水下战场环境虚拟仿真系统
虚拟现实技术在飞行模拟中的应用
虚拟现实技术在模拟飞行领域的研究和应用 将VR技术应用于模拟飞行系统是未来飞行仿真技术的发展方向。VR通过计算机图形显示技术为核心的新技术，在计算机中生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。用户可以使用必要的硬件设备（如数据衣、数据手套、数据鞋以及头盔、立体眼镜等），自然地与虚拟环境中的客体进行交互，相互影响，产生亲临现场的感受和体验。 飞行模拟器不同于飞行模拟软件，它有真实的座舱设备和飞行杆力感觉，人作为一个环节参与到飞行模拟系统中,接受仿真系统提供的各种感官信息, 经过判断和决策对系统进行操纵和控制。使用虚拟现实技术对飞机相关设备进行虚拟飞行, 即使操作失误也不会危及装备及人员的安全, 同时通过对飞机及其内部设备外观、工作原理、操作逻辑等内容的虚拟,提高了飞行训练的经济效益。 飞行视景仿真就是对眼睛所看到的景象进行仿真,是虚拟现实技术的重要的表现形式,采用计算机图形图像技术,构造仿真对象的三维模型或再现真实的环境,达到非常逼真的仿真效果。 一、模拟飞行仿真特点 根据VR技术的三个特征，模拟飞行仿真应满足： 1、沉浸:在虚拟飞行中, 通过三维飞行环境图形图像库, 包括天气背景、地形环境、飞机设备等, 可为使用者创造一个立体飞行环境, 增强临场感，虚拟系统将参与者置于一种隔离的环境中, 可以听到三维仿真的声音, 参与者在虚拟飞行中, 一切感觉都是极其的逼真。 2、交互:使用者可以进行对虚拟的飞机设备等进行操作, 这些虚拟设备能够及时做出回应。而不是像观看三维动画那样, 只能被动地接受信息或仅仅作为一个旁观者。 3、构想:用户可以对飞机设备产生感性认识和理性认识。 二、飞行模拟仿真关键技术 1、飞行模拟器关键技术 主要为接受训练的飞行员提供真实的飞行操纵力感和飞行状态变化，飞行员通过操纵力感的变化，判断飞行状态并进行相应的操纵。力感模拟逼真度是评价飞行模拟水平的一个重要标准，要求操纵负荷系统对静态和动态操纵力感具有良好的模拟逼真度。飞行模拟器的操纵负荷系统分为主操纵负荷系统和辅助操纵负荷系统两部分：主操纵负荷系统用于模拟横、纵向驾驶杆力以及脚蹬力并且产生舵偏角信号，力感逼真度要求较高；辅助操纵负荷系统用来模拟油门杆、前轮转
基于数字地球的虚拟海战场环境仿真
—269— 基于数字地球的虚拟海战场环境仿真 曾 鹏1，陈长征1，李苏军2 (1. 北京市947信箱10分箱，北京 100083；2. 国防科技大学多媒体研发中心，长沙 410073) 摘 要：分析传统海战场仿真方法的不足，提出以数字地球平台为基础来实现大规模虚拟海战场环境仿真的思路，从基于数字地球的大规模海洋表面生成、三维战场实体嵌入以及利用想定驱动虚拟海战场环境仿真3个方面展开虚拟海战场环境仿真技术的研究，通过实验给出实际的仿真效果。 关键词：仿真；数字海图；数字地球；虚拟海战场；想定驱动 Simulation of Virtual Sea Battlefield Environment Based on Digital Earth ZENG Peng 1, CHEN Chang-zheng 1, LI Su-jun 2 (1. The 10th Sub-box of 947 Letter Box in Beijing City, Beijing 100083; 2. Multimedia R&D Center, National University of Defense Technology, Changsha 410073) 【Abstract 】This paper analyzes the deficiency of traditional simulation methods in virtual sea battlefield, and proposes the idea of realizing the simulation of large-scale virtual sea battlefield based on the digital earth. It extends the research on simulation technology of the virtual sea battlefield from three facets of large-scale ocean surface rendering based on digital earth, embedment of the three-dimensional combat entity and scenario-driven simulation of the virtual sea battlefield environment. The effect of simulation is given. 【Key words 】simulation; digital chart; digital earth; virtual sea battlefield; scenario-driven 计 算 机 工 程Computer Engineering 第35卷 第8期 Vol.35 No.8 2009年4月 April 2009 ·开发研究与设计技术·文章编号：1000—3428(2009)08—0269—02 文献标识码：A 中图分类号：TP391.41 1 概述 随着海洋战略思想的深入人心，世界各国军事研究人员 一直对虚拟海战场环境的建设极为关注。从早期的SIMNET 计划到面向21世纪建立的下一代战争演练系统WARSIM ，美军已初步建成数字陆战场；并计划到2030年实现陆战场的全面数字化，同时建立虚拟海战场和空战场；拟在2050年前后建成陆海空天一体化的虚拟战场。目前，美军已经具备满足陆、海、空、特种部队等多军兵种军事训练的能力，并能实现虚拟与实际武备的对接，部分成果已用于一定规模的联合军事演习中。从目前国内发展情况来看，虚拟海战场的建设还停留在训练模拟器材等面向小区域的海上场景，而在面向大规模海战场态势的分析和理解时，指挥员仍普遍采用传统的基于数字海图的态势标绘和二维作业推演。造成这种现状的主要原因有：(1)海平面广阔，时空粒度与尺度跨度较大。 (2)海浪受力复杂，其波动受到重力、摩擦力、科氏力等各种力的综合影响。(3)时空互动。海浪是一个流体，海洋现象不但空间和时间上是动态的，更多的是时空互动，因此，很难用一个通用的方程来表示。(4)战场实体的嵌入以及实体与海战场环境间的交互较为复杂。然而，随着海战场感知手段的不断增强，海战场环境保障方式开始向数字化、可视化、多比例尺三维海图方向发展，以纸质海图、二维电子海图和沙盘为主的海战场环境保障手段已无法满足信息战的迫切需求。随着数字地球和数字海洋的提出以及虚拟现实技术、计算机技术和数据仓库技术的快速发展，展开基于数字地球的虚拟海战场环境仿真技术的研究能够为我军海上作战、训练和海上抢险救灾以及多军兵种联合作战提供良好的信息保障和技术支持。 2 基于数字地球的海洋表面生成 数字地球与数字海洋的提出为虚拟海战场与数字地球的结合提供了契机，也为虚拟海战场环境建设提供了良好的基础平台[1]。在该平台实现了三维虚拟海战场环境的生成，主要体现在海洋球面生成、LOD 球面高度网格生成和海面光照效果模拟等方面[2]。 2.1 海洋球面生成 由于地球的球体特性，要构建基于数字地球的海洋表面模型必须在三维球面上进行。这需要求解海洋表面各点(x , y , z )的值， 同时考虑时间因素t ，生成动态海洋表面 h (x , y , z , t )，转换为经纬度坐标即h (a , β, t )，该点的实际高度值为 surface surface (, )(,)(cos ,)h h f αβαβαββ=+??N 其中，cos β为修正值；surface N 为(a ,β)切平面的法向量。得到某时刻t 海洋表面各点的高度值就可以实现某时间点t i 海洋表面的生成，如图1所示。 图1 海洋表面点的高度值与对应的效果图 作者简介：曾 鹏(1978－)，男，博士，主研方向：虚拟现实，计算机仿真；陈长征，高级工程师；李苏军，博士研究生 收稿日期：2008-09-20 E-mail ：zengpeng_chsh@https://www.wendangku.net/doc/3514314217.html,
基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战场地形研究 (1).
基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战 场地形研究 (1) 论文首先讨论了GIS的概念及相关技术，重点讨论了基于GIS三维可视化仿真技术的虚拟战场地形的关键技术和实现过程。包括：基于GIS实现的原理，虚拟战场地形的建模，可视化的操作和分析。并结合实例进行了说明。实验结果表明用该方法开发的虚拟战场三维地形环境仿真系统具有良好的用户界面和形象逼真地动态地形显示效果。 关键词 GIS技术三维可视化数字模型虚拟战场地形 0 引言 近年来，随着GIS和虚拟现实（VR）技术的发展，军事演习和指挥决策在概念上有了新的飞跃，通过建立虚拟作战实验室来进行军事训练和研究。利用基于GIS三维动态可视化仿真技术，场景建模技术和图形图象处理技术，开发出关于某一特定的战场地形区域的真实全面的虚拟战场地形环境系统，使指挥人员有身临其境的体验。 1 GIS及其可视化原理 1．1 GIS简介 地理信息系统（GIS）是一门地学空间数据与计算机技术相结合的新型空间信息技术。它以空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间数据进行采集，管理，操作，分析和显示，并采用地理模型分析法，适时提供多种空间和动态地理信息的计算机系统。近几年来把GIS技术用到军事上的战场地形的研究已经取得了不少的进步。 1．2 基于GIS的图形表达 GIS中的图形以矢量表示和存储的。图形的实质就是空间点在三维平面的投影，可以分解为：点，线，面，体等几种不同的图形元素。因为矢量化图形的各个部分可以用数学的方法加以描述，可以对其进行任意的变换，放大，缩小，旋转，变形，移位，叠加等，并保持图形的空间拓扑关系不变。而且矢量图形的基本组成是点，线，面，体，可以进行单独定义，控制，操作，分析，查询图形对象的空间信息及其相关的属性信息。 1．3 基于GIS的战场地形信息的组织 GIS将空间实体对象用空间数据和属性来共同描述并分别存储。前者描述实体的数据和拓扑关系等，后者描述实体的属性和两者的关联标识，空间数据和属性数据通过内部代码和用户标识码作为公共数据项连接起来，使得空间对象的每个图元与描述图元的属性一一对应起来（如图1）。利用GIS特有的混合空间数据组织形式为反映战争中复杂的地形环境提供了条件。战场数字建模是把客观存在的战场地形环境实体在计算机中用真实的空间位置来表示，实现了地形空间实体与属性数据一一对应（如图2）。
虚拟仿真技术及其军事应用
虚拟仿真技术及其军事应用 作者 摘要：虚拟仿真技术是近年来系统仿真领域研究的热．氛问题，而且在军事领域有了广泛的应用。本文以庄拟现实技术为基础，具体讨论了虚拟现实技术在作战仿真中的应用，对虚拟作战仿真的研究进行了探讨。 关键词：虚拟仿真技术虚拟现实技术虚拟作战仿真 1. 引言 自从世界上出现第一台训练仿真系统（以1929 年美国空军飞机练习器-林克机为代表）以来，经过了以机电解算装置为主的仿真系统，以模拟计算机为主的仿真系统，以数字计算机为主的仿真系统等几个阶段，系统仿真技术得到逐步发展。特别是近十几年来，随着计算机技术的发展，系统仿真技术的发展也更加迅猛，而且在军事领域中的应用也越来越广泛。 虚拟现实（Virtual Reality 简记VR）技术是近年来系统仿真领域研究的热点，并且在很多行业开始有了实际应用。在军事领域，美国最早将虚拟现实技术应用于作战仿真。其研究人员在虚拟现实技术构造的数字化地形、地貌和敌情数据库上进行作战仿真和武器装备性能的评估。由于虚拟现实技术在军事领域有着广泛的应用前景，因此，美国军方始终把虚拟现实技术的研究与应用列于《国防部关键技术计划》中，并将虚拟现实技术视为建设21 世纪军队和培训21世纪人才以及发展新一代信息化战争武器装备的“革命性”手段。 目前，我军对作战仿真的研究日趋深人，但与先进的军事大国相比，仍存在不少差距。由于虚拟现实技术的出现极有可能为未来军事领域带来革命性的影响，因此我军应积极研究虚拟现实技术在作战仿真中的应用。本文以虚拟现实技术为基础，具体讨论虚拟作战仿真及其军事应用。2. 虚拟现实技术简介 2.1 虚拟现实技术的内涵 虚拟现实技术是80年代提出的一种新兴技术，它是将计算机技术、自动控制技术、系统工程方法、人工智能、仿真技术、多媒体技术、信息融合技术、立体影像技术、光电技术以及神经生物学、心理学和行为科学等诸多科学技术成果融合一体的崭新的人工合成的“虚拟环境”。 2.2虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术创造的人机和谐仿真环境具有“沉浸-交互-构思”的基本特征。它利用并集成高性能的计算机系统和各类传感器，在多维信息空间创造一个使研究者处于具有身临其境的沉浸感，具有完善的交互作用能力，能帮助和启发构思的仿真信息环境。VR 的主要特征为： (1)多媒体感知性 在虚拟现实系统中，用户将感觉不到身体所处的外部环境而“融合”到虚拟世界中去，即指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2)交互性 用户可以通过三维交互设备直接控制虚拟世界中的对象，并从虚拟环境中得到反馈信息。 (3）自主性 指虚拟现实系统中的物体可按各自的模型和规则自主运动，即指虚拟环境中物体依据客观规律动作的程度。 2.3 虚拟现实系统的分类 依据交互界面的不同，可将VR 系统分为下几种类型： （1）世界之窗（Window on World
当前环境工程设计现状及新发展分析
当前环境工程设计现状及新发展分析 发表时间：2018-08-29T09:47:30.657Z 来源：《建筑模拟》2018年第14期作者：方荣昌 [导读] 本文主要对当前环境工程设计现状及新发展进行了分析，以供参考。 福建华东水务有限公司福建省福州市 350000 摘要：自我国全面进入小康社会以来，人们在生活当中所关注的问题已经由衣食住行的优良变为生活环境好坏，在这一社会环境下，环境工程得到了高速发展，与此同时，所产生的矛盾是环境工程与高昂的工程造价之间的矛盾，环境工程的建设成本相对来说要比一般工程的成本要高，而环境工程又不得不去进行建造。本文主要对当前环境工程设计现状及新发展进行了分析，以供参考。 关键词：当前环境工程；设计现状；新发展 引言 随着我国城市的快速发展，环境污染问题也日益严峻，城市中的环境工程建设也表现出蓬勃的发展势头。“十三五”期间，国家明确了对治理大气污染、水污染、土壤污染的力度及要求。大批的垃圾无害化处理、污水治理以及大气治理等环保项目随之兴起。因此，在城市中环境工程建设步伐不断加快的同时，如何解决其中存在的问题，已经成为了我国城市建设中的主要探究目标。 1 环境工程的主要特点 1.1 技术水平要求高 随着我国环境污染的问题越来越严重，进而让社会和国家对于环境工程中的技术水平要求逐渐提高。对于污染物治理的深入细化，逐渐有更多的新技术、新材料、新工艺以及新设备等运用到项目中，施工的难度也相应加大。其次环境工程的技术要求高，不仅可以让环境污染问题可以很好的解决，另一方面也可以减少产生二次污染等问题。因此环境工程中的管理层要加强对于技术水平的重视，只有这样才能帮助污染问题更好更快的解决。 1.2 涉及工程范围广周期长 环境工程在进行施工的过程中所涉及的项目范围广，专业多。比如电气行业、机械行业、给排水、通风空调以及配套控制软件开发等；施工中，有土建，钢结构、管道、电气以及仪表自动化等安装工程。由于有着多种复杂的环境问题，这样就需要很多的对口专业技术来完成相应的工作。其次环境工程的项目实施周期相对较长，各种专业的交差作业多。以垃圾焚烧发电厂项目为例，从设计、施工到调试、达到设计产能，一般需要18个月到36个月。 2 当前环境工程设计现状 2.1 前期策划设计阶段中的问题 环境工程在前期策划设计阶段存在多方面的问题，一是项目选址问题，既要考虑污染物的运输方便，又要考虑周边居民的反应或移民成本。二是没有明确的目标及方向，对所选用的技术可行性，与经济可行性不能确定。三是环境工程前期设计阶段中的设计不够完善，一方面在施工中不能很好的解决，另一方面使工程中出现的问题逐渐增多，致使环境工程的项目不能顺利的实施。 2.2 环境工程中的安全问题 环境工程在项目管理的施工过程中，首要考虑的问题是安全，只有这样工程项目才能顺利的实施。环保项目，涉及专业多，高峰期，交叉作业多，安全隐患也大。其次环境工程在项目管理中，一方面大型的施工设备修理和检修不及时，进而让员工的安全得不到应有的保障，另一方面施工材料中所用的化学材料具有危险，在施工过程中容易造成二次污染。因此环境工程要建立起完善的项目监督制度，才能帮助工程项目中存在的安全问题得以解决。 3 环境工程新发展 3.1 加快环境工程技术规范建立，满足环境工程高速发展需求 随着环境污染问题越来越严重，国家政府在治理环境污染中的投资力度也越来越大，这些措施满足了我国当前治理环境污染的要求。国家相关部分也大力扶持环境工程学科的建设和发展。随着环境工程技术的不断发展，一些先进的技术逐渐开始应用到环境治理中来，并且在实践中取得了明显的效果。但是在实施过程中一些问题也随之凸显出来。在环境工程技术实施的过程中，一些技术规范没有完善，管理措施也相对滞后，这些问题导致了资源的浪费，一些工程中的投资没有得以充分利用。所以在应用环境工程技术的过程中，必须加快技术规范的完善和建立，这样才可以保障投资效益的实现。 3.2 对选用方案进行比对 对于项目选址问题，既要考虑污染物的运输成本，又要考虑项目运行后对周边的影响，如需移民，还得考虑移民成本。同时对相关的方案进行分析比对，尤其对方案的技术可行性，经济可行性以及后续对周边环境的影响进行比较，采取最佳的设计方案。环境工程中的管理层在前期设计阶段要与当地政府和相关部门进行沟通和协调，对后续项目运行中用水，电以及物料做好调研。 3.3 确保工程的长久运行 环境工程是要长久服务于社会环境的，是要给民众带来更好的生活体验才存在的，因此，如果其服务寿命短，经常需要耗费大量的资源去维护和修缮，显然不符合环境工程建设的主旨。为了让工程的实际作用体现出来，确保其长久稳定的运作十分重要。许多企业普遍认为工程建设完成便算作成功，但实际上，作为服务于社会环境的工程，其带来的环境改善效应，应当大于其资源的支出，不能够长久服务于社会的工程不具备存在的意义。因此企业应当认真看待并积极完善工程的检修维护工作，要以防患于未然为目标，在工程出现问题隐患之前便开展监测与修缮，让工程的寿命更长，才能得到群众更广泛的认可。 3.4 加强环境工程当中的价值工程管理工作 通过加强环境工程中的价值工程管理，可以从根本上解决我国环境工程建设成本较高的问题，有助于我国环境工程建设行业的发展，对提高我国人民的生活环境和促进人民的身体健康有很大的帮助#加强环境工程当中的价值工程管理工作，主要包括：1）提高价值工程工作人员整体素质水平，提高其工作能力，能够合理分析当地的地理环境和生产成本之间的联系与要求，设计出最合理的建设方案。针对项目的规模，对项目中的各部门、各专业配备合格的人员，实行岗位责任制。做到每一项工作，都能够落实到部门及个人，并实行有效的人才激励机制，鼓励人才脱颖而出。2）提高我国环境工程建设的技术水平.有助于提高工程进度，降低生产成本，对价值工程的管理工作有很
虚拟战场的实时四声道立体声合成
国防科技大学学报 第22卷第4期J OURNAL OF NATIONAL UNIVE RSITY OF DEFENSE TECHNOLOGY Vol122No142000文章编号:1001-2486(2000)04-0045-06 虚拟战场的实时四声道立体声合成* 曾亮,李思昆 (国防科技大学计算机学院,湖南长沙410073) 摘要:面向虚拟战场提出了实现实时四声道立体声合成的简化算法。针对四声道立体声的特殊性,首先探讨了四声道立体声系统中扬声器的配置方案。在四声道立体声系统扬声器配置方案的基础上,解决了单声源的表示、声强衰减及实时立体声化问题,然后提出一种评价混声效果的标准及一个评价声源对整个声音所作贡献的公式,并由此提出一个混声公式,从而解决了多声源环境的实时混声问题。该套算法用于应用系统,取得了较好的效果。 关键词:四声道立体声;虚拟战场;虚拟现实 中图分类号:TP39119文献标识码:A Realizing a Rea-l time4-C hannel Stereo Sound Environment for Virtual Battlefield ZENG Lian g,LI S-i kun (College of Computerm,National Univ.of Defense Technology,Changsha410073,China) Abstract:Rea-l time algorithms are given to generate4-channel stereo sound for vi rtual battlefield.For the special case of4-chan-nel stereo sound,first we studied the speaker layout scheme of4-channel stereo sound system.Based on the given speaker layout,we dealt wi th the attenuation of sound intensi ty and turned a mono sound into a stereo one.Then,a cri terion for evaluating the effect of sound mixing is proposed.An algorithm based on this cri terion is also given to mix sounds randomly in rea-l time.T he algorithm has been successfully applied in one of our applications to realize a rea-l ti me4-Channel Stereo Sound environ ment for virtual battlefield.The effect is quite good. Key words:4-channel s tereo sound;vi rtual battlefield;virtual reali ty 分布式虚拟战场系统是典型的多用户虚拟现实应用,它通过局域网或者广域网络由分布的各种交互设备将成员引入由计算机合成的虚拟战场环境中,对作战单位成员进行训练和执行相关课题的研究任务。虚拟战场环境下成员的沉浸感,来自于良好的人机接口界面,并为仿真的可信度和可用性提供保障。虚拟战场环境下,成员与环境之间信息的交互在很大程度上依赖于视觉通道和听觉通道。真实的合成空间声音将大大增强环境的沉浸感。听觉信息一方面为视景伴音,对视觉效果进行增强和渲染,另一方面独立提供重要信息。由于人对环境中声音信息的接收没有像接收视觉信息那样受角度和方位的限制,通过声音可以获得不可见事件或实体的行为、状态信息,无疑是对视觉信息的重要补充,这在战场环境下更有特殊重要的意义。随着计算机软硬件技术的发展以及对合成环境逼真度要求的提高,三维立体声的合成与播放技术已经成为必需和可行。 面向虚拟战场的VR环境中,由于多通道交互的相互辅助,对立体声精确性的要求适度降低,我们由此提出一个实现实时四声道立体声合成的简化算法。这套算法针对四声道立体声的特殊性,首先解决了四声道立体声系统中扬声器的配置方案。在此基础上通过对WAV格式的声音文件的处理,具体解决了单声源声强的衰减、实时立体声化和多声源环境的实时混声等几个关键问题。 1扬声器的配置方案 在利用PC机实现立体声的方案中,往往采取双声道耳机来实现立体声的输出。采用双声道耳机*收稿日期:2000-02-17 基金项目:国家863计划资助项目(863-306-ZD10-02-3) 作者简介:曾亮(1970-),男,博士后。
战场环境分析
联合作战战场环境分析 --地形地貌
地形 摘要:将军的优劣常体现于他的战术，而地形是战术中必须考虑的因素，所以地形对于战争有着不可估量的影响，但归根结底是将军如何运用地形的问题. 地形不仅是作战布阵的考虑因素，也是扎营、行军、进攻方式和时机的考虑因素。 关键词：战场环境、地形、作用影响、特点特征 众所周知，在二十一世纪的今天，科学技术已经发展到一个相当高的水平，我们可以不受舟车劳顿之苦而与大洋彼岸的人说话，不必亲临现场也能看一场NBA 比赛，甚至我们已经有能力飞上天去观察我们美丽的星球，所以，某些人就认为现代战争中，有了先进的科学技术，地形地貌就不重要了！当然，这不能说没有一点道理，但我认为，地形地貌在现代战争中依然有不可动摇的地位。
1.地形地貌对作战防守的重要影响 首先，地形地貌对防守有重要意义。如果战争一方拥有山地，丘陵等有利地形，即使对方能用先进的仪器设备探知敌人的位置，也难以摧毁敌军，现代战争无外乎卫星与导弹的较量，但山区地形复杂，容易挖洞穴藏身，故导弹虽威力无穷，却也要做无用功，即使有最先进的飞机，坦克，也不能完全摧毁敌军。本.拉登的恐怖组织之所以 迟迟未被拥有先进的卫星导弹的美国所击败，很大程度上是因为他们占据了有利的山区地形地貌，因此，有利的地形地貌易守难功。美国虽然击败了萨达姆政权，但在伊拉克仍然陆续有很多美军死亡，就是因为其不熟悉伊拉克的地形，被恐怖分子依托有利地形地貌牵着鼻子打。所以有利的地形地貌能够发起有效的反击，从而击退敌人。依托有利的地形地貌，防守一方肯定不会轻易出击，而进攻一方则想尽办法尽快干掉对手，于是几番狂轰烂炸过后，便萌生了大举进攻，近距离作战的念头，此时正是防守一方奋起反击的时候，从而有效的打击敌人。当年中国共产党之所以能让日本人望而生畏，靠的就是山区的有利地形，采取游击战，虽然武器不如对手，但还是给对手以有力打击，从而捍卫了中华民族的尊严！当然，有些人可能会说现代战争武器威力之大足可以将大山夷为平地，真实展现中国古代的愚公移山！
基于虚拟仿真平台实施通信类实训课程改革的探索与实践
基于虚拟仿真平台实施通信类实训课程改革的探索与实践 --以“光通信系统实训---4G承载网建设”为例1 谭传武刘志成 （湖南铁道职业技术学院，湖南株洲 412001） 摘要：本文基于虚拟仿真平台实施通信类实训课程“光通信系统实训”教学改革。通过深圳市艾优威科技有限公司开发的“IUV-4G全网仿真教学软件”（简称IUV平台）完成密集城区承载网设计与实现。从网络规划、设备配置、数据配置、业务调试等方面完成承载网的建设及优化。通过调试和测试检测城区连通性，最终实现全市各小区能够快速、稳定上网。利用虚拟仿真平台实施实训课教学，能确保实训任务同步完成达到实践训练的效果，特别适合通信类专业设备昂贵、网络系统庞大的专业实训课程体系。 关键词：虚拟仿真；课程改革；实训教学；承载网 【中图分类号】：G712 【文献识别码】：A 【文章编号】： 0 引言 随着“互联网+”时代的到来，虚拟仪器技术及网络功能的不断更新与完善，真实工程环境与虚拟教学环境的结合越来越紧密，基于此类技术的虚拟实训教学平台以丰富的资源共享性、互动操作性等特点，在信息化教学和实践教学上具有非常明显的优势[1]。 通信系统的认知和实训是通信专业中最为重要的实训课程[2]。通信系统设备产品多样、更新迅速、价格昂贵,以现有学校的实训经费投入，学生很难看到全网的真实设备，更难做到亲手操作体验，对所学课本知识很难消化，不利于以后的实际工作和应用[3][4]。利用虚拟仿真技术，学生可以与虚拟环境的各个仿真模拟设备接触，能够增强职业性的体验，加深学生对课堂教学和实践内容的理解[5][6]。同时学生可以针对工作任务提出自己的解决办法，增强学生解决现场实际问题的能力，对于改善学生的规范意识、安全意识具有重要的实际应用价值,推动了通信专业教育教学改革[7]。 本文基于深圳市艾优威科技有限公司开发的“IUV-4G全网仿真教学软件”（简称IUV平台）平台，实施“光通信系统实训”课程教学，以“4G承载网建设”的内容为例，对实训课教学进行尝试，从网络拓扑规划、容量规划及IP规划、设备配置、数据配置等方面完成密集城区（万绿市）的4G承载网络建设, 从而使学生达到全程全网的意识。 1、网络规划 承载网的站点之间采用光传输网OTN，站点采用PTN与路由器混合组网形式，在核心层部署路由器加强IP转发能力，结合了PTN和路由器两种组网方案的特点。本文使用网段192.168.35-38.0/24模拟网络建设。详细地址规划如表1所示。 收稿日期： 作者简介：谭传武（1984—），男，湖南茶陵人，讲师，研究方向为通信技术。 1基金项目：湖南省教育科学规划院2016年度职业院校教育教学改革研究项目（项目编号：ZJGB2016014）
虚拟现实技术在军事上的应用
你可否见过这样的场景：在一个大型室内训练场地中，数名头戴头盔显示器、身着数据服、手配数据手套的士兵，紧握自动步枪，密切地注视着周边，并以专业姿态、战术动作紧张地搜索穿行。这是在干什么？他们是在玩游戏吗？当然不是，这是在进行野战环境下的军事训练，借助的工具正是当下最火的虚拟现实技术来实现。 虚拟现实技术（又被称为灵境技术或人工环境技术）是一种数字仿真技术，它采用以计算机技术为主的多种信息技术和其他高技术手段，在特定范围内生成一种能融合人的视觉、听觉、触觉和嗅觉于一体的、逼真的三维人工虚拟环境，用户通过特殊装置可将自己“投射”到这个立体环境中，在看到虚拟的自然景象的同时，通过辅助传感设备，可以与虚拟环境产生互动，从而产生“看、听、触、闻”等这些在真实世界中才有的体会。 利用虚拟现实技术构设出来的可视化虚拟现实系统，与传统的数字仿真系统比较，具备三个重要基本特征： 一是沉浸性。在虚拟现实系统提供的虚拟环境中，体验者的确有了“看得见、听得到、摸得着、闻得出”的真实感受。二是交互性。体验者用在日常生活中的方式与虚拟场景中的人或物进行各种交流、产生真实的互动体会。三是构想性。用户能在虚拟的环境中获取新的知识和经验，形成感性或理性的认识，从而产生新的思想和行动，有效提高思考和行动能力。值得一提的是，这三者中，沉浸性是虚拟现实系统的核心，交互性是要求，而构想性则是目的。 在目前的技术现状下，用虚拟现实技术构建起的三维虚拟空间，更多注重的是用户的视觉、听觉和触觉体验，所以主要是凭借这“三觉”仿真系统来为用户营造出一种“身临其境”感受。其中，视觉仿真系统主要由具备显示和跟踪功能的头盔显示器组成；听觉仿真系统主要由传输声音的立体声受话器组成；而触觉仿真系统主要是由有着传感器作用的数据服和数据手套等组成。通过它们，把用户的眼睛、耳朵、关节和大脑，与计算机等技术创造的虚拟世界联系起来。 当用户置身于虚拟空间时，头盔显示器的显示部分能连续显示变化的三维立体图像，跟踪部分不断跟踪用户眼睛的视线和视点，受话器实时向用户耳朵发出不同环境和对象的声音，数据服和数据手套随时测定用户身体、手指的位置和移动轨迹。与此同时，所有这些都被转变成信号实时地输入计算机，由计算机“随机应变地”生成更新的立体图像，复制出各种相应的声音，给出用户触及或操作实物般的感觉，从而使用户就像在现实世界一样，穿行于虚拟世界中。 正因为能营造出那种在虚拟的环境或场景中体验真实世界、操作实物的感觉，进而获得能力的极大提升，使得虚拟现实技术日益受到人们的重视，很多国家都在大力研究和开发它。最近几年，虚拟现实技术有了较快发展，并在经济社会等很多领域都得到了进一步的应用，在国防军事领域更展现出诱人的巨大应用价值。 一方面，虚拟现实技术通过构建和选择三维实战环境，逼真地模拟实车、实兵、实人，渲染出生动的视觉、听觉和触觉效果，使士兵像在野外参加实战一样，在室内“临场”感受“刀光剑影”“险象环生”“变化莫测”的战场对抗场面，熟悉作战区域的情况，操练战术动作，从而能在危险小、耗资低、有趣生动的训练环境中，实现“在游戏中训练”，锻炼和提高实际战术水平以及临场快速反应、心理承受和战场生存等能力，增强作战技能和训练效率。 另一方面，它通过侦察情报和地理环境信息合成出立体的战场全景图，让受训指挥员立足作
基于虚拟现实技术的战场环境仿真
基于虚拟现实技术的战场环境仿真 摘要：战场环境是一切军事行动的空间基础，战场环境仿真是目前军事作战模拟领域研究的热点。本文讨论了战场环境的构成、战场环境仿真的主要内容，重点讨论了虚拟现实技术在战场环境感知仿真中的应用和关键技术。 关键词：战场环境，战场环境仿真，虚拟现实 战争具有很强的实践性特点，指战员的指挥艺术和作战能力，都需要在一定的战争环境中得到锻炼和提高。战争年代，这种能力可以通过真正的战争实践得以积累，但这种实践是不可重演、不可试验的，其代价也十分高昂。因此，即使在战争年代，非战时的训练也成为决胜的关键，指导训练的标准就是战争实践本身。和平时期，军事演习是一种普遍的训练方法，驾驭战争实践的能力是通过各种作战样式的试验来积累和提高。由于缺少实际战争的检验，各训练样式也就规定着未来作战的样式。 自人类历史上出现战争以来，人们对军事训练的研究都是以对战争规律的学习和探讨为目的，并在训练领域逐渐形成了“作战模拟”这一特殊的研究主题。作战模拟是对包括战争规律和战争指导规律两个方面在内的战争本质规律的模拟[1]，其首要的一点就是要创造一个贴近实战的训练环境，使得各类受训人员能够在此环境中得到恰如其分的训练[2]。 战场环境是敌对双方作战活动的空间，在现代作战模拟中，要营造一个贴近实战的训练环境，首先就要根据仿真原理来建立一个符合特定的作战训练科目需要的数字化的战场环境，这就是战场环境仿真（Battlefield Environment Simulation）。战场环境仿真在内容上包括战场感知虚拟现实是二十世纪90年代末出现的一种十分有效的仿真技术，本文将重点讨论如何运用虚拟现实技术来实现战场环境仿真。 1．战场环境仿真概述 1．1 战场环境的构成 战场环境是指作战空间中除人员与武器装备以外的客观环境。从战争所涉及的客观因素来分析，战场环境应该包含战场地理环境、气象环境、电磁环境和核化环境。也许，随着网络信息战的形成，战场网络环境也将成为战场环境的一个重要的组成部分。 战场环境具有多维性、互动性的特点。多维性的含义是：①战场环境是由多个具有自身变化规律的客观环境构成的，上述的四个环境分属于不同的学科领域；②这些客观环境的空间形态是随作战过程而演变的。互动性的含义是：上述环境之间互有影响，其中，地形环境是其他环境的物理依托，是可以进行空间定位和加载各种作战信息的基础。如图1所示，战场环境中，气象环境与地理环境互有影响，气象环境具有地缘特点，如不同的地理位置具有热带、亚热带等气象特征，而气象环境会影响地理环境，如流水侵蚀地貌、冰川地貌的形成，雨天和晴天对地面土质有影响，进而影响行军速度；地理环境和气象环境都对电磁环境的形成有重大影响，不仅规定了电子设施的分布，还决定着电磁波的传递范围和受气象
虚拟战场态势显示系统的开发研究
虚拟战场态势显示系统的开发研究 摘要：以分布交互仿真中的虚拟战场态势显示为需求背景，基于地理信息系统的理论和相应的软件工具， 在虚拟战场态势显示中引入GIS技术，实现了基于GIS的虚拟战场态势二维与三维、静态与动态的显示，以及战场数据的添加与查询，计算机生成兵力的初始化及实时驱动、飞机地形高程匹配飞行的三维仿真。开发了一个具有统一集成环境、二维与三维态势显示相对应等特点的原型系统,并介绍了其组成、功能和 特点。 关键词：虚拟战场；地理信息系统；分布交互仿真；态势显示 通过虚拟战场态势显示，为指挥员提供决策信息，已经是现代战争中的一种常用方法，而“3S”技术(RS，遥感；GPS，全球卫星定位系统；GIS，地理信息系统)被广泛的运用到从战略构思到战术安排的各个环节，它们已经成为决定战争成败的一个重要因素，例如：在计算机上建立GIS与RS的集成系统，它能用自动影像匹配和目标识别技术，处理卫星和高空侦察机实时获得的战场图像，及时的将反映战场现状的图像叠加到数字地图上，数据直接传送到前线指挥部，为军事决策提供全天候的实时服务。地理信息系统采用空间数据库以及矢量图系统管理和显示各种地理信息及其属性信息，可以使战场的二维态势信息管理更加规范，使用灵活方便，同时可以将基于地图的二维态势显示与三维战场环境对应起来，便于更为直观反映作战实体的动态性能和交互过程。 1系统功能 该系统的主要功能有：（1）二维态势显示：包括地图的显示、缩放、平移、区域选择及划分等。（2）三维态势显示：基于DEM（数字高程模型）数据，以等高线和表面的形式把战场态势显示出来，并于二维态势相对应。（3）地形高程匹配：生成的三维地形可以用来进行飞机在给定高度范围内自动飞行的仿真。（4）计算机生成兵力（CGF）的初始化及其实时显示：在地图上布置红蓝双方的固定目标，并显示双方活动目标的运动轨迹和对抗效果。（5）信息查询：建立数据库，实现地理、人文等信息的查询，以及对它们进行添加、修改和删除等操作。（6）网络通讯：分布式交互仿真离不开网络通讯，建立控制台和仿真结点，实现前者发出指令，驱动实体运动，后者接收数据，绘制出实体运动的轨迹。 2系统结构 该系统使用PC机在Windows2000操作系统中，以Microsoft Visual Basic为总体开发环境，集成多种工具软件进行开发的。下面将分软件和硬件两部分讲述系统的结构。硬件结构如图1所示： 控制台和结点通过基于UDP/IP的通讯协议连接起来，可根据需要添加新的结点或把该系统加入到一个更大的系统中去。
虚拟仿真在《环境工程原理》课程教学中的应用
2019年第17期广东化工 第46卷总第403期https://www.wendangku.net/doc/3514314217.html,·207·虚拟仿真在《环境工程原理》课程教学中的应用 温小菊，费正皓，刘总堂，施卫忠 (盐城师范学院化学与环境工程学院，江苏盐城224007) Application of Virtual Simulation in the Teaching of“Environmental Engineering Principles” Wen Xiaoju,Fei Zhenghao,Liu Zongtang,Shi Weizhong (School of Chemistry and Environmental Engineering,Yancheng Teachers University,Yancheng224007,China) Abstract:The“Environmental Engineering Principles”course is an important professional foundation course for four-year undergraduate environmental engineering students.The course teaching process of the“Environmental Engineering Principles”is explored via the introduction of virtual simulation courses in the traditional teaching process.From the perspective of the teaching effect of the course feedback,the introduction of the virtual simulation course teaching model in the "Environmental Engineering Principles"course can significantly improve the teaching effect. Keywords:virtual simulation；environmental engineering principles；teaching 1概述 《环境工程原理》课程是四年制本科环境工程专业学生的一门重要的专业基础课。目前，国内各大高等院校普遍认可的教材是胡洪营等主编的《环境工程原理》(高等教育出版社)。课程主要内容包括环境工程原理基础、分离过程原理和反应工程原理三部分，环境工程原理基础主要讲述物料与能量衡算、流体流动及热量和质量的传递的基本理论和方法；分离过程原理部分主要讲述环境工程中涉及到的分离过程(沉淀、过滤、吸附、吸收等)的基本原理与理论；第三部分主要涉及到的微生物反应器的动力学、计量学计算等知识[1]。课程内容涉流体力学、反应工程学、工程学、生物工程学、化工原理等诸多课程，本课程的学习为环境工程专业后续专业课的学习奠定良好的基础与保障。此外，该门课程紧密结合环境工程实践，对涉及到的基本原理进行了阐述，是环境工程专业的学生从事环境或化工工作重要的基础课。因此，《环境工程原理》课程的教学质量具有非常重要的理论和实践意义。盐城师范学院环境工程专业《环境工程原理》课程总学时64。针对以往学生反馈该课程普遍存在的课程量大，学时少及概念抽象等问题，传统的《环境工程原理》课程教学方式已然不能有效提高学生学习该课程的效率。因此，为进一步提高该课程的教学水平，亟需寻求新的教学方法与策略。 2传统教学过程在《环境工程原理》课程中存在的主要问题 经过前期的调研发现，《环境工程原理》课程传统教学存在的几个主要问题有： (1)课程传统教学主要以教师讲授为主，但是里面涉及到的很多概念较抽象，缺少案例及模型的引入，导致课堂枯燥乏味，学生学习兴趣较差。 (2)课程课时少，课堂教学进度过快，学生容易跟不上，时间久了，学生兴趣更加不足。 (3)学生基础薄弱，自我学习的意识太差，不能做到课前提前预习，课后复习，也不能积极与任课老师讨论。 3虚拟仿真辅助《环境工程原理》课程教学的可行性 虚拟仿真课程是一种通过计算机来模型现实的新型教学形式，具有突破传统课堂教学模式局限，借助仿真软件的现实模拟化操作演练，学生能够快速高效的理解工艺流程，提高教学质量[2]。当前，虚拟仿真课程已经成为各专业教学的新模式。这种教学模式能够极大激发学生的学习兴趣，调动学习主动性，使学生不再凭空去想象模型、设备及工艺，有利于联系实际去学习课程。 (1)在《环境工程原理》课程教学中，引入虚拟仿真课程的教学模式，可以让学生更加直观的观察到课程中化工工艺与环境工程应用中的各种设施、设备的构造，在丰富学生知识的同时抓住学生的眼球，把学生从过去听课者的角色释放出来，以第一视角去接触相关设备、工艺，提升对课程学习的兴趣。 (2)与课程匹配的《环境工程原理》课程实验需要较大的场地，工艺流程复杂，实验室建设花费昂贵，导致很多实验无法开设，一定程度上抑制了学生进行学习和实验操作的积极性，教学效果明显降低[3-4]。利用虚拟仿真的方法，可以让学生系统学习《环境工程原理》课程的主要知识点和熟悉实验操作流程以及注意事项，从而解决实验课无法开设这一弊端，大大提高教学质量。 为改变传统《环境工程原理》课程教学存在的弊端及不足，激发学生自主学习的积极性，提高《环境工程原理》课程教学质量，我们将虚拟仿真课程引入到《环境工程原理》课程的教学中，取得较好的教学效果。 4虚拟仿真在《环境工程原理》教学中的具体应用 虚拟仿真教学通过模拟课程涉及到的化工及环境等工艺设计流程，在动画和第一视角中让学生体验到本课程学习的乐趣，加深学生对课程工艺流程的理解，最终提高课程教学效率[5-6]。学院目前拥有的仿真软件主要包括化工原理仿真软件，环境工程虚拟仿真软件。在过去的一学期里，在《环境工程原理》课程中涉及到各种设备、管路、反应器的章节授课前，利用已有的虚拟仿真软件，将课程的知识点以及一些典型工艺展现在学生面前，并通过对典型工艺的讲解，让学生更加深刻的认识到各个工艺，设备中涉及到的知识点，提高教学质量。在理论课后，通过对学生在课上不懂的知识点进行整理，最后通过虚拟仿真课程进行系统的、科学的解析，引导学生去解决问题，激发学生的学习兴趣，提高教学质量，这样更加针对性的去教学；对于学生短时间内无法全面理解及掌握的知识点，通过虚拟仿真动画的模式去引导学生自主学习，培养学生发现问题，解决问题的能力。通过虚拟仿真实验模拟课程向学生展示环境工程或化工工艺中自动控制的基本原理，并对环境、化工生产中涉及到的一些突发事故的处置进行了解，能够并能解决工厂在自动化生产中遇到的一些控制及应急处理措施，提高学生实际处理问题的能力及安全意识。 5结语 针对传统《环境工程原理》课程教学存在的弊端，在过去的一学期里，我们在《环境工程原理》课程教学中引入了虚拟仿真课程，一方面让学生与工程设备接触，抓住学生的学习兴趣；另 (下转第214页) [收稿日期]2019-07-07 [基金项目]盐城师范学院博士科研启动基金(72061871011C) [作者简介]温小菊(1990-)，男，赣州人，博士研究生，主要研究方向为水污染控制。