计算机三维仿真技术范例6篇

计算机三维仿真技术范文1

1生物建模技术的数据源

计算机仿真技术平台系统从各个角度,不同路径设置,形象地展示集声音、粒子动画方案的设计效果展示。使客户可以身临其境的在三维虚拟空间感受到方案完成后的动态效果,有利于更加清晰的规划方案,确定方案的合理性与可行性。

针对几何对象的设置方案和无缝编辑的生物建模技术的分类研究。

创建对象的几何模型分为 stand primitie与 extended primitie两种创建方式为几何模型对象内部所固有的有着几何性质的可编辑的抽象模型,它们也可以作为基础模型辅助高级模型的创建,其精度线段细分都可以通过修改面板进行调节。几何模型所表现的属性性质可分为子层级,子层级内部可以分层编辑修改,最终完成基础模型的创建工作,修改包括三维几何体对象的基本点、线、面、多边形形态的子层级,反映几何体对象的面层级的特点;在三维仿真平台系统应用中体现要求的说明信息等。

2 三维建模的技术分类

我们通过不同的设计方案完成初步草图的设定,以及建筑模型的平面、立面设计,或是应用图形图像资源库中的标准几何体来完成初始模型的创建工作。细致模型的创建需要通过无缝编辑的生物模型来完成,或是根据不同的造型结构,通过物体合成命令来完成建筑模型的最终创建工作。建筑的不同环境效果和不同材质的划分以模型的不同面的表现来区分,并根据不同的分隔面来设置不同的ID号码,通过不同的ID号码由系统来区分不同的材质连接属性。

目前,根据模型的分类差异,三维建模在计算机仿真领域中技术上分为几何建模类型和动态建模类型。

3 静态三维模型库数据的获取

模型库建立的难度主要在三维模型建模的精模与低模的转化过程,在三维模型创建之前,首先需要数字资源的收集整理,主要包括 DWG地图和地形的测量数据、航拍、设计图纸、以及常用模型的数据资源等数据资料。三维仿真系统中建立模型资源库,针对静态三维模型而创建的,为了方便静态模型资源的重复利用,以及方便静态模型的资源管理和模型信息升级,因此设置模型信息分类存储。

静态模型资源库大致分为以下几类:建筑三维模型以及公共设施附属模型:地标性建筑模型;交通设施模型;公共模型设施;绿化植被模型;水体模型;景观及游乐设施;模型库资源的建立主要是由AutoCAD和3DSMAX来完成的。

在 AutoCAD中完成三维场景的平面图创建后,将其导入3 DSMAX中,进行地面模型的创建,并且分割地形、地势,以便之后三维模型的面数与贴图的赋予不产生面的轴向 UV问题。应用3DSMAX进行初使模型的创建,由于造型能力强,并且可以很好的与仿真软件进行模型的应用导入,因此常用于虚拟仿真的三维建模部分,模型有很强的仿真立体效果。植物模型的创建,一般植物建模通常面数很高,也就产生了数据量的问题,因此现今植物建模的各种效果展示中真正的植物模型应用比较少,通常是应用大量的以面为单位的植物贴图以达到场景中需要的视觉效果,尤其是应用通道透明贴图。三维模型创建完成后,通过三维仿真资源数据库进行管理和操作的。

三维模型资源库将模型分为:高精度模型、中精度模型、低精度模型,方便三维仿真场景中对于近景、中景、远景的不同需求,当摄影机跟随路径约束到视图远景时,所显示的模型为低精度模型,如此可以大量的节省场景中模型的计算量,以达到实时交互的刷新频率要求; 当摄影机跟随路径约束到视图近景时,所显示的模型为高精度模型, 保证了实时交互,对三维场景中的近景模型的高精度的视觉要求。三维场景数据库的模型资源表现了真实环境中的建筑模型合并到虚拟三维场景中的细节效果反应,包括三维场景中的天空作为一个球天模型的环境贴图对建筑模型群体的色彩影响。

4 粒子动态现象的建模

计算机仿真技术在虚拟环境中,创建静态的三维几何体模型的交互效果显示,对于实时仿真来说是无法满足用户的视觉显示效果要求的,三维物体的性质还涉及动态模型的应用,从三维物体运动的位置改变、以及物体之间的相互碰撞、三维模型的角度捕获、物体的缩放变形、以及三维模型的子层集表面变形等等。我们以视图坐标为中心,以运动的物体自身坐标进行轴向的运动变化。三维场景中的每个对象都有一个自身坐标,物体可以以自身为轴向进行运动,这样的坐标称为自身坐标系统。这个坐标系统的位置随物体的移动、旋转、缩放而改变。通过关键帧的设置,完成需要的动态模型创建。

针对三维场景还有一个世界坐标,场景中的所有建筑模型都遵从于这个世界坐标。通常动态现象建模应用粒子系统,以及动力学系统,表现水景、云雾、风、火焰等,水体模型建造在地形变化中起着重要的作用,同时是建筑表现效果的重要内容,场景实时渲染的要求,通常应用粒子系统完成水景动态特效后输出动态文件,再将其以贴图纹理的方式附予场景中的建立好的面片中。虚拟对象 reactor的空间绑定,这是配合粒子系统的动力学系统,属于物理建模方式,通过对于虚拟物体的空间绑定,确定 reactor的质量、重量、摩擦力、惯性,以及物体的反弹参数值等等,这些特性与三维建模及其虚拟仿真平台结合起来,形成一个虚拟模型空间。

5 结论

三维场景中的物理建模涉及到动力学系统,是虚拟现实系统中比较高层次的模型创建,因为它需要物理学中动力学和重力系统与计算机图形学相结合,涉及到动力学系统中力的作用问题,主要是三维模型的重力、摩擦力、反弹值。

除了人机交互中相互作用的系统程序应用外,还有在计算机模拟三维仿真系统平台中所呈现的粒子系统和动力学系统,创建粒子系统的动画运动行为模型。使得虚拟仿真系统平台可以自主性控制,也就是设定场景的动态信息后,用户不与之交互,指三维物体的活动变化以及周围环境和其它运动实体模型之间的动态关系,比如风效、雨景特效等,它们不受用户的输入控制(也就是说用户不与之交互)。

参考文献

[1]曾金发.虚拟现实复杂场景生成简化和优化技术研究[D]. 南京理工大学,2004.

[2]张文君.城市规划中虚拟现实景观设计及其应用展望[J].计算机工程与应用,2005(35).

计算机三维仿真技术范文2

关键词: OpenGL，三维模型，系统仿真

Abstract: this paper introduces the concept of system simulation and OGL in establishing the function characteristic of the simulation model, and the simulation system, and the application of the simulation system based on subject development, very good that the established with OpenGL simulation model is convenient, easy to control the modeling, etc.

Keywords: OpenGL, 3 d model, the system simulation

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

1、引言

系统仿真是近30 年在系统科学、系统识别、控制理论、计算技术和控制工程等多种技术发展基础上发展起来的一门综合性很强的新兴技术。计算机系统仿真就是，以计算机为工具，以相似原理、仿真技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。从计算机系统仿真的定义可以看出，计算机系统仿真包含了三个方面的信息（三要素）：系统、模型、计算机，而联系着它们三者之间的基本活动是：系统模型建立、仿真模型建立、仿真试验。

“系统”是指被研究的对象，任何事物都不是孤立地存在着的。因此，仿真研究的对象也不可避免地与其周围的环境之间存在着相互联系。建立系统模型就是要把待研究的系统从周围的环境中界定出来，并把它描述成数学模型。建立被研究系统的数学模型， 就是为了能用计算机语言实现。从数学模型到仿真模型的转换过程，就是仿真模型建立。只有经过转换后的仿真模型才能为计算机识别并运行。综上所述，建立仿真模型是系统仿真的关键一环，选择什么工具来建模也显的由为重要。在这里就我们的课题，工业机器人动态仿真选用的工具OpenGL来探讨。

2、 OpenGL 的功能特点

OpenGL 是SGI 公司推出的三维图形库（GL），它表现突出，易于使用而且功能强大。利用GL开发出来的三维应用软件颇受许多专业技术人员的喜爱，随着计算机技术的继续发展，GL 已经进一步发展成为OpenGL，OpenGL 已被认为是高性能图形和交互式视景处理的标准。OpenGL最大的特点首先是与硬件无关，可以在不同的平台上得于实现，用OpenGL编制的程序，可以随心所欲的控制三维模型，由于OpenGL同时提供了颜色缓存、模板缓存、深度缓存、累积缓存等基于双缓存技术的动画操作函数，因而可以实现实时的虚拟仿真。其次是建模方便，OpenGL不仅提供基本的三维几何像素生成函数，而且提供了大量的点、线、面以及曲线曲面等基本图元操作函数，可以构建相当复杂的几何造型。第三个特点是高度的真实感显示，由于OpenGL 提供了大量的着色、光照、景深、阴影、混合、消隐、反走样、明暗处理、图像处理、纹理映像、深度检测等功能函数，保证了三维仿真图形显示具有高度的真实感。第四OpenGL 具有出色的编程特性，OpenGL 体系结构评审委员会独立地负责OpenGL规范，使之具有通分的独立性。程序的通用性和可移植性。由于OpenGL可以集成到各种标准视窗和操作系统中，因此基于OpenGL的三维仿真程序有良好的通用性和可移植性。最后是应用广泛，Microsoft 、SGI、IBM、SUN、HP 等都采用OpenGL作为三维图形标准，许多其它软件商也纷纷以OpenGL作为基础来开发自己的产品，目前已成为高质量三维图形的工业标准 。

3、OpenGL 在仿真中的应用

以上的优点决定了OpenGL在建立仿真模型时的优越性，我们在建立多自由度工业机器人模型时选用了OpenGL。

3.1 工作过程

OpenGL的指令的解释模型是客户/服务器模式，既客户(试图用 OpenGL进行绘制工作的应用程序)向服务器(OpenGL的内核)命令，这些OpenGL命令由服务器来解释。基于客户/服务器模式，在网络环境下很容易使用OpenGL，且在不同计算机上的多个客户可以得到在其它计算机上服务器的服务。这样OpenGL就具有网络透明性。

OpenGL的库函数被封装在Openg132.dll动态链接库中，从客户应用程序的对OpenGL函数的调用首先被Opengl32处理，在传给服务器后，被Winsrv.dll进一步进行处理，然后传递给DDI(Divice Driver Interface)，最后传递给视屏驱动程序。

3.2建立的仿真模型

由于机器人是一个复杂的物体，为了建模的方便，有必要把它分解为一个个图形模块。然后把模块集成起来，组成整个机器人模型，同时我们知道工业机器人大体上是由机座，关节和杆件联接组成，据于此我们设置了如下三个图形

模块函数：

（1）基座模块函数

（2）杆件模块函数

（3）关节模块函数

各个模块按不同的顺序进行组合,经过大量的平移和旋转，然后渲染就能得到效果图。

我们可以进行多自由度工业机器人的运动分析和动力分析，相对简化了工业机器人的开发过程，降低开发费用，缩短开发周期。

参考文献

[1]吴重光主编.仿真技术[M].北京: 化学工业出版社,2000,5.

[2]Richard S.Wright ,Jr.Michael.OpenGL超级宝典[M].北京: 人民邮电出版社, 2001,6.

计算机三维仿真技术范文3

关键词：变电站 三维仿真系统 仿真场景

中图分类号： TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

在电力系统的输送配电过程中，变电所是其重要环节，适用于调整电压的场所。其运行操作随着变电站系统不断发展，其自动化进程也趋于复杂，也使得对工作人员业务熟练程度及技术水平的要求越来越高。在系统实际运行中，因变电站系统具有特殊性，难以对工作人员开展培训工作。现如今仿真培训系统主要有两种：软件仿真与物理仿真模式。软件仿真主要是对现场录像、实体图片、平面接线图与数据图表等进行仿真，其过程沉浸感较为缺乏。物理仿真主要是依靠于专业设备，但其又具备可移植性较差、系统庞杂与实施时成本略高的缺点。目前，在变电站的仿真培训系统中最为常用的就是三维虚拟变电站的仿真系统，因其具有灵活多变的培训方式，且造价较为低廉，在运行上也较为便捷，在三维虚拟的变电站仿真系统中培训，其培训过程存在较强沉浸感与真实感。此外，虚拟现实仿真技术的实现不仅需对电气设备几何模型进行建模，建模中还需加入对变电站周围环境的仿真模拟。

1国内外对三维变电站仿真系统的研究现状

在电力系统中，电厂仿真培训首先对仿真培训系统进行了运用，变电站的仿真培训也因电网调度的仿真培训而逐渐展开。计算机技术的应用与发展，促使变电站的仿真培训系统也逐渐发展起来，其发展进程由于变电站中自动化水平的提高而起到了推动作用。

20世纪60年代～70年代左右，电力系统仿真培训系统兴起并在火电厂中被应用，之后随着发展其范围扩增至变电站及电网的培训中。早期的火电培训仿真机投入使用于日本及英国与美国，最具代表性的为日本的关西电力公司“变配电的技术培训中心”的建立。我国首套火电仿机组的研发建立时间为1982年，变电站及电网仿真培训系统直至80年代末期才开始建立。我国首套DTS为东北电网仿真系统，研制时间为1990年。早期应用的变电站的仿真系统由于其运行操作较为简便，变电站的数量增大，但容量较小，再加上自动化的水平过低，从而导致其应用的效率不高。

2三维变电站的仿真系统研究成果

通过研究三维建模、计算机图形与仿真场景生成这三种技术，从而使渲染和生成三维仿真场景、环境与变电站设备的建模及二维场景保存与绘制得到实现。三维场景图漫游与渲染、场景图由二维向三维的转变通过OSG技术都得以实现。通过研究应用系统子模型，三维变电站的仿真场景实现优化，具体研究如下。

2.1变电站中其设备建模的实现

电压互感器、变压器、隔离开关及电路器等组成了变电站设备。用三维方式将变电站设备的仿真场景进行表示。通过对三维建模技术研究，变电站的设备建模是使用 ， 的模型文件是通过 的插件将其以IVE三维格式导出，在OSG的编程中可方便调用。

2.2绘制二维变电站的场景图

变电站周围的建筑环境与其各设备表示为二维图元，图元的编辑操作与其绘制使利用MFC所封装各类的绘图函数来进行的。读写操作是通过二维图形文件的格式研究，在设计中将二维场景图的文件格式与文件存储设置成自定义来实现的。

2.3生成三维变电站的场景图

通过研究现有仿真的生成技术，三维变电站其场景图的设计是通过OSG技术来实现的，在这一过程中还对变电站的场景图由二维向三维转换得以实现，由此证明，生成三维变电站的场景图是以其二维场景图为基础的。

2.4渲染三维变电站的仿真场景

渲染三维变电站的仿真场景实现是利用OSG技术，在此过程中还实现了场景的碰撞检测与漫游等。通过研究粒子系统，使其仿真场景天气模拟得以实现（如雪与雾及雨、风等），使模拟效果更为逼真。

3什么是三维仿真场景

通过对现实环境形象的三维模拟技术，在虚拟场景中，用户可对于其中的信息进行查询与预览，还可对虚拟物体进行场景交互的操纵，使用户在使用过程中仿佛身临其境，无需处于真实环境中即可有相同效果的感受。三维的仿真场景涉及多门学科，如人工智能、现实虚拟及计算机的图形学等，在人机工程的工作环境、培训及教育等仿真领域中被广泛应用，除此之外，该技术还应用于规划领域、动画的制作领域、建筑领域、产品的展示领域及园林领域等。

4三维仿真场景结构

仿真场景应用于虚拟现实中，一般为是用来描述场景图。三维场景的元素存储就是场景图，在场景中对所有物体与物体相互间的关系有保存作用。本身场景图就属于一种层次结构，其空间的数据集所使用的是自上而下树状结构图，以此为组织形式来达到渲染效率得到提升的目的。

诸多类型不同的节点构成了场景图，物体是由节点表示的。根节点是全部三维的仿真场景图，场景图位于树形结构顶端；场景图最底端为叶节点，物体在场景中实际的几何信息包含其中，叶节点场景效、光源、实体及地形等基本单元构成；组节点位于根节点下一层，包括的控制信息为物体的外观渲染状态及其几何信息，每个组节点与根节点都对子成员拥有零个或者多个（注：组节点为零个子成员，则不对其进行任何的操作），组节点中场景几何体的排列是通过OSG的程序进行的。在此种层次的结构中各节点可准确将其环境中的父子关系与其位置进行描述，在场景图生成前，各图层数据都要分别建模。如图1所示，各节点间与场景图层次结构位置关系。

图1 各节点间与场景图层次结构位置关系

场景图中所包括的节点其功能是不同的，比如说，开关节点 对其子节点的设置作用是可用或不可用，LOD细节的层次节点，其不同子节点的距离调用是依据观察者对其作出的观察决定的， 变换节点可对其几何体坐标根据子节点的改变来对其状态进行更换。所有的节点类都有相同的基类，又各具不同的功能方法，场景图的继承机制，可为节点提供多样性。

5三维仿真技术

通过对计算机技术的使用，生成一个具备触觉、听觉及视觉等包含多种感知、虚拟且逼真的环境，用户可通过虚拟环境中虚拟对象与外设装置的相互作用来体会，此种技术就是三维仿真技术。其技术包括粒子的系统模拟、碰撞检测及包围盒技术。

5.1粒子系统

粒子系统在三维的计算机图形学中，是对某些特定模糊的现象进行模拟的技术。在此系统中，粒子模拟过程通过OSG实现了较为复杂的过程，比如雨天特效、雪天特效及雾天特效等。粒子行为在粒子系统中的控制是通过对其空间的扭曲实现的，对粒子流施加仿真特效的影响，如风力、阻力及重力等，可对天气现象在三维场景中被有效的模拟出来，从而使视觉效果更为逼真。

5.2碰撞检测

碰撞检测随着分布交互及虚拟现实等技术发展，已成为该领域中的热点研究对象。在虚拟的环境中，培训者沉浸感随碰撞检测精度越高而越强，促进虚拟环境中真实性的提高。虚拟场景仿真场景渲染率与实时性受实时碰撞的影响很大，所以，在该领域中，碰撞的检测技术也是难点之一。需要碰撞检测解决的核心问题就是虚拟场景中漫游实时性的保证、算法效率的提高及相交测试中对象数目的减少，碰撞检测基本任务就是确定物体之间（多个或两个）是否有穿透或者接触。碰撞检测的算法有空间分解法与层次包围盒法。这两种算法加速碰撞检测都是通过相交测试的几何数目减少为基本思想的。

5.3包围盒技术

包围盒技术在计算机几何领域与计算机图形学中，在虚拟场景将几何体（简单且规则）对象进行包围，简化其计算方法，以此促进几何运算效率的提高。

5.3.1碰撞检测

判断两个包围盒或者物体包围盒和检测线是否有相交，无相交，物体间则无碰撞发生；相交，则有碰撞发生。

物体在场景中的构建是以实体为依据的，一般几何体为不规则，但物体包围盒的几何体一般都是规则的，因此碰撞检测不对物体本身直接使用，碰撞检测的检测效率提高是通过物体包围盒直接碰撞进行的。

5.3.2光线渲染与跟踪

包线盒用于光线跟踪时，其功能为相交检测，用于渲染算法，则是检测视体。如包线盒与视体或者光线无相交，则盒内物体不相交。物体列表可通过相交检测来获得，如果场景中物体在列表中显示，就说明被栅格化或者渲染。

6结语

三维变电站的仿真场景生成系统，可使其开发周期有效缩短，避免重复性的开发工作，利于开发成本的降低。此外，该仿真场景的实现，不仅提供了高效且安全的培训平台，也促使变电站工作人员对其各部分有了更为深刻的了解，从而使其业务能力与操作技能得到提高。

参考文献

[1]赵晓冬，孙大伟，王斌，等.330kV变电站仿真系统的设计和实现研究[J].电源技术应用，2013（1）.

计算机三维仿真技术范文4

关键词：仿真计算机；实施网络技术；应用

中图分类号：TP391.9

计算机技术自诞生之日距今已经有六十多年来，经过六十多年的快速发展，已经以其实用性和便利性成为了生产生活中不可缺少的重要工具。三维视景仿真技术作为计算机技术中的重要类别，由于其具有较高的经济性、实用性等显著特点而受到人们的普遍青睐。计算机仿真技术是运用计算机科学，建立被仿真对象的系统模型，在一定的条件下对被仿真对象进行动态实验的一项高端、综合性技术。人们可以利用这种实验获得尽量逼真的信息。根据最新的统计数据，仿真计算机技术已经在各个领域得到了最为普遍的运用，并且创造了虚拟现实这样的流行词汇。三维视景仿真技术在计算机仿真技术的全部技术应用中占有很大的比例，其融合了图片处理、多媒体、信息合成、显示等最新的高端技术，具有非常强大的功能和广泛的应用前景。

1 专用数字仿真计算机的特征

由于不同的反震计算机具有不同的内存容量、接口、运算速度等特点，因此，在半实物反正计算机系统中曾先后采用了模拟计算机、数模混合计算机、专用数字仿真计算机等不同特性的仿真计算机。我国的YE―2和AD100等仿真计算机代表了当前仿真计算机在国内的最高水平，目前，已经在精确制导武器等高、精、尖领域得到了十分普遍的应用。

1.1 专用数字仿真计算机的特征。YE―2和AD100等两类专用数字仿真计算机具有如下特征：一是在专用数字仿真计算机中运用了异构同步并行多处理机和广播型数据总线的方式，从而提高了专用数字仿真计算机的存储容量，从而提高了其运行速度。二是专门为专用数字仿真计算机设计了仿真语言，此种仿真语言简单、实用，编程简便，并且在其中还增加了数值积分算法模板，提高了使用效率，三是接口形式的多样化以及接口提取速度的稳定性，都保证仿真系统可以实现无仿真计算机的无缝对接，使得技术的硬件系统的得到有效的保障。除此之外，其还存在着能够为精确仿真计算帧时进行定时的优势。

1.2 专用数字仿真计算机的缺陷。YE―2和AD100等两类专用数字仿真计算机具有如下缺陷：一是数字接口技术还存在不足。专用数字仿真计算机能够提供十分全面的接口，但这些接口基本还是使用了模拟量接口，数字接口仪可以适用的总线形式不多，同时，接口在传输速度和距离等多种方面存在不足的情形，不能很好地满足专用数字仿真计算机的使用需求。二是维护起来不方便。由于该类型的专用数字计算机运用了专门的设计构造，因此，该类型的专用数字仿真计算机和一般的计算机存在比较大的区别，在进行维护时，需要专门的熟悉该中计算机的人员进行维护，一旦该计算机出现故障，需要维修，其所需要耗费的时间较长，耗费的费用较大。因此，可能会对实验的进度造成不利的影响，需要予以注意。

1.3 仿真计算机的未来发展方向。专用数字仿真计算机在经历过一段发展后，由于其存在的缺陷较多，已经无法完全满足实际的需要。仿真控制设备以及管理中使用的计算机都具有形式多样的应用软件和各种类型的接口。提高专用数字仿真计算机系统应用的关键是寻找到一种新型的模式，使其既具有专用数字仿真计算机的优势，而且还能满足高速实时数字接口的使用需要。当然，这样的需要也是航空精确制导武器中对仿真计算的需求，也是仿真计算机未来发展的方向。

2 仿真技术及实时网络技术的发展

2.1 实时网络技术应用。虽然高速接口形式比较多，可是仿真计算机系统在应用中还需要考虑信息共享，也就是多台设备可以共享信息。比如，对于某个目标信息而言，需要使用到特征信号生成设备、目标移动仿真设备以及数据链传输仿真设备等。由于仿真计算机系统十分复杂，系统内信息的交换很多，因此，使得系统设备的规模比较大。由于仿真计算机信息处理上的上述特点，因此，传统的点对点的接口形式不应当采用。但广播式、网络式等交互式接口形式可以满足仿真计算机的上述特点和要求。对于精确制导武器中所运用的半实物仿真系统而言，还要求各个信息节点能够实现信息的同步更新，也就意味着，信息传输的要具有很高的时效性，传输过程中尽量减少延迟。光纤反射内存映射式实时网络技术，也就是RT―net，通过研究分析，基本可以达到半实物仿真系统的要求。这种技术的特点是通过映射式的信息传达技术，将信息节点中某一个节点的信息能够自动映射到全部信息节点。因为映射的过程由硬件主导，系统信息传输的延迟较小。延迟较小也就意味着信息传输的高速性，也就能满足信息同步跟新的需求。这种RT―net网络通常具有两种拓扑网络结构。第一种是环行拓扑，第二种是星型网络结构，也就是通过由HUB实时连接的网络。RT―net网络技术将信息数据传输到任何一个信息节点的迟延较小，能够满足信息同步更新的要求。并且，假如其中一个信息节点出现故障，不会影响到其他节点的正常运行。因此，这点使得运用该种技术不需要让所有的设备都开机。RT―net的运行模式比较简单，在分布式的仿真计算机系统内，接插一个RT―net卡在每一台节点机上，再安装相应的驱动软件，就可以读写数据了。当数据被读写之后，RT―net卡将数据自动地传输到其他安装有RT―net的节点上。因此，有权限的访问者，只需要访问一个RT―net卡插接的节点即可。

2.2 仿真技术及和实时网络技术综合应用。专用数字仿真计算机被仿真工作站替换的可行性比较高，因为二者的软件内置大致相同，通过进行软件移植。实时网络在仿真计算机信息系统的二次应用和开发是仿真系统集成的关键所在，需要做如下的工作。一是做好仿真工作站与实时网络接口形式的检查；二是对仿真设备进行适应性修改以适应控制计算机的配置和特性，保证运行的稳定性，如果有必要的，还应当对驱动卡、程序进行相应的更改，以简化应用开发的工作。三是建立共享存储容量内存分配表。因为需要对信息进行实时共享，所以统一分配数据存储地址，对于注册信息、节点信息与状态标志、时钟信息等进行相关的规定。

3 新时期仿真计算机和实时网络技术的发展

在进行计算机的选型上不仅要考虑上仿真计算机的读取速度和内存容量，还要考虑到数字接口能力这一重要的选型要素。即要求所选的仿真计算机必须保证仿真系统对大量实时数据交换的稳定性，另外，仿真计算机还应该充分利用计算机实体本有的资源。在现如今，随着网络技术高速发展，我们必须时刻保证仿真技术信息的实时性，并且能够及时的实现多设备信息的高度共享。新时期仿真计算机和实时网络技术的发展，必将是沿着更加贴近实际，更加迅捷和实时的实现信息的处理和共享方向前行。

4 结束语

本论文主要通过首先分析研究目前的仿真技术中，专用数字仿真计算机的主要特征以及在实际的应用过程中存在的缺陷和不足，并根据存在的漏洞，科学合理的指出了仿真计算机未来发展的方向，其次对当前我国的实时网络技术应用的技术特点和现状做了一定的分析和总结；最后简要的介绍了如何实现仿真技术和实时网络技术在计算机中的综合应用。不难发现，随着我国仿真技术和实时网络技术在仿真计算机中的综合应用的不断加强，仿真计算机的性能和效率将会进一步得到提高，也将会具有更加广泛的应用前景。

参考文献：

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浅析计算机技术在机械工程中的重要性

一、、机械工程计算中cad技术的应用cad，即计算机辅助设计系统是指在计算机硬件和软件的支撑下，通过对机械工程产品进行描述、造型、系统分析、优化、仿真和图形化处理的研究与应用，使计算机辅助工程技术人员完成产品全部设计过程的一种现代设计技术。cad中设计者与计算机密切合作，在决定设计策略、信息处理、修改设计以及分析计算方面充分发挥着各自不同的专长。利用计算机存储信息、检索、分析计算、图形与文字处理以及其他重复的验算工作。当前cad系统的硬件环境主要是工程工作站及个人计算机。工作站是具有高速的科学计算、丰富的图形处理及灵活的窗口与网络管理功能的交互式计算机系统，它一般具有32位或64位字长的中央处理器(cpu)，广泛采用精简指令(risc)，超标量、超流水线及超长指令技术，具有unix操作系统和x窗口管理系统，在一个分布式的网络环境下运行。在机械工程计算中利用cad技术进行二维绘图、图形及符号库、参数化设计、三维造型等，通过cad进行二维绘图以及三维造型，在许多具有实体建模功能的cad软件中，都有一些基本体系，例如在cad的三维实体造型模块中，系统提供了六种基本体系，然后再经过结构分析，分解成若干个基本体并最终进行三维实体造型。二、机械工程计算中cae技术的应用cae，即计算机辅助工程作为一种综合应用计算力学、计算数学、信息科学等相关的综合工程技术机械工程计算中cae技术的应用是指使用有限元软件对机械结构进行分析，强度应力、刚度应变和变形、动态特性固有频率、振动模态、热态特性温度场、热变形。在cae分析的一般流程及其技术应用特带你的基础上，研究几何模型的建立、有限元模型的建立包括网络划分、整机系统的分解与合成、边界及载荷处理等、求解、结果数据分析等系统cae的应用技术。计算机辅助工程的特点是以机械工程和科学问题为背景，建立甲酸模型并进行计算机仿真分析。一方面，在机械工程计算中cae技术的应用，使以往许多由于受条件限制无法分析的复杂问题，通过计算机模拟得到满意的解答；另一方面，计算机辅助分析使大量的复杂的机械工程计算分析简单化，使复杂的过程层次化，节省了大量的时间，避免了低水平重复的工作，是工程分析更快、更准确。在产品的设计、分析、新产品的开发等方面发挥了重要的作用，同时cae这一新兴的数值模拟分析技术在机械工程计算中的应用越来越广泛，技术的发展又推动了许多相关的基础学科和应用科学的进步。在机械产品开发中由概念设计、初步设计、详细设计到试验，再修正设计，再试验，知道满足产品要求，cae仿真分析技术的引入，最大限度的较少或者缩短了材料的浪费以及耗时环节。一个多参数的工艺或者制造过程的仿真模拟、力能计算和参数优化中，也可以得到对象局部、相互关系和全域的结果。三、机械工程计算中计算机仿真技术的应用计算机仿真技术又称虚拟样机技术，设计人员在计算机上建立样机模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的实物样机实验的一种新型技术。在机械工程计算中通过建立真实系统的计算机模型，分析实际系统的行为特征。计算机仿真技术的关键因素在于建立真实的系统计算机模型，包括数学模型和仿真模型，而且具有经济、可靠、使用、安全、灵活以及可重复使用等优点，目前在机械工程计算中已经成为许多复杂系统进行分析、设计、实验等的必不可少的手段。计算机仿真技术以数学理论为基础，以计算机和各种物理设施为设备工具，利用系统模型对实际的或者设想的系统进行试验仿真研究。计算机仿真技术实现必须具备cad图形学、几何造型技术、工程数据处理技术以及计算力学等知识。在机械工程设计的初始阶段，工程师需要利用设计自动化工具进行不同的初始设计，并在计算机上表示出模型样机，这样可以方便监测、研究与改进。四、机械工程计算中cam技术的应用cam，即计算机辅助工程分析是指一系列对机械工程产品设计进行各种模拟、仿真、分析和优化技术，是一种利用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的近似数值分析方法。cae技术主要包括有限元分析、运动学和动力学分析、流体力学分析以及优化设计分析等内容。利用计算机辅助编制cnc机床的零件加工程序。cam技术在机械工程中的主要作用是数控加工，它与cad技术相互作用，是密不可分的一个整体，许多cad系统都有辅助的cam数控加工模块，用cad生成的图形信息或者数据，然后通过转换变成控制指令，然后设置加工参数等，由此可见cad/cam技术是现代机械工程发展的必然趋势。结语：伴随着我国科学技术现代化水平的不断提高，计算机技术在机械工程计算当中应用也越来越普及，利用计算机技术建立机械工程的动力学模型，然后进行计算机仿真技术分析，获得产品结构的强度应力、刚度应变和变形、动态特性固有频率、振动模态、热态特性温度场、热变形等参数，根据计算分析得到容易导致机械出现疲劳失效的风险以及其它潜在问题。

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计算机三维仿真技术范文6

关键词：计算机仿真技术；信息处理；可视化；三维模型

随着行业数量和体量的增多、增大，加上高新技术的助推，海量信息的处理就成为了各行各业关注的重点,与人工处理不同，利用计算机技术可以减少大量人力、物力，这也是计算机技术在信息处理方面得到推广的主要原因。计算机仿真技术作为计算机技术的一种，为信息处理提供了更快捷、更有效的方法，因此，只有深刻理解计算机仿真技术，才能更好地使计算机仿真技术与信息处理结合，对于信息处理的水平提升具有重要意义。

1计算机仿真技术

1.1计算机仿真技术的含义

计算机仿真技术，顾名思义，是仿和真的结合，利用先进的计算机技术，实现对目标物件的仿真，使其达到目标物件的大致轮廓及特点特征，通过命令及语言的输入，实现三维模型的可视化，实现对物体的模拟，在物体还没有建立时，已对其的基本轮廓、物件组成、彼此关系有了一个事先了解，这对全面掌握物体信息具有重要意义。目前计算机仿真技术已被应用到很多行业，例如建筑、地理、航天、生物、医学等，为科学技术的发展做出了巨大贡献。

1.2计算机仿真技术的技术分析

1.2.1物体数据模型构建计算机仿真技术对于模型的建立，首先应建立在数据上，通过演绎和归纳两种方法，将模型的信息形成彼此关联的链条，最终建立起数据模型。演绎和归纳两种方法，一般情况下，选择一种方法就能达到数据模型建立的效果，有时对于样式复杂的模型需要多重的方法，这就要求演绎和归纳两种方法相结合。利用演绎法，首先需要采集模型的基本数据，然后对采集的数据进行参数设计，并根据数据的特点进行演绎分析，让数据之间建立起相关关系，数据模型根据其关联性也就建立起来了。

1.2.2物体仿真模型的实现相对于仿真数据模型的建立，物体仿真模型的实现需要数据建立的程序化，建立程序化需要复杂的编程过程，即计算机编程、数据模型程序化、物体仿真模型实现。物体仿真模型的实现过程是复杂、众多的，需要技术人员准确分析模型的特征特点，然后利用编制程序进行仿真模型化，最终实现模型的程序化管理，建立仿真模型。

1.2.3仿真模型验证仿真模型验证需要数据验证和结果判断，仿真模型的结果是否有效，与数据模型的建立有直接关系，因此，检查模型成果首先验证模型的数据，检查数据是否有不合理的部分，在检查过程中可以利用边检查边修改的方式，这样更具有准确性，检查过后，需要判断模型结果，最终判定模型是否达到标准。以上验证过程是检查一个模型成功与否的重要手段。

1.2.4计算机仿真的类别分析计算机仿真技术应用广泛，实用性强，由于仿真技术的精度高、技术含量高，且经过多年的发展慢慢具有针对性，下面对计算机仿真技术进行分类，主要包括两个方面，即OOS及DIS两种，从形式来讲，OOS是面对对象的仿真技术，而DIS强调的是营造内环境，计算机交互互访的仿真模式，从差别上可以反映两者的区别，同时也强调仿真技术的形式多样，技术特点突出，反映仿真技术发展到今天的地步逐渐成熟。

2计算机仿真技术与信息处理结合的分析

计算机仿真技术与信息处理结合是一个真命题，两者本身是相对独立且又密不可分的，同时兼具优势特点，随着科学技术的发展，仿真技术需要做到更加准确、更加有效，计算机仿真技术与信息处理结合已是趋势，目前计算机仿真技术很大程度上依赖信息处理，根据结合后与结合前比较分析来看，与信息处理结合提升了仿真技术的显示效果，完善了所需的仿真实验。对于信息处理，可以把繁杂无用的仿真数据信息处理简单化，减少计算机运行内存，加快计算机仿真的运行效率，对于信息的处理成果来讲，可以使看似不相关的信息可视化，有效提高准确率。计算机仿真技术与信息处理结合，是技术要求，对于信息管理、仿真效率进行的程序化、精细化管理，使其得到所需的效果。

2.1计算机仿真技术与信息处理结合的处理措施

2.1.1注重关键信息通过以上的探讨，我们了解到理想的效果，离不开关键信息的选取，在计算机识别中，摒弃无用信息，提高科学识别关键信息的能力，最终实现精准模型的可视化。尽管软件编程可以使信息链条程序化，减少人为影响，最终实现数据信息化、图形化、可视化，但是在计算机仿真技术应用时，应以减少信息冗杂为目的，使程序信息条理化，减少计算机识别信息的难度，最终实现简单、精准、有条理，这些都离不开关键信息的选择。同时不同的专业应划分明确，对于不同行业在信息输入时应认为界定，这样在关键信息的选择上，更加高效，目标明确，程序运转快捷，可视化加强。

2.1.2进行合理模拟进行合理模拟是计算机仿真技术与信息处理结合的重要步骤，解释来源于对信息的理解，同样取决于对信息的分析，然后才能进行模拟，这样才能是在精准的模型仿真设计，总结起来，进行合理模拟对于计算机仿真技术特别重要，而且选用正确的方法，也是计算机仿真技术不可缺少的步骤，如果缺少这个步骤，模拟会出现很多预想不到的问题，无法得到满意的结果。在模拟过程中针对其中的不足，调整将要输入的重点信息，让计算机仿真效果更加理想。

2.1.3信息计算计算机仿真技术依托于对信息的处理，信息处理主要的方式是对于信息的程序化处理，重点是对数据的处理，从专业角度来看，主要是对于信息的计算及对于数据的程序化两大方面，这样也回归到，信息是模拟的源头，计算是计算机仿真技术的关键点，最终也是计算机模拟的关键所在。信息计算不光是数据的计算，还包括图像的计算，图像信息的计算将导致图片的识别度是否真实有效，以上几点都是信息处理的基础，说明信息计算在信息处理中的位置，因此，一套完整的计算机信息计算模式，对于完善信息处理具有重要意义，它也是实现计算机仿真技术与信息处理结合的关键，对于能否实现仿真模型，具有决定性意义。

2.2计算机仿真技术与信息处理结合的解析

2.2.1计算机仿真技术与光处理相结合从技术上来看，光处理技术是比较先进的，技术性指标较为明显，也是计算机仿真技术所需要的，首先光处理容量较大、速度较快，还可以并行，这十分符合计算机仿真技术的硬性要求，因此，把光处理技术分为一类技术。通过将光处理与计算机技术相结合，兼具了计算机对二维图像处理的显著优势，由此导致对于图像信息的识别增强，对图片的处理能力大大提升，以现有的软件CAI及CAD为例，都是光处理的新手段。实践表明，计算机仿真技术与光处理相结合，进一步带动了计算机仿真技术的发展，提高了模型显示与图像识别能力，使仿真实验更加完善，改变了以往仿真技术的粗糙模式，使技术更加精细化，计算机仿真技术与光处理相结合，使得模型的可视化程度提高，虚拟信息更加真实化，大大提升了所需信息的准确性。

2.2.2计算机仿真技术与软件信息处理相结合除了前面所提到的计算机仿真技术与光处理相结合的模式，还有一种比较重要的模式就是计算机仿真技术与软件信息处理相结合，它与光处理不同，强调的是信息处理的灵活性，这是它的一个优势特点，以典型的Matlab软件为例，它是计算机软件中的一种，它有两大特点，一是矩阵运算，二是信息处理。在运作过程中，主要是对信号及输入信息进行仿真模拟，利用原有的计算机技术，开展信号信息的可视化，最终实现仿真模型。从整个输入及运算过程来看，软件信息处理更加快捷，运行效率更高，效果更明显，功能更加强大，安全性能更高。近些年来，计算机仿真技术与软件信息处理相结合模式越发普遍，极大推动了计算机仿真技术的发展。

3结语

计算机仿真技术的出现，改变了人们对于计算机技术的认识，为各行各业提供了前所未有的便利，但是我们应清楚认识到，计算机仿真技术的进步，离不开信息处理，信息处理功能的强大与否，直接影响计算机仿真技术的真实性。笔者从计算机仿真技术的介绍开始，同时正确理解信息处理在计算机仿真技术中的作用，探讨计算机仿真技术与信息处理结合的措施，以及计算机仿真技术与光处理相结合的方式方法，计算机仿真技术与软件信息处理相结合的模式，最终对于计算仿真技术与信息处理相结合进行完整的阐述，对于此项内容的研究分析更加完整。

参考文献

[1]李圆明.计算机仿真技术与信息处理探究[J].信息与电脑:理论版,2015(21).