计算机虚拟仿真技术分析及其应用

余鹏

摘  要：在21世纪，计算机技术已经成为了一个飞速发展的行业，并且通过与其他行业的结合也带动了其他行业的发展，具有非常可观的市场容量。在当前阶段，我国已经成为了计算机虚拟仿真技术的应用大国，并且在电子技术、制造业甚至在医学领域都有着不小的成就，本文简要分析了计算机虚拟仿真技术在当前阶段的应用。

关键词：虚拟仿真技术;计算机技术应用;立体模型

中图分类号：TP391.9    文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）01-0081-03

Analysis and Application of Computer Virtual Simulation Technology

YU Peng

（Liaoning Railway Vocational and Technical College，Jinzhou  121000，China）

Abstract：In the 21st century，computer technology has become a rapidly developing industry，and through the combination with other industries，it also has led to the development of other industries，with a very considerable market capacity. At the current stage，China has become a major application country of computer virtual simulation technology，and in electronic technology，manufacturing industry and even medical field have made great achievements. This paper briefly analyses the application of computer virtual simulation technology in the current stage.

Keywords：virtual simulation technology;application of computer technology;stereomodel

0  引  言

所谓的虚拟仿真技术，又可以被称为虚拟现实技术，也就是现阶段人们所熟知的VR技术。这种技术是将计算机技术作为核心内容，采取现代化的高科技的科学技术手段，制作出模拟真实场景的环境，给客户身临其境的感受和体验，能够运用人工合成的各种环境来改变他们的知识和信息，将抽象的系统符号转变为确切的含义。

1  把握虚拟仿真技术概念

虚拟仿真技术又被称作为模拟技术或虚拟显示技术，这种技术最核心的部分就在于是完全虚拟的系统，并在此基础上建立模拟的真实系统。这种技术涉及到了非常多的学科和领域，例如计算机技术、AI技术、传感技术、交互技术等，是一种综合性的、交叉多学科的领域。从广义的角度来说，虚拟仿真技术能够从三个层面解释其意义：第一，是一种依靠计算机技术生成环境的技术，因此具有虚拟性的特点;第二，因为人体对这种虚拟环境有一定的感知，因此具有高度逼真的特点;第三，因为是人用虚拟的系统以及通过自然的科学方法实现的交互作业，因此这种系统能够在快速的响应人的工作的同时还能够做出合理的反应。一般来说，虚拟仿真技术包含了PS软件、Edison以及电力系统原理图的程序编辑器，是一个综合性极强的软件。

简单来说，这种仿真技术是一种综合性的技术，将系统的理论知识、信息技术利用计算机和其他设备进行动态性試验。信息化时代的到来使得虚拟仿真技术诞生，在使用虚拟仿真技术时，要利用仿真的硬件和软件，所谓的硬件就是指计算机系统，例如模拟计算机、数字计算机等，都是计算机系统的某一种形式。

当前阶段，虚拟仿真技术涉及到了教育、道路、电力、油矿等行业，具有非常显著的特点：第一，软件的图形界面很好，非常容易操作，在实际操作的过程中只需要选中功能模块或是拖拽，对于学习者而言，只需要掌握基本的计算机软件知识就能够迅速掌握虚拟仿真技术的实际操作;第二，在不同的项目工程中，仿真工程的步骤非常相似，部分步骤具有类似的特性，一般而言，使用虚拟的仿真软件都需要先建立一个仿真的工程文件，再连接相关的元件，最后再对数据进行模拟运行;第三，可以节省客观的物力，这里的物力主要是指仪器设备，在进行实际的电路之前，要先设置电路参数、更换相关的电路元件，然后再进行分析，才能够提高仿真的合理性和科学性，简化操作的步骤;第四，这种系统的升级速度非常迅速，每一次的升级几乎都是增加模型的数量，或是进行模型的优化，不需要耗费过长的时间。

2  虚拟仿真技术当前的应用

2.1  虚拟仿真技术在电子技术方面的应用

首先，对于晶体管或是三极管来说，这种实验的参数一致性交叉，因此实验的数据也存在一定的偏差，但是引入虚拟的仿真图形，能够非常有效的检验误差的大小，并且还能够观察到每一个瞬间的电路参数。除此之外，利用虚拟仿真软件还能够随意的调整元件的参数，并且这种调整是不需要更换电子元件的，也就是说在同一时间内，能够观察到更富有特性的曲线变化。其次，虚拟仿真软件在电力电子技术的图表设计中也能起到十分重要的作用，例如：，进行晶闸管三相桥式整流器的设计中，为了调整整个电路的设计，可以引入虚拟仿真软件，降低设计者的劳动强度并且还能够提高分析能力，相比原理图来说得到更小的误差，降低了设计的成本并且还能够加快设计的时间。

在建立仿真模型的同时构建仿真文件，从中提取出电路模型和器件的模块，建立起一个系统化的模型，设置仿真的参数并放置于三项晶闸管和电源之间，就能够通过脉冲设备进行发生器的额设置。如果要触发一些变换的波形，那么可以调整各个控制点，观察输出的电压值是如何变化的，例如：阻性负载的变化、阻感性负载的变化等，由此可见，虚拟仿真软件的引用，省略了绘图的捕捉，能够迅速的进行实验，从而减少设计周期，提高了设计的效率和质量。

2.2  虚拟仿真技术在医学教学方面的应用

将实验的教学模块大致的分为五部分，分别为理论知识的学习、实验的准备、模拟动物房、实验室和网上考试五个部分。首先，在理论知识的学习过程中教师可以先介绍本专业的一些学科基础的理论性的知识，在实验室的准备阶段，可以将需要使用的仪器、设备、药物和试剂等准备好，巩固实验所用的相关的性能和实际的操作方法;在模拟动物法，教师可以简要的介绍本次实验的动物特点以及操作的应用内容;在实验室，教师就可以利用Flash技术，结合语音介绍、文字介绍等，进行生动形象的介绍，每一个实验项目也可以由五个部分组成，分别是实验的介绍、原理、实验的过程录制、模拟实验以及实验结论。

在設计虚拟的仿真实验室时，教师就可以利用Flash技术、3D立体技术等进行动画的设计，学生在这一过程中如果遇到了问题也可以进行反复的训练操作，实现融会贯通;在网上考试的部分时，教师可以将学生在学习中的重点问题、难点知识点写入到虚拟的仿真平台上来，让学生在掌握一些基本的理论知识的同时还能够进行巩固性的训练，真正的实现无纸化的教学和考试，节约人力、物力。

当然，医学教学也离不开学生的实验报告，教师可以先为学生在虚拟仿真系统中上传制定的实验内容以及相关的报告模板，让学生自行操作并且完成实验报告，教师在后台进行批改、查阅，并且进行报告的反馈。除此之外，教师也可以设置一个BBS专区，供学生、师生进行进一步的交流和讨论，学生可以在这一平台上提出某一问题等待教师解答，也可以就某一个主题与其他的同学进行讨论，交换彼此的心得体验，各抒己见，作为教师的教学反馈。

2.3  虚拟仿真技术在房建施工方面的应用

从理论层面来说，需要设计者按照用户的要求将施工的具体设计图实施到虚拟系统中来，虽然只需要用一句话来概括，但是在实施的过程中，却会遇到各种各样的问题。首先，在施工的过程中会遇到各种各样的地质情况，为了应对这些情况，施工单位会选择各种各样的施工方法，在施工的过程中也会遇到一些突发的事件。

在传统的建设过程中，建设单位一旦遇到困难，就会依靠施工经验进行解决，从施工的技术和方法入手进行优化，但是这种施工经验也会存在一定的局限性，并且很有可能出现失误。尤其是在当前阶段建筑风格越来越丰富多样，结构也越来越富有特点，这种全新的建筑施工经验是无处可寻的，照搬硬套不仅会产生安全隐患，还会造成成本和资源的消耗浪费。应用虚拟施工技术之后，可以根据相关的工程情况来建立这种几何模型，因为虚拟仿真拘束具有交互性和仿真性，施工单位可以按照相关的要求在这种模拟的环境中进行施工，从而寻找最为恰当的施工方式和施工手段。

相比于传统的施工作业方法，这种作业最明显的优势就是能够降低施工成本，并且降低施工周期，与此同时还能够显著的提高施工的质量。当前阶段，很多的施工企业都已经开始引用了施工技术，他们只需要建立一个三维的立体模型，就能够去从俯视的角度展现模拟施工的整个过程，在实际操作之前，就能够将施工中的各种构件的位置以及力学关系进行有效的掌控，将安全系数提高到峰值。在建筑施工的过程中，还能够应用这种虚拟仿真技术，主要就是能够将建筑物照的更加的真实、清晰，让建筑物的周围环境变得更加的逼真，示例如图1所示。

这样一来，施工人员只需要按照提前设计好的图纸进行施工，就能够在虚拟系统中模拟其他的元素，例如：园林绿化、建筑物、生活场景和道路等，在这种虚拟的场景中，还原度极高，高度、宽度都能够与现实生活完全一致，并且处于动态的变化中，非常直观。当然，在一些结构复杂的钢结构施工中，采取这种虚拟仿真技术也能够显著的降低施工作业难度，因为钢结构非常复杂，并且要按照板块进行施工，并不是同时进行的，在不同的阶段，都会有不同的受力特点和形态结构，其负载状况、边界的条件也是在不断变化的，在每一个环节开始之前都需要再一次确认之前建造部分的平衡状况，需要把控好每一个细节。利用虚拟仿真技术，就能够进行全程的跟踪和分析，采取一系列的措施进行应对和控制，降低发生错误的概率。

3  结  论

总之，在当前阶段，计算机虚拟仿真技术已经完全融入到了多个行业中，并且实现了广泛的应用，在未来技术人员需要进一步的拓展这一技术的应用，从而简化其他行业的工作流程，拓宽它们的发展空间。

参考文献：

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