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虚拟技术论文范文1
动画作为艺术的一种表现形式，它具有特殊的文化内涵。动画艺术来源于生活，但它的艺术表现形式却又远远高于生活。动画创作中想象力和创新性是关键，动画中创造性大都是如何来体现的呢？它靠技术，然而在当前社会迅速发展的影响下，很多新型技术都进行了革新和研发，也伴随着动画行业的发展迎来一个灿烂的春天，并且在表现形式上呈现出多元化。很多动画作品不但在商业上获得了极大成功，而且其民族性、国际性、艺术性上也体现的淋漓尽致。所以说新技术的革新是动画艺术的发展趋势。
动画在当前社会的发展中，在形式上很多情况不能满足商业或艺术上的要求，这就要求动画技术进行革新以满足其需求。然而，虚拟现实技术就应运而生了，虚拟现实技术使动画艺术在表现形式上更广，甚至促进新兴行业的产生。例如，虚拟三维仿真动画游戏，建筑漫游交互可视化，模拟军事、工业制作互动领域。
三、模拟真实环境，实时仿真交互
模拟真实环境主要是应用在商业中，早在加拿大，就已经投入运用了，即，在商业会议中，会议中的人员都不会到场，而是在家拿出手机或是电脑，进入一个虚拟的办公环境中，大家都坐下来开会就好了。这样就大大节省了资源。在虚拟的环境中每个模型的外形，进行真实的拟合，然后通过数据转换成三维模型。比如，蓝天白云花草树木的模拟、虚拟现实主题公园真实模拟、真实的建筑场景等。
四、动画艺术与虚拟现实技术的发展
动画艺术的设计可以挖掘传统文化中的元素。传统文化经过几千年的沉淀，所留下来的优秀文化大多是符合大众口味，都有其独特的艺术形式，吸引着各自的爱好群体。虚拟现实技术随着科技的发展，也日益健壮，把动画艺术融入到虚拟现实当中，其视感、触觉可谓大为观止。建筑行业中，为了把握市场趋势，果断启用最新技术把握住了商机。虚拟现实技术甚至成了当今房地产行业综合实力的象征与标志；工业生产中，虚拟现实技术给其带来了便捷，提高了效率，更是减少了损失；在军事模拟动画中，给战士充足的现场感觉，提升了培训质量。
五、结语
虚拟技术论文范文2
一、虚拟仪器与运动控制
1.虚拟仪器与图形化编程语言-LabVIEW
虚拟仪器(即VirtualInstrument，简称NI)是一种基于计算机的仪器，就是在通用计算机上加上软件和(或)硬件，使得使用者在操作这台计算机时，就象是在操作一台他自己设计的专用的传统电子仪器。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪器系统的关键，任何一个使用者都可以通过修改软件的方法，很方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。虚拟仪器技术的出现，彻底打破了传统仪器由厂家定义，用户无法改变的模式，虚拟仪器技术给用户一个充分发挥自己的才能、想象力的空间。用户(而不是厂家)可以随心所欲地根据自己的需求，设计自己的仪器系统，满足多种多样的应用需求。
虚拟仪器系统是计算机系统与仪器系统技术相结合的产物。它利用PC计算机强大的图形编程环境和在线帮助功能，结合相应的硬件，快速建立人机交互界面的虚拟仪器面板，完成对仪器或设备的控制、数据分析与显示，提高仪器的功能和使用效率，大幅度降低仪器的价格，使用户可以根据自己的需要定义仪器的功能，方便地对其进行维护、扩展、升级等。
LabVIEW是美国NI公司利用虚拟仪器(virtualinstnlments)技术开发的32位，主要面向计算机测控领域的虚拟仪器软件开发平台。LabVIEW同时也是一一种功能强大的图形编程语言，但它与传统的文本编程语言(如c语言)不同，采用了一种基于流程图的图形化编程形式，因此也被称为G语言(graphicallanguage)。这种图形化的编程形式，方便了非软件专业的工程师快速编制程序。LabVIEW也不同于传统文本式的编程语言的顺序执行方式，而是采用了数据流的执行方式，这种方式要求程序仅在各节点已获得它的全部数据后才执行。
多任务并行处理一般是通过多线程技术来实现的，不同的任务实际上通过各自的线程轮流占用CPU时间片来达到“同时”处理的目的。LabVIEW也采用了多线程技术，而且与传统文本式的编程语言相比，有两大优点：LabVIEW把线程完全抽象出来，编程者不需对线程进行创建、撤销及同步等操作；LabVIEW使用图形化的数据流的执行方式，因此在调试程序时，可以非常直观地看到代码的并行运行状态，这使编程者很容易理解多任务的概念。
LabVIEW图形化编程语言有效地利用了当今图形用户接口的点击特性。编写程序只包含以下的一些简单步骤：
用鼠标选择仪器函数作为对象；
描述测试步骤和对象之间的关系；
建立初始条件。
2.运动控制
运动控制卡是一种基于PC机、用于各种运动控制场合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制单元。它的出现主要是因为：
为了满足新型数控系统的标准化、柔性、开放性等要求；
在各种工业设备、国防装备(如跟踪定位系统等)、智能医疗装置等设备的自动化控制系统研制和改造中，急需一个运动控制模块的硬件平台；
PC机在各种工业现场的广泛应用，也促使配备相应的控制卡以充分发挥PC机的强大功能。
运动控制卡通常采用专业运动控制芯片或高速DSP作为运动控制核心，大多用于控制步进电机或伺服电机。一般地，运动控制卡与PC机构成主从式控制结构：PC机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、运动轨迹规划、控制指令的发送、外部信号的监控等等)；控制卡完成运动控制的所有细节(包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。运动控制卡都配有开放的函数库供用户在相应系统平台下自行开发、构造所需的控制系统。因而这种结构开放的运动控制卡能够广泛地应用于制造业中设备自动化的各个领域。
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，步进电机由于具有转子惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点，成了控制系统的主要执行元件之一。步进电机的控制方法包括开环控制和闭环控制两种。
二、基于虚拟仪器的步进电机控制系统整体结构与原理
一般运动控制系统主要由五部分构成：被移动的机械设备、运动I/O的马达(伺服或步进)、马达驱动单元、智能运动控制器、以及编程/操作接口软件。
本系统的目标是利用笔者实验室已有美国国家仪器公司(NI)的NIPCI7354伺服/步进运动控制卡及其配套软件、NI7604伺服/步进驱动器及其配套软件、两相步进电机、LabVIEW软件、多轴精密电移台(负载)、PC机等构建一套步进电机运动控制系统，分别实现单轴、两轴、三轴和四轴的运动控制，要求系统具有数控系统的基本功能，能实现不同坐标系下的直线、圆弧插补、速度控制、电子传动等功能，以供实验教学应用。系统整体结构框图如图1示。
图1系统整体结构框图
1.NIPCI7354运动控制卡
NIPCI7354控制卡可同时控制包括交流和步进电机的4轴运动，能实现诸如点到点位置控制、速度控制、三维直线、圆弧、螺旋型和球形运动、电子传动、混合运动、回程和限位控制、Trigger输入和Breakpoint输出等功能。NIPCI7354的嵌入式固件是基于RT0S(实时操作系统)内核的，实时性强，通过简单易用的运动控制器、软件、以及外设提供集成方案的功能与能力，为一般伺服与步进应用提供精确、高性能的运动功能。该运动控制器可以使用支持Windows2000/NT/Me/xp操作系统的LabVIEW、MeasurementStudio(LabWindows/CVI、VisualBasic)以及C/C++进行编程。
NIPCI7354运动控制卡是高性能PCI步进/伺服控制器，可用于所有运动控制系统中，控制器采用先进的技术，在嵌入式实时运动或者以主机为中心的编程环境中提供混合运动轨迹控制和完全协同的圆形、线性、点到点、齿轮和空间矢量控制。其丰富的功能可以满足最为严格的要求。
NIPCI7354运动控制卡的主要特点：通过PCI总线与主机(上位机)通信；68芯VHDCI输出电缆；普通数字输出电压：0-32V；高电平3.5--30V，低电平0—2V；最大脉冲速率：100KHZ；运行电流：3-14mA；触发输出最大脉冲速率：1MHz；
2.运动控制软件
利用NILabVIEW图形化编程语言以及各种应用软件可以开发功能强大的运动控制程序，运动控制器配备NI-Motion驱动软件提供的LabVIEWVI、固件更新程序、DLL程序，可以利用其它开发工具(比如MeasurementStudio，LabWindowsCVI)或其它编程语言开发运动控制应用。NI运动助手(MotionAssistant)是一个采用LabVIEW代码生成方法的附加工具，运用该工具您只需进行极少编程甚至无需编程即可开发LabVIEW运动控制应用。
3.NI7604驱动器
NI7604驱动器将NI7354提供的四轴运动控制信号放大，以驱动两相步进电机运转，带动精密电移台运动。该驱动器将运动控制器与特定应用马达、编码器、限位器、用户I/O连接在一起。一根控制电缆连接运动控制器与驱动器，为全部的命令集与反馈信号提供一个通道。
NI7604的主要特点：输入电压：115V/23V，2/1A，60/50Hz；步进放大器：IM481H；每相电流：0.2—1.4A；电源连续输出容量：80W；输入电缆：68芯VHDCI型；输出电压：24VDC；+5V输出：1A。
4.运动控制外设
两相步进电机4台，四轴精密电移台一套，电移台是滚珠丝杠/螺母驱动结构。系统原理图如图2示。
三、系统工作原理
通过上位机(PC机)的数据终端设备设置步进电机的目标位置、加速度、速度和减速度(即发出运动控制任务)，NIPCI7354运动控制卡根据设置信息控制电机的运动时间(输出脉冲个数)和方向，即控制卡完成实时运动规划，NI7604驱动器放大脉冲信号以驱动电机运转。
在电机运行过程中，控制脉冲的频率f应随时变化以满足电机低速起停及高速运行的需要。脉冲频率由发送数据的波特率(B)决定，每发出一个脉冲需用两个二进制位1和0来构成其高、低电平，所以f＝B/2，通过调整发送数据的波特率可改变所发出的控制脉冲的频率。按常规波特率系列发送数据时所产生的控制脉冲频率变化较大，不能满足电机正常起停及调速的要求，为此计算机需按非标准的波特率发送数据以产生任意频率的控制脉冲。一般在电机起动及停止阶段每发送一个字节调整一次波特率，以使电机起停得尽量平滑。
四、软件研究与实现
在系统硬件环节构建完成后，先后逐步完成了单轴直线运动控制、两轴平面运动控制、三轴空间运动控制系统的软件研究与开发。
控制软件利用LabVIEW7这种虚拟仪器软件开发平台设计，每个程序分为前面板和框图程序两部分。前面板用于设置控制参数和显示控制过程及结果，框图程序是程序的代码。两轴平面螺旋运动前面板如图3示，两轴平面螺旋运动框图程序(局部)。
虚拟技术论文范文3
虚拟技术主要是以虚拟机为主，来达到实验目的的技术手段。虚拟机的创建，是通过虚拟层技术从而实现软、硬件模拟，生成虚拟计算机。虚拟机对于计算机实验教学来说具有重要意义，它拥有计算机的全部功能，可以真实地进行计算机实验教学。虚拟机在进行计算机实验教学过程中，具有极大的仿真性，而且想要识别虚拟机与物理计算机之间的差别极为困难。就目前虚拟机发展来看，操作系统以及相关应用软件是无法识别物理计算机和虚拟机之间差别的，就使用者来说，虚拟机就是一台真正的计算机。虚拟机在计算机实验教学中应用，可以更好地培养大学生的计算机实践技能操作水平，对计算机的装机、系统维护、网络配置以及管理等简单的计算机操作水平掌握来说，具有重要意义。
二、虚拟技术的优势
虚拟技术是当下计算机实验教学应用的主要教学技术手段，在计算机实验教学发展过程中，具有重要推动作用[1]。虚拟技术在计算机实验教学中应用，其优势主要有以下几个方面：2.1降低资源投入成本虚拟技术不需要太大的场地就可以进行计算机实验教学，这与传统的计算机实验教学来说，有着很大的差别。传统计算机实验教学需要建立教学实验室，并且购置很多计算机实验设备。虚拟技术则不需要这一点，极大地降低了资源试论虚拟技术在计算机实验教学中的应用陈军山东医学高等专科学校【摘要】计算机技术在当下社会经济发展以及人们日常生活中所占的地位越来越重要，计算机实验教学对于计算机技术的应用与发展来说，意义重大。但就目前计算机技术发展来看，可供研究和使用的计算机实验资源缺乏，这对于掌握和发展计算机技术来说，十分不利。为此，旨在促进计算机实验教学发展的虚拟技术在计算机实验教学中得到了广泛的应用。这种虚拟技术主要是以软件创建虚拟机，并且在虚拟机情况下进行计算机实验教学。经过大量实践，虚拟技术在计算机实验教学中具有重要作用。本文以虚拟技术在计算机实验教学中的应用为研究对象，主要探讨了基于VMwareWorkstation软件创建的虚拟机在计算机实验教学中的具体应用。【关键词】虚拟技术计算机实验教学应用投入成本，但其所起到的实验教学作用，与真正计算机实验教学并无差别。2.2灵活性较强虚拟机在设计和使用上，只需要通过对硬件和软件进行系统化更新，就可以让虚拟机与当前计算机技术保持一致性，具有很大灵活性。这种对软、硬件的更新，可以不需要进行实体机配置的兑换，就可以实现更新目的。2.3安全性较高虚拟机当中，具有单独的数据存储设备，可以对实验数据、实验资源、实验资料等信息进行保存，避免数据丢失为用户造成不便。而且，虚拟机在进行计算机教学实验过程中，即使其他系统出现故障，也不会对数据存储设备产生影响，避免数据丢失，具有很高的安全性。
三、虚拟技术在计算机实验教学中的应用研究
虚拟技术在计算机实验教学中的应用，首先要创建虚拟机，这是虚拟技术进行应用的前提。针对于虚拟机的创建，需要在物理计算机操作平台上安装虚拟机操控软件，就目前虚拟机技术应用来看，主要以‘VMwareworkstation’软件为主。其次，对虚拟机进行优化与维护，使其更好服务于计算机实验教学。最后，则是将优化好的虚拟机投入到计算机实验教学当中。3.1虚拟机创建研究虚拟机创建以VMwareworkstation软件为主，在VMware窗口中，进行虚拟机创建，其具体步骤如下：（1）启动VMwareworkstation后，需要在打开的窗口中选择创建类型，进行程序安装工作。一般来说，创建虚拟机主要采用Typical默认方法，VMware会根据物理计算机的实际配置，进行虚拟机硬件配置创建工作。而虚拟机创建过程中，又会根据用户需求不同，通过对虚拟磁盘以及适配器进行重新定义，从而实现虚拟机新功能。根据用户自身需求对VMware创立完成后，接下来就需要对虚拟机的操作系统进行设置；（2）进行操作系统设置时，页面会弹出“客户机操作系统安装”窗口，这个窗口中一共有三个选项，虚拟机创建时需要选择“稍后安装”选项。之所以选择这个选项，是因为可以在很大程度上避免客户机系统的不完整性，有利于虚拟机使用；（3）客户机的默认配置，需要在“客户操作系统安装”的窗口中进行选择，就虚拟机的操作系统类型来看，可用于选择的操作系统主要有“Windows”、“VMware”、“Linux”等，就操作系统选择来看，需要根据实际情况进行分析，选择的系统要符合当前使用虚拟机的版本；（4）默认配置以及操作系统选择完毕后，下一步需要对创建的虚拟机进行命名，这种虚拟机命名主要是为了日后操作时更加有利于识别；（5）虚拟机命名之后，则需要生成虚拟机配置的保存路径，用硬盘进行相关配置保存，为之后虚拟机的使用提供方便。虚拟机的创建，为计算机实验教学创造了方便，新虚拟机生成之后，需要对其进行优化，之后投入到计算机实验教学之中。3.2虚拟机的优化及维护研究虚拟机的建立，主要是以‘VMwareworkstation’软件为主，虚拟机的硬件设备，则是由VMware自动生成[2]。虚拟机应用于计算机实验教学中，需要对相关配置进行优化，使之符合计算机实验教学的要求。在进行虚拟机优化及维护过程中，要遵循以下优化及维护的方法：（1）内存：虚拟机的内存与物理计算机内存有着密切联系，一般来说，虚拟机的内存主要是根据物理计算机内存大小进行测算的。例如物理计算机的内存值若是1024MB，那么虚拟机的推荐内存则为512MB。在虚拟机内存优化时，其内存设置在512MB左右浮动，最大值不能超过1024MB，最小值不能低于128MB，其内存设置应该为32MB的倍数；（2）处理器：在进行处理器优化时，虚拟机处理器的个数要与物理计算机进行比较，保证处理器个数少于物理计算机处理器个数；（3）硬盘：硬盘大小对于虚拟机进行计算机实验教学来说，具有重要影响。硬盘容量决定了对数据的存储容量，在虚拟机优化过程中，要根据实际情况，对有用信息进行保留，对无用信息进行清除。这就需要在硬盘设计过程中，对硬盘内容进行相关设置。关于硬盘功能设置，主要通过‘Expand’的功能，可以根据硬盘工作状态，进行‘持久模式’和‘非持久模式’选择，其主要是针对硬盘数据问题进行的一种优化；（4）网络适配器：网络适配器是虚拟机进行网络连接的关键，它决定了虚拟机以何种方式实现上网。一般来说，虚拟机进行上网，大都是通过网桥连接模式，利用网卡实现上网。这种上网形势下，虚拟机需要有着自己单独的IP地址。除此之外，虚拟机还可以实现‘NAT’上网模式，但这种上网模式下，就需要对主机IP以及虚拟机IP进行重新设置，虚拟机的单独IP地址将会被取消。网络适配器在虚拟机中的应用，决定了虚拟机的上网方式，并且根据实际情况，可以实现虚拟机与物理计算机单独上网，这对于虚拟机进行教学实验来说具有重要意义。以单独上网的方式进行攻击性网络教学实验，除了可以达到实验目的之外，还可以避免对物理计算机造成损坏。3.3虚拟技术在计算机实验教学中的应用分析本文研究的虚拟技术在计算机实验教学中的应用，主要从多操作系统安装实验以及分级网络实验两个方面进行分析，关于这两种实验教学的应用，如下所示：（1）多操作系统安装实验：多操作系统安装实验是计算机实验教学的基础，其主要包括计算机硬盘分区、操作系统安装等教学内容，该教学实验受到的限制条件较多，若是以物理计算机进行教学实验，会造成极大的资源浪费，并且对物理计算机软硬件的损坏较大，因此，针对于这一教学实验，最为有效的办法则是采用虚拟机进行实验教学[3]。虚拟机与物理计算机的特性一致，以虚拟机进行计算机多操作系统安装实验，可以让学生进行实践操作。关于虚拟机的多操作系统安装实验，可以以任意一台物理计算机为主，安装‘VMwareworkstation’软件，进行虚拟机构建，之后进行虚拟机优化，使之符合计算机实验教学要求。在虚拟机构建完成之后，学生可以根据计算机实验教学目标，在虚拟机进行实践操作，就多操作系统安装实验的要求，按步骤进行实际操作；（2）分级网络实验：分级网络实验是利用虚拟机与物理计算机的联合，构建对等网络，从而实现实验局域网的构建。分级网络的构建，在很大程度上提升了学生们学习计算机技术的信心，并且增强了学生的实际动手操作能力。分级网络的构建，主要是基于虚拟机和物理计算机的对等网络构建基础上实现的。而分级网络的实践操作，进一步增强了计算机实验的难度，可以考验学生对计算机实际操作能力的掌握。在进行分级网络实践操作时，学生们的操作主要在虚拟机上进行操作，避免了对物理计算机软、硬件的损坏。利用虚拟机进行分级网络实验，为学生提升计算机实验能力打下了坚实基础，对学生日后使用计算机技术方面，具有重要意义。
四、结束语
虚拟技术论文范文4
关键词：虚拟用户交换机（CENTREX）泵站应用
虚拟用户交换机（CENTREX）技术，也称为集中小交换机，是当今电话通信中较新的应用技术。虚拟用户交换机可以根据用户需求，在集团用户端不装任何用户交换机（PBX），而利用电信局的数字程控交换机的软件功能，将若干用户定义为一个系统用户，组成一个虚拟内部网，并将其并入公用电话网，在为用户提供普通电话用户的各种通信业务功能的同时，使用户享有小交换机的基本功能，就像这台小交换机集中到局用交换机中来了；CENTREX用户除了拥有一个普通市话号码外，还有一个用于虚拟网内部通话的4位数字的分机号码。CENTREX技术通过利用公用电话网的资源来组成专用虚拟网络，取消用户交换机，从而简化了用户的网络层次，便于用户统一规划和管理，对网络整体运行水平的提高具有重要意义，它的出现是通信技术发展和电信市场竞争的结果。
一、虚拟用户交换机（CENTREX）的特点
虚拟用户交换机突破了原有小交换机的框架，克服了用户交换机接续迟缓、通信不畅等缺点，其优点是PBX无法比拟的。对电信运营商而言，它充分利用了网络资源，提高了已有投资的回报率，同时也统一和加强了对集团用户的管理。而对我们用户而言，则节省了初期投资费用和设备维护费用及通信费用。CENTREX的主要特点包括：
节省投资：由于在用户端不需提供安装场所，用户也不用购买交换机等设备，装机费用与普通电话相同，因此初期投资费用较低；在日常使用中，虚拟网用户内部通话直接拨分机号码即可，而不用缴纳通话费；同时由于用户端没用交换机等设备，因此不许设专人进行维护操作，也不存在设备更新升级问题，节省了日常的运营维护费用。
扩容方便：使用CENTREX的用户能够根据实际使用需要非常方便地增加或减少容量，相对PBX扩容性几乎无限（104），能灵活适应变化着的要求。
业务多样：用户不仅能使用CENTREX的特定功能和PBX的基本功能，同时还可使用公用电话网中普通用户所能使用的新业务和功能。
家庭办公：CENTREX还是解决日益增多的家庭办公的良好手段。公司可以将雇员家中通信设备作为虚拟专用网中的一部分，通过虚拟交换机实现内部通信。如果结合广域集中用户交换机（WAC）业务使用，还可将分散在不同地方CENTREX用户整合在一起，而不用受地域的限制。
二、虚拟用户交换机（CENTREX）的业务功能
虚拟用户交换机（CENTREX）运行的业务分为基本业务和补充业务两种。基本业务主要包括：
1、权限限制：根据使用要求，对CENTREX网用户进行呼入、呼出的权限进行设置，也可设定内部通话、市话、长途限制；
2、话务员功能：可应答拦截网内外呼叫或转移呼叫，提供网内分机号码的查询，配合话务台还可实现其他更多功能；
3、区分振铃：可对于网内呼叫或网外呼入采用不同的振铃音；
4、呼叫代答：当呼入电话无人应答时，有权限的任意电话都可拨打代码接听；
补充业务的种类与公用电话网上普通电话所具有的补充业务基本相同，包括：缩位拨号、免打扰服务、查找恶意呼叫、呼叫转移、遇忙回叫、呼叫等待、三方通话、会议电话、主叫号码显示等。同时，CENTREX还能直接向系统内用户提供综合业务数字网（ISDN）服务。
随着我国虚拟用户交换机（CENTREX）技术的发展，一些新的功能如异地设置无条件呼叫前转、由主叫用户控制的呼叫等待、语音/数据保护等也将逐步得到推广。
三、虚拟用户交换机（CENTREX）在太浦河泵站工程中的应用
太浦河泵站位于江苏省吴江市太浦闸南侧，是太浦河工程的重要组成部分，其等级为I等大（1）型规模，主要建筑物包括泵房、管理区、拦污栅闸、公路桥、进出水渠、变电站等。泵站装有单泵流量为50m3/S、设计扬程1.69m、斜15°轴伸式轴流泵及配套1600kW异步电机6台，配套电机与水泵之间通过齿轮箱连接，设计总流量为300m3/S。
根据太浦河泵站原设计，泵站设置1台30门普通电话程控交换机，供泵站和管理区日常使用。交换机和总配线架设置于管理区总机房内；在变电站继保室内设置分配线架，用于连接主泵房和变电站内的电话接线盒。电话机布置按管理区10门、主泵房及变电站20门分配。为将来扩展及电话位置调整方便，在主泵房及变电站各操作面共配置100门电话接线盒，管理区各办公室及宿舍均配置电话接线盒，并敷线到位。从管理区总机房总配线架拉一路60对电话电缆至变电站分配线架。由于进行太浦河泵站工程初步设计时，虚拟用户交换机（CENTREX）技术尚未得到大规模推广（尤其是在工程所在地），故原设计方案是当时技术条件下最经济可行的方法。
2003年3月，我们准备开始程控交换机系统设备的采购、安装，但在项目实施过程中，我们了解到虚拟用户交换机（CENTREX）业务已在吴江地区开通并推广应用。于是从技术和投资两个方面对虚拟用户交换机（CENTREX）和用户小交换机（PBX）进行了综合对比分析：
1、技术角度
首先我们从技术角度对两种方案进行了对比：
如果采用CENTREX方案，由于在用户端没有交换机等设备，因此原设计的总机房可取消。由于CENTREX方案使用的电信局的大数字交换机，一般来说电信局的交换机都有热冗余备份，设备的维护也由电信部门负责，因此系统的可靠性相对PBX方案要高；同时，用户还能与公用电话网同步升级，无需像使用用户交换机那样另行投入资金进行设备的更新换代。采用CENTREX方案，可以灵活的进行扩容，电话接通率也较高，不像小交换机扩容要受交换机容量的限制，同时由于中继线数量的影响其电话接通率也较低。另外，相对PBX方案，CENTREX方案还能轻松实现ISDN等功能。
2、投资角度
我们从初期投资和日常使用两个方面对两种方案进行了对比。
A、初期投资
如采用PBX方案，需配置一台30门的小交换机，按设计技术要求其价格一般在4000~5000元左右；根据吴江地区电信部门的要求，30门的小交换机中继线数量按交换机容量3:1配置，则需设置10条中继线，每条中继线开户费500元，计5000元；加上安装、调试等其他费用，其初期投资一般在20000元左右，这还不包括另外单独设置总机房的费用。
如采用CENTREX方案，按开通30门电话计，开户费每门电话208元，其初期投资仅为6240元。比较CENTREX方案，可节省1万余元。
B、日常使用
采用PBX方案，在日常使用时需按中继线数量交纳月租费，按分机数量交纳代维费，计1000元/月。通话费按每条中继线实际发生情况结算，其资费标准同普通电话用户。另外交换机等设备还需设置专人进行维护操作，增加了用户的行政性支出；加上设备折旧费用，我们估算共需2000元/月。这样每月开支为3000元+通话费。
在日常使用中，月租费分两种情况：如开通市话，月租费按15元/门计算；如不开通市话而只进行CENTREX网内通话，月租费按30元/门计算；其它资费标准与普通电话用户一样，而在CENTREX网内用户之间通话时不需交纳通话费。由于用户端没有安装交换机设备，因此不需设专人进行维护操作，节省了设备折旧费和运行维护费用。我们按月租费30元计算，每月开支仅为900元。不考虑通话费的因素，每月节省费用2100元。
从而可以看出，在技术经济性上，CENTREX方案要优于PBX方案。根据吴江地区电信部门开通CENTREX业务的条件（不少于16门电话），在太浦河泵站采用CENTREX方案是完全可行的。经研究，我们决定采用CENTREX方案。
根据泵站目前运行需要，暂时只开通了18门电话，管理区布置11门，变电站布置7门。同时考虑以后扩容和电话位置调整方便，保留原设计总配线架、分配线架、电话接线盒及电话电缆位置、数量不变，并从管理区西侧公用电话网拉一路50对电话电缆至总配线架备用。
虚拟技术论文范文5
虚拟现实技术（VirtualReality，简称VR）是综合了计算机三维图形技术，感观反馈、立体声、语音输入输出以及广角立体显示技术等，创造出为使用者提供身临其境的三维世界，并且进行感观交互的人工环境。近年来，虚拟现实技术以其提供听觉、触觉、视觉等感观模拟的特点广泛应用于各个领域，发展迅猛。虚拟现实技术的特点：
（1）环境模拟
利用计算机模型产生实时三维图形，根据使用者所需工作环境或实验场所的空间方位及时间参数等数据模型，可以设计出很逼真的模拟图像，同时结合立体显示技术呈现给使用者完美的模拟系统，需要注意的是空间或环境变化时显示刷新频率对于使用者感观的影响。
（2）感观反馈
可以通过立体声效果实现声音方位和远近的改变，通过带有震动触点的道具模拟触觉感应，以此来实现虚拟系统中听觉触觉的反馈效果。
（3）人机互动
通过语音识别系统或者计算机进行语音或命令输入。虚拟现实技术的以上特点完全适用于煤矿安全生产培训系统，通过计算机3D技术模拟出煤矿生产环境，用户以第一视角进入，可以熟悉工作环境、训练各种工作技能，应对突况等。
（4）三维动画效果
场景制作完成后需要使用AdobePremierePro将音效和动画进行合成和剪辑，还需要使用转场效果及特效来达到逼真效果。
2煤矿安全培训系统总体架构
矿井作业模拟系统由计算机控制系统来操控整个系统，用户登陆后通过计算机控制系统连接运动控制接口，可以通过启用采掘模块进行采掘模拟训练；通过启用风险识别模块训练工人判断、识别和处理危险的能力；通过互救、逃生训练锻炼工人自救和相互救助的意识。同时用户还可以通过传感器控制感受第一视觉漫游矿井，熟悉矿井生产环境和生产设备，这对于新员工来说非常必要，可以通过模拟系统尽快熟悉工作环境。
3模型构建
模型构建主要以创建不规范生产操作、重大生产事故示例和安全事故应急预案演练模型为主，使用户可以通过模拟系统达到亲身体验的目的，培训系统主要采用3DSMAX建模和渲染。其中大型设备采用多边形建模技术，以先精模后简模为原则，建模前需要根据设备的实际尺寸确定模型的比例，根据设备运行参数设置模型运动轨迹和参数；小型设备则使用图片处理软件和贴图技术进行处理，多采用纹理贴图以提高仿真度。井下巷道模型应该按照实际巷道的尺寸、复杂程度和矿井生产图纸来构建三维模型，力求模型比例与实际生产环境相符合，为了保证安全培训系统的可扩展性，按照由简单到复杂递进的顺序依次创建，形成系统的巷道模型库，应对生产环境随时扩展的可能性。场景建模主要是根据实际巷道环境创建包括电缆、机电设备、管道和支架等辅助设备，主要采用贴图技术，使场景模型更加逼真。利用特效编辑器生成烟雾，利用灯光设置达到瓦斯爆炸效果，后续连锁反应会涉及到物理模块及反应堆力学技术。人物模型的建立极为关键，人物造型是否逼真直接反映了模拟系统的仿真质量。在进行人物建模时首先进行外形创建，以实际生产的不同工种为原型进行分角色设计，人物运动效果要注重细节，如对安全事故发生时人物的反应和动作要进行动作采集并进行数据分析，作为突发事故时人物反应的分析资料。人机交互则利用VIrtools实现。
4结语
虚拟技术论文范文6
关键词：虚拟演播室、电视节目、演播室
随着计算机、多媒体技术的飞速发展，带动了虚拟演播室技术的不断改进。在全球范围内影响和改变着人们固有的审美思维。虚拟演播室技术是计算机技术发展必然的产物，虚拟演播室系统在电视节目制作中的运用，使传统电视节目体系发生了很大的变化。面对此类问题，我们进行了深刻的思考，对虚拟演播室技术进行重新分析，以确定虚拟演播室系统在电视节目制作中的运用和发展。
一、虚拟演播室系统在电视节目制作中的实际应用技巧
(一)建模技巧
由于虚拟演播室的模型和动画需要实时的运动，所以建模过程需要遵循以下几个原则：尽量避免复杂模型的建造；用Lightscape等软件转化灯光参数；运用键罩加大虚拟系统的逼真性。
(二)红外检测技术
在实际应用中有时会发生这种情况，主持人需要从虚拟景物后面走到前面来，这时需人为去控制键罩的开关，当工作人员与主持人配合不好时会有穿帮的可能。利用红外检测技术可解决这个问题。红外线检测是确定被检测物体的纵向位置，即在演播室中被拍摄的前景位于背景内的深度。首先，在演播室上方固定2-4个红外线摄像机，作为红外线接收装置。然后，用红外发射装置对演播室进行测量，最后绘制出活动范围的网格图。这样当演播室中的移动物体配带上红外线发射装置，其红外线被红外线摄像机摄取，通过计算机识别和计算出该物体在网格中的位置，将数据传输到工作站，根据背景与物体纵向数据自动计算出移动物体在模型中所处的位置及深度。以上就是虚拟演播室常提到的“深度键”的概念。这种系统根据红外线检测，产生深度键，能持续地使主持人置于虚拟背景内的正确位置。深度键容许在节目中虚拟物体、实际物体和主持人相互之间动态地前后阻挡，从而创造出现实图像的感觉。这样当主持人从虚拟景物后面走到前面来，不需要人为去控制键罩的开关，系统会自动利用深度键来分析主持人和虚拟景物前后定位关系，自动形成遮挡与被遮挡的画面。大大减少了穿帮的可能，也方便了节目的制作。
(三)虚拟影子
三维模型的逼真性，在于它可仿真光和影。这就需要我们在建模过程中要注意光的方向与实际保持一致。但是，由十演播室灯光较多较亮，增加了色键抠像的难度，所以在抠像合成的图像中，前景主持人的影子较难与背景物体相吻合。还有就是如果是用网格识别方法的演播室，要想用抠像的方法获得影子也几乎是不可能的，因为背景板网格有两种蓝色。所以要想获得完美的效果，增加必要的设备是刻不容缓的。这就需要在电视节目的制作中加入虚拟影子机，其做法是在演播室上方架设一台摄像机，摄入主持人在蓝箱内的画面，通过色键器抠像获得键信号，用这个键信号来模拟主持人的影子。最后再把这个影子与虚拟图像进行合成。运用虚拟影子机的优点在于其不受客观条件限制，并且可灵活调整影子的方向。有时建模会出现有倒影的情况，在建模时可通过镜像复制的方法来制作背景的倒影，在蓝箱内铺设有一定反光能力的透明塑料布即可得到。这种方法简单实用，实际效果可以乱真。
(四)自动反馈/标志系统
在节目的制作过程中主持人或表演者在虚拟布景中移动时，很容易从虚拟物体中穿过，出现了穿帮现象，为了避免现象，被摄者要看着反送监视器，或者在活动范围内画好行走路线。但是由于虚拟系统都存在着视频延时，所以并不能从根本上解决表演不自然的问题，另外这种做法也容易污染蓝箱的地板，造成抠像的困难。这时就可以利用自动反馈/标志系统，在演播室地板上投影静止和运动的虚拟物体。以便让表演者知道所有虚拟物体在任何时段内位于何处。但这种技术又一定的弊端，其投影会对主持人自己的影子产生干扰，所以并不常用。
二、虚拟演播室系统在电视节目制作中的运作流程
(一)摄像机跟踪系统
虚拟演播室中的一项关键技术是如何判断摄像机、主持人、计算机合成场景之间相对位置关系。摄像机跟踪器把真实人物及物体与摄像机之间的位置及透视信息送给图形计算机，然后以摄像机的镜头产生虚拟环境，把真实人物与虚拟场景匹配起来。所谓跟踪技术，即指如何获取摄像机在演播室中的实际位置参数和动作参数。
(二)实时虚拟背景生成
所谓的虚拟背景只不过是渲染出来的一张32位的TGA虚拟场景图。实时生成此虚拟三维背景是虚拟演播室技术除跟踪技术外的另一项重要技术。实时生成背景是指在摄像机运动参数控制下，背景生成装置对制作好的背景信号进行处理。实时生成与前景有正确的透视关系的背景图像。实时生成背景可以采用建模技术。虚拟演播室的模型和动画需要实时的运动，所以其建模的过程需要遵循以下几个原则：第一个原则是实时运动要求构成模型的三角形数量有一定的限制，所以应尽量避免复杂模型的建造。第二个原则是模型中灯光不宜过多，但逼真漂亮的模型一般灯光也比较多。为解决这一矛盾，应在建模完成后用“lightscape”等软件把灯光参数转化为贴图，可大大加快实时运行的速度。第三个原则是为达到逼真的效果，一般虚拟背景应建造前景物体，它可用来遮挡住主持人。当主持人从其后走过时，产生身在其中的逼真感觉。这种技术关键在于建造前景遮挡物时建造一模一样的两个，一个有贴图和光影，另一个为全白。全白的作为遮挡的键罩输出到色键叠加器中，由于键罩的作用当主持人走到遮挡物时好像真的被遮挡住了。这种方法与传统色键抠像的不同在十图形工作站根据摄像机运动参数实时改变输出的背景画面，遮挡物与用十遮挡的键罩也相应改变。mo键罩的随时变化更加大了虚拟系统的逼真性。
(三)图像合成
虚拟演播室实时系统的最终效果要由能将前景和背景图像混合起来的实时系统合成，在这里仍然采用传统的色键合成系统(抠像)，但却消除了摄像机不能与背景同步运动的致命弱点。在进行色键合成时，需要注意的是由于前景图像是在演播室里实地拍摄的，而背景图像是计算机生成的，二者照明条件不同，需要设法减少分别制作时因照明条件的差异而产生的不协调感。虚拟演播室技术的采用通常需要两面或二面蓝色幕墙加地面。为保证镜头的灵活使用，照射在蓝背景上面的光线要均匀，还要保证色键效果最好，应使用纯正的色键蓝色，蓝背景的空间大小应能保证可容纳全部道具，并且可以使主持人有足够的活动区域。
参考文献：
