虚拟制造技术论文篇(1)

为了便于学生更好地认识和理解虚拟制造技术，课程教学中必须结合实践教学。因此结合学校的成形磨齿机床进行教学，向学生讲解磨齿机的工作性能和用途，齿轮的磨削加工方法，以及成形磨齿法和展成磨齿法的区别，大大加深了学生对该门课程内容的理解。在实践教学中，让学生根据设计任务书自己操作成形磨齿实验台，对齿轮进行磨削加工，学生能直观地观察到整个过程，加工过程中出现的任何问题，都能便利地随时进行观察检测，从现场的上课情况看出，这个过程加深了学生对生产过程和制造系统的认识和理解，有利于对其进行理论升华，更好地指导实际生产。使学生对磨齿机的相关知识有一定的了解，对学生以后的专业课学习以及金工实习打下坚实的基础。

在课程中，应用虚拟制造技术用软件进行高阶复杂修形齿面计算、砂轮截形优化、三维磨削过程可视化、基于KBE技术的齿轮工艺参数智能化管理等技术难题，并在齿轮动态性能预测及噪声控制软件部分实现技术突破，软件可实现齿轮噪音对比预测，并能优化齿轮参数，从而达到降低齿轮运行时振动噪声的目的，此技术大大缩短了齿轮加工工艺调整周期，并具有较好的可视化功能，得到了用户一致青睐。通过此教学过程，拓宽了学生的视野，学习到了更多的虚拟制造技术的知识。

为了改善传统的教学方法，我们在课程中采用了启发式教学、互动式教学。启发式教学就是通过在教材的重点、难点、疑点处创设一种问题情境，以引起学生的兴趣和注意，并作适当启发，培养学生的创新思维，鼓励学生主动地、独立地分析问题和解决问题。在成形磨齿实践教学中，通过学生学过的知识进行引导，比如从学习过的车床、铣床等切入，进行类比讲解，使没有接触过磨齿机的学生对此有一定的了解，介绍磨齿机发展史中的一些实例，让学生了解到相关知识背景，启发学生的兴趣，激发了学生的求知欲。在互动式教学中，老师提出问题，然后把班级同学分成几组，先由小组进行讨论和查阅资料，然后再进行汇报，这样可以开阔学生的思路，有助于学生自己解决问题，学生能更多参与课堂教学中，有利于学生潜能的开发，综合素质的提高和创新能力的培养。

2总结

虚拟制造技术论文篇(2)

[关键词] 敏捷虚拟企业 支撑理论 关键技术

随着敏捷制造、网络化制造以及扩散制造等先进生产模式研究和应用的深入，面对复杂多变的市场需求，企业迫切需要通过综合运用近年来在计算机技术基础上迅猛发展的产品制造、信息集成和通讯技术来构造一个全新的竞争系统。在这个系统中，最基本的目标就是把产品生产所需的所有资源――人，资金和设备通过计算机和通讯技术联系在一起进行集中管理，实现它们的优化利用。由此提出了一个崭新的工业生产模式――以动态联盟为基础的敏捷竞争模式，敏捷虚拟企业正是基于这个背景逐步产生及发展壮大起来的。

一、敏捷虚拟企业的特征

敏捷虚拟企业是敏捷制造中最核心的概念，被誉为21世纪最有竞争力的企业组织模式，通过对国内外学者、专家对敏捷虚拟企业的研究成果发现，虽然敏捷虚拟企业的界定不是十分的清晰，但是总的来说敏捷虚拟企业应具有如下的特征：

1.时效性，具有抓住瞬息变幻的机遇，快速开发高性能、高可靠性及顾客可接受价格的新产品的能力。

2.集成性，不同企业或企业内部不同部门将制造资源在不同层面上进行有效的优势集成，具有发展通过编程可重组、模块化的加工单元的能力。

3.互补性，参与企业通过动态联盟的制造资源共享，加强整体的竞争优势，更好的满足顾客定制或个性化需求。

4.创新性，各虚拟企业为适应变化万千的市场机遇必须具有的持续创新的能力。

5.和约性，敏捷虚拟企业各成员企业具有平等的伙伴关系，根据市场机遇和自己的优势特长而加入敏捷虚拟企业之中，并根据合作协议实现利益共享。

二、敏捷虚拟企业支撑理论

敏捷虚拟企业过程复杂、涉及因素过多,是一个庞大的系统工程,所以有必要运用先进制造技术、信息技术、现代管理理念等方法对其加以剖析和解决。下图描述了敏捷虚拟企业的理论基础体系，其中先进制造技术是敏捷虚拟企业得以顺利实施的先决条件。现代管理理念为敏捷虚拟企业过程管理和控制提供了有效的技术手段。信息技术是敏捷虚拟企业的关键技术,通过与先进制造技术和现代管理理念相互融合,为敏捷虚拟企业的实现提供了理论技术基础。另外,经济学理论、外包理论以及企业建模方法和自动控制技术在敏捷虚拟企业的实施中发挥了各自应有的作用。

三、敏捷虚拟企业的关键技术

对于目前的虚拟企业来说，需要哪些关键技术的支持，才能使得虚拟企业在我国生根发芽呢?归纳起来讲可以从一下几个方面加以考虑:

1.并行工程技术。并行工程(CE)是一种能缩短产品开发周期，从而加速市场响应的方法。CE的战略目标是实现CAD/CAM/CIM与制造的结合，在产品设计时就考虑制造问题，从而删除设计和制造环节许多不增值的活动,使系统能快速响应市场需求的变化。

2.虚拟制造技术。虚拟制造技术是利用仿真与虚拟现实技术，在高性能计算机及高速网络的支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能及可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品制造的本质过程。

3.电子商务。由于用户和供应链之间密切的相互作用是AVE的基础，因此AVE不可避免地要采用电子商务来联系地理上分散的用户并处理他们的要求。许多公司已把全球网络和其它创新作为竞争的有力武器，其应用范围不仅从在Usenet和WWW上收集材料进行教育和培训以及在Internet上建立用于用户服务的业务，而且也渗透到组织内部用以进行信息的有效收集、分发和处理。

4.快速原型。虚拟原型(VP)是在基于计算机环境下设计构造的产品最初型式，是产品的一种基于计算机的描述而不是物理上的真实形式，目的是便于用户对产品进行观察、分析和处理。用VP代替物理模型可以大大减少原型成本以及从设计、制造到测试的周期时间，同时也确保了设计人员能够迅速地知道设计相关的信息。

四、结束语

敏捷虚拟企业是企业理论的前沿课题，更是商场现代化的一种表现形式。变幻莫测的市场经济要求企业具有产品种类和数量的柔性，故以企业资源快速组合和优化为手段，以快速响应市场需求为目标的敏捷虚拟企业越来越被国内外的专家学者所关注和研究，并且有了初步的工程应用。随着市场经济的发展与信息技术的进步，敏捷虚拟企业的理论与应用定会得到进一步完善和应用。

参考文献:

[1]蒋新松张申生:敏捷竞争的挑战和思考[J].计算机集成制造系统，Vol.2,No.1,1996,3:1～4

[2]徐晓飞:未来企业的组织形态――动态联盟[J].中国机械工程，1996, Vol.7, No.4

[3]陈禹六:先进制造业运行模式[M].北京:清华大学出版社,1998.2

虚拟制造技术论文篇(3)

论文摘要：论述了基于虚拟产品设计模式和虚拟环境的产品创新设计、人机工程分析、形态组构、设计管理等产品造型设计方法的应用，认为在 现代 工业设计中运用虚拟现实技术，将极大地加快产品设计周期，降低产品开发的成本，对工业设计方法的创新有着巨大影响。

0 引言

虚拟现实 vr (virtual reality)是一种高度逼真的模拟人在 自然 环境 中的视 、听、动等行为 的人机界面。 简单地说，是一种可 以创建和体验虚拟世界的 计算 机系统。虚拟现实技术是 20世纪末兴起的一 门新的综合性信息技术 ，它融合了计算机图形学、多媒体技术 、人工智能、人机接口技术 、数字图像处理 、 网络 技术 、传感器技术及高度并行的实时计算等技术，它不仅指那些戴着头盔和手套的技术，而且还包括一切与之有关的具有 自然模拟、逼真体验的技术和方法 ，它的根本目标就是达到真实体验和基于 自然技能的人机交互。

工业设计是建立在 科学 技术基础之上 ，以赋予工业产品 艺术 性为目的的一项感性思维和理性思维相互融合的工作。工业设计的程序有具体的方法和整体的战略进行指导和支持，不同国家、不同时期面对不同的设计对象时，工业设计的程序与方法也是各不相同，大体上有以下几种：创新设计法 、人机工程学法 、形态组构法 、系统设计方法 、caid方法 、价值工程与价值创新法、设计管理法等 。wwW.133229.Com将虚拟现实技术引入工业设计中，在设计的各个阶段利用虚拟数字模型方便快速地进行各种调查和试验，可以取得适用面更广、更接近真实状态的试验数据。同时，建立在实验基础上的产品设计工作将更具科学性和客观性，给工业设计的方法论 以新的理念。

1 虚拟现实技术在国内外研究的现状

1．1 国外的研究情况

随着虚拟技术的不断成熟与 发展 ，一些发达国家已经在很多领域 中应用了虚拟设计 ，也成立了许多与虚拟技术相关的实验室、课题组，其中著名的有美 国贝卡罗来那大学(unc)的计算机系 ，其主要的研究课题是物理建模与仿真项目和建筑漫游项 目，此外还有美 国的密歇根大学虚拟现实实验室，主要研究 vr在轿车车身设计中的应用以及虚拟现实技术在产品开发中的应用。瑞士苏黎士理工大学计算机图形实验室主要的研究课题包括动画与虚拟平台、协同虚拟环境 (collaborative virturalenvironment)等。美国宇航局(nasa)的ames研究中心利用流行的液晶现实技术和其它零部件研制出了虚拟飞行器，弥补了飞行模拟器成本过高的不足。美国麦道飞机公司采用沉浸式的虚拟现实系统进行新型号发动机的辅助设计。

1．2 国内的研究现状

相对于国外虚拟设计的发展。国内虚拟技术的研究和应用还比较落后。自20世纪 80年代 vr技术开始起步以来，至今我国在 vr的基础图形技术领域 已经具备了坚实的基础。据不完全统计，目前全国已有 34家科研机构、高等院校和 企业 正在开展虚拟制造技术的研究、开发及初步的示范应用工作 ，有 4家企业参与了这种新的探索，其主要的研究内容包括：① 产品的虚拟设计；② 热加工工艺模拟；③加工过程、装配过程的仿真；④ 虚拟轴机床和虚拟量仪的研制和开发；⑤虚拟企业。总体来看，我国虚拟制造技术的研究多数 是在原先的cad／cam 及仿真技术的基础上进行，而系统 、全面的虚拟制造技术的研究尚未开展，还很少能将成熟的虚拟技术应用到实际开发中，尤其在产品的创新设计中，虚拟技术还未发挥出它应有的作用，应用水平远落后于发达国家。由此来看，我国重视产品设计水平的提升，将虚拟技术应用到设计领域已成为当前国内产品开发的重要环节。

2 基于虚拟现实技术的工业设计方法

2．1 创新设计法

创新是工业设计 的灵魂所在。当代社会 经济 条件下 ，市场产品没有创新就犹如失去了灵魂，很难在竞争对手如林的市场上取得优胜。在当今全新 的经济背景下，设计创新将引导消费、把握机遇，成为决定产品生命力的重要条件之一，以思维创新、行为创新、方式创新为核心的工业设计将在企业产品开发过程中扮演着举足轻重的角色。如图 1、2所示 ，在传统 的工业设计中，人们一直沿用着平面 图来表达设计思想。即使应用计算 机三维 软件，最终也只能得到某个视角的立体效果图，难以真实完整地表达 出设计者的意图。而基于虚拟现实技术的工业设计方法将 以数字化的三维模型作为设计思想的载体，全面表达设计者的意图。人们可以根据自己的需要任意放大、旋转模型 ，主动索取信息，从而实现工业设 计由 面表达 向体表达 的突破 ，使设计师有更充裕 的时间来考虑设计的细节 问题这无疑对工业设计的方法创新带来了革命性的冲击如图 3所示。

此外 ，虚拟现实技术与网络技术的结合，将可以构建一个全新的开放式设计平台，以三维数字化模型作为设计思想的载体 ，全面表达设计者的意图。打破地域限制，实现用户与设计 、开发人员的良好沟通和互动。

2．2 基于虚拟现实技术的产品人机工程分析

(1)人机工程学参数的采集与分析。传统的人机工程学在参数的采集和分析中存在诸多问题：①采样数量 、测量和数据分析的工作量均很大，且成本高 、周期长；②无法进行动态修订；③缺乏对于企业具体产品的针对性；④参数多为二维模型。若在具体的采集和分析中使用三维扫描技术 (获取静态三维数据 )、 动作捕捉技术 (获取动作特征数据)，即可生成虚拟被试三维动态数字模型 。这些数字模型在被更新前一直可以 “活在”虚拟现实技术平台上，通过对虚拟被试三维动态数字模型的关键点控制 ，实现实时数据的不断更新。 (2)虚拟人机工程设计与评价 。虚拟人机工程设计借助于虚拟样机 (virtual prototype)系统进行设计 ，故也称其为虚拟人机工程学环境。设计人员和不同技术背景的人可以直观地观察到各种虚拟人体三维数字模型的实时情况，精确研究产品的人机工程学参数 ，直接与设计的产品进行交互，并评价产品的性能。

在传统产品设计的人机系统中，人是操作者 ，机器只是被动的反应 ，而在虚拟产 品设计的人机系统中，人成为主动参与者 ，复杂系统中可能有许多参与者共同在以计算机网络系统为基础的虚拟环境中协同工作。在基于人机工程的传统产品设计中，人机分析和评价必须是在产品设计完成后的样机模型中或者在试制的产品中进行．而在基于人机工程的虚拟产品设计中，人机设计分析评价又是在产品设计的过程中可以同时进行，也可与产品使用者进行各种实时的交互。

如图 4所示．基于人机工程的传统产品设计的人机评价是在样品试制后才进行，若人机评价结果达不到要求 ，就需要进行重新设计 和样 品试 制 ，再进行人机评价，这样反复循环指导方能达到要求，这种评价方式既浪费时间又耗费资源。而图 5基于人机工程的虚拟产品设计全过程采用协 同并行式，人机设计 、人机仿真和人机评价实现交互式。不需要样品试制的过程 ，而且和虚拟加工 、虚拟制造形成并行 ，大大 的节省 了时 间和资原，也加快 企业 新产品的开发进程。

2.3形态组构法

有研究表明，“看”是人类五种感觉中最为重要的感觉，因此，形态与色彩在设计中占据着尤为关键的地位。崭新符号的合理创造，依赖于深入观察理解生活与 自然 形态，及随后进行的创造性抽象思维活动。这里需要强调的是，通过对自然的学习、研究、分析，进一步升华创造出富有生命力的形态这一过程，必须遵循 科学 的研究方法与程序[5]。图2所示的电锤，其头部造型形成了电锤强劲的冲击力，而整体的外形设计不仅有传统电锤的风格，更有本款造型个性设计的明显特征；锤前端典型的电锤圆鼓造型构成了锤的共有特征，但也被赋予了更明确的时尚个性，线条形式随锤体轻微向外弯曲，以至前端产生运动感，海鱼般的外形与原有造型相比更是有着大胆的突破，但那正体现了电锤灵活的运动特征。在采用虚拟现实技术进行本产品的造型设计时，设计师借助于freeform系统，依照科学的方法从虚拟立体的观察和人机交互中不断进行深入分析研究，见图6，找出形态变化的一般 规律 ，使其在固有的限定条件下自如地进行联想、抽象与创造，把思维与创造力带入一个“美的自由王国”。

2.4设计管理法

设计管理常以并行工程为模式[7]，设计过程引入虚拟现实，将使参与产品开发的所有专业人员可采用并行工作模式系统地将市场需求、工艺制造水平、装配、维修、产品推广等来实现协同工作。图6所示的freeform建模系统即可以在设计过程中满足直观交流这一要求，设计师利用力反馈输入设备进行模型的塑造，也可在原来产品的基础上进行不断地修改，并在短时间内完成新的概念模型。为了让更多的专业人员参与到设计中，还可利用增强式虚拟现实系统，在真实的环境中增加虚拟物体、装饰、结构部件，改变样式，将信息与生产准备阶段的反馈信息相结合,选出最后方案。基于虚拟现实技术的设计管理能很好地遵循“赋予工作的喜悦”的理念,设计中注重理性因素的表达，使设计更加大胆地运用前卫个性的动物外观形态的处理手法，将产品的目标市场牢牢抓住，本文电锤产品便是作者为无锡锐克电动工具有限公司进行设计的典型范例。目前电锤产品包括八个系列，在虚拟设计中能感悟到该品牌的每一款产品，设计集个性、高性能、完美美学和实用乐趣于一身，在虚拟使用电锤中感悟到高科技，感悟到电锤凸形腰线的形态美，及至高境界的精神美。

虚拟制造技术论文篇(4)

[关键词] 虚拟制造技术 发展现状 策略研究

虚拟制造（Virtual Manufacture) 出现于上世纪90年代，是以计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为基础的一种全新的制造体系和模式。作为一种先进的制造模式，虚拟制造的应用范围必然会不断扩大，给更多的企业带来更大的收益。

一、虚拟制造的基本原理

所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言，强调的是制造系统运行过程的计算机化。虚拟制造涉及到多个学科领域，是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境。虚拟制造是数字化形式的广义制造系统，不仅包括了产品的设计加工、装配，还包含了对企业生产活动的组织与控制，是对实际制造过程的动态模拟，其企业管理模式基于Intranet或Internet,整个制造活动具有高度的并行性。

虚拟制造可分为三类：以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造。以设计为中心的虚拟制造强调以统一的制造信息模型为基础，对数字化产品模型进行仿真与分析、优化，以获得对产品的设计评估与性能预测结果；以生产为中心的虚拟制造是在企业资源的约束条件下，对不同的加工过程及组合进行优化，通过提供精确的生产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策；以控制为中心的虚拟制造是将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基础上对制造过程进行优化控制。

二、虚拟制造技术的发展现状

虚拟制造在工业发达国家，如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用，美国处于国际研究的前沿。1983年美国国家标准局提出了“虚拟制造单元”的报告；1993年爱荷华大学的报告“制造技术的虚拟环境”中提出了建立支持虚拟制造的环境；1995年美国标准与技术研究所的报告“国家先进制造实验台的概念设计计划”，强调了分散的、多节点的分散虚拟制造（DVM），即虚拟企业的概念。美国已经从虚拟制造的环境和虚拟现实技术、信息系统、仿真和控制、虚拟企业等方面进行了系统的研究和开发，多数单元技术已经进入实验和完善的阶段。

我国在虚拟制造技术方面的研究只是刚刚起步，其研究也多数是在原先的CAD／CAE／CAM和仿真技术等基础上进行的，目前主要集中在虚拟制造技术的理论研究和实施技术准备阶段，系统的研究尚处于国外虚拟制造技术的消化和与国内环境的结合上。当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国国情的产品三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真，主要是研究生成可信度高的虚拟样机，在产品设计阶段能够以较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性。我国在虚拟现实技术、建模技术、仿真技术、信息技术、应用网络技术等单元技术等方面的研究都很活跃，但研究的进展和研究的深度还属于初期阶段，与国际的研究水平尚有很大的差距，多集中于高等院校和少量的研究院所，没有形成产业化。

三、虚拟制造技术在我国的发展策略

1.制约我国虚拟制造技术发展的因素

在市场竞争的推动下，先进制造技术发展十分迅速，但是虚拟制造技术并非仅限于纯技术范围，它是对传统制造方式的全面变革，会带来企业组织结构、管理方式等多方面的变革。从我国目前的情况看，企业科研经费紧缺、科研力量分散、人才流失严重等都制约着我国虚拟制造业的发展。

2.虚拟制造技术在我国的发展策略

基于当前情况，我国应以企业需求为出发点，大力推广并行工程、敏捷制造等思想和技术，为虚拟制造技术的实现提供坚实的基础。政府方面，应发挥政府的协调职能，组织企业和科研部门进行多方面、多层次的合作，加强科研成果的应用推广，组织多学科、跨地区的科研力量共同攻关，从宏观上加强对虚拟制造技术的指导，尽早制定出符合我国国情的发展计划。企业方面，应根据企业实际需求，解决实际问题，力争尽快创造效益，以形成良性循环，促进研究工作的进一步开展。充分利用信息技术、网络技术、计算机技术对现实研究活动中的人、物、信息及研究过程进行全面的集成，通过协同工作缩短科研周期，增强科技成果的竞争力。

3.虚拟制造技术在我国的应用方法

企业要实现虚拟制造，应分阶段逐步进行，而不能随意超越。首先，要建立企业网和工程数据库，初步实现CAD、CAPP、CAM功能；第二，进行信息集成，推行PDM技术、特征建模技术，形成CAD、CAPP、CAM的集成系统；第三，在设计、工艺、制造部门建立统一的产品模型，初步实现并行工程，进一步将MIS、MRPII与CAD/CAM系统进行集成，实现整个企业内部的信息集成，全面实现并行工程；第四，在上述工作的基础上，对企业内的生产、经营等多方面的活动进行建模、仿真，实现虚拟制造。

综上所述，发展我国虚拟制造技术应以企业的需求为动力，通过政府协调，积极开展成组技术、准时化生产技术及并行工程的研究与应用，利用工业工程思想和分布式网络化研究，组织各地区的科研力量集中突破与虚拟制造技术密切相关技术，为虚拟制造功能的实现提供有力支撑。

参考文献:

[1]杨卫东:试论中国虚拟制造技术发展战略[J].农业与经济,2004年4月

[2]张暴暴等:虚拟制造系统技术支持与体系结构分析[J].中国制造信息网，2005年6月

虚拟制造技术论文篇(5)

在信息时代的科学发展给社会存在形式和人类活动带来了重大的变革。认知活动作为人类活动的一种基本形式，随着虚拟社会的兴起产生了一种新的形式——网络虚拟认知。认知主体通过人机结合的方式，在网络空间中把握和创造认知客体的概念。因此，从马克思主义哲学的角度来看，网络空间中的虚拟认知是人类以现实认知为基础，以满足人们需求为目的，以虚拟技术为中介，在非现实、非主观的虚拟社会中进行的认知活动。

的网络虚拟认知。人的需要。虚拟技术。运行机制。

在当代科技革命的背景下　科学的　发展　属于　这个　信息　年龄　有　带来　关于　专业　变化　在里面　这个　形式　属于　社会的　存在　和　人类　认知活动　活动，如　一　基本的　类型　属于　人类　活动，与　这个　上升　属于　这个　事实上的　社会，有　产生　A.　刚出现的　表格－网络　事实上的　认知　主题　应用　这个　结合体　属于　人机　到　抓住　和　创造　这个　概念　属于　认知的　对象　在里面　网络空间。因此　这个　态度　属于　马克思主义者　虚拟哲学　认知　像　A.　个人的　认知的　活动　是　针对　在　令人满意的　人民的　需要，基于　在…上　现实的　理解，基于　在…上　事实上的　技术，在非现实的非现实中。主观虚拟社会中的认知活动。

虚拟认知。人的需要。Virtual　technology。运行机制。

当代科学而技术革命、计算机和互联网的蓬勃发展以及通信技术的不断创新，使人类的实践对象得到了极大的拓展，人类的认知能力也得到了极大的提高。社会的形式和内容都发生了新的变化，网络虚拟化已经深入到现实世界的各个方面。虚拟社会已经成为人们生产实践和交流的重要活动领域。认知和实践作为人类活动的基本形式，在虚拟社会中自然地以虚拟的形式呈现出来。网络虚拟认知作为虚拟社会中真实认知活动的表现形式，是否以为什么的身份存在？何以可能地区存在吗？这些看似简单的问题，实际上包含着社会存在形态演变和人类活动形态发展的深层次问题。这是一个关于“虚拟认识”的发生和现实可能性的哲学问题。探索网络虚拟认知的运行机制，不是追溯现实认知的机制，而是从狭义的信息技术、计算机技术入手，从人工智能技术介导的网络虚拟认知入手，通过与现实认知的比较，本文得出了网络虚拟认知的内在机制和外在特征。

以概念的形式。认知是主体以意识和概念的形式把握客体的过程。认识主体的反映是基于器官结构和功能与客体结构和特征的一致性。一般来说，认识离不开主体对客体的反映。科学证明，人类认知是以人脑为中心，以感觉器官为工具的高级神经系统的反映形式。感觉、感知、表征和思维是由大脑实现的，以不同的形式和层次反映客观现实。列宁强调：“毫无疑问，认识论的第一个前提是，情感是我们知识的唯一源泉。”人们对经验对象的动态反思是理解唯一的的一个基本特征。这一点已经被无数的哲学家和科学家所大学所证明。对网络虚拟认知运行机制的分析是基于对现实认知的明晰。

认知活动场的变化不会引起认知本身的质的变化。网络虚拟认知的发生是认知主体在以数字化符号为主要形式的界面上，通过视觉、听觉等感觉器官接收虚拟技术呈现的客观信息，主动反映认知对象，进而把握对象，并进一步创造、重组和思考人类自身的认知机制（大脑）转换和其他意识活动，以创造一个具有真实和虚拟可能性的世界概念模型。因此，在网络虚拟认知的本质上，认知的“动态反思与创新”的基本特征没有改变。

。现代认知科学将新的理论成果引入人类认知。《4E＋S》的理论模型表明，人类的认知除了大脑的反射外，还包括“具身认知、嵌入认知、生成认知、扩展认知和情境认知”。这五种认知模型以唯物主义为基础，科学地解释了人类认知的遗传原理。首先，《体化认知》证明，大脑是整个活跃人体的有机组成部分，大脑的功能取决于身体活动（感觉器官等）的功能。其次，“嵌入认知”证明了认知主体处于“被抛”状态，不能脱离自然或社会环境的框架。第三，《生成认知》第四，《延展认知》证明认知主体通过实践或认知活动作用于认知客体，认知客体也会对认知主体作出反应。二者是统一的辩证关系。第五，《情境认知》证明了认知能力和过程取决于情境或语境，这里的情境包括大脑本身和外部环境。

以马克思主义哲学认识论为基础的《4E＋S》理论模式不仅坚持唯物主义，而且指出人类的认知活动有《系统性》、《蒂凡尼早餐》和《社会性》。认知的“系统性”在于人类的认知活动是一个有目的地根据人类需要组织起来的系统结构。人们认知能力的大小以及认知结果的广度和深度取决于认知系统结构的发展水平。系统结构的发展取决于各要素的发展水平和组合方式。具体而言，认知系统由三个基本要素构成：认知主体、认知客体和认知中介。

的认识是一个过程，人们对事物的认识是一个活动和功能的动态结构。认知主体和认知客体是这一动态结构的两极。“他们所知道的就是他们所知道的，他们所知道的就是他们所知道的。知彼怎么能不修这个就建起来。”这里，“这个”和“那个”是认知的主客体。孟子的《解蔽篇》：“有知识的地方，人性可以被认识，物质理性也可以被认识。”其意图是人性是认识的主体，物质理性是认识的对象。认知主体能够把握的对象是认知对象，无论它是否以现实的形式存在。认知本来就是主体通过实践活动、意识和思维活动实现的主客体关系。为什么它被称为没有发送者或认知对象的认知？甚至自我认识也是《自我》中认知主体和认知客体的双重体现。二者相互联系、相互依存、相互渗透、相互转化，不可分割。在

认识的主客体之间，如果说《仅仅‘相互作用’＝空洞无物》和《需要有中介》。在认知活动中，认知中介是联系认知主体的桥梁它是认知结构中的一个基本要素。认知中介是认知主体作用于认知对象的手段、方式和方法的总和。物质认知中介是认知主体的物质手段或物质条件，包括关系形式的认知中介和物质形式的认知中介。关系形式的认知中介是指认知参照系统，它由认知主体观察客体的时空框架、描述客体的语言系统以及知识、情感和意义的内在标准构成。物理形态的认知中介是指人们实际改造外部世界的工具，主要包括劳动生产工具、科学实验仪器、电子计算机、智能机器等。劳动生产工具和科学实验仪器延伸了人体的自然四肢和感官，取代了体力劳动。电子计算机和智能机器扩展了人们的大脑，解放了人们的脑力劳动。

。要想获得真正的知识，就必须跳出感性知识的局限，把感性知识提升为智力知识和理性知识。理性是一种与生俱来的思维能力，是对感性表征的综合判断。要建立真正的认识,就必须通过理性思维来综合判断感性思维和理性思维。认知的最终目标是寻求不是来自经验，而是可以指导经验。黑格尔认为，认识是一个从客观精神向自由精神转化的过程。首先，它将认识论与辩证法相结合，认为认识过程是在主体和客体的双向运动中形成的。其次，用绝对精神取代康德的先验自我，克服了康德的二元认识论悖论。第三，黑格尔的认识论克服了简单静态的认识，主张认识是一个通过精神自我否定的辩证发展过程。虽然

、康德和黑格尔的认识论在一定范围内是合理的，但对唯心主义的认识始终是扭曲的。从马克思主义认识论开始，认知主体和认知客体作为认知的两个层面，存在着内在的重要因素。除了作为桥梁的认知中介，还有一个内在的重要因素：实践。“从主体与客体之间实际互动的功能关系来看，实践是作为主体的社会中的人们主动、有目的地改造、占有或掌握作为客体的外部现实的一种现实的、感性的客观活动。”[1]118马克思用实践来确定主体与客体的关系，没有主体实践的可能性，对于主体来说，没有主客体关系，更谈不上辩证联系。目标就是“自在之物”的存在。这对个体主体来说是没有意义的。实践是主体与客体之间思想观念认知关系发生和建构的基础。实践对认识起决定作用，认识也对实践起反应。科学论证,认识的发生不在于认识的先天占有，而在于后天生产实践中经验的积累。实践建构了网络虚拟认知的认知过程，是实践具体化现实认知概念的结果。因此，网络虚拟认知离不开人们在现实和虚拟社会中的实践活动。综上所述，人类的认知活动离不开动态的反思机制、认知的基本三要素等影响因素以及实践在认知中的重要作用。也就是说，网络虚拟认知起源于赛博空间的虚拟社会，现实的认知属性是网络虚拟认知的基础。

。卢梭认为，“人性的首要法则是维持自身的生存，人性的首要关注点是对自身的应有关怀。”[2]他从人性的角度阐述了需求的来源。弗洛依德认为，人的需要具有生物本能，其中《性本能》最为突出。人类社会的一切文化、现象和行为，都是《性本能》在自然与生存的矛盾中分化、压制、升华而形成的。“人的需要”与自然、社会和文明永远在不断的对抗中相互生成。马斯洛的需求动机理论将人的需求分为五类：生理需求、安全需求、爱与归属需求、尊重需求和自我实现需求。人们依次上升，并逐渐满足这五种需求。发展动力是为了不断满足更高层次的需要而形成的。马克思和恩格斯将人的需要视为人性，提出“人不同于所有其他动物，其需要具有无限性和普遍性。”[3]130马克思和恩格斯强调，人类生存和所有历史的首要前提是：“为了‘创造历史’，人们必须能够生存。但为了生存，他们首先需要衣服、食物、住所和其他东西。因此，第一个历史活动是生产材料[4]31可以判断，人的需要是人类生存和发展的需要，是从事一切生产和实践活动的动力。

和黑格尔在《法哲学原理》中提到：动物使用一套有限的手段和方法来满足其同样有限的需求。虽然人也受到这些限制，但这也证明了他可以超越这些限制，证明他的普遍性。第一种是需求和满足方式的多样性，第二种是将特定需求分解并划分为各个部分和方面，这反过来成为专门化。黑格尔在这里谈到，动物的需求是单一的，并受到自然条件的限制。人的需要是多样的，满足人的需要的手段也是多样的。人的需要不仅仅停留在自然的生存需要上，而是从动物本能的“生命尺度”开始，正如马克思所说，“动物的生产是片面的，而人类的生产是全面的”，“动物只生产自己，人类复制整个自然”

对人的需要的满足促进了网络虚拟认知的形成。人们的需求之所以成为所有认知和实践活动的根本动机，是因为人们为了满足自己的需求而与外部世界发生冲突。列宁说：“世界不会满足人，人们决心用自己的行动来改造世界。”为了满足人类不断变化的需求，摆脱外部世界有限的物质生产力，人类必须通过自己有目的、有意识、有意识地解决需求的矛盾，针对外部世界的动态活动，即解决人与外部世界之间的矛盾的《应有》和《现有》“满足需要的生产力也将扩大。”[6]926随着人类实践活动范围的日益扩大，人类对经验性事物有了更深的理解，对《自在之物》有了更广泛的探索，《自在之物》进入《蒂凡尼早餐》有了更强的实践能力，对经验事物有了更多的信息。旧的实践和认知工具是否足以面对，人类大脑能否，一个天生的信息处理者，你会满意吗？人类发展速度与生存条件之间的矛盾日益尖锐和突出。活动工具的进步和发展是在满足人们需求的客观条件下进行的。

在当代科技革命的浪潮中，工业革命给人类带来了生产力的解放，但其目的是解放人类的体力劳动。虽然它有利于智力的发展，但它毕竟不是人脑的解放。为了满足人们更好地认识和改造世界的需要，人们大力发展计算机技术、信息技术、网络技术、虚拟现实技术等新技术，以满足人类生存和发展的需要。新的需求促成了新的历史环境,新的历史环境产生了新的需求。网络虚拟认知的产生也离不开新的历史条件下人类现实生存和发展的需要。

网络虚拟认知的发生场虽然是以《数字化符号》为中介的非现实、非主观的赛博空间，但它仍然是人们认识和改造世界的活动空间，满足人们的需求仍然是其运作的内在动因。认知中介是连接认知结构两极的桥梁，承担着认知能力的发挥。人的自然认知能力是有限的，但认知中介可以无限发展。第一，材料认知中介的高精度。如显微镜、望远镜、光谱分析仪、粒子对撞机等科学仪器。这些仪器极大地提高了人类的认知能力。第二，智力。随着电子计算机的发展，智能机器可以通过操作模拟人脑的思维，并具有创造性思维的计算程序。例如代替人类执行危险任务、翻译、逻辑计算、数据检索等，已经超出了人类的自然认知能力。认知中介认知能力的发展不仅可以提高认知能力，而且可以更新认知模式，改变认知结构。网络虚拟认知是基于技术中介的发展，为人类活动创造了新的活动空间。网络虚拟认知的主体和客体也在这一新的活动空间中形成。

的虚拟技术是什么？在西方学术界被称为虚拟现实和虚拟实在。它写的是“Virtual　Reality”，缩写为“VR”。当用于非哲学领域时，它被视为一种现代科学技术，因此也被称为“虚拟技术”。虚拟技术是计算机技术、信息技术、网络技术等计算机技术。它以bit数据与0和1相结合的形式，人工模仿和再现自然和人类生活，重新整合和创造赛博空间现实世界中的客观存在和主观世界中的精神存在。世界是用符号来表示的，世界是可以计算的。虚拟技术反映了这一说法，它通过信息转换和计算机符号处理，推动了信息时代世界从语言文字符号的符号化向数字化的转变。网络虚拟认知技术是在虚拟技术的基础上发展起来的，它具有三个必要的要素：形象、互动和行为。

。网络虚拟认知对象不仅以文本和二维图像的形式出现，还包括三维图像显示和沉浸式观察相结合的虚拟现实技术。认知主体能够深刻地观察和真实地模拟现实世界的客观存在和主观想象，使认知对象能够把握虚拟对象的内部和外部概念。

。首先，认知主体摆脱了时间和空间的限制，人们可以通过传播信号在外部客观世界的任何地方获得另一个地方的新闻。通过虚拟技术使主体认知即使在蒂芙尼早餐中，第二点也是认知主体能够根据自己的意愿和需要，及时、清晰、积极地选择更合适的认知对象。第三，认知主体可以控制认知对象，并以不同于现实生活的多种方式与虚拟对象互动。

。它们可以自己运行，也可以根据用户的需要运行。虚拟物体的行为要么服从现实世界的可能性，要么实现现实世界的不可能性，这被称为“虚拟实在体系的自治”。

这三个基本要素的相互作用使使用者的意识产生错觉，并将虚拟现实与现实混为一谈。麦克卢汉认为，“感官的需求水平满足在决定技术的价值和效用方面起着重要作用。技术对人类感知和认知方式的影响决定了虚拟现实的技术本质。”认知的基础在于感官的反映。虚拟技术扩展了人类的感官，使人们能够以不同的方式接收外部世界的信息。虚拟技术的实现使认知主体能够在一个非封闭、非聚集、非确定性、非排他性的虚拟社会中理解客观存在，探索可能性和不可能性。它极大地扩展了人类对现实世界特别是未知世界的感知和理解，从而深刻地改变了人类感知和理解的方式。

的认知主体在虚拟技术的帮助下发生了巨大的发展和变化。新的表现形式和认知方式已经出现。在虚拟技术的支持下，认知主体呈现出虚拟性、匿名性、移动性和多样性等新特征。虚拟技术使认知主体在现实世界中突破自然和社会对人类认知能力的限制，创造一个探索事物存在和发展多种可能性的空间，充分发挥人的本质力量和超越属性。人机结合——人机交互的出现，极大地扩展了人们的认知能力，扩展了人们的思维方式现代化背景下人们的生存和发展环境，在人机结合的帮助下，人类认知活动的效率也得到了有效的提高。同时，虚拟社会中的认知对象以虚拟技术为中介，以非现实、非主体的形式存在，成为虚拟对象。网络虚拟认知对象以“数字化符号”为物质载体，向主体呈现对象的信息和意义。它反映了一种“难以名状的”与“虚拟的”的关系现实。作为认知主体的认知对象，它既不现实，也不主观。它是人们在现实世界中对体验对象的模拟和转换。它可以被创造和想象，不再是受动的和消极的的认知对象。

。它是人们现实的认知活动。基于虚拟技术在赛博空间的延伸，是人们认知能力的增强。科技革命的发展和信息时代的到来为我们创造了虚拟技术。正如恩格斯所说，“每个时代的理论思维，也就是我们这个时代的理论思维，都是历史的产物，在不同的时代有着完全不同的形式和内容。”正是信息时代的科技革命使人们的理解有了新的形式和内容。虚拟技术为我们创造了一个新的人类活动空间。在这个空间里，我们仍然有爱、恨、爱和恨，还有实践互动，包括概念反思、对对象的把握和创造、我们自己的角色，甚至行为准则。人们将真实活动的行为范式复制到这个非主观、非真实的空间中。网络虚拟认知肯定了人作为认知主体的主体性和作为认知客体的客观性。网络虚拟认知虽然不是一个物理的客观现实社会，但它决不是抽象的主观意识概念。

认为，网络虚拟认知的运行机制不仅如张明仓所说：“需要牵引和技术提升”是人们固有认知机制的延伸。它们相互作用、相互联系，为网络虚拟认知在当代的兴起提供了基础和基础。指出：当今世界中，信息技术革命日新月异，对国际政治、经济、文化、社会、军事等领域的发展产生了深刻影响。信息化与经济全球化相互促进，互联网已经融入社会生活的各个方面，深刻地改变了人们的生产和生活方式。“网络化、数字化智能世界改变了我们的实践方式和社会存在形式，我们的认知方式也发生了重大变化。本文深入探讨了网络虚拟认知的运行机制，以期进一步分析“虚拟认识”这一新认知形态的要素和特征，为共建“网络空间命运共同体”做基础研究，满足人们更好地追求“数字生存”的愿望。[1]夏甄陶。认识论导论[M]。北京：人民出版社，1986年。

[2]龚振黔。人类活动研究[M]。贵阳：贵州人民出版社，2000年。

[3]马克思恩格斯全集：第49卷[M]。北京：人民出版社，1979。

[4]马克思恩格斯全集：第3卷[M]。北京：人民出版社，1960年。

[5]黑格尔。法哲学原理[M]。北京：商务印书馆，1997年。

·

[6]马克思恩格斯全集：第25卷[M]。北京：人民出版社，1974。

[7]马克思恩格斯选集：第4卷[M]。北京：人民出版社，1995年。

·

[8]龚振黔。论虚拟活动的基本形式[J]。国际红十字杂志，2017（02）。

[9]龚振黔。论人类虚拟活动的运行机制[J]。贵州社会科学，2017（03）。

虚拟制造技术论文篇(6)

关键词：虚拟现实；景观设计；表达方式；三维图形；环境

中图分类号：J04 文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2011）23-0036-02

从20世纪80年代初期，虚拟现实技术的基本理论开始形成，至20世纪末，虚拟现实技术系统正式问世，成为20世纪信息时代一个质的飞跃，也是这个世纪以来科学技术进步的结晶体现。据有关专业人士分析，人类将在21世纪进入虚拟现实的科技时代，与多媒体技术、网络技术并称为计算机三大最先进技术，而虚拟现实技术却成为这个时代的代表。

一、虚拟现实的发展过程与现状

虚拟现实（Virtual Reality)是把真实的环境融入到虚拟的世界中，这个世界是虚拟的，而不是真实的，是存于计算机内部的，而通过计算机设备和各种技术创造出的虚拟环境，这种人机交互接口的模式，用自然的的方式接受和响应虚拟环境中的各种感官刺激，正因为这种感官上的刺激，使得人能够与虚拟中的人和物进行思想上的交流，如同处在真实的环境中一样。

虚拟现实技术的发展，为研究带来了基础，相应的出现了三维图形生成与显示、三维声音合成与定位，环境建模、CAD制图等技术。而在景观设计中，当设计项目还未通过实际施工出现在现实环境中，必须在前期感官的认识这个景观设计方案，并且认同它。这就需要需要我们把设计思维通过计算机设备和技术手段创造在虚拟的环境中，才能让人感觉到这个设计方案将在真正建成后什么样的形态，与现实中的环境是否融合，才能让人和交流，继续修改或者定案进入施工。就是这种虚拟的景观在现，能促进设计更快发展，能动的让设计思维得到超前的体验性。

自从虚拟现实技术的出现，是的计算机时代有上升了一个层次，也开辟了更为广阔的天空，给社会带来了巨大的经济效益，对未知世界的探索也带来巨前所未有的发展。正因为人们认识到虚拟现实技术的潜力，各国家都在投入大量的人力物力进行研究，也取得了让人瞩目的成果，发展速度非常快，在这方面研究较好的国家是美国、德国、英国、日本、韩国等。美国是虚拟现实技术的诞生地，是研究时间最多，研究深度最大的国家，在这方面，美国是具有权威性的国家，代表了国际的最高水准，所以它的发展可以直接的影响到整个世界在虚拟现实技术方面的研究。在我国虚拟现实技术起步比较晚，发展速度也慢，与发达国家相比还存在很大的差距，但这方面的研究政府部门和科学家都极为重视，成为重点发展的领域，也取得了非常好的研究成果，强度也越来越大。虚拟现实技术在我国军队里、各重点高等学府、体育局、民营企业里都建立专业的研究实验室，针对各个领域进行专一重点的研究，都取得了较多的研究成果，在教育平台和商业应用中也取得了良好的效果。

处于初级的发展的阶段，还有许多深层次的理论和技术问题需要解决。比如硬件设备方面：使用起来不方便，达不到预先的效果，计算机的速度不能达到虚拟中的应用速度，数据库的内存等问题，都需要创造出更高科技的硬件设备来满足和服务虚拟现实中的应用；软件程序方面：现在实用的软件还存在不易懂，不通用，广泛应用度低，需要专业人士才能正常运用;效果方面：从虚拟现实的制作效果来看，还未达到真正的实现真实的还原，物理感，时间感，自然感都不强，不能达到令人满意的效果。所以，虚拟现实技术的发展还受到很多因素的克制，需要更多的技术和理论作为依据，更多的专业人士投入研究。

二、景观设计中运用虚拟技术的现状

对于现代景观设计而言，设计文化已经经历了漫长岁月的发展，应不同时代的需求与标准而各显风采。把景观设计融入到虚拟现实中确只有很短的一段的时期，从虚拟现实技术的出现到三位图形处理技术的研究成功，再到专业用于设计制图的软件程序开发，设计才算真正步入到通过计算机接口把设计思维通过虚拟的空间把设计方案提前再现出来。所以，虚拟现实技术在设计三维图形处理上还有很大的发展空间，也蕴藏着巨大的潜力，也是发展得比较快的一个领域，甚至能够领先于其他领域。

就目前国内外现状来看，景观设计在虚拟现实中的表达技术都取得了相当大的发展，特别是近几年来，电脑硬件技术的更新发展和软件更新开发，给虚拟技术的发展带来了更大的发展空间和动力。国外在这方面的发展起步快，硬件软件开发占据主要优势，虚拟现实的三维立体感强，效果渲染真实，在三维景观，建筑设计动画和动态设计相当出色，领先于国际水准，尤其是美国和日本最为突出。而中国在虚拟现实技术起步慢，但发展迅速，特别是在通过三维空间制成的二维效果图方面，取得的成就很大，图形的质量非常高。在中国几家大的数码公司的带动下，景观和建筑的效果图行业的制作水准逐步赶上国际间的水准，并且有更高的突破。据有关人士说，中国在景观、建筑的二维图形处理效果上是全世界最棒的，所以大部分的设计图纸都流入中国市场，由中国的数码图形公司来完成。

三、景观设计在虚拟现实中的表达方式

景观设计在虚拟现实中的表达方式主要分为四种，动态虚拟、静态虚拟、全局虚拟、局部虚拟。

（一）动态虚拟

景观中的动态虚拟是一种创造性的展示系统，能够在完全透明的三维空间中呈现各种三维效果，360度全方位的可视角度，动态虚拟将展示的景观内容的真实、直观、清晰、自由地展现出来，逼真的立体效果可以大大的加深观看者对景观内容的体验性和调整性。在整个设计规范中，用动态的虚拟表达形式来表现，这种动态的虚拟表达形式能够人与设计的交互性和沉浸性。

动态虚拟景观表达是通过三维模型来形象直观的表现实际场景，以三维软件作为基础，运用三维参数化实体造型技术，建立起参数化的特征模型，其编辑修改三维相关联，利用参数化试题造型生成的三维模型，准确形象的表现实体空间的位置关系，逼真的渲染动画效果，在生成的动态的同时，全面完整的体现整个环境的特点，准确的表现景观设计师的设计构想，真正达到虚拟现实中真实的环境景观效果。

在景观设计中，运用动态的虚拟表达，是能为更好满足设计三维全方位的表达，更主要的是要体现景观与环境的相融洽，将“天人合一”的思想真正表现出来才是景观设计师的最终所要表达的。景观设计就是要将景观与人和自然和谐的统一起来，注入现代的设计方法，并不失去足够的文化内涵。景观虚拟动态表达如同一个动态的环境，让人与景观中的每一个事物进行交流，可以与周围的每一处环境相比较，更能完整的体现整个景观区域的真实性，也能更超前的体验到整个景观区域空间的交互性。这种景观空间感的体验性只有在动态的虚拟表达才能体会得到，这也是这种虚拟表达效果的一个独特之处，是虚拟现实中整体特征的体现。

（二）静态虚拟

景观静态虚拟是指通过一个角度或者是某一个具体的角度去表现景观中的内容，锁表现的往往景观中最重点的部分，用三维的制图软件建成模型原后渲染成二维平面的图形。静态的虚拟表达不能表达整体的环境，往往这样的一个点一点的去表达能够非常大的节约资源，在正个设计方案中，用静态的虚拟表达是非常实用的，在一整套的方案中，能够有几张优秀的静态虚拟效果图，往往能够成为整个方案中的一个亮点，起到点睛之笔的作用，有事方案往往比较看重这种起重点作用的效果图。景观静态效果图往往比建筑静态效果图锁表达的形态更加具体，也更加注重与环境间的搭配，必须分析这种关系的相互影响力和渗透。静态虚拟表达往往注重光感表现力与材质的质感，就现代的审美观点，光感已经超过其他细节的重要性，一张好的静态虚拟效果图一定会在光感上下足功夫，才会得到更好的效果。

现代静态虚拟表达也根据不同地域和客户不同要求，来制作不同的虚拟效果图，比如有些地方流行非常逼真的效果，有的地方喜欢反写实的效果，有的人喜欢三维空间感强效果，有的人喜欢接面化效果，这些都是因人而异，但最终的目的都是一样的，用虚拟的技术表达景观设计师的设计思维，让设计提前在虚拟空间中再现，提前的体验这种景观效果。

（三）全局虚拟

景观的全局虚拟表达是指在整个景观设计中，把所有事物都当做一个虚拟体，现实中的环境也是虚拟的，不考虑景观是否放在现实中的环境欠当，也不考虑这个景观设计是否能建设成功。只把景观设计师的设计方案用三维图形在计算机上虚拟表达出来，随意表达任何设计构想，只要是计算机能表达出来的，设计师可以无拘束的随意构造整个设计方案，就像一个虚拟的球存在虚拟空间间，能随着设计师的思维来发生变化，随意捏造，就能让一个虚拟普通球体变成千变万化的形状，不停的变化，直到达到设计师所预知的效果。这样的设计模式能够提高景观设计师的设计修养和设计思维，让自己的想象力得到不断的提高，比用手绘的效果来得更快，也能在虚拟空间中全方位的看清楚整个设计的造型，虚拟后的形体让设计师感受到与真实建成后的相比较，能更设计更加具有现实完整感和体验性。

（四）局部虚拟

景观的局部虚拟表达是指在整个景观设计中，把主体虚拟化，或者把景观中的某一个部分虚拟化，也可以把某个细节进行虚拟，但虚拟的整体必须在真实的环境中。与全局虚拟不同的是，尽管需要表达与自然的和谐统一，是景观来适应环境，而不是环境来适应景观，这就需要设计师的目的定在生态自然中，而不是一味的追求景观的完美和独特，把虚拟的的景观放入真实的环境中，是景观设计的真正内涵所在，也是设计师体现“天人合一”思想的延续，设计的意义才不算消失，人才是景观设计重要的部分，为人而服务。景观中的局部虚拟也景观设计中一种突出重点的表现，能让虚拟的主体更具设计内涵，也更加能满足虚拟后的再现反映。

四、现代景观设计与虚拟现实技术的发展趋势和意义

虚拟现实技术（Virtual Reality)的不断发展和电脑的不断更新，为以后的虚拟现实的时代到来奠定了基础，为人类各个领域的发展都提供了无穷的发展空间与潜力。现代景观设计也伴随的虚拟技术的发展而更加具有超越性，能够在通过计算机把整个景观设计的流程都在虚拟空间中体现，并且这种虚拟的真实性更加逼真，与人的交流更加密切，景观设计是为人而服务的，虚拟现实中的表现也更是为人的，我相信以后的在以后景观设计与虚拟现实的关系会更加密切，为景观设计提供更大的发展空间，在虚拟中实现景观再现，为设计师的设计思维而操纵，为更好的景观设计方案而创造。

参考文献：

[1]胡小强.虚拟现实技术基础与应用[M].北京邮电大学出版社，2009.

[2]史明.景观艺术设计[M].江西美术出版社，2008.

虚拟制造技术论文篇(7)

[关键词]虚拟现实技术；资源库；虚拟制造；应用前景

引言

随着知识经济的飞速发展和高职高专教育教学改革的深入，信息化建设在教育教学过程中的应用已经成为不可或缺的手段，而共享型专业教学资源库是教育信息化的直接体现。

《数控加工》课程是数控技术专业的专业课程也是核心课程，加强数控资源库建设力度，扩大数控资源库在数控教学中的影响力关乎数控专业将来的发展。如何让资源库的建设更加合理有效的为学校教学、教师交流等方便服务，是现在要解决的关键问题。

1.虚拟现实技术的概念

虚拟现实技术（Virtual　Reality简称VR）是指利用计算机和设备，生成与真实环境相一致的三维虚拟环境，允许用户从不同的角度和视点来观看这个环境，并且能够通过辅助设备与环境中的物体进行交互关联。将从根本上改变人与计算机之间的枯燥、生硬和被动的现状，为人机交互技术开创新的研究领域。虚拟制造则是利用虚拟现实技术，在计算机上完成制造过程的技术。采用此技术，在实际的制造之前，可以对产品的功能和制造性、经济性等方面的潜在问题进行分析和预测，实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检测及企业各级的管理控制等，增强制造过程中各级的决策和控制能力。

2.《数控加工》课程资源库建设内容

2.1网络课程建设：网络课程建设包括两大类内容：一是现有的CAI课件改造升级；二是新开发一批网络课程。网络课程建设要与素材库建设相结合。CAI课件改造的方式是在学校的现有CAI课件中优选出一批具有较高质量的课件进行升级改造，再存入数控教学资源库。网络课程建设的目的是为学校教育教学提供急需的、成系列的优质网上教学资源。为适应不同层次的学习者，网络课程建设必须分年级、分学科进行系列教学课程建设。

2.2素材库建设：教学素材库建设是为了集中建设我国学校的优秀教学资源，避免网络课程建设过程中的大量重复性劳动，提高现代远程教育职员建设的效率，尽快建设进程，降低建设成本。教学素材库是一个具备科学性、实用性、方便性特征的大型知识库，服务于网络课程建设，是现代远程教育教学资源建设的重要内容。素材库的类型主要有小型课件库、图片素材库、动画素材库、音效素材库、教案库、试题库、教研论文库、数控大赛库等。现有音视频教育资源数字化改造是教学素材库建设的一项重要内容。由于音视频教育资源文件大，应该组织专家筛选出一批有价值的音频教育资源进行数字化改造，采用先进、安全、有效的数据压缩技术进行处理，目的是尽量降低网络的数据传输量，以提高数据传输速度，同时，注意开发新的音视频教育资源。

2.3教学支持环境建设：教学支撑环境可为学校远程教育的施教者和学习者提供完整的教学辅助与辅导工具，包括素材收藏夹、网络课件协作工具、多媒体集成软件和网上答疑、网上讨论、网上作业、网上自测等教学辅助软件及各类教学及管理的数据库软件。

3.虚拟现实在数控加工资源库中的应用

随着虚拟制造等新概念的提出，虚拟加工作为虚拟制造技术的一个十分重要的分支，其过程的研究在国内外受到越来越普遍的重视。利用虚拟现实技术建立的《数控加工》课程资源库，在此虚拟环境中，除了完成零件加工过程的整个仿真过程，同时，可以定义工件的几何形状，材料的物理性能，加工过程切削参数建立起加工过程物理模型，进行加工过程的动态情况进行模拟，尽早的发现加工过程中未能预料到的对加工质量产生不利影响的因素，从而判断产品设计的可加工性，进行调整和优化。

《数控加工》资源库的访问与人机交互主要是以下几个方面实现：

3.1车间的管理：使用者通过网络对整个数控加工车间所有数据库的浏览，利用虚拟现实技术对数控加工车间实现实时漫游，观察车间布局状况，查看生产任务和对其他车间实现信息共享，以此来解决学校硬件设备资源的不足和学生对数控生产车间不熟悉的状态。

3.2数控机床库：利用Nx建模软件将数控加工中心、数控车床和数控铣床的外观和整体布局进行绘制，利用3Dmax软件对数控机床进行渲染，最后利用Eon　Studio软件将现有的机床进行虚拟加工、装配，同时到网络使其能够在《数控加工》资源库中进行链接，供使用者对数控机床外观了解、内部机械部件和电子部件进行拆装、数控维修调试等操作，以便更熟悉与操作机床。

3.3数控刀具库：将绘制完成的数控刀具外观尺寸、刀具角度、切削参数等利用Eon软件转换成基于internet网络支持文件，使得使用者能够通过网络平台进行刀具知识的学习。

3.4数控夹具库：将数控夹具中的车床夹具、铣床夹具及复合夹具各部分零件进行绘制成实体，将零件利用Eon　Studio软件进行虚拟装配，可以根据零件形状不同将夹具进行装配，以方便查找在实际装夹过程中所遇到的干涉、欠定位和过定位等现象，减少在实际装配中的反复拆装的过程，减少数控加工零件安装辅助时间。从而对夹具设计过程中所出现的问题及时的发现并加以解决和优化。

3.5加工零件库：将数控加工过程中所需要的符合《数控加工》课程所要求的知识点的典型零件进行绘制，并根据教学知识重点及难点制作教学实施过程文件，并在数控虚拟车间中利用音视频的方式进行选播，学生可以根据自己对实际加工零件知识要点的掌握情况进行播放，避免全班学生同一个难度，而使得一部分学生产生厌烦的情绪。

4.结论

虚拟现实技术从其萌芽到今天的日渐成熟已经经历了一段相当长的时间，伴随着计算机图像技术和计算机网络技术的不断发展，我们的虚拟现实技术也将迎来一个快速发展的阶段，使我们的虚拟现实中的场景更加真实。国内的企业及学校对虚拟生产车间的内涵和意义尚缺乏足够的认识，这些因素是制约虚拟制造技术在国内应用的不利因素。同时虚拟现实技术在《数控加工》课程资源库建设中更是少之又少，如何提高虚拟现实技术在数控专业教学中的应用广度，已经成为现在数控技术行业一项极其重要的问题。