的定期测量、分析,了解状态改善了多少,节约了多少成本,即通过量化的手段掌握系统的运行状况,确保整个系统的高效运行。同时,控制是项目工作的一个重要阶段,一定要把改进阶段的成果通过建立过程控制体系保持下来,要注意那些修改了的文件、程序、作业指导书,及时纳入现有的质量管理体系。另外,项目控制阶段结束后,还有必要对整个项目工作进行总结和团队评估,为以后的项目开展积累经验。
总之,DMAIC模式从界定到控制不是一次性的直线过程,而是一个持续改进的循环过程。只有不满足现状,勇于创新,才能在六西格玛管理中取得卓越成效。
参考文献
[1][美]彼得•潘德,等.六西格玛是什么[M].北京:中国财政经济出版社,2002.
[2][美]苏比尔•乔杜里.六西格玛的力量[M].北京:电子工业出版社,2002.
实验室目视化管理方案范文3
关键词 高校地理教学 教学方法 创新能力
一 、高校地理教学的主要问题
（一） 课程体系尚待革新
目前，我国高校地理学课程体系大致相当于发达国家20世纪80年代的框架，远未反映当代国际地理学的发展，与国际地理学思想和方法上出现的“人本的科学地理学”和“科学的人本地理学”及多样化趋势相隔膜，对当代地理学的核心概念和科学前沿、当前国际地理学主要发展方向和重点研究领域的成果反映不足。
目前的课程设置重视应用，理论基础有所削弱。近年来，为迎合眼前的社会需求，学校课程设置加强应用取向，应用方向也呈现多元化，除出现了不够规范的问题外，理论基础和综合性人才的培养有所削弱，地理学基础课程、野外调查、实验室训练等方面显著削弱。
（二）实践教学环节薄弱
由于实验、实习和实践的经费严重不足，且分配不均衡，办地理学类专业的众多高校，有相当数量不具备必要的实验、实习和实践条件，学生的实习和实验机会较少，影响地理教学水平。近年来开始建设一些实习基地，但分布不均衡。
（三）教师评价标准错位
大学以教学为本，但目前对教师业绩的评估标准却重科研轻教学，对教学的激励机制远不如科研，导致教师在教学上不愿或不能投入应有的时间和精力，大大影响了教学质量。
二、关于我国高校地理教学发展的建议
（一）加强实践教学平台建设
社会经济的发展要求开放办学，地理专业大学生必须具备较强的动手与操作能力。仅仅依靠在学校里所掌握的专业知识肯定不能适应企业需求，除了以上实践途径外，还必须与社会对接，认识真正的地理行业。
走出去，就是走向社会，了解各行各业的发展状况，了解本行业的发展动态与方向。一方面是组织学生参观著名的工厂、企业等。开阔学生的眼界，锻炼并提高学生的工作能力。另一方面是教师走出校园，到地理管理部门体验生活，在实际的工作积累经验，丰富教学情感。请进来，是根据地理专业的特点，聘请校外的科研人员来校讲课或作专题报告、专题讲座等，介绍地理前沿动态等。这种方式有利于学生与主讲人之间进行充分的互动，有利于学生在步入社会之前，更好地了解工作性质，从而进一步提高学习的自觉性与针对性，努力培养自己的创业精神和创新能力。
（二）革新教学方法
1.创新教学模式
（1）体验教学：地理知识的学习仅在课堂内远远不够，课堂教学缺乏学生内在体验和感悟。为了让学生更深刻地感受地理资源的美感，学习地理的必要性，理解可持续发展的思想和观念，获得相应的技能和能力，成为具有可持续发展行为的新一代公民，必须让学生走入社会，走入自然与社会的情境中去，进行体验式学习。
（2）实践模式：将地理理论知识与实际生活相关联，从实践中获得知识、培养技能和能力及情感、态度和价值观，并将知识、技能、能力及情感、态度和价值观应用于实践。
2.图像教学模式
（1）课本插图：一幅插在课本中的地区图、景观图、游览示意图等都说明一个地理问题或一处景观。它紧紧结合教材，图文对照，学生易懂易记。教学中要充分利用教材插图，及时指导学生阅读、分析，使之发挥应有作用。
（2）卫星照片：它是通过人造地球卫星拍摄的，按一定比例缩小了的图像，准确、客观、全面地反映地表事物的几何形态。对卫片作简易判读和立体观察，是地理需要加强和探索的直观教学方式之一。教师教给学生卫片的常规目视判释程序，即可指导学生作简易判读，借助卫片的阴影，可以衬托出各种地形地貌的立体效应。例如把喜马拉雅山地区卫片的阴影方向朝向自己，就可较明显地看到喜马拉雅山及周围地区的条带状山脊和山谷走向，了解该地区的地势起伏特征和白色冰川沿山脊的分布情况。利用卫片像对（从相邻两摄影站对同一地区摄取的两张卫星像片）在立体镜下进行立体观察，凝视中间清晰的目标，使影像重合，会出现“模型般”的立体画面，能真正领略旅游地特有的空间美感。
（三）培养学生的创新能力
学生创新能力的培养离不开实践。只有在实践中，才能检验学生的创新能力，也只有通过实践，学生创新能力才会得到发挥和进一步发展。比如在旅游地理学中提到民风民俗旅游资源的开发要注意它的独特性，如何突出其独特性呢？可以让学生先把自己家乡的民风民俗旅游资源挖掘出来，然后结合家乡的实际，分析开发时的注意事项，并提出具体的开发方案来突出它的独特性。由于是自己所熟悉的事物和环境，学生是可以提出有创意的旅游开发项目的。随后运用所教的理论知识，引导学生对项目进行分析，指出它的可行之处和不合理之处，最后对此次教学进行总结，强调创新不是没有根据的无中生有，而是在遵循一定的规律的基础上运用所学知识进行的。这样，学生对旅游资源开发以及创新有了更深入的理解。理论与实践结合，可以很好地帮助学生对理论知识的理解、掌握和运用，同时促进创新能力的培养。另外，在实际调研中，也可以培养学生的社会交往能力，促进学生全面发展。
参考文献：
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[6]潘懋元.中国高等教育的定位、特色和质量[J].中国大学教学，2005，12
实验室目视化管理方案范文4
塑料管 驻厂检测 原材料 技术指标
1 引言
21世纪毋庸置疑是信息产业迅猛发展的时代，信息的高速、保密传递离不开光缆技术的支持，因为只有光缆能够以最快的速度传递大量的信息（宽带）而且不受干扰，不会泄密。
当前正面临着一个全球性的光缆网络建设，带来了世界范围的发展塑料光缆护套管的历史机遇。国际上著名的塑料期刊“现代塑料”（MODERN PLASTIC）2000年5月就刊登了“光缆网络爆炸性的全球需求创造了光缆护套管应用的巨浪”一文。文中有世界各地发展的报导和市场的预测，如“世界光纤通讯设备市场”报告预测全球光缆市场到2006年每年平均增长6.4%。通讯和多媒体协会报告美国去年铺设光缆约1 200万公里，美国塑料管协会报告HDPE护套管消费量约15.5万吨。
中国邮电通讯事业发展的也十分迅速，各地都在投资建设通讯网络，我国已跨越了从电缆通讯到光纤通讯的历史阶段，进入了光纤通讯时代。我国的塑料光缆护套管从1995年起步，应用很快普及到各个领域，发展也超过人们预先的设想。最具有中国特色、最成功应用的光缆护套管例子就是在高速公路和铁路的建设上，我国的通信建设部门利用光缆护套管具有柔软性可以盘管，可以长距离铺设，利用其具有螺旋结构，壁外管承受压力不至于破坏，可以将内管保护起来的特点，创造了把公路、铁路建设和城市光纤通讯网络建设结合起来进行同步建设的好办法。互联网在我国正以惊人的速度发展，要保证信息高速公路畅通不堵塞，必需建立“光平台宽带服务网络”，光缆要进入千家万户的前景预示着光缆护套管将有更广阔的市场。
4G技术在国际上已非常成熟，国内的4G技术也在紧跟世界步伐，飞速发展。作为中国三大运营商之一的中国移动，也在大量建设4G网络设施。通信线路安全也成为非常重要的环节。通信管道用塑料管作为地下铺设线路使用，将被提出更高的要求。随着中国移动产品集中化采购，通信管材已进入移动一级集采产品行列，集团对于管材质量非常关注，浙江公司积极采取各种措施进行质量监控。
2 塑料管简介
2.1 塑料管的定义
塑料管一般是以合成树脂也就是聚酯为原料，加入稳定剂、剂、增塑剂等，以“塑”的方法在制管机内经挤压加工而成。它具有质轻、耐腐蚀、外形美观、无不良气味、加工容易、施工方便等特点。
2.2 塑料管的种类
（1）按使用材料划分
以聚乙烯为主要原料的聚乙烯（PE）管;
以硬聚氯乙烯为主要原料的硬聚氯乙烯（PVC-U）管。
（2）按成型外观划分
硬直管;
硬弯管;
可绕管。
（3）按结构划分
实壁管：横截面为实心圆环结构的单孔塑料管材，也包括内壁带有略微凸出的导流螺旋线的单孔塑料管，具体如图1和图2所示：
图1 PVC实壁管
图2 PE实壁管（光缆子管）
双壁波纹管：内壁为实心，外壁为中空波纹复合成型的单孔塑料管，如图3所示：
图3 双壁波纹管
硅芯管：高密度聚乙烯（HDPE）外壁，有的是由外层色条和永久性固定硅质内层组成的单孔塑料管，如图4所示：
图4 硅芯管
梅花管：横截面为若干个实心圆环结构组成的多孔塑料管，如图5所示：
图5 梅花管
栅格管：横截面为若干个正方形结构组成的多孔矩形（角部有一定弧度）塑料管，如图6所示：
图6 栅格管
蜂窝管：横截面为若干个正六边形结构组成的多孔塑料管，如图7所示：
图7 蜂窝管
集团建设部门在铺设线路中多使用实壁管，也缘于它的稳定性好，抗压强度大。随着塑料管技术的发展，双壁波纹管的诞生在集团通信建设中发挥着重要的作用。双壁波纹管不仅有着能和实壁管相媲美的抗压强度，而且重量轻，搬运安装方便，其生产成本较低，所以越来越受到运营商的青睐。
3 中国移动浙江公司开展管材驻厂检测的
情况
3.1 管材驻厂检测工作前期准备
根据移动集团要求，塑料管驻厂检测工作于今年下半年正式开始。我省与第三方检测机构签订了驻厂检测服务合同，由第三方来负责对塑料管出厂时的质量进行控制。
为了能够更好的管理塑料管材供应商，尽快落实驻厂检测工作，省公司对5家供应商进行实地考察。我省采购部在考察过程中了解了供应商生产情况及其日常检测工作，告知供应商应如何报检，并要求供应商在报检之前其检测设备需通过有计量资质机构的校准/检定。对于缺少的检测设备，责令供应商尽快购置并投入使用。同时，根据集团驻厂检测文件的要求，1周内多个订单将合并为1个批次进行报检，通常1周只报检1次，特殊情况需实时申报。产品序列号沿用集团公司往期驻厂检测产品的编写规则，方便集团进行统一化管理。
3.2 驻厂检测过程
（1）塑料管驻厂检测中的技术要求与指标
浙江区域已报检的供应商有2家。由于报检的产品种类不多，目前驻厂检测机构反馈的信息表明暂无质量问题。在管材驻厂检测中，以《中国移动通信集团管材外检作业指导书》（以下简称作业指导书）为技术要求依据，通过对每一个项目的检查与测试来评估产品质量等级。作业指导书中的项目主要为：
资料核对检查：订单信息与出货报告;
包装标识检查：标识与序列号;
外观结构检查;
尺寸检查：硬直管长度、计米标识误差、外径与壁厚等;
性能检查（以双壁波纹管为例），具体如表1所示。
为保证产品出厂时的质量，我省采购部要求驻厂检测机构在驻厂时需要进行性能试验第7、8、9项检测（由于性能试验中第10项检测周期长，考虑到下单省公司用货较急，故目前暂不进行此试验，在必要时统一对此项目展开检测）。
（2）驻厂检测现场试验情况
图8、图9、图10、图11、图12、图13分别为塑料管性能检测的示意图。
3.3 检测数据/结果有效性
的控制
在驻厂测试过程中，驻厂检测机构工程师将按照《中国移动通信集团管材外检作业指导书》的要求对试验的数据进行实时记录与保存，同时要求供应商检测负责人认同检测过程，以签字或者盖章的形式确认。为保证供应商的检测数据与真实数据的偏离值在可允许的范围内，驻厂检测机构拟与供应商之间进行主要指标项目比对试验。
具体操作方案如下：
（1）制定比对试验的计划，确定试验项目。
（2）驻厂检测机构工程师与供应商检测人员取样（样品在供应商生产的同一批次成品中抽取）。
（3）驻厂检测机构工程师在本部实验室进行试验，供应商检测人员也完成相应的试验。
（4）对双方的试验结果进行分析，通过不确定度进行评判，若En注1值小于等于1时，表示比对结果满意;若En的绝对值大于1时，表示比对结果不满意。
当比对结果不满意时，要求供应商进行内部自行检查，找出问题所在并进行整改，然后再次进行比对试验。
通过此方案的执行，可以更有效地控制供应商产品的质量。（注1：应用于检测/校准实验室自行开展的实验室比对方法，常采用En值进行评价。）
4 驻厂检测对工作管理水平的提升
驻厂检测中发现的问题一方面可以要求供应商提升质量管理水平，另一方面可以改进采购的技术规范。
4.1 作业指导书中部分指标讨论
（1）PVC-U双壁波纹管纵向回缩率指标
在对5家供应商的考察中，供应商都提出了PVC-U双壁波纹管纵向回缩率此项指标难以达到（作业指导书≤5%的要求）。经查阅行业标准GB/T 6671-2001后发现，行标中并无PVC-U双壁波纹管的纵向回缩率的要求，我们认为可以对采购技术规范书进行相应的改进。
（2）HDPE硅芯管落锤冲击指标
作业指导书中此项指标冲击能量为40N・m（依据YD/T 1460.2中5.12章节的规定）。而硅芯管国家标准GB/T 24456中规定落锤冲击能量约为300N・m（落锤质量为15.3kg，高度为2m，g=9.8N/kg）。不同的标准之间冲击能量的规定相差较大，为了保证产品质量，作业指导书中冲击能量的规定有待商榷。
4.2 塑料管原材料的检测
根据作业指导书的要求，塑料管原材料的检测方式是目视或者核对供方报告。原材料在塑料管的生产中，对产品的整体性能起到了决定性的作用。因此，是否可以加强此项目的检测，由驻厂检测机构进行现场抽样并送到第三方检测机构进行测试。由于原材料检测周期较长，可定期（按季度或半年/次）实施该项目。
4.3 塑料管存放问题
塑料管原材料一般为聚氯乙烯（PVC）和聚乙烯（PE），此类材料在环境影响下尤其是受太阳紫外线和北方寒冷气候等影响，会发生老化、变色、龟裂、变脆或粉化，严重影响其力学性能。若在之后继续使用，将会有质量隐患。为避免发生通信质量事故，建议塑料管需存放在室内或仓库，同时可以实施巡查的方式来规范塑料管的存放。
4.4 塑料管按区域划分检测等级
不同省公司从同一供应商订购的塑料管质量等级是一样的。考虑到环境因素对塑料管的影响非常大，如中国北部（内蒙古，黑龙江等）气温低，西部（新疆，等）昼夜温差较大，可否实施按区域划分检测等级，如供应商提供给气候环境较恶劣的区域/省份，可根据作业指导书要求，适当提高检测等级，以便塑料管在线路铺设中真正起到保护作用。
4.5 加强对驻厂机构及供应商的管理
驻厂机构其职责是代表集团公司在外进行质量监控，驻厂机构检测人员任何的言行举止将和集团公司的形象息息相关。因此，需加强对驻厂机构的监管，要求其严格要求自己，不得做出任何有损集团公司利益的行为。同时，也应经常和驻厂机构进行沟通交流，能够学习驻厂机构对产品质量控制的新颖观点，并有利于集团公司重要信息的迅速传达与反馈，避免因信息不畅通导致重大问题的发生。定期对驻厂机构进行考核也是十分有必要的。随机对驻厂测试现场进行监督，了解驻厂过程的细节及实施进度，这也将成为我省今后工作中的一部分。我省也积极去了解供应商的困难，通过协调，既要保证产品质量，又不因为驻厂检测而耽误发货时间，从而保障了集团及各个省公司在基站、机房或线路建设的进度。
5 结束语
中国移动拥有庞大的客户群，本着“追求客户满意服务”的理念，保证用户在通话、网络及其它各领域的通信服务质量，增强用户的服务体验是我们工作的重中之重。因此，通信线路的建设尤为重要，通信线路的安全也是通信安全的基础。塑料管做为通信线路中保护电缆、光缆的产品，更需要控制其质量。我省遵照集团公司的指示，积极开展管材驻厂检测工作。虽然刚刚起步，但能把塑料管产品的质量控制在出厂前，可有效降低或减少通信事故的发生。不过驻厂检测工作毕竟不能保证产品后续的质量情况，应在各个环节进行有效的管理与控制。这需要集团、省公司、地市公司及各个相关部门的配合，使产品合格出厂、顺利入库、合理正确地使用或施工。
质量管理没有永恒的答案，只有永远的问题。只有不停地进行探索，发现问题，解决问题。在后续的工作中，我省将继续以严谨的态度来完成管材驻厂检测工作，提升服务质量，努力打造百姓心目中的平安移动、放心移动。
参考文献：
[1] 徐乃英. 通信线路研究工作的回顾与建议[J]. 现代有线传输， 1995（3）.
[2] 乔景远，王广岩. 电力通信网的现状及发展趋势[J]. 光通信， 2003（8）.
[3] 中华人民共和国信息产业部. YD/T 841.1 地下通信管道用塑料管 第1部分：总则[S]. 2008.
[4] 中国移动通信集团公司. 中国移动通信集团管材外检作业指导书[Z]. 2014.
实验室目视化管理方案范文5
湖南电视台旗下的金鹰网()，是目前国内省级电视台视频网站中的表现优异者，也是可与几大民营专业视频网站相抗衡的少数广电系网站之一。根据Alexa网站的访问流量统计排名，金鹰网位列国内所有电视台网站之首。本文对金鹰网的运营发展路径进行案例研究，分析其突出专业视频网站重围的发展经验，以供广电系视频网站借鉴。
湖南电视台围绕金鹰网的新媒体业务拓展
金鹰网2004年建立，由湖南广电集团主管、湖南电视台主办，其全资子公司快乐阳光互动娱乐传媒有限公司运营。2009年以来，湖南电视台在新媒体领域的开拓进入井喷时期：2009年3月，金鹰网推出芒果游戏平台，成为传统电视媒体中领先的网络游戏开发商和运营商之一；2009年11月，湖南广电与盛大网络共同出资成立盛视影业有限公司；2009年12月，金鹰网旗下的芒果网络电视被剥离出来独立运营；2009年12月29日，湖南卫视与淘宝网合资组建湖南快乐淘宝文化传播有限公司，正式进军电子商务；2010年1月，金鹰网与提供整合数字营销解决方案的易传媒公司结成战略合作，宣布成立视频广告联合实验室；2010年5月14日，芒果传媒有限公司与腾讯公司在深圳会展中心签署战略合作框架协议，联合拓展电视和互联网融合互动的内容产品，打造跨媒体的互动传媒平台。①湖南电视台的新媒体业务已延伸到网络游戏、电子商务、网络视频、视频广告、移动增值服务等各个领域，其中网络视频业务的发展尤其引人注目。
目前，湖南广播影视集团管办分离、制播分离已基本成型。4月30日，电广传媒公告称，接到湖南广播影视集团通知，根据湖南省人民政府有关通知要求，湖南广播影视集团依据《事业单位登记管理暂行条例》，拟向事业单位登记管理机关申请注销登记。湖南广播影视集团资产划归新成立的湖南广播电视台管理，原湖南广播影视集团所有债权债务由湖南广播电视台承担。制播分离的逐步完成，将进一步促进湖南电视台的经营性业务，尤其是互联网和新媒体业务的发展。
金鹰网“芒果网络生态圈”品牌战略
金鹰网以湖南广电的内容资源为基础，突出“金鹰”和“芒果”品牌，打造以金鹰娱乐、芒果TV、芒果圈、芒果游戏、金鹰论坛和金鹰无线等产品为核心的“芒果网络生态圈”；②芒果圈和金鹰论坛作为主要交互性平台，与芒果TV的直播聊天室、芒果游戏的游戏论坛、金鹰无线的讨论区一起，共同构成了金鹰网的完整互动平台。(见图2)
1.建设综合互动社区“芒果圈”吸聚忠实用户群
2009年底，金鹰网推出了全新SNS互动社区“芒果圈”(home.hunantv.com)，正式挺进SNS市场。2010年6月初，芒果圈已有400多万注册用户。芒果圈由快乐阳光互动娱乐传媒负责市场运营，主要为用户提供互动交友娱乐服务。芒果圈与其他SNS网站在应用和频道设置上相似之处很多，但还有一些体现电视特色的网络应用，比如支持网友直接上传视频；比如“芒果管家”作为芒果圈的官方发言人，默认作为用户好友并湖南电视台的相关信息等。最有特色的当属依托于湖南电视台节目推出一些热门互动活动，比如提供《我们约会吧》、《情感8090》、《我要拍电影》、《演员招募》、《花儿朵朵》、《2010快乐男声》、《以一敌百》、《百科全说》、《智勇大冲关》等节目的网络报名平台，或举办网络比赛等。
金鹰网正在不断整合原有的用户和内容资源，集中力量打造芒果圈综合互动社区。金鹰博客、金鹰播客和快乐城堡是金鹰网在推出芒果圈之前的用户互动平台，现在都已被整合到芒果圈中。目前，芒果圈还处于用户积累阶段，吸引新用户、提升现有用户活跃度是当前的主要目标。
2.利用“金鹰论坛”进行节目推广和反馈
金鹰论坛(bbs.hunantv.com)是金鹰网的官方论坛，主页采用门户式结构，内容板块设置很有特色，与湖南电视台的热门节目内容和受众群兴趣取向非常契合。作为网民意见的汇集地，金鹰论坛极大地方便了节目制作者追踪热门话题，收集观众意见，获得节目素材，判断节目改进的方向。
金鹰论坛的板块设置是细致、多元的，总体上主打轻松娱乐。粉丝专区便是基于年轻用户追星的特征，充分利用湖南电视台积累的明星资源而推出的板块。电视讨论区则是完全针对湖南电视台的电视节目推出的板块，成为收集网民对节目意见和建议的重要平台。金鹰论坛主页门户式的编排方式，为推广湖南电视台节目提供了平台。比如在主页上的论坛活动栏目，实际是为电视节目服务的活动报名平台，其他的热帖推荐等，也都是在突出对湖南电视台节目的讨论。
3.打造“金鹰无线”移动增值业务整合平台
金鹰无线(m.hunantv.com)是金鹰网移动互联网资源的整合平台，为用户提供手机游戏下载和铃音下载、彩信报等移动增值服务。金鹰无线是湖南电视台将核心内容资源进行全版权运营的重要无线渠道，兼具内容提供商和服务提供商的角色。手机游戏采用己方提供游戏策划、技术外包的方式生产，利用电视平台进行推广，有望获得较高收益。铃音下载模块中提供下载的铃音，主要是湖南电视台娱乐频道投资的天娱传媒所属艺人的作品。《快乐8》是湖南卫视推出的一本娱乐杂志，金鹰无线将其电子化并提供手机订阅，实现了纸媒内容在无线领域的变现。
4.运营网络游戏“芒果游戏”建立新赢利增长点
芒果游戏(mangogame.com)由金鹰网旗下芒果游戏乐园(game.hunantv.com)演变而来，现以独立域名运作。它是金鹰网以品牌授权、独家专营、联合运营、定项研发等模式打造的网游项目。芒果游戏目前运营有两个游戏产品“网球宝贝”和“芒果仙侠传”，并推出独立于金鹰论坛的游戏论坛。游戏论坛在聚合金鹰网游戏用户上有一定效果，目前注册用户已超过15万。这两款网络游戏目前采取道具收费的赢利模式。
湖南电视台进军网游的优势在于其拥有内容品牌资源、用户资源和营销推广资源。“网球宝贝”将湖南卫视的艺人形象和游戏人物结合在一起，在有效提升游戏用户粘性的同时，也加强了游戏用户对湖南卫视节目和艺人的忠诚度。
打造专门化网络视频平台芒果TV
2009年12月18日，湖南广电将金鹰网内提供视频直播和点播服务的“芒果网络电视”模块独立出来，启用独立域名，面向市场进行品牌运营，定名为“芒果TV”。2010年5月14日，芒果传媒有限公司与腾讯公司签署战略合作框架协议，双方将通过资源与优势互补，联合拓展电视和互联网融合互动的内容产品，打造跨媒体的互动传媒平台。
芒果TV包含页面和客户端两种形式，云集湖南卫视全部自有版权节目，并且和湖南广电节目进行同步网络直播，金鹰网自办节目和引进节目也同时在芒果TV播出。芒果TV以湖南广电自有版权节目视频为基础，整合其他优质娱乐节目和影视内容，以正版、高清、流畅、交互为特点，全面实现点播、直播高清服务，构建汇聚优质视频内容的视频内容集成平台，并通过芒果TV手机版等跨媒体产品，面向电脑、手机、数字电视三大领域，构建“三网融合”的“第一网络娱乐电视”。③
1.丰富优质的内容资源
芒果TV拥有金鹰访谈室、湖南卫视、卫视国际频道、湖南经视、湖南娱乐、湖南都市、电视剧、湖南公共、金鹰纪实、快乐购、金鹰卡通、青海卫视等12个直播频道，不仅实现了湖南广电旗下所有频道的直播，而且加入了金鹰网自制节目和青海卫视的直播。截至2010年6月9日，芒果TV共有28256个视频可供观看，其中包括121部完整的电视剧，185档电视节目、近百个音乐MV以及20多部来自不同国家、地区的完整电影。目前省级电视台的视频网站只有少数几家提供电视剧的点播服务，而芒果TV不仅提供完整电视剧的点播服务，还提供电视剧精彩花絮及片段的点播服务。
湖南电视台的综艺节目一直是芒果TV的核心内容资源，此外，青海卫视和华娱卫视也为其提供节目。芒果TV目前提供的185档电视节目，有68个来自湖南卫视，其他分别来自金鹰网自制4个、天娱传媒2个、卫视国际频道14个、湖南经视17个、湖南娱乐30个、湖南都市6个、湖南公共1个、金鹰纪实11个、金鹰卡通7个、青海卫视3个、华娱卫视22个。其中，金鹰网自制的《金鹰访谈》已经运营近两年，俨然已成为其自主王牌节目，而且这档节目已正式在湖南卫视国际频道播出，成为中国内地为数不多的由互联网反向电视输出的视频节目。湖南广电旗下的响巢国际、天娱传媒、华夏影业、芒果影业、盛视影业等影视剧制作公司，也已经或即将成为芒果TV的内容提供者。
2.简单方便的功能设置
在分类索引方面，芒果TV对视频的分类除了按节目性质分为电视节目、电视剧、电影和音乐MV之外，还按照整片和短片进行划分。短片是指一些电视剧、电影的片花、花絮和预告片，以及电视节目中精彩片段的剪辑。为了方便用户搜索，芒果TV对电视节目、电视剧和电影都分别按照首字母、出品方等信息设置了索引。
在推荐排行方面，按照点击量和评论数对芒果TV上的视频进行排序，建立芒果榜。包括按日总排行和按周的电视节目、影视剧排行。芒果TV除了对金牌栏目的推荐外，还有编辑推荐版块，主推湖南电视台的热门节目。
在用户支持方面，芒果TV虽已面向市场独立运营，但仍与金鹰网连通，登录后可进行节目订阅和节目收藏。芒果TV支持多终端收看，除了页面收看和客户端收看外，还可通过手机收看。目前芒果TV不支持用户的上传和下载。
3.多种形式的广告资源开发
当前广电系视频网站的广告经营普遍比较弱，而芒果TV已经在进行较有成效的广告经营。芒果TV的广告业务有页面展示广告和视频点播广告两大类，页面广告主要是页角的按钮广告，视频点播广告分别有前贴、背景和暂停广告。从广告技术应用角度看，除了静态和动态的网幅广告，还有少量的流媒体广告。从广告投放的品牌来看，主要有京东商城、麦网M18、禾生坊、harly ever’s、沃尔玛、帮宝适等，主要集中在网络零售商领域。金鹰网运营发展经验
金鹰网作为湖南电视台在互联网及新媒体领域的门户，在其发展过程中不断地进行资源整合，其经验值得广电系网站借鉴。
1.充分利用核心内容资源，实现多元增值
互联网和移动互联网的多种业务模式，为金鹰网多种业务模块的运营提供了可能，而丰富的内容资源和艺人资源为其提供了竞争优势。其多种业务模块主要是通过内容的多次售卖和版权衍生品经营来实现的。金鹰网对湖南电视台节目内容的再次售卖，主要在芒果TV平台和无线增值业务领域，版权衍生品主要体现在芒果游戏等业务领域。这些业务的运营，使湖南广电的内容资源得以在金鹰网平台上实现多元增值。
2.重视基于电视节目内容的互动，提高用户粘性
实验室目视化管理方案范文6
论文摘要：随着虚拟现实技术的出现，城市规划建设发生了革命性的变化。而虚拟现实建模语言vrml正是相应其产生的，人们可以根据自己的丰富的想象力模拟构造出任意模型，从而实现城市规划的预见。当然，也可以从模型中发现缺点和不足，从而做进一步的改进和完善。本文正是基于这种技术和vrml开发工具实现了城市的仿真，能够使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众可以从任意角度，实时互动真实地看到规划效果，更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图，公众的参与也能真正得以实现。
本文研究的主要是虚拟现实技术在城市规划领域中的应用。意义在于针对现代城市建设的盛行，利用环境学、工程学、规划设计等的综合，将虚拟现实技术运用其中，实现对城市的仿真，更真实、鲜明、生动地展现城市面貌，便于对城市规划的可行性研究，有利于城市的规划，建设和完善。
abstract ：the city planning and layout have been revolutionized by the advent of the virtual reality technology. and virtual reality modeling language happens to come into being going with it. people could construct any model according to his imagination, consequently the expectation of the city planning can be achieved. certainly we could find out the error and insufficiency, so that we could modify and improve it. the article bases on this technology and vrml exploitation tool to implement city emulation. it can make government layout department, project developer, engineering person and public set eyes on layout result in spots and commutatively by applying vr technology, and make them grip the city’s conformation and understand the purpose of the designer, and the participation of the public could come true.
this paper is mainly about the application of the virtual reality technology to the city planning. the significance is that it can realize city emulation by applicating euthenics, engineering, layout and vr technology. consequently we can show the more real, brilliance, dramatic city’s visage, so that it makes the feasibility research of the city planning more simple and it in favor of city planning, city’s construct and city’ perfect.
keywords ：virtual reality；city planning；modeling；emulation
第一章 绪 论
1.1 什么是虚拟现实技术
虚拟现实是计算机模拟的三维环境，是一种可以创建和体验虚拟世界（virtual world）的计算机系统。虚拟环境是由计算机生成的，它通过人的视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的感觉的视景仿真。它是一门涉及计算机、图像处理与模式识别、语音和音响处理、人工智能技术、传感与测量、仿真、微电子等技术的综合集成技术。用户可以通过计算机进入这个环境并能操纵系统中的对象并与之交互。
虚拟现实不是真的，也不是现实，它只是一个在桌面上可实时地做交互式三维图形用户界面的工具。就像窗口系统及鼠标驱动用户界面一样，虚拟现实可使计算机的运用更加有效、透明。根据设计者的构想，用户可以沉浸到数据空间中，将用户在一定时间内与现实环境相隔离，然后投入到可实时交互的虚拟环境中，并且驾驭其中的数据，使人有一种身临其境的感觉。
虚拟现实是一门综合技术，它以计算机技术为主，综合利用计算机三维图形技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术、显示技术、伺服技术等，来生成一个逼真的三维视觉以及嗅觉等感觉世界，让用户可以从自己的视点出发，利用自身的功能和一些设备，对所产生的虚拟世界这一客体进行浏览和交互式考察[1]。
虚拟现实有三大特点：浸沉感、交互性和构想性。
浸沉感指的是人浸沉在虚拟环境中，具有和在真实环境中一样的感觉；
交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受，而是可以通过自己的动作改变感受的内容；
构想性指虚拟的环境是人构想出来的，因而可以用以实现一定目标的用途。
1.2 虚拟现实技术的发展前景
虚拟现实（virtual reality，vr）是近来计算机网络世界的热点之一，在社会生活的许多方面有着非常美好的发展前景，更是数字地球概念提出的依据和基础技术。
虚拟现实的应用领域十分广泛，主要在工程设计、计算机辅助设计（cad）、数据可视化、飞行模拟、多媒体远程教育、远程医疗、艺术创作、游戏、娱乐等方面。 web的出现更使虚拟现实技术引起人们普遍的关注。人们对它寄予厚望，希望利用这个技术使世界各地的人，可以在三维环境下交流。多个用户可以进行基于文本的或是声音技术的闲谈，在网上建立一个真正的三维社区已不再只是梦想中的事[2]。
虚拟现实发展前景十分诱人，而与网络通信特性的结合，更是人们所梦寐以求的。在某种意义上说它将改变人们的思维方式，甚至会改变人们对世界、自己、空间和时间的看法。它是一项发展中的、具有深远的潜在应用方向的新技术。利用它，我们可以建立真正的远程教室，在这间教室中我们可以和来自五湖四海的朋友们一同学习、讨论、游戏，就像在现实生活中一样。使用网络计算机及其相关的三维设备，我们的工作、生活、娱乐将更加有情趣。因为数字地球带给我们的是一个绚丽多彩的三维的世界!
我们相信社会的发展和技术的创新使这一切在世界的任何地方都能做到，再不需等待可望而不可及的将来，或许就在十年以后，或许二十年以后。
1.3 国内外虚拟现实技术的研究概况
美国是vr技术的发源地。美国vr研究技术的水平基本上就代表国际vr发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。
在当前实用虚拟现实技术的研究与开发中日本是居于领先位置的国家之一，主要致力于建立大规模vr知识库的研究。另外在虚拟现实的游戏方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虚拟现实硬件是从美国进口的。
在vr开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备（包括触觉反馈）设计和应用研究方面，在欧洲英国是领先的。到1991年底，英国已有从事vr的六个主要中心，它们是windustries（工业集团公司），british aerospace（英国航空公司），dimension international，division ltd，advanced robotics research center和virtual presence ltd（主要从事vr职产品销售）[3]。
和一些发达国家相比，我国vr技术还有一定的差距，但已引起政府有关部门和科学家们的高度重视。根据我国的国情，制定了开展vr技术的研究，例如，九五规划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划等都把vr列入了研究项目。 在紧跟国际新技术的同时，国内一些重点院校，已积极投入到了这一领域的研究工作。
北京航空航天大学计算机系是国内最早进行vr研究、最有权威的单位之一，他们首先进行了一些基础知识方面的研究，并着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理；在虚拟现实中的视觉接口方面开发出了部分硬件，并提出了有关算法及实现方法；实现了分布式虚拟环境网络设计，建立了网上虚拟现实研究论坛，可以提供实时三维动态数据库，提供虚拟现实演示环境，提供用行员训练的虚拟现实系统，提供开发虚拟现实应用系统的开发平台，并将要实现与有关单位的远程连接[3]。
浙江大学cad&cg国家重点实验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，另外，他们还研制出了在虚拟环境中一种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法。
哈尔滨工业大学计算机系已轻成功地虚拟出了人的高级行为定人脸图像的合成，表情的合成和唇动的合成等技术问题，并正在研究人说话时头势和手势动作，话音和语调的向步等。
还有其他一些大学在虚拟现实发面取得了骄人成绩，在这里就不再介绍了。总之，虽然我们和其他一些发达国家相比还存在差距，但我国的发展前景还是很光明的，需要大家的不懈努力。
1.4 本文研究的主要内容
本文主要是介绍了虚拟现实技术极其应用，及其相应的实现工具vrml语言。通过对城市的模拟设计，更深入的了解虚拟现实技术及掌握vrml语言的使用。
第一章主要讲了虚拟现实技术的基础知识、发展前景以及现今国内外的发展状况。以便让读者对虚拟现实技术有一定的了解。
第二章主要讲了虚拟现实技术的实现工具vrml语言的发展历史，虚拟现实与vrml的联系以及vrml的创作原理等，目的是使得读者可以很快掌握vrml。
第三章是系统的概要设计，主要讲了虚拟现实技术的应用和vrml的使用。通过介绍虚拟现实技术在城市规划领域的应用，物理建模技术以及城市模型的概要设计，使得读者对虚拟现实技术的了解更加深入和透彻。
第四章主要讲了系统的详细设计，主要是告诉读者怎样利用vrml语言实现模型的虚拟实现。通过本章的学习可以使读者的运用vrml语言的能力大大增强。
第五章主要讲了在系统的设计过程中遇到的问题及相应的解决方法。
第二章 vrml简介
2.1 vrml的发展历史
vrml使用场景图数据结构来建立3d实境，这种数据结构是以sci开发的open inventer 3d工具包为基础的一种数据结构。vrml的场景图是一种代表所有3d世界静态特征的节点等级：几何关系、材质、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。几乎所有的生产三维产品的厂商，无论是cad、建模、动画、虚拟现实，还是vrml,它们的结构核心都是场景图。
1993年9月，tong parisi和mark pesce开发了第一个vrml浏览器，称为labyrinth，它是www上三维浏览器的原形。
1994年春，在日内瓦第一届www大会上，由tim berners-lee和dave raggett所组织的一个名为bird_of_feather (bof)的小组提出了vrml这个名字，当时所代表的含义是virtual reality makeup language，但是后来为了反映三维世界的建立而改成了virtual reality modeling language，缩写为vrml。在这次大会以后，一个www-vrml mail list的组织成立了，silicon graphics，inc(sgi)的gavin ball通过选择open inventor文件格式中的基本元素，增加必要的www特征，制定的方案经修订，在1994年第二次www大会上公布为vrml1.0的初稿。
另一位sgi的原open inventor设计师paul strauss开始作一个vrml公共域的词解程序，当时流行于业界的名字叫qvlib。这个程序的作用是把vrml的可读文件格式转换成浏览器可理解的格式。这个词解程序于1995年1月公开。它可以安装到各式各样的平台上，从此，各种浏览器私雨后春笋般兴盛起来[4]。
1996年8月在sgi的 moving worlds提案基础上形成vrml2.0。vrml2.0在vrml1.0的基础上进行了很大的补充和完善。
vrml2.0的dis就是以vrml2.0为基础制定的，于1997年4月提交国际标准化组织iso jyci/sc24委员会审议，依照惯例命名为vrml97。
1998年12月在原vrml组织的基础上成立了web3d联盟，致力于vrml ng标准的制定，并致力于制定x3d网络三维标准。在x3d的旗帜下，vrml将结合java3d和xml等技术，成为internet上三维虚拟世界的主要标准。
2.2 vrml与虚拟现实技术
虚拟现实的英文名称为virtual reality，简称vr，即利用计算机的高科技手段构造出一个虚拟的世界，使参与者获得与现实一样的感觉。虚拟现实是一个在当今国际上倍受瞩目的课题。
当计算机技术尚未出现的时期，仿真只能在实物上进行，这一阶段的仿真称为模拟仿真。其特点是：由于仿真是在实物上进行，因而实时性强且精度较高，但是实施的难度和费用都较大。在计算机技术问世且被引入仿真领域的初期，仿真技术步入了半模拟半数字的阶段。这时系统中的一些部分由计算机代替，另一部分则由实物充当，所以，在一定程度上仍然保留着实时性仿真的特点[5]。
80年代后期，仿真在诸多方面都发生了重大的转变，仿真研究的对象已由连续转向离散事件系统。仿真已由重视实验转向重视建模与结果分析。计算机已成为一种重要的仿真工具。计算机仿真是一门利用计算机模拟真实系统进行科学实验的技术。
由于从强调并重视与人工智能结合转向强调与图形技术和对象技术结合，仿真系统的交互性大大加强。就应用领域方面而言，仿真已从研究制造对象的动力学、运动学特性及加工、装配过程，扩大到研究制造系统的设计和运行，并进一步扩大到后勤供应、库存管理、产品开发过程的组织、产品测试等，涉及到企业制造活动的各个方面。这些转变明显地说明，计算机仿真已经进入了一个崭新的发展阶段，它的重要性与特殊功能已越来越突出。虚拟现实促进了仿真技术的发展。虚拟现实是采用计算机仿真技术生成的一个逼真的、具有视、听、触、嗅、味等多种感知的虚拟环境，置身于该环境中的人们可以通过各种传感交互设备与这一虚构的现实进行相互作用，达到彼此融为一体的程度。近年来随着信息技术的发展，特别是高性能海量并行处理技术、可视化技术、分布处理技术、多媒体技术和虚拟现实技术的发展，使得建立人机一体化的、分布的、多维信息交互的仿真模型和仿真环境成为可能，仿真因此形成一些新的发展方向，如可视化仿真、多媒体仿真、虚拟现实仿真等[5]。
2.3 vrml原理
1.vrml对三维虚拟世界的描述
vrml规定了3d应用中大多数常见的功能。
(1)建模能力，vrml定义了类型丰富的几何、编组、定位等节点，建模能力较强。
基本几何形体：box、sphere、cone、cylinder
构造几何形体：indexlineset、indexfaceset、extrusion、piontset、elevationgrid
造型编组、造型定位、旋转及缩放：group、transform
特殊造型：billbord、backgroud、text
基本几何形体节点只能作十分有限的几种造型，用点、线、面索引节点及拉伸节点就可以构造任意复杂的实体形状。特殊造型节点可用于场景中的文字、背景颜色等设置。造型编组可以用来描述装配关系，其中transform节点可以确定装配位置、方向。
(2)真实感及渲染能力，通过提供丰富的相关节点的渲染，可以很精细地实现光照、着色、纹理贴图、三维立体声源。
光照：headlight、spotlight、pointlight、directionlight
材质着色：material、appearance、color、colorinterpolator
纹理：imagetexture、movicetexture、pixeltexture、texturetransform
雾：fog
明暗控制说明：normal、normalinterpolator
三维声音：sound
场景光照的设置直接影响观察者的视觉效果，这几种光照节点可以提供各种虚拟场景的光源。不同材质的物体色彩及反光效果不同，vrml的材质及着色节点的使用可以仿造如同真实物体给出的视觉效果。文理节点可以对实体表面粘贴图片或进行像素点的设置以使实体具有同实物一样的表面花纹。雾、明暗控制都对场景的光线反射有影响。声音节点可以在场景中模拟出实际空间可能产生的各种声响，如音乐、碰撞声等[6]。
(3)观察及交互手段，传感器类型丰富，可以感知用户交互。视点可以控制对三维世界的观察方式。
传感器：cylindersensor、planesensor、visibilitysensor、proxymitysensor、spheresensor、touchsensor
控制视点：viewpoint、navigationinfo
各种传感器节点可以感知用户鼠标的指针，touchsensor节点在数控车床操作按纽功能的仿真中十分有用。视点控制可以预先提供给用户一些更好的观察角度。
(4)动画，vrml提供了方便的动画控制方式。
关键帧时间传感器：timesensor
线性插值器及姿态调整：coordinateinterpolator、orientationinterpolator、scalarinterpolator
这两组节点的配合使用可以产生场景中的动画效果，关键帧时间传感器节点驱动线性插值器节点按时间顺序给出关键值插值，这些插值就是关键震动画时控制实置、状态所需要的中间过渡值。
(5)细节等级管理及碰撞检测：lod、collision
细节等级管理是对复杂实体的细节显示加以控制，使该实体可在视点外或远离视点时不显示或粗略显示。vrml自身提供的碰撞检测是指观察者在虚拟场景中的替身与实体的碰撞。
(6)超链接及嵌入：anchor、inline
这两个节点使vrml可以由一个虚拟场景直接链接到另一个场景，或者将另一个场景中的实体嵌入自己的场景中。
2.vrml的执行模式
通过使用vrml的script节点编程、与java间事件访问和建立场景图内部消息通道能够很方便的实现虚拟实体的交互和动画功能。vrml场景图可以接受两种事件驱动：从路由语句传过来的入事件及由外部程序接口写入的直接事件。路由语句说明由场景传出的每一条消息的传递路径，也就是从一个节点的出事件域传出的事件传递到一个节点的入事件域。场景中传感器节点通常定义了触发事件，它通过路由发送到场景图的其他节点的入事件域。如传感器节点的触发事件直接传递到插补器节点产生关键值插值，也可以传递script节点进行运算处理产生关键值插值。script节点的处理过程就是javascript语法编写脚本程序。script节点还可以通过url域引入java程序到其他需要的节点，比如传送给实体改变它的位置、形状。由外部程序接口写入的直接事件不需要路由图传递，但其他执行过程都是一样的。如果需要外部程序的响应，它应该能够有读取节点出事件域数据的接口[7]。
2.4 vrml的创作工具
创作vrml可以用你喜欢的文本编辑器，如windows95下的notepad，dos下edit等。当然，最后要奖文件保存为以 .wrl为后缀的文件。对于复杂的三维造型，如果vrml语句逐句写出，那么其工作量是非常大的，有时也是无法完成的，幸运的是有很多大型的具有三维造型功能的软件都开发了vrml文件的输入输出，人们可以利用这些造型工具直观快速的创建一个三维空间，然后输出为 .wrl后缀的文件。这样对于复杂的三维造型vrml环境中显示就不成问题了。
推荐读者使用的vrml创作工具是vrmlpad，它是一种功能强大且简单好用vrml开发设计专业软件，其完全vrml97标准。vrmlpad可以对vrml文件进行浏览编辑，对资源文件进行有效的管理，并且提供了vrml文件的向导，可以帮助开发人员编写和开发自己的vrml虚拟现实作品[8]。
第三章 系统的设计
3.1 虚拟现实技术在城市规划领域的应用
3.1.1 概况
随着全球知识经济的兴起，信息产业正以前所未有的速度蓬勃发展，上至政府、军队，下到各企事业单位都开始重视信息技术的创新研究和长远发展，并已经或准备给予大量的投入。而作为信息技术发展重要驱动力的“虚拟现实”技术，也随之成为人们关注的热点之一。
由于城市规划的关联性和前瞻性要求较高，城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一。从总体规划到城市设计，在规划的各个阶段，通过对现状和未来的描绘（身临其境的城市感受、实时景观分析、建筑高度控制、多方案城市空间比较等），为改善人居生活环境，以及形成各具特色的城市风格提供了强有力的支持。规划决策者、规划设计者、城市建设管理者以及公众，在城市规划中扮演不同的角色，有效的合作是保证城市规划最终成功的前提。vr技术为这种合作提供了理想的桥梁，运用vr技术能够使政府规划部门、项目开发商、工程人员及公众可从任意角度，实时互动真实地看到规划效果，更好地掌握城市的形态和理解规划师的设计意图，这样决策者的宏观决策将成为城市规划更有机的组成部分，公众的参与也能真正得以实现。这是传统手段如平面图、效果图、沙盘乃至动画等所不能达到的[9]。
3.1.2 虚拟城市的有机组成
仿真的虚拟环境
类似于时下流行的三维动画，同样是通过强大的三维建模技术建立逼真的三维场景，对规划项目进行真实的“再现”。但是vr技术建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求，属于科学仿真系统；而传统动画的三维场景则是由动画制作人员根据资料或想象绘制而成，与真实的环境和数据有较大的差距，严格意义上来说属于一种演示作品。
多方式、运动中感受城市空间
在虚拟现实系统中，可以全方位,多种样式（步行、驱车、飞行、ufo等）,完全由用户自由控制在场景中漫游。vr技术与传统的三维动画最根本的区别就是：传统动画的观察路径都是预先设定好的，用户只能按照事先设定的路径浏览场景；而vr技术可以由用户在三维场景中任意漫游，人机交互，甚至还可以使用专用的头盔把用户的视觉、听觉及其他感觉封闭起来，产生一种身临其境的错觉。这样一来，很多不易察觉的设计缺陷能够轻易地被发现，减少由于事先规划不周全而造成的无可挽回的损失与遗憾，大大提高了项目的评估质量。
实时多方案比较
运用虚拟现实系统，我们可以很轻松随意的进行修改，改变建筑高度，改变建筑外立面的材质、颜色，改变绿化密度，……所看即所得，只要修改系统中的参数即可，而不需要象传统三维动画那样，每做一次修改都需要对场景进行一次渲染。这样不同的方案、不同的规划设计意图通过vr技术实时的反映出来，用户可以做出很全面的对比，并且虚拟现实系统可以很快捷、方便的随着方案的变化而作出调整，辅助用户做出决定。从而大大加快了方案设计的速度和质量，提高了方案设计和修正的效率，也节省了大量的资金。
三维空间信息交流
虚拟现实系统的沉浸感和互动性不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，还可以通过其数据接口与gis信息相结合，即所谓的vr-gis，从而可以在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标、报批、管理等需要。此外，虚拟现实系统还可以与网络信息相结合，实现三维空间的远程操作。
公众参与与方案展示
对于公众关心的大型规划项目，在项目方案设计过程中，虚拟现实系统可以将现有的方案导出为视频文件用来制作多媒体资料予以一定程度的公示，让公众真正的参与到项目中来。当项目方案最终确定后，也可以通过视频输出制作多媒体宣传片，进一步提高项目的宣传展示效果。
3.1.3 虚拟现实技术对城市规划的影响
1．城市规划管理
信息技术对城市规划管理的影响主要表现在办公自动化方面，目前的办公自动化方面，目前的办公自动化主要是提高城市规划管理部门内部的管理水平、质量和效率。随着社会的信息化，通过因特网可以建立城市规划管理部门与城市建设者之间的有效信息通信渠道，可以通过因特网实现网上报建，报建单位只要在本单位与因特网相连的计算机就可完成报建过程和提供所需的材料，规划审批可以在因特网上完成。
规划管理与规划设计更紧密的结合，实现管理与设计的一体化，审批的结果可以电子数据的形式迅速的反馈给设计部门，而设计部门可尽快地将设计结果以电子数据的形式提交给管理部门，这些信息的传输可以通过因特网来完成。
通过因特网可以进行规划评审，各地的专家可以在家里对规划成果进行评审，规划成果将利用虚拟现实技术展现专家所需的各种信息（如建筑物三维动态模型），通过网络会议交流意见，专家甚至可以实时与规划师交流，提出自己意见和设想，并可以较快地通过建立数字模型加以证实[10]。
2．城市规划设计
城市规划设计将更广泛应用cad和gis技术，而计算机图形输入技术的改进和智能化，五笔输入技术，使规划设计师进行设计更为方便，而不影响灵感产生。
设计过程中所需的数据将数字化，使其获取变得更加容易、更加方便，可以采用遥感图像直接作为背景进行设计，而各种地下管线的资料由于数据库的建立而更加方便的获得。现在比较难以得到的人口空间分布、交通流量等信息由于相应信息系统建立而能很方便地获得。
虚拟现实技术的发展与应用，使规划设计成果的三维动态建模更加方便，设计成果更加形象和直观。
在规划设计和规划审批中由于规划成果的数字化，使得对各种规划成果和方案的定量分析、模拟和预测成为可能，经济可行性分析也更为方便，促进规划决策的科学化。
通过因特网由分布在全球各地的规划设计专家共同合作完成设计也将成为可能，这样可以构建了一个不受规划师的空间分布制约的虚拟设计事务所。
3．公众参与
公众可以通过因特网动态了解规划设计方案和参与规划审批，而且规划方案与成果的表现形式由于采用虚拟现实技术和多媒体技术更为直观和形象，使公众能更好的理解规划师的意图，公众通过因特网发表个人的意见，与规划师、管理人员和其它有关人员进行直接对话，使公众参与更加有效，促进决策过程的民主化。
4．城市规划研究与教育
因特网构成了一个巨大的电子图书馆，各种城市规划研究成果将以电子出版物的形式出现，城市规划研究者将通过因特网查到各种城市规划资料，并可通过电子邮件、bbs（电子公告栏）及其它一些网络通信方式进行交流。
因特网同时也将成为一个庞大的远程教育网，城市规划专业的学生可以通过因特网利用多媒体技术学习城市规划的理论与知识。
在信息时代，电子游戏也将成为一个很好的教育手段，城市规划方面的游戏软件将出现，可以对规划设计与审批及城市建设过程进行模拟，使城市规划学习及城市规划的宣传与教育通过玩电子游戏的过程来完成。
总之，信息时代的到来，使人类构造了一个与现实世界相对应的虚拟的信息世界，人们将生活在由原子组成的现实空间和由比特（bit）构成的信息空间(cyberspace)中，现实空间与信息空间的物理界面（interface）是由计算机及网络和数据库构成的信息基础设施，人们通过这一界面可跨越现实空间与一些时间的限制，了解现实世界的过去和现在，预测未来，进行思想交流。城市规划将在信息空间中构造城市发展的蓝图，并通过建设者在现实世界中实现。
3.2 物理建模技术
3.2.1 人工的几何建模方法
由构造vr的观点看，几何建模是构造vr的致命技术，它的限制可能妨碍vr的进展。vr研究将受益于共享的开放的建模环境，包括物理建模环境等。为了加深理解，需要回顾三维几何模型怎样获取。下面回顾几个vr工作所报告的模型获取过程。vr的几何建模一般通过基于pc或基于工作站的cad工具获取。在北卡大学漫游建筑的项目中，autocad用于产生构成一座教堂几何模型的12000个多边形。讨论的一个问题是"由为其它目的写的cad程序中取出要求的数据"。由autocad产生的文件取出三维几何并不困难，但问题是并非所有要求的数据都以vr要求的形式提供。特别是没有提供有关建筑物实际物理的数据，用于实时漫游算法的划分信息，以后由手工或专用程序加入。
vpl reality built for two (rb2) 系统使用macintosh ⅱ，作为固体建模的设计站，用iris工作站作为绘制/显示站。rb2是用于设计和实现实时vr的软件开发平台。在rb2下开发是快速的交互的，具有可实时编辑的属性约束和交互。rb2的几何建模功能利用了软件模块rb2 swivel和数据流/实时动画控制台body electric。rb2在组织上有大量跟随者，他们没有足够的资源开发自己的vr。rb2是交钥匙系统，它的几何物理文件格式是专有的。
在npsnet项目中，初始的三维插图集由simnet数据库得到。这些模型知道的武器系统的三维外表比simnet少得多。结果，研究者开发了保存这些三维模型的开放格式，把物理模型增加到格式中，并改写了系统，包含了面向对象的动画能力。例如，npsnet研究组正在利用multigen cad工具开发无物理的模型，这用于sgi基于performer的npsnet-4系统。有物理的cad系统已开始开发，但还很贵，只是专用的。许多ve应用要复制真实世界。不是用手建立模型，最好利用视觉或其它感觉自动获取模型。自动获取复杂环境模型(如工厂环境)当前还不现实，但这是合适的课题。同时，自动或接近自动获取几何模型，现在在某些情况是现实的。部分自动的交互式获取在不久将是可行的。现在已有利用激光扫描建立实际物体三维外形的设备出售。
3.2.2 自动的几何建模方法
三维扫描仪（3 dimensional scanner）又称为三维数字化仪（3 dimensional digitizer）。它是当前使用的对实际物体三维建模的重要工具。它能快速方便的将真实世界的立体彩色信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了有效的手段。它与传统的平面扫描仪、摄像机、图形采集卡相比有很大不同。首先，其扫描对象不是平面图案，而是立体的实物。其次，通过扫描，可以获得物体表面每个采样点的三维空间坐标，彩色扫描还可以获得每个采样点的色彩。某些扫描设备甚至可以获得物体内部的结构数据。而摄像机只能拍摄物体的某一个侧面，且会丢失大量的深度信息。第三，他输出的不是二维图像，而是包含物体表面每个采样点的三维空间坐标和色彩的数字模型文件。这可以直接用于cad或三维动画。彩色扫描仪还可以输出物体表面色彩纹理贴图。
1．三维信息获取技术
早期用于三维测量的是坐标测量机（cmm）。目前，cmm仍是工厂的标准立体测量装备。它将一个探针装在三自由度（或更多自由度）的伺服装置上，驱动探针沿三个方向移动。当探针接触物体表面时，测量其在三个方向的移动，就可知道物体表面这一点的三维坐标。控制探针在物体表面移动和触碰，可以完成整个表面的三维测量。其优点是测量精度高。其缺点是价格昂贵，物体形状复杂时的控制复杂，速度慢，无色彩信息。
机械测量臂借用了坐标测量机的接触探针原理，把驱动伺服机构改为可精确定位的多关节随动式机械臂，由人牵引装有探针的机械臂在物体表面滑动扫描。利用机械臂关节上的角度传感器的测量值，可以计算探针的三维坐标。因为人的牵引使其速度比坐标测量机快，而且结构简单，成本低，灵活性好。但不如光学扫描仪快。也没有彩色信息。faro和immersion公司提供这类产品。
借助雷达原理，发展了用激光或超声波等媒介代替探针进行深度测量。这是激光或超声波测距器。测距器向被测物体表面发出信号，依据信号的反射时间或相位变化，可以推算物体表面的空间位置，称为"飞点法"或"图像雷达"。不少公司开发了用于大尺度测距的产品（如用于战场和工地）。小尺度测距的困难在于信号和时间的精确测量。leica和acuity推出了采用激光或红外线的测距器。senix公司推出了超声波测距器。它受遮挡的影响较小。但要求测量精度高，扫描速度慢，而且受到物体表面反射特性的影响。
基于计算机视觉原理提出了多种三维信息获取原理。这包括单目视觉法，立体视觉法，从轮廓恢复形状法，从运动恢复形状法，结构光法，编码光法等。其中的结构光法，编码光法成为目前多数三维扫描设备的基础。这些方法可以分为被动式和主动式两大类。被动式法的代表是立体视觉法。主动式法的代表是结构光法，编码光法。光学扫描的装置比较复杂，价格偏高，存在不可视区，也受到物体表面反射特性的影响[11]。
用于获得物体内腔尺寸的方法之一是工业ct。它以高能x射线对零件内部进行分层扫描。它的缺点是精度不高，价格昂贵，且存在放射性危害。
美国cgi公司生产的自动断层扫描仪（automatic cross section scanner, acss）可以克服这些缺点。但要求对被测物体进行破坏。
2．三维扫描系统的关键技术
在硬件和控制技术方面，扫描运动的伺服装置要求精度高，运行平稳，可定位性好。用电子扫描代替机械扫描是当前的趋势。各类传感器要求精度高，分辨率高，噪声小。
三维信息获取技术方面，三维信息获取的原理应综合考虑精度，速度，易实现性，易使用性，成本，使用背景等。原理确定后，还要注意实施方案，采用巧妙的技术策略，提升产品的性能。还要研究计算模型和误差模型，了解误差的原因，误差的传递，误差的校正和消除。往往还要包括数据的预处理和后处理技术。
色彩信息获取方面，物体的色彩由三个因素确定: 照明类型，物体表面的反射特性，眼睛按三条不同的光谱灵敏度曲线感知光线的能力。彩色是一种心理感觉。它与光源辐射能量的分布及观看者的视觉感受有关。目前的三维扫描仪一般得到的不是物体表面的材质和对入射光的反射特性，而是在某种照明条件下所呈现的色彩。
三维构型，显示及修改技术方面，扫描仪获取的是物体表面离散采样点的坐标和色彩。这些采样点的集合称为"点云"（point cloud）。必须用点，多边形，曲线，曲面等形式描述立体模型，即将"点云"构成"形"。同样的点集进行不同的连接，可能得到不同的三维模型。复杂表面的散乱点的构形是很困难的。还要将得到的三维模型显示出来，并对缺陷进行人工修改。还必须支持多种数据格式，将结果按指定的格式输出[12]。
定标技术方面，确定有关的装置参数就是定标。它与计算模型和误差模型有关。定标精度和可靠程度直接影响测量精度。定标还可以校正装置的误差。对彩色扫描，还有色彩定标问题。
3.3 城市建模
本设计采用了人工几何建模方法建立城市模型的。这部分包括两部分，即总体建模和局部建模。
3.3.1 总体建模
总体建模初步构造了将要建立的城市模型的大体布局，包括主要的街道，建筑等，还有整体的天空地面的色彩。局部建模是在整体建模的基础之上对局部布景的详细设计,是个逐步细化的过程。
整体建模如下：用background设置天空和地面的色彩。background节点用于生成vrml的背景空间，背景采用了立方体空间的表现形式，在其外放置了一个地面球体，在地面球体之外是天空球体。立方体和球体在概念上都是无限大的，并包围着vrml世界，观察者可以看到立方体和球体的任意部分但永远不能接近它们。用viewpoint节点定义了浏览者在虚拟环境中的游行方式。viewpoint视点节点定义了处于局部坐标系中的一个指定位置，用户可以从该点来观察场景。在每一个新的观察点，浏览器获得的图象就像是使用一部虚拟的取景器在屏幕上播放一样。替身在虚拟空间中的移动，就使得取景器不断的调整起位置和朝向。在这里本人定义了aa视点，采用了飞行的非跳跃的漫游方式。为了是浏览者的感觉和现实世界一样，本人又在浏览者的头部安置了头灯，否则，展现在我们面前的将是一个个黑漆漆的模型。同时用worldinfo定义了境界信息，在运行界面的标题栏可以看见该设计的名称，作者等等。worldinfo节点用来声明一个空间的标题以及想提供的其他注解，它对vrml场景的创建并不产生影响。
运行效果如图3-1。
图3-1 背景图
上图只是一个非常非常粗略的框架，在此之上，用transform节点创建了几栋楼房，有高有矮，和城市的比较接近，还有南北东西走向的街道。transform节点是一个组节点。transform节点包含一个子节点列表，这些子节点可以是shape节点、group节点或transform节点。在transform节点中的所有子节点将在transform节点的坐标系原点处建立。该节点包括位置的确定、造型节点的旋转轴和方向、造型节点大小的缩放比例及缩放旋转轴，以及形体造型的构造等，它的功能比较强大，使用相对简单。transform节点在放置场景中的对象并确定其方向时具有很大的灵活性。transform节点也是一个形成vrml场景层次结构的基础节点。这里的楼房和街道就是用简单的形体造型节点box构成的，只是在大小，位置，方向上做了相应的改变。为了是楼房看起来更逼真，又在上面嵌入了楼房的图片。
城市规划一直是对全新的可视化技术需求最为迫切的领域之一。从总体规划到城市设计，在规划的各个阶段，通过对现状和未来的描绘，为改善人居生活环境，以及形成各具特色的城市风格提供了强有力的支持。这里也采用了城市规划的思想，哪里放置街道、哪里放置楼房等都需要缜密的考虑，要求布局合理，位置适当。
图3-2是设置后的运行效果。
图3-2 简单的楼房
很显然，城市里只有楼房和街道是不够的，一定要有树，那是反映一个称呼司绿化程度和建设特色的标志，而树则不是简单的立方体，但为了构造的简便，本人用圆柱体和球体来构造树，只要将球体在竖直方向上拉伸，在水平方向上压缩，然后将这个改造过的形体放在圆柱体上就形成了一棵树。当把树嵌入到城市模型中，景致就完全不一样了。这就是城市的整体构造。
在这里所用到的立方体box、球体sphere、圆柱体cylinder都是简单形体造型节点，但是运用它们可以构造更复杂的对象，需要初学者灵活的掌握和运用它们。除了上面提到的简单造型节点之外还有圆锥体cone。
图3-3是一棵树的造型。其实，它不仅仅是一棵树，更是一个希望，象征着人类对环境美好的憧憬和欣欣向荣景象的期待。
图3-3 树
图3-4 绿化的城市
图3-3-4是在嵌入了带有绿意的小树的城市的整体构造。虽然有点空旷，但是，地广人稀正是我们人类所向往的。现在世界人口的膨胀，土地资源的紧缺，已经上升到令人瞩目的日程。开拓一片沃土，合理利用土地资源是每一个建设者的最终目的和任务。而且我们也应该珍惜每一片土地。
3.3.2 局部建模
局部建模也称为细致建模，具体步骤如下。
一个城市只有楼房、街道和树是不够的，因此需要我们对粗略的城市进行细化。首先，先建立一个花坛，花坛也是有简单的造型构成的，包括立方体和球体，相互嵌套而成。花坛的颜色设置为浅绿色，错落有致。有树有花坛，当然也得有草了，所以，还要做一个草坪。为了不和花坛相冲突，草坪的颜色设置为深绿色，是一个大的扁平的立方体。街道上没有车也是不行的，但车的造型是比较复杂的，但是什么复杂的东西都可以简单化，本人用两个球体和两个圆柱体做成了一个小汽车。两个球体需要变形，而且上面的球体比下面的小。两个圆柱体作为车轮子，架在大的变形球体的下面，并在上面嵌入了车的图片，具体造型效果如图3-5。
图3-5 小车
草坪建好了，也要为其进行装饰，因此在上面放了凳子和一个供观赏的造型，凳子是由黄色的立方体做成的，供观赏的造型则是在浅灰色的圆锥体上架了一个球体，并在草坪的四角各放了一个半球。为了体现国民的保护环境意识，在草坪的边上有放置了一个圆柱形的垃圾箱。在此基础之上，为了体现虚拟现实世界的动感，草坪四角的半球及中间圆锥体上的球的颜色是自动变化的。颜色的不断变化是通过颜色插补器corlorinterpolator和时间传感器timesensor来实现的。corlorinterpolator节点是vrml提供的附加的插补器节点，利用它可以构造色彩的变化效果。corlorinterpolator节点在它的key和keyvalue域中使用一系列关键时刻值和色彩值。corlorinterpolator节点通过在两个色彩值中内插，来计算一个中间的色彩值，此值被它value_changed域输出。timesensor节点可以像时钟一样标记时间的流逝，还附加有定时发送相关时刻信息的功能。同时它可以是一个定时开关，开始及结束一些过程。通常与插补器、传感器联合使用。timesensor节点能够作为任何组的子节点。
效果如图3-6和图3-7。从两副图中可以明显看出，除了图中的球体的颜色是不同的之外，其他的都是一样的。
图3-6 奇异的草地甲
图3-7 奇异的草地乙
虚拟现实，也就是模拟现实，使得呈现的景象和现实世界的一样逼真。在这了，本人将要设计的城市的四个游乐场所中的一个做了一点变化。那就是将里面的球体改成了立方体，这不是主要的，值得一提的是当替身与游乐场的距离在一定范围内时，中间的立方体会自动的旋转一定的角度。这种变化是如何实现的呢？其实很简单，这里使用了临近传感器proximitysensor。临近传感器感知观察者进入并在一个空间的长方体区域中移动的时间。当观察者接近区域时，能使用这些传感器启动一个动画，当观察者离开时停止这个动画。proximitysensor节点能够作为任何组的子节点。并且它可以感知观察者何时进入、退出和移动鱼当前坐标系内一个长方体区域。可以检测到观察点接近的信号，利用它可控制其他操作。
一个城市只有高楼没有平房也是不切实际的，本人又在城郊建立了几个平房区。每个平房也是由简单的几何造型节点box构成的。而且，每个平房的门是可以用鼠标拉动一个角度的。房门转动是通过圆柱传感器cylindersensor的实现的。cylindersensor节点可以感知一个观察者的拖动动作，并且计算旋转轴和角度，且通过它的rotaion_changed域输出。将鼠标的动作转换成适于操作造型的输出。cylindersensor节点可以是任何组节点的子节点，它可以感知观察者在组及子节点的任何造型上的动作。通过将传感器节点的输出路由到transform节点来引起造型物体的旋转。平房区建完了，又在天边添加了几座山。山群是几个圆锥体组成的，只是远近和大小不同，颜色也做了调整，并在上面嵌入了山的图片。具体结果如图3-8。
图3-8 山与平房
一个城市没有人是不可能的，只是多少的问题。人的造型本人是用球体和立方体组成的，胳膊，腿，身体已经脖子是几个立方体，头部是一个球体，效果如图3-9。
图3-9 人
除了以上的各个造型外，在模型中还有一些电线杆，只是起到辅助的作用，也是为了使设计更加完美。
设计的最终结果如图3-10。
图3-10 美丽的城市
以上就是虚拟现实技术的应用，是基于vrml技术的，在整个设计和建模过程中，要求设计者有很好的逻辑构想思维方式，时刻以城市规划为理念，要从全局考虑，掌握逐步细化的能力。在这里要求大家要熟练掌握虚拟现实技术和vrml技术，理解城市规划的要领，能够灵活的运用vrml语言，达到举一反三的程度。
四章 系统的编码实现
本设计是以虚拟现实技术为基础，应用vrml语言实现的城市环境的模拟，下面是通过编码而得到的一个城市模拟视图图4-1。
图4-1 城市运行图
在这里的核心技术是vrml语言。在第二章已经对vrml语言做了简要的介绍，这里就不再赘述。
编码实现的过程实际上是如何应用vrml语言的建模过程，编码设计的核心也是vrml语言。在这里，对编码的实现过程作一下简要的介绍。在城市的模拟过程中，许多造型都是用简单的造型节点构造的，用到的简单造型节点有立方体box，圆锥体cone，球体sphere和圆柱体cylinder，尽管它们比较简单，但是它们是基础造型，不可缺少。下面，本人就从程序中取出一部分来阐述整个编码实现过程。
background节点是用来设置天空和地面的色彩的，skycolor中包含一系列三元颜色值，用来设置变化的颜色。skyangle中包含一系列角度值，用来设置颜色变化的角度。groundcolor和groundangle的功能和作用同skyground和skyangle大同小异。如：
background{
skycolor [0.0 0.2 0.7,0.0 0.5 1.0,1.0 1.0 1.0]
skyangle [1.309,1.571]
groundcolor [0.1 0.0 0.0,0.4 0.25 0.2,0.6 0.6 0.6]
groundangle [1.309,1.571]
}
directionallight节点是用来设置平行光的照射方向的，其中的direction指定了一个三元值来设置方向，下面的例子中所设定的方向为光线沿着y轴负方向照射。相当于光线是从顶部照射下来的。
directionallight {
direction 0 -1 0
}
navigationinfo节点是用来定义导航信息的，type域可以定义为飞行fly，行走walk等方式，speed域设置观察着在场景中畅游的速度，单位为米每秒。headlight域指明是否浏览器要将观察者的头灯打开。头灯是一束指向用户正在观看方向的有向光。avatarsize域指定一些距离参数，这些参数决定了在考虑碰撞检测和视点随地形起伏的用户可移动范围。该域的第一个只是碰撞被探测出以前用户的位置与一个碰撞几何体间允许的距离；第二个只是视点与地面间应保持的高度；第三个只是视点可以跨过得最高障碍物的高度。公共域avatarsize值描述了观察者替身的大小特性。如：
navigationinfo{
type "fly"
speed 1.0
headlight false
avatarsize [0.25,3.2,3.0]
}
transform节点是一个组节点，该节点包括一个子节点的列表。这些子节点可以是shape节点、其他group节点或transform节点。translation用来指定造型的位置，children域是指定受该节点的变换影响的子节点。这个节点是整个程序设计中的基础节点，几乎每一个模型的建立都用到了transform，因此，对transform的灵活运用尤为重要。下面的例子使用transform节点设置地面。
transform {
translation 0 -24 0
children[
shape{
appearance appearance{
material material {diffusecolor 0.4 0.25 0.2,}
}
geometry box {size 400 48 400} } ] }
viewpoint节点是视点定义节点，定义了处于局部坐标系中的一个指定位置，用户可以从该点来观察场景。position用来设置视点的位置，它是一个三元值，jump域决定了视点的类型，即跳跃型的和飞跳跃型的。orientation域是一个四元值，前三个值指定了视点的旋转轴，第四个值说明了旋转角度的正负。description域的值指定了一个用于描述视点的文本串。下面是一个关于视点aa的例子。
def aa viewpoint {
position 25 5 70
jump false
orientation 0 1 0 0.4
description "aa"
}
在vrml编程中，group节点也是一个很重要的节点。group节点提供了最简单的节点编组，可以包含任意数目的子节点，与一个没有转换域的transform节点相当。该节点与transform节点一样，也有一个children域。它用来收集节点和创建不需要实施变幻的层次结构。似乎有了transform节点，group节点并没有什么用处。但有时在对一个整体进行操作时，以transform节点组织的整体相比group节点组织的整体并不能显示出优势。如果在使用传感器或插补器节点时，祖作为一个整体，可以使用def来给它定义一个名称，并且在vrml文件中使用use重复的引用。
一个组可以具有任意数目的成员，成为子节点。既可以是造型以可以是其他包含造型和组的足。包含子节点的组节点被称为父节点。因为组节点可以其他的组，一个组的父节点可能是一个更高一级组的子节点。高级组的父节点可以是一个更高级组的子节点。从此上溯直到最高级父节点，称为根节点。造型可以组织在一起来创建更大、更复杂的造型。由于group节点和transform节点很相似，在这里就不再举例子了。
以上介绍的几个节点是vrml语言的核心节点，整个程序的设计都是通过这些节点的不同设置和组合来实现的。除此之外，还有两个重要的工具，这就是节点名定义def及引用use，这是vrml世界提供给我们的两个避免重复劳动的工具，节点命名是以关键字def加上所命名名称在一起，置于节点类型定义之前开完成的。这两个说明符可以放在任何允许节点的地方。use语句并不是复制该节点，而是把该节点再次插入它所在的场景图。节点名只在本文范围内有效。
总之，系统的编码实现就是利用vrml中的基本造型节点对已经涉及好的模型进行的模拟实现过程。在这个过程中，需要设计者能够熟练的掌握和运用vrml语言，懂得融会变通，才能使预想创建的模型得以实现。
当然，vrml中还有很多更深一层次的部分，那需要有兴趣的读者继续学习和探索，笔者在这里就不再过多描述了。
第五章 系统的测试与分析
5.1 系统的测试
随着程序的逐步完成，系统的测试也开始了。系统的测试采用的单元测试法，即逐步测试的过程。将程序分成若干个程序模块，单独进行测试，观察结果，与预期结果进行对比。当发现问题是逐步解决。然后，再将小的模块渐进式的整合成几个较大的模块，重复上面的工作，最终形成整体的模块，构成城市的整体建模。
5.2 测试中遇到的问题
在测试中遇到问题是在所难免的，本人也遇到了一些问题。
问题一：在程序的编码过程中，无论定义的立方体的颜色是哪一种，颜色的显示总是在顶部，其余部分为暗黑色。
问题二：在程序的编码过程中，当对一个简单的形体造型节点进行纹理贴图时，运行提示，找不到贴图文件。也就是说，纹理贴图不成功。
问题三：在运行界面的标题栏添加境界信息时，为何只显示其中的一部分，其余的没有显示。
问题四：程序中的许多节点的位置是一层一层嵌套的，因此就涉及到了如何才能进行正确的定位，本人总是在这个方面大费周章。希望可以找到一个好的方法来解决这个问题。
问题五：程序中的许多route与语句的使用总是和预想的存在差距。
当然还有很多更有难度的问题，由于本人能力有限，没有进行深入的探究，希望有兴趣的人继续努力。
5.3 问题的解决方法
对于第一个问题，通过察看资料以及对其他程序的研究，本人认为，应该是光线的照射方向问题，只要将浏览者的头灯打开应该就行了，经验证结论成立。
对于第二个问题，本人经过细心研究，反复实验，终于找到了答案。由于不同的vrml浏览器对图片的识别也是不同的，有些浏览器只是别.jpg形式的图片文件，有些浏览器只是别.gif形式的图片文件，而有些是兼容的。因此，只要正确选择浏览器及其相应的图片格式，就可以实现贴图纹理了。也许还有其他原因，由于本人能力有限，只发现了这些。
对于第三个问题，经过本人的细心研究发现，有些vrml浏览器提供特殊菜单选项来显示虚拟空间的标题和注解，一些浏览器也把虚拟空间的标题定位于浏览器窗口的标题栏。可以在空间使用任意多的worldinfo节点。但只有第一个worldinfo会被浏览器显示。因此，在使用worldinfo节点时只要针对不同的浏览器采用相应的准则就不会出错或不合心意了。
对于第四个问题，在vrml世界中，内层节点的定位可以说是独立于外层节点的。一旦外层节点定义好了，就可以只考虑内层节点了。当然，怎样才能找到正确的位置不是一件容易的事，它需要有好的空间立体思维能力和条理清晰的层次构想，也许需要多多练习，熟能生巧。
对于第五个问题，route的使用是一门技术，需要初学者多看一些相关的书籍和例子，掌握其中的要领和规律，还要多多练习。俗话说的好好记性不如烂笔头，它需要大家多多的练习。
以上这些只是笔者个人的一点见解，由于知识有限，能力有限，可能看法有些浅薄，希望有兴趣和爱好的读者给与建议和指正。
结论
“虚拟现实技术的应用---基于vrml技术的城市之旅”的设计与实现，充分体现了虚拟现实技术在城市规划建设中的作用，它能够减轻设计人员劳动强度，缩短设计周期，提高设计质量，节省投资。而vrml在实现城市规划中更是起到了不可或缺的作用，它是一种编程工具，利用它可以实现任意模型的虚拟，虚拟现实技术的优势也才得以实现，使得城市的设计布局合理、美观，支出价有所值。
在该设计的过程中，本人充分体会到要想熟练地掌握运用vrml和虚拟现实技术，就必需扎实的学习vrml语言和虚拟现实技术的基础知识。随着科学技术的飞速发展，虚拟现实技术在各个领域都显示了其特殊的作用。时代的发展也使得我们掌握虚拟现实技术成为一种时尚的潮流。
设计的过程就是一个发现问题---解决问题---发现问题---解决问题的循环反复过程，但是它让学习的人逐步进步，就好像滚雪球一样，一点一点，越滚越大。通过“虚拟现实技术的应用-----基于vrml技术的城市之旅”的设计与实现，本人在vrml语言的运用以及对虚拟现实技术的发展方面有了很深的了解，受益匪浅。当然遇到很多尚未解决的问题，希望感兴趣的读者能够继续研究。
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