時間：2023-01-23 05:30:24
導(dǎo)語：在三維仿真論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)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(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)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(guān)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(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0166-02
1 引言
傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計理念中，總是會因為圖紙問題或者設(shè)計者的意見分歧造成設(shè)計的過程相當(dāng)漫長，這樣時間長、費盡力、耗經(jīng)費，也會因為設(shè)計中出現(xiàn)的一些缺陷而造成項目進(jìn)度嚴(yán)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(jìn)行論述，對其進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的主要參數(shù)、性能及運動原理建立了相應(yīng)的模型，且利用SolidWorks三維制圖軟件的微觀仿真技術(shù)對立體車庫的模擬裝配，直觀、標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)行分析、比較、評價。利用強(qiáng)大的計算機(jī)技術(shù)平臺，實現(xiàn)了對立體車庫的仿真與模擬，使設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量有了明顯的提高[1]。
2 立體車庫的市場現(xiàn)狀
隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，城市空地和巷道越來越少。從現(xiàn)有停車位的缺口情況和今后市場的需求可以看出，機(jī)械式停車設(shè)備的市場前景十分良好。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)調(diào)研網(wǎng)的2016年中國立體車庫市場現(xiàn)狀調(diào)研與發(fā)展前景預(yù)測分析報告顯示，停車產(chǎn)業(yè)在國外已經(jīng)發(fā)展成為年產(chǎn)值數(shù)十億美元的大產(chǎn)業(yè)。興建自動化立體停車庫應(yīng)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(guān)專家預(yù)測，隨著我國私人汽車的迅猛發(fā)展，在未來幾年內(nèi)即將催生上百億的蘊(yùn)藏巨大市場和商機(jī)的“停車經(jīng)濟(jì)”。
隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展和企業(yè)對自動化水平要求的不斷提高，將為立體車庫應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的拓展帶來前所未有的機(jī)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(shù)
立體車庫的類別及代號按其工作結(jié)構(gòu)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(huán)類（CX）、水平循環(huán)類（SX）、多層循環(huán)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(jī)（QS）。各類產(chǎn)品的優(yōu)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(dá)到了75%左右。所以本論文以升降橫移類立體車庫為案例進(jìn)行分析。
4 立體車庫的三維模擬設(shè)計
采用以載車板升降或橫移存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)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(jī)技術(shù)平臺開發(fā)的一種模擬技術(shù)，基于幾何原理，通過對現(xiàn)實實物的模擬，從而建立虛擬平臺的模型。計算機(jī)三維模擬技術(shù)在一定程度上實現(xiàn)了對現(xiàn)實世界的還原，并且能夠?qū)@示物體進(jìn)行真實模擬，實現(xiàn)對現(xiàn)實實物在虛擬世界中的改變和呈現(xiàn)。那么，對于立體車庫的設(shè)計而言，如何更好地利用計算機(jī)三維模擬技術(shù)呢？
為了能順利地將三維模型建立起來，首先，對SolidWorks環(huán)境中單位及材料等參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確設(shè)置。
其次，根據(jù)設(shè)計思路確定好后期工藝、制造及安裝所需要的基剩設(shè)置準(zhǔn)確的建?；緟?shù)。設(shè)置主參考系數(shù)：幾何中心，基準(zhǔn)點、線、面等。
最后，輸入相關(guān)數(shù)據(jù)和特征完成幾何模型（零部件模型）的生成。利用三維標(biāo)準(zhǔn)件庫生成國家標(biāo)準(zhǔn)件材料，也可進(jìn)行數(shù)據(jù)無縫交換。這為實體數(shù)值模型進(jìn)行仿真技術(shù)提供了方便。
5 立體車庫的仿真設(shè)計
設(shè)計中經(jīng)常要對設(shè)計方案以及設(shè)計產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思與小樣的設(shè)計，常常會出現(xiàn)更改現(xiàn)象，而傳統(tǒng)的設(shè)計是逐步找到相關(guān)聯(lián)的零部件進(jìn)行修改，假如有一處未做（或漏掉）設(shè)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(xiàn)對設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行隨時修改，隨時更新，極大的提高其工作效率和質(zhì)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(dǎo)入各個零部件，根據(jù)設(shè)計要求，在滿足立體車庫傳動系統(tǒng)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(yīng)加定義及自由度分析。整合的三維數(shù)值根據(jù)仿真要求擺好位置，并設(shè)置好坐標(biāo)系，及各點、線、面之間的關(guān)系，并根據(jù)框架實際工作情況加以定義，為了調(diào)試通過應(yīng)邊定義邊檢查。同時應(yīng)注意分析自由度，以免過定義或少定義。
最后，進(jìn)行仿真結(jié)果處理。運用SolidWorks三維建模的模塊中可以進(jìn)行動畫仿真，通過對立體車庫真實的工作狀況進(jìn)行模擬，對其進(jìn)行設(shè)計上的干涉和漏洞檢查，提前進(jìn)行改善和修正，為設(shè)計分析提供可靠依據(jù)。
6 結(jié)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(jìn)行仿真裝配，為設(shè)計提供了科學(xué)、準(zhǔn)確的參考依據(jù)，使得產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量和可靠性大幅度提高。SolidWorks軟件集零件設(shè)計、裝配、工程圖、三維設(shè)計、運動模擬、運動結(jié)構(gòu)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(shù)、高質(zhì)量、低成本的條件下必也能獲得高速發(fā)展，真正實現(xiàn)與國際接軌，也必將為民族產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的生機(jī)。
【參考文獻(xiàn)】
論文摘要:虛擬現(xiàn)實技術(shù)是信息化時代的一項涉及眾多學(xué)科的高新應(yīng)用技術(shù)。它在教育訓(xùn)練方面應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于教育訓(xùn)練場景的再現(xiàn)。以某綜合訓(xùn)練場為實例，利用creator和vega軟件實現(xiàn)了虛擬訓(xùn)練場的三維重建，并完成了訓(xùn)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(fā)的一種用于對可視化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行創(chuàng)建和編輯的交互工具。muhigen creator是世界上領(lǐng)先 的實時三維數(shù)據(jù)庫生成系統(tǒng)．具有完整的交互式實時三維建模系統(tǒng)。廣泛的選項增強(qiáng)了其特性和功能。用于產(chǎn)生高優(yōu)化 、高精度的實時 3d內(nèi)容，可以用來對戰(zhàn)場仿真、城市仿真和計算可視化等復(fù)雜場景的視景數(shù)據(jù)庫進(jìn)行產(chǎn)生、編輯和查看。這種先進(jìn)的技術(shù)，由包括自動化的大型地形和三維人文景觀產(chǎn)生器 、道路產(chǎn)生器等強(qiáng)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(fā)生器提供建模系統(tǒng)工具 ．其 openflight格式在實時三維領(lǐng)域中成為最流行的圖像格式 ．并成為仿真領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
1．2 vega實時仿真
vega是 multigen—paradigm公司應(yīng)用于實時視景仿真 、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域的軟件環(huán)境 。它把先進(jìn)的仿真功能和易用的工具結(jié)合在一起，創(chuàng)建 了一種使用最簡單 ，但最具創(chuàng)造力的體系結(jié)構(gòu)．來創(chuàng)建 、編輯和運行高性能的實時應(yīng)用。vega使用 lynx界面定義和預(yù)覽應(yīng)用程序。在 vega中包含了創(chuàng)建一個應(yīng)用程序所必須的全部 api．但是簡單的應(yīng)用程序僅靠 lynx 就可以實現(xiàn) lynx是一種基于 x／motif技術(shù)的點擊式圖形環(huán)境 ．用戶只需通過 鼠標(biāo)即可驅(qū)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(yīng)用程序。 vega還包括完整的 c語言應(yīng)用程序接13．為軟件開發(fā)人員提供 了最大限度的軟件控制和靈活性。
2 構(gòu)建虛擬訓(xùn)練場
以某綜合訓(xùn)練場場景三維重建為例 ．進(jìn)一步討論了虛擬現(xiàn)實技術(shù)。系統(tǒng)開發(fā)流程如圖 1所示。
2．1 建模數(shù)據(jù)的獲取及處理
虛擬綜合訓(xùn)練場場景 ．需要獲取的建模數(shù)據(jù)主要是指訓(xùn)練場內(nèi)各種器材設(shè)施的參數(shù)信息 、周邊建筑物的信息、整個訓(xùn)練場的分布信息以及環(huán)境景觀的紋理信息。
對獲取的信息進(jìn)行處理 ．主要是對照片紋理信息的處理 。先通過數(shù)碼相機(jī)拍照．再利用 photoshop或者 creator自帶的紋理處理工具進(jìn)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(shù)據(jù)的要求相對比較嚴(yán)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(jìn)行編輯由于綜合訓(xùn)練場 的地形較為平坦．可 以采用 delaunay算法將 ded格式的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化。
2．2 三維建模
根據(jù)所獲取的建模數(shù)據(jù) ．可利用 creator建立起三維場景模型，包括訓(xùn)練場的各種器材設(shè)施 、附近的建筑物、花草樹木 、道路等。訓(xùn)練場場景模型層次結(jié)構(gòu)如圖2所示。綜合訓(xùn)練場的場景模型主要分為靜態(tài)實體和動態(tài)實體 。
(1)靜態(tài)實體建模。靜態(tài)實體主要有固定的訓(xùn)練器材設(shè)施、道路、樹木、建筑物等。由于訓(xùn)練場內(nèi)的訓(xùn)練設(shè)施數(shù)量比較多．所要建模的數(shù)據(jù)量比較大．不可能把所有模型都放在整個訓(xùn)練場場景中進(jìn)行建模．因此可以單獨地制作每一個訓(xùn)練器材。最后將所有模型集成為整個訓(xùn)練場場景。
對于單一的固定訓(xùn)練器材 ．可以將訓(xùn)練器材進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解 ，運用 creator的多種幾何工具進(jìn)行構(gòu)建，再進(jìn)行組合。形成完整的單一實體。
由于訓(xùn)練場周邊的建筑物相對較少 ．形狀都較為規(guī)則 ．因此可以簡單地進(jìn)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(chuàng)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(zhuǎn) ，始終面向視點。我們可以運用這種方法來實現(xiàn)訓(xùn)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(shù)量．提高仿真效率。
根據(jù)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(jìn)行建模，并用紋理映射的方法體現(xiàn)天空背景。
(2)動態(tài)實體建模。訓(xùn)練場中的紅旗屬于動態(tài)實體，利用creator對其進(jìn)行建模主要是通過切換紋理來實現(xiàn)的。以在風(fēng)中飄揚的紅旗為例．首先利用 photoshop對紅旗的紋理進(jìn)行處理 ．確定幾張要循環(huán)顯示的圖片。在根節(jié)點下建立幾個子節(jié)點．每個子節(jié)點建立一個 面，將處理好的紅旗紋理貼上每個面 ．設(shè)置每張圖片輪流顯示的時間，最后隱藏除第一個子節(jié)點以外的其它節(jié)點。這樣。一個迎風(fēng)飄揚的紅旗就完成了。
2．3 優(yōu)化模型數(shù)據(jù)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(tǒng)運行的實時性．在制作模型的后期要盡可能的對模型進(jìn)行優(yōu)化處理。在構(gòu)建虛擬訓(xùn)練場景的過程中。主要采用以下優(yōu)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(shù)量．這些多邊形包括模型內(nèi)部的多邊形、其它多邊形后面隱藏的細(xì)節(jié)多邊形、模型底面的多邊形等
(2)使用多層次細(xì)節(jié)模型。在不影響模型逼真性的情況下合理設(shè)置 lod的層數(shù) 、每個層次間的切換距離、紋理的大小精細(xì)程度等，雖然會增加一些工作量 ，但卻節(jié)省了系統(tǒng)資源，提高了系統(tǒng)運行速度。
(3)采用實例化的方法對模型進(jìn)行處理。通常應(yīng)用于表示三維場景數(shù)據(jù)庫中多次重復(fù)出現(xiàn)的對象實體．例如道路兩旁的樹木。實例化模型的優(yōu)點主要體現(xiàn)在能夠顯著節(jié)省磁盤空間便于創(chuàng)建、編輯和修改模型。
3 場景漫游
所有的訓(xùn)練場場景模型建立完成后．需要進(jìn)一步對模型進(jìn)行驅(qū)動 ．實現(xiàn)場景的實時漫游功能。首先 ，要設(shè)置 lvnx參數(shù) 。對觀察者、運動方式 、環(huán)境特效等功能模塊進(jìn)行初步的設(shè)置。具體方法是：在 scenes中設(shè)置為一個觀察者所能看到的所有對象模型：在 observers中設(shè)置觀察者 ；在 motion model中為觀察者設(shè) 置運動方式 ；在 environments和 environment effects中設(shè)置天空和云的效果 。然后在系統(tǒng)中設(shè)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(xùn)練設(shè)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(zhí)行文件，可在 vc中激活其函數(shù)庫。
4 結(jié)束語
本文利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行了虛擬綜合訓(xùn)練場場景的三維重建 ，運用 creator建立起 了各種逼真的訓(xùn)練設(shè)施 、環(huán)境 、地貌等模型．同時對模型進(jìn)行了優(yōu)化。然后利用 vega工具開發(fā)了漫游功能．基本上完成了虛擬訓(xùn)練場的重建．并能與之進(jìn)行自然 、三維可視的交互，具有真正的沉浸感。虛擬綜合訓(xùn)練場的實現(xiàn)。為建立其它形式的訓(xùn)練場景提供 了一種可行性的方法 。具有一定的應(yīng)用價值
參考文獻(xiàn)
[1] 洪炳镕，蔡則蘇，唐好選．虛擬現(xiàn)實及其應(yīng)用[m]．北京 ：國防工業(yè)出版社 ．2005．
關(guān)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(tǒng)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(zhǔn)確的優(yōu)點。提高了晶體管分類的質(zhì)量和效率，適用于大、中規(guī)模晶體管生產(chǎn)廠家晶體管的自動分選。
Pro/E和3Dmax是使用最廣泛的兩種設(shè)計軟件，相比較Pro/E的精準(zhǔn)建模，裝配和分析檢驗的功能被廣泛認(rèn)可，但是其在渲染和動畫表達(dá)方面稍有欠缺；而3Dmax的渲染和動畫制作的功能很強(qiáng)大，但是建模方法、能力和準(zhǔn)確設(shè)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(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)，即使用Pro/E進(jìn)行精準(zhǔn)的建模，然后導(dǎo)入3Dmax進(jìn)行渲染及后續(xù)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(jìn)行二維工程圖繪制，然后使用Pro/E進(jìn)行三維實體建模生成零件，然后使用其裝配功能進(jìn)行裝配如圖1。論文參考網(wǎng)。
2. 由Pro/E導(dǎo)出過程
在進(jìn)行導(dǎo)入的過程中，可以以單個零件的形式進(jìn)行導(dǎo)出，也可以由裝配體的形式導(dǎo)出。導(dǎo)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(dǎo)出方式不同程度出現(xiàn)破面，從而造成了在3Dmax環(huán)境里顯示的實體面組不完整，所以這里我們采用Wavefront(*.obj)的導(dǎo)出方式，這樣可以良好的保證了導(dǎo)出的實體在3Dmax環(huán)境的真實性和完整性。
首先對裝配好的實體進(jìn)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(huán)境下保存類型菜單
其次在保存類型中選擇Wavefront(*.obj)的導(dǎo)出方式，然后確定，在繪圖區(qū)右上角會彈出“輸出Wavefront”的對話框如圖3，然后在繪圖區(qū)中單擊一個平面，激活要輸出的所有項目，弦可以設(shè)為默認(rèn)值或為1.然后確定保存即可。論文參考網(wǎng)。
3.由3Dmax導(dǎo)入過程
進(jìn)入3Dmax環(huán)境后點擊菜單欄上的文件-導(dǎo)入-選擇導(dǎo)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(huán)境下導(dǎo)入類型菜單
4.使用3Dmax進(jìn)行動畫制作
1）光源的設(shè)置；這里使用點光源即匯聚光，方法是單擊光源圖標(biāo)如圖5，選擇“目標(biāo)聚光燈”,在適當(dāng)?shù)奈恢锰砑狱c光源若干。
2）攝像機(jī)的設(shè)置；在本次動畫設(shè)定方面，我們將動態(tài)攝像機(jī)與設(shè)置關(guān)鍵幀兩項功能配合使用。首先是單擊攝像機(jī)圖標(biāo)，如圖6進(jìn)入設(shè)置環(huán)境，然后選好攝像機(jī)的初始位置如圖7。然后設(shè)定關(guān)鍵幀。對于關(guān)鍵幀的設(shè)置要注意兩點：一、關(guān)鍵幀的總幀數(shù)不易設(shè)置過長，應(yīng)與機(jī)構(gòu)的起始運動的時間是基本相等的。論文參考網(wǎng)。二、為了使動畫表達(dá)清晰準(zhǔn)確，在細(xì)微的位置應(yīng)使幀數(shù)做到最少化，且在復(fù)合運動過程中要求有關(guān)聯(lián)或連接的位置應(yīng)盡量把關(guān)鍵幀細(xì)化，所以這要求在制作的過程中要把一個或幾個關(guān)鍵幀的時間段計算準(zhǔn)確，以便順利連接，使生成的動畫具有連貫性。
圖5 目標(biāo)聚光燈圖標(biāo)圖6 攝像機(jī)圖標(biāo)圖7 攝像機(jī)加載初始位置
三、結(jié)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(xiàn)將PRO/E的圖形導(dǎo)入3Dmax中，且破面幾率達(dá)到最小。
2. 使用3Dmax的強(qiáng)大渲染效果可以使模型經(jīng)過渲染后的真實感大大增強(qiáng)。
3. 使用Pro/E和3Dmax相結(jié)合可以使原本在Pro/E比較復(fù)雜的機(jī)構(gòu)運動簡單化，使動畫制作變得容易，且運動過程表達(dá)清晰。
4. Pro/E的精準(zhǔn)建模，裝配功能與3Dmax的渲染和動畫制作表達(dá)有機(jī)的結(jié)合到一起，使得整個機(jī)器的機(jī)構(gòu)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(xiàn)
[1]鄭兵, 祝強(qiáng) , 徐展 基于Pro/E和3DMAX的精確動畫制作 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新2008，21(5):116~117
[2] 林清安 《Pro/ENGINEER野火3.0中文版動態(tài)機(jī)構(gòu)設(shè)計與仿真》電子工業(yè)出版社2007-3-1
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關(guān)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(tài)過程作為研究對象，使用基于BIM技術(shù)的計算機(jī)仿真技術(shù)和三維可視化技術(shù)對水利水電工程的動態(tài)施工過程進(jìn)行演示模擬，并且結(jié)合動態(tài)可視化信息管理技術(shù)和方法對水利水電工程的動態(tài)施工過程進(jìn)行研究。探索基于BIM技術(shù)的計算機(jī)仿真技術(shù)和三維可視化技術(shù)應(yīng)用于模擬水利水電工程的施工動態(tài)過程的可行性。本文主要包括了以下內(nèi)容：1.BIM簡介；2. BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)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(shù)字化技術(shù)，在計算機(jī)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(shù)作為一種應(yīng)用于工程設(shè)計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，可以利用參數(shù)模型對各種項目的相關(guān)信息進(jìn)行整合，并且可以使信息在項目策劃、運行和維護(hù)的全生命周期過程中得到共享和傳遞，讓工程技術(shù)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(yīng)對，使設(shè)計團(tuán)隊以及包括建筑運營單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體擁有協(xié)同工作的基礎(chǔ)，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、節(jié)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(shè)計數(shù)據(jù)、建造信息，維護(hù)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(fù)、便捷地使用。下圖顯示了在建筑設(shè)計、建造、維護(hù)的整個過程中，圍繞的核心就是BIM。
2. BIM技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用
2.1 水利水電工程施工導(dǎo)流三維動態(tài)可視化仿真方法研究
水利水電工程在對導(dǎo)流進(jìn)行設(shè)計和管理的施工過程中，一般需要使用大量的數(shù)據(jù)和圖形信息。譬如水壩地區(qū)的水文、地形、地貌、地質(zhì)資料和樞紐設(shè)計、施工場地布置和施工導(dǎo)流方案設(shè)計等各式各樣的數(shù)據(jù)和圖紙。如何對這些錯綜復(fù)雜、數(shù)量繁多的信息進(jìn)行高效、快速的取得、管理，是提高設(shè)計效率和施工管理水平的關(guān)鍵。施工導(dǎo)流的方案設(shè)計作為施工組織設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，它的設(shè)計過程及其復(fù)雜，并且設(shè)計出來的導(dǎo)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(dǎo)流設(shè)計中實現(xiàn)BIM水利水電工程施工過程可視化仿真技術(shù)可以形象直觀的表達(dá)出導(dǎo)流設(shè)計的實際效果，有著重大的現(xiàn)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(tài)過程
由于需要注意施工現(xiàn)場溫度、應(yīng)力、澆筑機(jī)械設(shè)備布置和澆筑能力等因素的作用，在對混凝土壩進(jìn)行施工時，需要根據(jù)施工現(xiàn)場溫度、應(yīng)力、澆筑機(jī)械設(shè)備布置和澆筑能力對將混凝土壩使用一定的原則進(jìn)行分縫分塊澆筑。但是對混凝土壩澆筑的數(shù)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(jìn)行澆筑的施工約束條件過于復(fù)雜，就造成人工安排澆筑順序和進(jìn)度是一件難度較高的事。現(xiàn)在通常在一般的水利水電工程中使用的是憑經(jīng)驗用類比的方法，按照每月升高的澆筑層數(shù)和混凝土澆筑強(qiáng)度的指標(biāo)來作為施工計劃的參照指標(biāo)。但是使用每月升高的澆筑層數(shù)和混凝土澆筑強(qiáng)度的指標(biāo)作為參照指標(biāo)沒有系統(tǒng)的定量技術(shù)分析，使得在對大壩施工的過程中無法準(zhǔn)確的判斷施工各階段的進(jìn)度和混凝土壩升高過程是否能達(dá)到大壩施工的要求。
因為由于計算機(jī)和系統(tǒng)仿真技術(shù)的出現(xiàn)，特別是系統(tǒng)仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我們可以在計算機(jī)上將混凝土上壩施工的動態(tài)過程真實的模擬出來。通過對不同的混凝土施工方案進(jìn)行模擬，觀察產(chǎn)生的施工動態(tài)過程，然后根據(jù)不同施工方案下混凝土施工進(jìn)程的模擬的各項定量指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測，然后制定出一個科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的混凝土壩施工進(jìn)度計劃。通過在計算機(jī)系統(tǒng)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(tǒng)模型，在這個模型的基礎(chǔ)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(jìn)行模擬建設(shè)，通過輸入可實行的機(jī)械配套方案和相應(yīng)的施工技術(shù)參數(shù)，可以計算出機(jī)械配套的數(shù)量最優(yōu)比、機(jī)械的最優(yōu)利用率、每月的混凝土澆筑強(qiáng)度，并且還能獲取對應(yīng)的施工方案下對大壩進(jìn)行澆筑施工的詳細(xì)規(guī)劃進(jìn)度表。
3.可視化建模研究
建立一個能形象的、準(zhǔn)確的展示工程施工的動態(tài)過程的三維數(shù)字模型是能實現(xiàn)水利水電工程動態(tài)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(shù)字模型應(yīng)當(dāng)具備能夠展示施工現(xiàn)場一些靜態(tài)和動態(tài)信息，譬如施工現(xiàn)場的地形地貌、施工工程建筑物和施工設(shè)施的分布位置、材料運送途徑等具體信息。實現(xiàn)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(shù)完成的，這種可視化仿真的建立由初數(shù)據(jù)的收集分析、數(shù)字模型的建立，然后使用Navisworks對其進(jìn)行渲染。水利水電工程建筑的施工技術(shù)將直接關(guān)聯(lián)作用到水電水利的效益和產(chǎn)生的影響，它并不只是簡單的一個工程而已，它是構(gòu)成整個水電水利工程的一個重要要素。
結(jié)束語：
BIM建筑信息模型在工程中的應(yīng)用，使得建筑行業(yè)引發(fā)了第，它在工程中的應(yīng)用不僅降低了成本，還使得工程從規(guī)劃設(shè)計到施工、運營管理各階段的質(zhì)量有所提高。BIM的不斷發(fā)展，使得水利水電行業(yè)也引入了BIM理念。本文通過基于BIM技術(shù)對水利水電工程施工進(jìn)行可視化仿真研究，真實準(zhǔn)確的反應(yīng)出水利水電的工程動態(tài)施工過程和仿真數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 徐東揚.基于數(shù)字技術(shù)的建筑方案設(shè)計研究：[碩士學(xué)位論文].湖南.中南大學(xué).2010
關(guān)鍵詞 UG；ADAMS；焊接機(jī)器人；建模；聯(lián)合仿真
中圖分類號：TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671―7597（2013）031-060-02
隨著人類社會進(jìn)步的加快，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人們對產(chǎn)品的要求也越來越高。這就需要提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時縮短開發(fā)周期。此時以仿真技術(shù)和系統(tǒng)建模為核心的虛擬樣機(jī)技術(shù)得到了的廣泛應(yīng)用，在真實的產(chǎn)品沒有真正生產(chǎn)出以前就對它進(jìn)行仿真模擬，這樣的話防止各種設(shè)計缺陷的存在。其中一款具有代表性的軟件系統(tǒng)：機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)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(qiáng)大功能的后處理模塊等，利用ADAMS軟件來對機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在物理樣機(jī)設(shè)計之前就可以對數(shù)控玻璃磨邊機(jī)產(chǎn)品的各種性能進(jìn)行測評，不僅能夠降低開發(fā)費用，而且能夠減少開發(fā)周期，很大的提高了機(jī)械系統(tǒng)仿真的效率。ADAMS在機(jī)械系統(tǒng)運動學(xué)、動力學(xué)和靜力學(xué)仿真方面的功能十分的強(qiáng)大，但是當(dāng)ADAMS軟件建立一些比較復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)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(jié)合來開發(fā)復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)。
1 UG軟件和ADAMS軟件的介紹
UG（Unigraphics NX）是一個產(chǎn)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(chǎn)品設(shè)計提供了數(shù)字化模型和檢驗的手段。UG Unigraphics NX根據(jù)用戶的工藝設(shè)計和虛擬產(chǎn)品設(shè)計的要求，提供了解決方案，這種解決方案是經(jīng)過實踐驗證的。UG具有三個設(shè)計層次，即子系統(tǒng)設(shè)計、組件設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計。所有的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。
本論文使用的運動仿真軟件是由美國MDI公司進(jìn)行開發(fā)設(shè)計的ADAMS軟件，這款軟件是現(xiàn)在最具權(quán)威性的機(jī)械系統(tǒng)運動學(xué)與動力學(xué)仿真的軟件。它的求解器是使用的拉格郎日方程來進(jìn)行建立系統(tǒng)運動學(xué)和動力學(xué)方程，對虛擬的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)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(jī)上建立虛擬樣機(jī)來模擬復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)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(lián)合仿真
在利用ADAMS和UG進(jìn)行運動聯(lián)合仿真設(shè)計的時候，通常我們現(xiàn)在先在UG軟件當(dāng)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(jìn)行裝配同時進(jìn)行干涉檢查，最后將建立的三維裝配圖形導(dǎo)入到 ADAMS軟件當(dāng)中，在ADAMS軟件中首先對三維裝配圖形的仿真參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，這樣就產(chǎn)生了參數(shù)化的機(jī)構(gòu)模型，最后進(jìn)行運動學(xué)和動力學(xué)的仿真。下圖1所示的就是一般情況下的聯(lián)合仿真設(shè)計流程。
3 焊接機(jī)器人聯(lián)合仿真分析
3.1 UG三維建模
焊接機(jī)器人主要有底座、軀干、肩、手臂、手腕、機(jī)械手6部分組成。在UG中建立焊接機(jī)器人的各零部件，裝配后得到焊接機(jī)器人實體模型，見圖2所示。
3.2 三維模型導(dǎo)入ADAMS
在UG中，選擇“文件”“導(dǎo)出”Parasolid，然后打開ADAMS，選擇FileImport，彈出文件導(dǎo)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(dǎo)入到ADAMS中如圖3所示。
3.3 ADAMS運動仿真
導(dǎo)入模型之后，首先要給焊接機(jī)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(jī)械手之間添加旋轉(zhuǎn)副。然后給所有旋轉(zhuǎn)副添加旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，肩和手臂之間旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為15d*sin（180d*time-90d）+15d，手臂和手腕之間旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為-15d*sin（180d*time-90d）-15d，底座和軀干之間旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為180d*time，其它旋轉(zhuǎn)副的驅(qū)動參數(shù)為0d*time。至此，已完成整個樣機(jī)約束的添加如圖4所示。
停止仿真運動，右鍵點擊機(jī)械手，在下拉菜單中選擇measure，出現(xiàn)對話框，在characteristic中選擇選項，輸出機(jī)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(jī)械手的運行曲線平滑且有規(guī)律，說明該機(jī)構(gòu)的整個運動過程平穩(wěn)無沖擊震蕩現(xiàn)象，通過觀察機(jī)構(gòu)仿真運動并結(jié)合曲線，可以證實該機(jī)構(gòu)的運行曲線與實際情況相符。
4 結(jié)束語
ADAMS軟件和UG軟件作為動力學(xué)仿真分析領(lǐng)域和三維建模領(lǐng)域的優(yōu)勢產(chǎn)品，二者的聯(lián)合仿真廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)、工程校驗、機(jī)械設(shè)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(chuàng)建的焊接機(jī)器人三維模型成功導(dǎo)入到ADAMS中，并通過在ADAMS中進(jìn)行運動學(xué)仿真分析，根據(jù)仿真分析的結(jié)果，驗證了將UG與ADAMS軟件相結(jié)合的建模設(shè)計和運動學(xué)仿真方法的可行性，不僅提高了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的可靠性，還大大提高了仿真效率，是虛擬樣機(jī)技術(shù)研究中的嶄新應(yīng)用，促進(jìn)了虛擬仿真的發(fā)展，對于教學(xué)和實踐具有廣泛的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]張磊.UG NX6.0后處理技術(shù)培訓(xùn)教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.
[2]孫恒，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.
論文關(guān)鍵詞：超彈性,本構(gòu)關(guān)系模型,標(biāo)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(shè)計不同的橡膠隔振器。在橡膠隔振器設(shè)計過程中，需要對不同設(shè)計方案的動力學(xué)特性進(jìn)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(jìn)行仿真評估就有了實際的需求。
進(jìn)行仿真分析必須知道材料的本構(gòu)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(xué)性能比較簡單，通常只有彈性模量和泊松比兩個材料參數(shù)；對于橡膠這種超彈性(hyperelastic)材料而言，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系通常由一條曲線來描述，該曲線由不同形式的本構(gòu)模型來進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá)(如多項式)。
選擇合適的本構(gòu)模型是仿真分析能否成功的關(guān)鍵之一。通常作法是，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過選取不同模型進(jìn)行試算來實現(xiàn)，這一試算過程本文稱之為標(biāo)定。由于不同的實驗數(shù)據(jù)曲線和不同的數(shù)學(xué)模型之間并不存在明確的對應(yīng)關(guān)系，標(biāo)定過程可能需要多次的反復(fù)試錯。這是一個令人生厭的過程。因此，盡可能的簡化標(biāo)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(jìn)行探討，以供同行參考。
1、橡膠材料的本構(gòu)模型
在主流的商業(yè)有限元軟件中，橡膠的本構(gòu)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(shù)時的特例。它們的關(guān)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(guān)鍵詞：OpenGL；高仿真；貼圖技術(shù)
一 問題的提出
(1)，營銷手段的進(jìn)步，對商品模擬軟件的需求
技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)慢慢進(jìn)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(xiàn)在的營銷模式改變了這一現(xiàn)狀，很多廠家將三維仿真技術(shù)用到了商業(yè)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(jī)將鋪裝后的效果展現(xiàn)出來，供消費者決策。
(2)，商品模擬軟件開發(fā)可以使用OpenGL技術(shù)
OpenGL技術(shù)完全可以勝任仿真物體的任務(wù)，OpenGL 是最早出現(xiàn)的圖形接口標(biāo)準(zhǔn)，它以動態(tài)庫的方式提供給軟件開發(fā)者所有圖形繪制接口函數(shù)。OpenGL易學(xué)易用，開發(fā)方便，本文重點就是討論OpenGL技術(shù)中比較關(guān)鍵技術(shù)之一,即貼圖技術(shù)，選用DELPHI 7做了演示程序。
二 相關(guān)概念和實現(xiàn)工具
（1），建模
現(xiàn)實世界中，固體物體正常狀態(tài)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(shù)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(biāo)，根據(jù)這些坐標(biāo)與OpenGL坐標(biāo)系之間的對照關(guān)系，就可以將物體置放到虛擬世界中。
（2），OpenGL紋理與貼圖
現(xiàn)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(jié)合光照和材質(zhì)參數(shù)的設(shè)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(shù)貫穿于整個OpenGL技術(shù)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(shù)來實現(xiàn)的。
（3），單片貼圖和重復(fù)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(yīng)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(fù)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(yīng)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(guān)系。
圖 1
（4），貼圖的右手法則
在實際的開發(fā)工程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)貼上去的圖，無論如何顯示不出來，坐標(biāo)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(xiàn)過程的操作可以說是一條深度比較指令。根據(jù)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(zhuǎn)換階段對應(yīng)相機(jī)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(dāng)門打開時，我們需要實現(xiàn)陰影。或者當(dāng)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(shù)具體實現(xiàn)過程
1， 編程實現(xiàn)貼圖的一般過程
（1）,定義紋理
有兩種方法定義紋理：連續(xù)法和離散法。連續(xù)法把紋理定義為一個二元函數(shù)，函數(shù)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(shù)組中，該數(shù)組表示紋理空間中行間隔和列間隔固定的一組網(wǎng)格點上的紋理值。網(wǎng)格點之間的其它點的紋理值可以通過對相鄰網(wǎng)格點上紋理值進(jìn)行插值來獲得。通過紋理空間與物體空間之間的坐標(biāo)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(shù)為glTex~v()，該函數(shù)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(shù)必須為GL_TEXTURE_ENV，pname參數(shù)必須為GL_TEXTURE_ENV_MODE，而參數(shù)parmn為GL_MODULATE、GL_DECAL或GL_BLEND。紋理坐標(biāo)可以是1、2、3、4維的，通常用齊次坐標(biāo)來表示，即(5，t，r，q)。OpenGL定義紋理坐標(biāo)的函數(shù)為xCoord()。
2， 程序貼圖后的效果
圖 2
3,關(guān)鍵代碼與技術(shù)
（1）建立模型。
房屋的模型可以通過如下代碼設(shè)置頂點坐標(biāo)，與紋理坐標(biāo)和頂點坐標(biāo)對應(yīng)。類似于如下代碼實現(xiàn)。
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(xiàn)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(yīng)，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(jìn)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(biāo)進(jìn)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(biāo)
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(guān)鍵函數(shù)， glNormal3f，glTexCoord2f glVertex3f。
分別定義了這個頂點的法向量位置，紋理坐標(biāo)的位置，和頂點坐標(biāo)。
如果法向量的位置設(shè)置錯誤，那么光照將不能很好的表現(xiàn)出貼圖的效果，會使物體看上去沒有真實的感覺。紋理坐標(biāo)決定該坐標(biāo)點對應(yīng)于圖片的哪個角。頂點坐標(biāo) 就是物體的某個頂點的空間位置了。
（3） 重復(fù)和單片貼圖技術(shù)實現(xiàn)。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 城市設(shè)計 應(yīng)用
一、什么是虛擬現(xiàn)實技術(shù)
虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機(jī)仿真系統(tǒng)。它利用計算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)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(xiàn)實的場景，使用戶沉浸到該環(huán)境中。
二、分析城市設(shè)計中常規(guī)方法與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不同
（一）常規(guī)方法存在的不足
相對于城市規(guī)劃的抽象性和數(shù)據(jù)化，城市設(shè)計更具有具體性和圖形化，以協(xié)助于以后的日常規(guī)劃管理工作。傳統(tǒng)城市設(shè)計由于技術(shù)手段的限制，設(shè)計師仍通過二維圖形來展現(xiàn)設(shè)計方案，僅在小群體設(shè)計中才使用三維建模；傳統(tǒng)的GIS系統(tǒng)只結(jié)合了地理信息系統(tǒng)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的二維模式；3DMAX三維建模耗時耗力，不提倡用于大規(guī)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(yīng)用中實現(xiàn)人機(jī)交互的動態(tài)傳感的效果，不能完整的表達(dá)出設(shè)計者的想法和思路，存在一定的局限性。
（二）在城市設(shè)計中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢
虛擬現(xiàn)實技術(shù)融合了二維GIS、多媒體等技術(shù)，它繼承了GIS系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢，可對建筑密度、容積率、選址可行性，地理周邊環(huán)境等進(jìn)行分析，以達(dá)到最有效果；它將網(wǎng)絡(luò)、遙感等技術(shù)加入其中，以達(dá)到實時更新與瀏覽的效果；它具有交互式動態(tài)傳感等技術(shù)，以便更直觀地對場地對象、日照、視點、路徑等做出反應(yīng)；相比于3DMAX建模，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已實現(xiàn)了全景拍攝，即虛擬建模結(jié)合全景拍攝技術(shù)使視圖三維化更方便快捷。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)實中的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實技術(shù)的完整實現(xiàn)應(yīng)包括城市設(shè)計、城市設(shè)計單體三維化及場景渲染、實現(xiàn)人機(jī)互動幾部分。
（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市設(shè)計中的運用
城市設(shè)計對要求城市的特定區(qū)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(fēng)格等要素實現(xiàn)相互配合和協(xié)調(diào)，使綜合效益最優(yōu)化。在對設(shè)計目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求進(jìn)行分析后，將全部信息納入空間坐標(biāo)系中（GIS和CAD都可實現(xiàn)，但要注意后期軟件的兼容性），然后在系統(tǒng)中將每個空間實際面積、方位、建筑的整體風(fēng)格及布局等按照比例要求來進(jìn)行調(diào)整；運用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)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(shè)計方案。
（二）實現(xiàn)對虛擬場景的城市設(shè)計
在實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的虛擬場景中，可將整個城市設(shè)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(shù)或Muligen系統(tǒng)和計算機(jī)來進(jìn)行對系統(tǒng)中的場景進(jìn)行三維化渲染，以此來設(shè)計出更加逼真的效果圖。在分割時如果計算機(jī)的虛擬內(nèi)存還沒有達(dá)到設(shè)計的要求，我們可以采用進(jìn)行對場景的對動態(tài)分割。然后通過SiteBiulder或其它虛擬動畫軟件實現(xiàn)三維空間的虛擬動畫。
（三）實現(xiàn)城市設(shè)計的人機(jī)交流和互動
利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計好整個空間場景后，然后我們利用專業(yè)的輸入設(shè)備以及跟蹤設(shè)備來實現(xiàn)對虛擬場景的感知。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的系統(tǒng)中人際接口為人機(jī)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(huán)境，并且還可以與其互動。所以說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的人機(jī)交互有效的提高了人們對設(shè)計環(huán)境的感知，可以使人們真實的體驗到當(dāng)中去。
四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)對城市設(shè)計后期管理的意義
（一）從管理功能的角度來分析
城市設(shè)計服務(wù)于城市規(guī)劃的管理，為了能在城市規(guī)劃的模板上展示最新的虛擬現(xiàn)實規(guī)劃的主要內(nèi)容且將各個模板與周邊的環(huán)境相融合起來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將實現(xiàn)技術(shù)與規(guī)劃管理同步作為發(fā)展的目標(biāo)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)屬于一種城區(qū)規(guī)劃與量化的一種管理工具。而城市設(shè)計的空間信息與屬性信息的仿真系統(tǒng)主要是通過3D的方式來構(gòu)建成的，然后將設(shè)計的好的規(guī)劃方案通過三維技術(shù)來進(jìn)行仿真優(yōu)化，從而為城市空間的管理工作提供有效的真實數(shù)據(jù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在規(guī)劃管理中輕松實現(xiàn)空間定位，即快速導(dǎo)航定位三維場景數(shù)據(jù)；實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理功能，即對虛擬現(xiàn)實中的三維場景數(shù)據(jù)進(jìn)行更改和修正；實現(xiàn)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(jìn)行量算；信息查詢，及對建筑、植物等屬性進(jìn)行查詢；實現(xiàn)日照分析，按照空間坐標(biāo)信息，結(jié)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(jìn)行分析；實現(xiàn)城市設(shè)計方案比較，通過改變輸入數(shù)據(jù)對多套設(shè)計方案進(jìn)行虛擬比較，以選取最優(yōu)方案。
（二）從系統(tǒng)的擴(kuò)展角度來分析
VR技術(shù)的一體化操作平臺具備足夠的軟硬件接口以及功能的擴(kuò)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(xiàn)實技術(shù)來優(yōu)化城市的整體空間布局，疏通城市的交通網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建城市的安全服務(wù)等等，非常有利于提高城市的整體管理效率，帶動城市發(fā)展。
五、結(jié)語
本文主要分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在城市設(shè)計中如何應(yīng)用起來，它采用三維模擬仿真技術(shù)，讓觀眾更直觀詳細(xì)的了解到整個城市的具體規(guī)劃設(shè)計和發(fā)展前景，同時，也利于開展各種項目的實地的調(diào)研及招商引資等等。從目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展情況來看，采用VR技術(shù)來完成城市設(shè)計的方案越來越多，尤其在人機(jī)交互的領(lǐng)域中顯得尤為突出。這種現(xiàn)象也充分說明在城市設(shè)計當(dāng)中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的效果是顯而易見的，若能夠按照這個道路一直發(fā)展下去，那我國的建筑、景觀設(shè)計以及未來的城市設(shè)計將會有更廣闊的前景。
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[關(guān)鍵詞]多媒體；教育技術(shù)：光技術(shù)；虛擬仿真
[中圖分類號]G40―057
[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A
[論文編號]1009―8097(2009)13―0242―02
教學(xué)活動中，教師的主導(dǎo)作用不容忽視，教師是教學(xué)活動的組織者和引導(dǎo)者、是學(xué)習(xí)活動的評價者、是漸進(jìn)層次學(xué)習(xí)的激發(fā)者；教學(xué)活動中“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”，教師現(xiàn)場的言傳身教尤為重要，不要指望單靠學(xué)生個別化學(xué)習(xí)、自我學(xué)習(xí)機(jī)械操作，再好的學(xué)習(xí)資源未必帶來預(yù)期的成效。而正確運用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，實現(xiàn)師者，所以傳道授業(yè)解惑也，真正解決課堂和遠(yuǎn)程等教學(xué)存在問題。本文將在以下進(jìn)行探討。
一 光技術(shù)在多媒體虛擬仿真課堂教學(xué)的應(yīng)用
從認(rèn)識論來看，學(xué)習(xí)的本質(zhì)是立體的、精神的、多向的、開放的。真實的學(xué)習(xí)是人與自然、與人相互作用，在開放系統(tǒng)中進(jìn)行互動，而教育技術(shù)則要通過創(chuàng)建學(xué)習(xí)環(huán)境來達(dá)到目的。學(xué)習(xí)環(huán)境由內(nèi)容、媒體(包括軟件和硬件)、人員(包括教育工作者和其他學(xué)習(xí)者)、方法和場所等要素組成，構(gòu)成一個教育信息傳播的系統(tǒng)，即：傳播什么信息(內(nèi)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(shù)、方法才能做到教師現(xiàn)場仿真的言傳身教、師生互動和教師的主導(dǎo)作用呢?有沒有一種理想的技術(shù)手段和方法能真實再現(xiàn)教學(xué)情景呢?本人認(rèn)為采用光電三維成像技術(shù)能最好的虛擬仿真課堂真實的教學(xué)情景，促進(jìn)學(xué)生個別化學(xué)習(xí)、自我學(xué)習(xí)。由于情景逼真，互動性好，虛擬地建立起與真實環(huán)境相近的學(xué)習(xí)場景，開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的、具有自然語言理解與產(chǎn)生功能的“人一機(jī)”交互學(xué)習(xí)環(huán)境，對多個不同課室教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程個體或集中教學(xué)，尤其是在職成年人學(xué)習(xí)最佳。適應(yīng)當(dāng)今信息化發(fā)展進(jìn)程，適應(yīng)未來教學(xué)模式向著更深層次發(fā)展的要求。本文只從觀念技術(shù)的角度來探究光技術(shù)在多媒體虛擬仿真教學(xué)的應(yīng)用，主要是在課堂教學(xué)，運用恰當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄芗夹g(shù)手段，再配合有線、無線、衛(wèi)星、微波等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實現(xiàn)仿真互動，起到教師的主導(dǎo)作用，教師現(xiàn)場的言傳身教逼真，實現(xiàn)教育人性化的活動，再現(xiàn)與真實環(huán)境相近的學(xué)習(xí)場景，符合教育技術(shù)理論邏輯起點教與學(xué)的屬性。
二 光技術(shù)及其應(yīng)用效果
1 光電子新技術(shù)
常說的光學(xué)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(nèi)的，關(guān)于電磁輻射的發(fā)生、傳播、接收和顯示，以及跟物質(zhì)相互作用的科學(xué)。光學(xué)是物理學(xué)的一個重要組成部分，也是與其他應(yīng)用技術(shù)緊密相關(guān)的學(xué)科。光電子技術(shù)是以先進(jìn)探測器和激光器為基礎(chǔ)，由光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)等密切結(jié)合而形成的一項高技術(shù)。它既改變了傳統(tǒng)光學(xué)的單純觀察功能，又大大擴(kuò)展了電子技術(shù)的功能。由于光電子技術(shù)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(qiáng)等優(yōu)點，因而在軍事上得到了廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中已顯示了其特有的威力。
而光電子三維成像技術(shù)和全息攝影術(shù)不同，不需要依靠連貫的激光束產(chǎn)生圖像。它使用普通光束即可。普通照相機(jī)的鏡頭工作原理類似模擬計算機(jī)，通過程序的運行將外界傳來的信息(光線)轉(zhuǎn)換成平面媒介上(通常是膠片)的圖像。
[因特網(wǎng)消息1999年7月7日報道]，美國伊利諾依州大學(xué)電氣工程師大衛(wèi)布萊迪在數(shù)字計算機(jī)而非光學(xué)鏡頭的幫助下，利用射電天文學(xué)家繪制天空的數(shù)學(xué)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(dāng)這兩束光線再度會合時，它們相互干擾，雖然強(qiáng)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(zhuǎn)動時，科學(xué)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(jī)程序可以對它們作還原處理。
這項技術(shù)最大的優(yōu)點是無論景深多大，它都能保持清晰的聚焦，這一點與傳統(tǒng)光學(xué)鏡頭相比表現(xiàn)出極大的優(yōu)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(yīng)用意義。布萊迪設(shè)想他發(fā)明的技術(shù)可用來拍攝細(xì)胞在產(chǎn)生交互作用時的高清晰度圖像。共焦顯微技術(shù)采用的是掃描技術(shù)，聚焦平臺來回移動，以獲得細(xì)胞的細(xì)部信息，從而生成三維圖像。利用這種方法，當(dāng)細(xì)胞在移動時，要拍攝到細(xì)胞的移動過程就是非常困難的。有了布萊迪發(fā)明的科學(xué)方法，記錄裝置就可利用排列成圓圈的光學(xué)感應(yīng)器幫助研究人員記錄實時的三維數(shù)據(jù)。
科學(xué)家們指出，即使要拍攝的對象遠(yuǎn)離感應(yīng)器，這項技術(shù)仍然有用。麻省理工學(xué)院電氣工程師喬治說：“這個系統(tǒng)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(jī)，你就可以在虛擬現(xiàn)實狀態(tài)下觀看籃球比賽，觀看者會感覺自己仿佛就在場內(nèi)一樣?！?/p>
2 光電三維成像技術(shù)在多媒體虛擬仿真課堂教學(xué)的具體應(yīng)用及效果
現(xiàn)在的有線、無線、衛(wèi)星和微波等網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教學(xué)，學(xué)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(diào)動學(xué)生的興趣。就是普通的現(xiàn)場課堂教學(xué)，應(yīng)用多媒體課件，也由于畫面內(nèi)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(xué)情景、課件內(nèi)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(xiàn)場無異，那將是教育教學(xué)新的飛躍。有什么適當(dāng)?shù)募夹g(shù)能實現(xiàn)刺激鼓勵指導(dǎo)學(xué)生的思考和自動學(xué)習(xí)方法呢?光電三維成像技術(shù)就能在課堂教學(xué)應(yīng)用中虛擬仿真真實場景，而虛擬現(xiàn)實是指通過特殊的輸入設(shè)備和一些能實現(xiàn)三維圖形和三維音效的特殊輸出設(shè)備來模擬人和環(huán)境之間的交互技術(shù)。假如遠(yuǎn)程課堂教學(xué)，通過有線、無線、衛(wèi)星、微波等通信傳輸，使用課堂多媒體光電三維成像設(shè)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(xiàn)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(xiàn)在空氣中的光學(xué)立體影像，不需要任何屏幕之類的媒質(zhì)，不像今天的網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星遠(yuǎn)程教學(xué)、可視電話還需要一個屏幕才能顯像。光虛擬現(xiàn)實技術(shù)可很好地應(yīng)用到虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的建立。它可以虛擬地建立起與真實環(huán)境相近的學(xué)習(xí)場景，使學(xué)生似乎已處于真實環(huán)境之中。
當(dāng)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(shù)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(xué)所使用的各式方法(如演講法、問題教學(xué)法、設(shè)計教學(xué)法、復(fù)述背誦法、小組研討法、訪問式教學(xué)法、辯論法、座談研討法、甚至實驗教學(xué))都能應(yīng)用光電三維多媒體
虛擬仿真成像技術(shù)達(dá)成教學(xué)目標(biāo)[手段]。當(dāng)然，要真正將光技術(shù)應(yīng)用于實踐非一朝一夕，但可以采取過度方法，如先實現(xiàn)屏幕顯示三維立體畫面，學(xué)生觀看而無需頭盔等輔助設(shè)備，能實現(xiàn)師生聲像遠(yuǎn)程互動，虛擬地建立起與真實環(huán)境比較相近的學(xué)習(xí)場景，再隨光技術(shù)發(fā)展和實現(xiàn)，使學(xué)生似乎處于真實環(huán)境之中將成為現(xiàn)實。光電三維成像技術(shù)不但可以應(yīng)用于多媒體虛擬仿真課堂教學(xué)，還可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程在線教學(xué)、虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)等。由于有教師和學(xué)習(xí)者之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行社會交互的一種虛擬仿真環(huán)境建構(gòu)，有強(qiáng)烈的社交真實感和虛擬社區(qū)歸屬感，不僅可增強(qiáng)學(xué)生的在線學(xué)習(xí)的持久性，提高學(xué)習(xí)績效，而且能加強(qiáng)合作和學(xué)習(xí)滿足感，提升合作學(xué)習(xí)水平?，F(xiàn)在，在線學(xué)習(xí)者只是獨立的個體，容易產(chǎn)生焦慮、逆反心理和喪失學(xué)習(xí)動力，會導(dǎo)致學(xué)習(xí)的挫折感和低效率。
3 采用中間件技術(shù)
中間件(middleware)是一種獨立的系統(tǒng)軟件或服務(wù)程序，分布式應(yīng)用軟件借助這種軟件在不同的技術(shù)之間共享資源，中間件位于客戶機(jī)服務(wù)器的操作系統(tǒng)之上，管理計算資源和網(wǎng)絡(luò)通信。滿足大量應(yīng)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(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺的透明性的應(yīng)用或服務(wù)的交互支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議支持標(biāo)準(zhǔn)的接口。利用中間件技術(shù)，將多媒體虛擬仿真應(yīng)用類似于中間件，任何設(shè)計制作軟件，包括現(xiàn)在應(yīng)用的課程教學(xué)所需軟件，如PowerPoint、Photoshop、Dreamweavcr、Flash等，都可無縫應(yīng)用。教師無需專門培訓(xùn)，教學(xué)應(yīng)用與以前無異，只是效果大為改觀，真實再現(xiàn)場景，其它技術(shù)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(fù)責(zé)，避免和改善教師計算機(jī)焦慮現(xiàn)象。
三 結(jié)合我校實踐探討多媒體人工智能課堂教學(xué)的管理模式
我?，F(xiàn)有四個校區(qū)，分布在越秀區(qū)、海珠區(qū)、番禺區(qū)和珠海市，多媒體課室有279間，都基本配置了多媒設(shè)備，部分校區(qū)具有初級的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò)學(xué)院在省內(nèi)有50來個教學(xué)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(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。不過由于校區(qū)距離較遠(yuǎn)，不少老師要長年往返于各校區(qū)上課，雖然教師身臨現(xiàn)場授課，但運作成本較高。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)點分布較廣，學(xué)員分散，對學(xué)生來說，多媒體屬于模擬交際而非學(xué)生直接參與的自然交際，缺乏自然語言進(jìn)行人際交流的環(huán)境。而遠(yuǎn)程教育更需要互動和教師的主導(dǎo)作用，教師現(xiàn)場的言傳身教尤為重要。
未來的新型多媒體教學(xué)將是以多媒體技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感技術(shù)、光技術(shù)、人工智能和虛擬仿真技術(shù)等的有機(jī)結(jié)合，能夠全面整合網(wǎng)絡(luò)各種“資源”而形成先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)平臺。在這種教學(xué)平臺上.多媒體教室不再是孤立的，它已融入到校園網(wǎng)教學(xué)系統(tǒng)中，并以校園網(wǎng)資源為“背景”構(gòu)建出一個富有時代特色的現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境：即集教學(xué)、管理、娛樂為一體的“數(shù)字化校園”。多媒體課室是現(xiàn)代教學(xué)環(huán)境建設(shè)的重要組成部分，是教育技術(shù)信息傳遞的展示平臺，是教師了解、聯(lián)系、應(yīng)用教育技術(shù)的橋梁。既然新型多媒體教學(xué)、特別是網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)如此重要，一般的管理就遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化的課堂教學(xué)應(yīng)用。
結(jié)合我校的教學(xué)實際，本人認(rèn)為，未來的新型多媒體課堂教學(xué)將是一個系統(tǒng)集成，不但要從后端課堂教學(xué)管理考慮，還要聯(lián)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(hù)保養(yǎng)，也要了解甚至參與前端課件制作，這就需要先進(jìn)的多媒體人工智能管理平臺管理，從制作到應(yīng)用一條龍服務(wù)，時刻把握教師課堂教學(xué)需求的命脈，為管理和新技術(shù)應(yīng)用于課堂教學(xué)提供依據(jù)。即教師只需在其中一個教室就可通過網(wǎng)絡(luò)開啟其它多個接收教室的多媒體設(shè)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(shè)備，實現(xiàn)三維圖形和三維音效來模擬人和環(huán)境之間場景的拾取，多個教室通過特殊的輸入設(shè)備和一些能實現(xiàn)三維圖形和三維音效的特殊輸出設(shè)備，真實呈現(xiàn)在空氣中的主課室教學(xué)光學(xué)立體影像，各分教室還可以現(xiàn)場與主講教師交流。并同步錄制仿真教學(xué)內(nèi)容，作為課件保存錄入資源庫中。網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的學(xué)生可在課堂或家中電腦上，調(diào)用資源，遠(yuǎn)程課堂上的特殊設(shè)備也真實呈現(xiàn)在空氣中的主課室教學(xué)光學(xué)立體影像，與現(xiàn)場無誤。人工智能管理平臺集中監(jiān)測、控制和管理，教師可在辦公室或家中的計算機(jī)上，利用人工智能管理平臺的多媒體教學(xué)系統(tǒng)，遠(yuǎn)程開啟網(wǎng)絡(luò)教室，同在網(wǎng)絡(luò)多媒體教室中的學(xué)生們實現(xiàn)遠(yuǎn)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(guān)課程智能結(jié)合，當(dāng)點播網(wǎng)絡(luò)虛擬課程，真實再現(xiàn)上課場景，學(xué)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(guān)知識即刻虛擬回復(fù)場景，如沒有隨即跳過繼續(xù)上課，而此問題現(xiàn)場攝錄保存到虛擬仿真場景答疑系統(tǒng)，在下次相關(guān)教師登陸遠(yuǎn)程點對點虛擬仿真場景答疑系統(tǒng)時，人工智能管理平臺系統(tǒng)自動插入其中，與現(xiàn)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(fù)大多數(shù)疑難需求。
四 結(jié)束語
信息時代的到來，社會節(jié)奏的加快，知識呈現(xiàn)出高速增長和快速更新之勢。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還會有更多的新技術(shù)應(yīng)用在教育技術(shù)中，光技術(shù)就是其中重要的一項，21世紀(jì)將是光技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的時代。
參考文獻(xiàn)
[1]張祖忻.教育技術(shù)是一項解決教育問題的系統(tǒng)技術(shù)[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2006，(2)：5―10.