計算機虛擬仿真技術分析及其應用的探究

羅婷 關德君

摘 要：現(xiàn)代技術的快速發(fā)展，使得各個領域都已應用計算機技術，這使得人們的生活越來越離不開計算機技術所提供的各種便利服務。對于計算機虛擬仿真技術來說，其作為仿真中的一個重要分支，在各個行業(yè)中都隨處可見其應用場景。鑒于此，本文便對計算機虛擬仿真技術進行分析，并深入探究計算機虛擬仿真技術在現(xiàn)實生活中的相關應用，以便于對該技術在生產(chǎn)生活中所具有的積極意義有一個深入的了解。

關鍵詞：計算機;虛擬仿真;技術應用

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.329

自21世紀以來，我國電子產(chǎn)業(yè)得到了非常迅猛的發(fā)展，其市場前景仍舊無比光明?，F(xiàn)階段，我國已成為世界第一制造業(yè)大國，各種電子產(chǎn)品也得以被應用于人們生活中的方方面面。計算機技術的大范圍普及，也促進了虛擬仿真技術的優(yōu)化與完善，并在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用，例如房屋建設、城市規(guī)劃、旅游教學、電氣電路仿真以及設計制造等，這些行業(yè)在計算機虛擬仿真技術的應用下得以快速發(fā)展，并越來越離不開計算機虛擬仿真技術的支持。

1 虛擬仿真技術的表述

對于虛擬仿真技術來說，其所涉學科眾多，如AI技術、交互技術、計算機技術以及傳感技術等?？梢哉f，人們可以將虛擬仿真看作是一個多學科相互交叉和綜合而形成的全新技術領域。以廣義角度而言，可從三個層面來對虛擬仿真技術所具有的意義進行解釋：其一，虛擬仿真技術需要以計算機技術為依托來進行虛擬化環(huán)境的生成，這種環(huán)境是具有虛擬性特點的。其二，由于人是具備感知功能的，這使其能夠在一定程度上實現(xiàn)對虛擬環(huán)境的感知，所以生成的虛擬環(huán)境是非常逼真的。其三，由于人需要通過虛擬系統(tǒng)來進行交互作業(yè)，所以該系統(tǒng)能夠對人所作出的指示和操作進行快速響應與反應。通常而言，在虛擬仿真技術中，主要包括有PS軟件、電力系統(tǒng)原理圖的程序編輯器以及Edison，其是一種具有明顯綜合性的軟件。

簡單而言，該仿真技術具有綜合性，其采取動態(tài)性方法，并借助于計算機與其他設備來測試系統(tǒng)的理論知識以及信息技術。在信息化時代下，虛擬仿真技術的出現(xiàn)，使得人們在應用虛擬仿真技術過程中，需要應用仿真硬件及軟件。其中，硬件是指計算機系統(tǒng)，比如數(shù)字計算機、模擬計算機等，這些均可看作是一種計算機系統(tǒng)的形式。

現(xiàn)階段，虛擬仿真技術已經(jīng)得以在教育、電力、道路乃至油礦等諸多行業(yè)中廣泛應用，并在應用過程中逐步具備了較為明顯的特點：首先，其軟件圖形界面更加清晰明了，易于操作，在進行操作時只需對相應的功能模塊進行點擊或拖拽即可，而學習者只需要具備一些基本的計算機操作能力，便可對虛擬仿真技術的具體操作快速掌握。其次，無論是在哪種項目工程，其均有著較為相似的仿真步驟，通常來說，采用虛擬仿真軟件時，要先對相應的仿真工程文件進行生成，然后對相關元件進行連接，最后模擬運行數(shù)據(jù)。再次，計算機虛擬仿真技術的應用可大幅節(jié)約物力，所謂的物力便是各種儀器設備，在電路模擬中，往往需要對電路參數(shù)進行設置，還要對相應的電路元件進行更換后方可分析，這樣能夠實現(xiàn)科學、合理的仿真，使操作步驟得到極大簡化。最后，計算機虛擬仿真系統(tǒng)具有快速的升級速度，而且每次升級均會使模型數(shù)量增加與優(yōu)化，而且不必消耗很長時間。

2 計算機虛擬仿真技術的應用

2.1 成像仿真方面的應用

對于虛擬仿真技術來說，其是通過虛擬系統(tǒng)來對真實系統(tǒng)進行模仿而形成的技術。對于該技術的解釋，可從狹義和廣義兩個角度來進行。以狹義角度來說，在上世紀40年代便已出現(xiàn)了虛擬仿真技術，而計算機技術的快速發(fā)展，使其成為一種試驗研究的全新技術。以廣義角度來說，人類對自然界進行逐步認識的過程以及對客觀規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程，都離不開虛擬仿真，因計算機技術的出現(xiàn)，才使得虛擬仿真技術的體系得到逐步形成，并已經(jīng)成為人們對世界進行認識、創(chuàng)造及改造過程中的一項重要技術。通過計算機虛擬仿真技術的應用來構建模型，能夠使現(xiàn)實場景被虛擬化生成，然后便可根據(jù)該模型來進行不同感知，進而使人和人之間得以暢通無阻的交流與互動。通過計算機虛擬仿真技術的應用，能夠使人體實現(xiàn)其感知能力，例如人們可佩戴 VR眼鏡來完美結合虛擬和現(xiàn)實。在對商品陳列進行表現(xiàn)過程中，商家可利用計算機虛擬仿真技術來顯示其所出售的商品，并且還能對商品參數(shù)進行變化，從而商品能夠以獨特的方式進行呈現(xiàn)。一直以來，人們在展示商品時，客戶往往需要根據(jù)自身理解來了解商品。目前，計算機虛擬仿真技術的應用可實現(xiàn)不同反饋，從而確保客戶能夠對商品有一個更加全面、細致的了解，進而增加客戶的購買欲望。

2.2 電子行業(yè)中的應用

電子行業(yè)的研發(fā)周期短、產(chǎn)品更新快，在市場的不斷需求之中實現(xiàn)發(fā)展與更新升級，近年來，我國電子行業(yè)得以快速發(fā)展，而計算機虛擬仿真技術的出現(xiàn)，也為電子行業(yè)提供了許多新方法和新技術。對于計算機虛擬仿真技術來說，其通常要應用到三種軟件，即Edison、電力原理圖程序編輯工具以及PSpice 仿真軟件。許多電子設備及元件都可通過計算機虛擬仿真技術來進行仿真設計。在對計算機虛擬仿真技術應用過程中，還離不開相應的軟硬件，硬件便是計算機系統(tǒng)，而軟件則是結合不同的工作需要來對相應的仿真軟件進行選擇。用戶可利用計算機虛擬技術來進行電路仿真及分析，并可根據(jù)需要來設置仿真環(huán)境中的電路參數(shù)，對電路內的特定元器件進行更換，或是對電路各個節(jié)點的電流、電壓進行測量，以此實現(xiàn)科學的電路仿真分析。通過計算機虛擬仿真技術的應用，能夠使實際電路需要花費的物力及時間得到極大節(jié)約，而且也使電路電子仿真變得更為便捷。隨著仿真軟件的升級與更新，將使得更多模型和器件能夠被應用于電路仿真中，從而使電路仿真過程能夠和實際操作一般無二。

2.3 三維動畫制作方面的應用

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為我國三維動畫制作提供了有力的技術支持，隨著人們對動畫作品質量要求的不斷提高，使得動畫制作人員迫切需要將更加先進的技術手段引入到三維動畫制作之中，更多豐富的動畫制作軟件也需要動畫制作人員進行掌握。在設計與制作三維動畫過程中，可通過計算機虛擬仿真技術的應用來提高三維動畫的品質，使其具有更加逼真的視覺效果，并且應用該技術還將為使用者提供更多感官上的感受，使用戶在觀看三維動畫過程中甚至能夠親身參與其中，進而給其帶來身臨其境的感受，在此過程中，就需要確保計算機虛擬仿真技術能夠充分發(fā)揮其人機交互上的優(yōu)勢，使虛擬環(huán)境能夠按照人的某些行為來發(fā)生相應的變化。例如，在一些3D游戲的開發(fā)工作中，便可通過計算機虛擬仿真引擎來提高游戲的畫質，使游戲畫面更加真實的同時，給人們帶來更加逼真的游戲體驗。

3 結語

總而言之，計算機虛擬仿真技術的發(fā)展需要以計算機技術為基礎，并且還要結合各個行業(yè)的發(fā)展要求及其領域特征，對相應的軟件進行開發(fā)，以確保用戶能夠利用這些軟件來開展虛擬化仿真，從而使人們能夠獲得更多與現(xiàn)實情境無異的感受和體驗。

參考文獻

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[3]吳繼明，鐘群鋒，曾碧卿.虛擬仿真技術在計算機組成原理實驗教學中的應用[J].計算機教育，2019（03）：34-38.

作者簡介

羅婷（1980-），女，漢族，遼寧撫順人，碩士，講師，從事計算機網(wǎng)絡、人工智能、軟件工程、計算機應用研究、遠程教育研究。

關德君（1980-），男，滿族，遼寧遼陽人，碩士，副教授，從事遠程教育、計算機應用研究。