论文题目：虚拟设计与虚拟装配技术的研究 设计任务与内容（论文要阐述的主要问题） 虚拟设计及虚拟装配技术是当今设计领域采用的重要手段，通过在计算机上作出数字化模型，通过虚拟仿真，验证方案的可靠性，缩短了设计周期，降低生产成本。本次毕业设计主要要求学生了解掌握虚拟设计与虚拟装配技术在本行业内的应用，并对其发展前景作出展望，内容如下： 1、 虚拟设计虚拟装配技术的产生与发展。 2、 设计领域常采用的虚拟设计与虚拟装配软件介绍。 3、 虚拟设计与虚拟装配技术的关键技术简介。 4、 虚拟设计与虚拟装配技术的应用举例。 5、 虚拟设计与虚拟装配技术的应用前景分析。 6、 其它按《2009届毕业生毕业设计（论文）规范要求》的有关规定执行。
论文题目：虚拟加工及虚拟成型仿真技术的研究 设计任务与内容（论文要阐述的主要问题） 虚拟加工及虚拟成型仿真技术是当今机械加工及材料成型领域采用的重要手段，通过在计算机上作出数字化模型，通过虚拟加工及成型过程仿真，验证方案的可靠性、可行性，对于机械加工而言，仿真后可直接生成加工代码，用于数控机床完成零件的加工；对于材料成型仿真而言，可以验证成型方法的可行性及可靠性，进而缩短了设计周期，降低生产成本。本次毕业设计主要要求学生了解掌握虚拟加工及虚拟成型仿真技术在本行业内的应用，并对其发展前景作出展望，内容如下： 1、 虚拟加工及虚拟成型仿真技术的产生与发展。 2、 机械加工计材料成型领域常采用的虚拟加工及虚拟成型仿真软件介绍。 3、 虚拟加工及虚拟成型仿真技术的关键技术简介。 4、 虚拟加工及虚拟成型仿真技术的应用举例（虚拟加工和虚拟成型仿真各举一例）。 5、 虚拟加工及虚拟成型仿真技术的应用前景分析。 6、 其它按《2009届毕业生毕业设计（论文）规范要求》的有关规定执行。
文
摘
随着计算机技术的发展，传统仪器开始转向计算机化。虚拟仪器是现代计算机技术、仪器技术以及其他新技术完美结合的产物，其强大的功能已完全超出了仪器概念本身。本文首先叙述了虚拟仪器的概念、发展、组成等，接着采用图形化编程软件Labview设计了虚拟示波器以及它的虚拟频谱分析功能，重点介绍了Labview中使用第三方板卡——研华PCL-812PG实现外部模拟信号采集的方法。最后总结了本文所做的主要工作并提出了进一步研究的设想：虚拟仪器在internet网中的远程测控。
关键词:
虚拟仪器、PCL-812PG、Labview.
Abstract
With the development of computer, traditional instrument has developed into computerize instrument. Virtual Instrument is a perfect combination of modern computer technology, instrument technology and other new technology. Its strong function is beyond the instrument itself. This paper first introduce the development, concept, form of the virtual instrument, design the virtual scope, virtual-frequency-analysis instrument by using the programming software Labview, then gather the analogue signal outsides by PCL-812PG, transferred into digital signal, show in the computer. At last, this paper put forward the further research: the distance-usage of the virtual instrument in the internet.
Keywords:
Virtual Instrument、PCL-812PG、Labview.
目
录
第一章
绪论
1. 1
虚拟仪器的概述----------------------------------------------(1)
1. 2
软件开发工具的简介----------------------------------------(1)
1. 3
本文的主要工作----------------------------------------------(2)
第二章
虚拟示波器的实现
2. 1
图形化的编程语言Labview---------------------------------(3)
2. 2
虚拟示波器实时波形显示界面的实现和框图程序-----(3)
2. 3
快速傅立叶变换(FFT)和Labview分析库中的FFT VI-(6) 2. 4
虚拟频谱分析功能软面板和方框图的实现--------------(7)
第三章
声卡的作用和主要技术参数
3. 1
声卡的作用-------------------------------------------------(10)
3. 2
声卡的主要技术参数--------------------------------------(10)
3. 3
LabVIEW中相关声卡操作函数简介------------------(10)
四章 实验分析结果
4. 1
实验设备-------------------------------------------------------(14)
4. 2
实验内容-------------------------------------------------------(14)
4. 3
实验步骤-------------------------------------------------------(14)
第五章 结束语----------------------------------------------------------(16)
参考文献--------------------------------------------------------------------(17)
第一章
绪论
随着计算机技术的发展，传统仪器开始向计算机化的方向发展。虚拟仪器是20世纪90年代提出的新概念，是现代计算机技术，仪器技术及其他新技术完美结合的产物。虚拟仪器技术的提出与发展，是21世纪自动测试与电子测量仪器技术发展的一个重要方向。
1. 1
虚拟仪器的概述
虚拟仪器是现代技术与计算机技术结合的产物。随着计算机技术特别是计算机的快速发展，CPU处理能力的增强，总线吞吐能力的提高以及显示器技术的进步，人们逐渐认识到，可以把仪器的信号分析和处理、结果的表达与输出功能转移给计算机来完成。这样，可以利用计算机的高速计算能力和宽大的显示屏更好地完成原来的功能。如果在计算机内插上一块数据采集卡，就可以把传统仪器的所有功能模块都集中在一台计算机中了，而软件就成了虚拟仪器的关键，任何一个使用者都可以通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能，这就是美国NI公司“软件就是仪器”一说的来历[1]。
所谓虚拟仪器，就是在通用的计算机平台上定义和设计仪器的功能，用户操作计算机的同时就是在使用一台专门的电子仪器。虚拟仪器以计算机为核心，充分利用计算机强大的图形界面和数据处理能力，提供对测量数据的分析和显示功能。虚拟仪器的最大特点是其灵活性，用户在使用过程中，可以根据需要添加或删除仪器功能，以满足各种需求和各种环境，并且突破了传统仪器在数据处理、表达、传送以及存储方面的限制。
虚拟仪器的组成与传统仪器一样，由数据采集与控制、数据分析与处理、结果显示三部分组成。对于传统仪器，三部分几乎均由硬件完成，对于虚拟仪器，后两部分主要由软件来实现。与传统仪器相比，虚拟仪器设计日趋模块化、标准化，设计的工作量和复杂性都大大减小。
1. 2
软件开发工具的简介
应用软件开发环境是设计虚拟仪器所必需的软件工具。应用软件开发环境的选择，可以开发人员的喜好不同而不同，但最终都必须提供给用户一个界面友好、功能强大的应用程序。软件在虚拟仪器中处于重要的地位，它肩负着对数据进行分析处理的任务，如数字滤波，频谱变换等。通常在编制虚拟仪器软件时，有两种方法：一种是传统的编程方法，采用高级语言，如VC、C++，C++ Buider；另一种是采用流行的图形化编程方法，如采用NI公司的labview。这次的毕业设计我主要是采用labview编程方法，因为它是图形化的编程语言，界面形象直观，有很多按钮、控件可以直接用来表示实际的仪器。虚拟仪器系统的软件主要包括仪器驱动程序、应用程序和软面板程序。仪器驱动程序主要用来初始化虚拟仪器，设定特定的参数和工作方式，使虚拟仪器保持正常的工作状态。应用程序主要对采集来的数据信号进行分
(1)
析处理，用户可以根据编制应用程序来定义虚拟仪器的功能。软面板程序用来提供与虚拟仪器的接口，它可以在计算机屏幕上生成一个和传统仪器相似
的图形界面，用于显示测量和处理的结果；另一方面，用户也可以通过控制软面板上的开关和按钮，模拟传统仪器的操作，通过键盘和鼠标，实现对虚拟仪器系统的控制。
1. 3
本文的主要工作
数字示波器是实验、教学、科研中常用的电子仪器，可以采集信号并进行分析，但传统仪器都具有设备更新慢、功能单一、价格贵等缺点。本文主要是实现虚拟示波器的功能：从外界采样模拟信号，转化为相应的数字信号，在计算机上实现波形的显示，并能够进行简单的波形处理，比如说，可以延时采样，可以显示波形的最大值、最小值、平均值，并能够根据需要放大波形的倍数，在采样的任何时期可以结束采样。另外，还利用快速傅立叶变换实现了简单的频谱分析功能的实现。具体如下：
（1）
具有声卡采集参数设定功能；具有录音和重放功能；可以实现声音数据的采集；能够完成功率谱信号的显示与分析；
（2）
声音采集数据能够储存并根据需要调用；
（3）
具有声音信号滤波及处理功能。
（4） 基于LABVIEW的声卡虚拟示波器应具有美观实用的用户界面。
音频格式
设置
数据采集（声卡）
数据处理
波形显示
频谱分析
数 据 储 存
虚拟示波器结构框图
第二章
虚拟示波器的具体实现
2. 1
图形化的编程语言labview
labview主要用于仪器控制、数据采集、数据分析等领域，它是一种基于图形编程语言（G语言）的开发环境，主要是以框图形式编写程序。它与C等传统编程语言有着诸多相似之处，如：相似的数据类型、数据流控制结构、程序调制工具，以及层次化、模块化的编程特点。但二者最大的区别在于：传统编程语言用文本语言编程；而labview使用图形语言（即：各种图标、图形符号、连线等），以框图的形式编写程序。用labview编程无须太多的编程经验，因为labview使用的都是测试工程师熟悉的术语和图标，如各种旋钮，开关，波形图等，界面直观形象。
labview是一个功能强大的集成开发环境，它完整的集成了与GPIB、VXI、RS-232和内插式数据采集卡等硬件的通讯。Labview还具有内置程序库，提供了大量的连接机制，通过DLLs、共享库、OLE等途径实现与外部程序代码的连接。使用labview开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试等任务提供了更快的执行速度。labview是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行程序，能够脱离开发环境而单独运行[2]。
一个labview程序包含三个主要部分：前面板、框图程序、图标/连接端口。前面板是labview程序的交互式图形化用户界面，用于设置用户输入和显示程序输出，目的是仿真真实仪器的前面板。框图程序则是利用图形语言对前面板上的控制量和指示量进行控制。图标/连接端口用于把labview程序定义成一个子程序，以便在其他程序中加以调用，这使labview得以实现层次化，模块化编程。
2. 2
虚拟示波器的界面实现
图2-1是虚拟示波器的主界面：上半部分是波形显示部分，用于显示采集的波形，下半部分是对波形的频谱分析。
图2-1 示波器主界面的实现
采集来的信号首先要在图2-1的波形实时显示部分进行显示，即图2-2。
图2-2 波形实时显示界面
如图2-2的软面板是实时波形显示窗口，可以显示实时采样波形。右上边可以直接得到采样数据的最大值、最小值、平均值。右下边包含了放大倍数、采样延迟时间两个旋钮。通过这两个旋钮，可以调整实时波形在屏幕上的显示效果。另外，面板上还有采样结束按钮，用于结束采样。波形实时显示面板下面是一个工具面板：用X和Y按钮可以改变X、Y轴的比例。如果想让绘制的图形自动适应变化的坐标比例，可以单击每个按钮左边的锁定
(4)
开关，使其自动锁定。第二列的两个是设置X、Y轴刻度值数字表示方式的快捷方式，单击后可以对精度等特性进行设置。第三列的第一个是波形缩放工具，当用赋值工具单击它时，可弹出波形缩放方式的选择项，如图2-3所示：
各功能如下：第一个按钮是矩形缩放。选择该项后，在显示区上，按住鼠标左键可以拉出一个方框，方框内的波形将被放大。横着第二个是水平缩放按钮：波形只在水平方向上被放大，垂直方向上保持不变。第三个是垂直缩放按钮：波形只在垂直方向上被放大，水平方向上保持不变。
第二行第一个是取消缩放：取消最近的一次缩放操作。接下来的两个是连续缩放按钮。选中该项后，在显示区内按住鼠标左键，波形将以鼠标指针停留位置为中心进行连续缩放。
图2-3 工具面板的演示
(5)
2-4 实时波形的框图程序
2-4的框图中，左面是一个while循环框，图框中随机采样信号与面板上的放大倍数旋钮对应的图标相乘（板卡的驱动先不考虑），然后输入到实时波形屏幕中，接着信号流向图框外，并变成数组型数据。框图下方，设置采样延迟时间，由面板上的旋钮控制。另外还有采样结束的控制按钮。
右边循环框外是对数组信号进行处理。通过labview 6i本身提供的子程序，可以得到数据的最大值、最小值和平均值。
该虚拟示波器是单通道虚拟示波器，要想设计多通道的示波器，只需在这个基础上，在面板上加上几个屏幕显示控件，框图程序类似上图即可。当需要把信号进行其他的处理时，我们可以选择labview自带的信号处理部件，也可以把编好的C程序或是matlab程序加入到系统中，扩充系统的功能。
2. 3
快速傅立叶变换(FFT)和labview分析库中的FFT VI
从DAQ板上获得的采样信号是时域信号，这种信号给出了采样时刻信号的幅度，但是很多情况下，更想了解的是频率成分，而不是幅度值。频域表示法就表示了单个频率成分，这种表示法可以给出更多关于信号和系统的信息。
从时域的采样数据变为频域的算法，称为离散傅立叶变化（DFT）。DFT将采样信号的时域跟频域联系起来。DFT广泛应用于谱分析、应用力学、光学、医学图像、数据分析、仪器及远程通信等方面[2]。
(6)
假设从DAQ板上获得N个采样信号，对这N个样本进行DAT变换，结果仍将为N个样本，但它却是频域表示法。时域的N个样本与频域的N个样本之间的关系如下：
假设信号采样率为fs，采样间隔为t，有t=1/fs，采样信号表示为Xi，
0＜i＜N-1（即有N个样本），对这N个样本进行傅立叶变换，公式如下：
Xk=X1*e（-j2*3.1415926*0/N）+X2*e（-j2*3.1415926*1/N）+……+Xi*e[-j2*3.1415926*（N-1）/N]
注意时域跟频域中均有N个样本。同时域中的时间间隔对应的频率间隔f为：f=fs/N=1/Nt，f也称为频率分辨率，增多采样次数N或减小采样频率fs均能减小f（提高频率分辨率）。
对N个采样数据进行DFT是个非常耗时的过程，大约需要n的平方次复数运算；但如果N是2的幂，假设N=2m,对N进行DFT就只需要m*N/2次操作，大大提高了速度，这种算法叫做快速傅立叶变换（FFT），它其实就是当采样N是2的幂时，进行DFT的一种快速算法。FFT的优点在于速度快，且节省内存，这是因为当VI操作FFT时，无需额外的存储缓冲区，但它要求输入序列N必须是2的幂。而DFT速度比FFT慢得多，这是由于它需要额外的缓冲区来存储中间的结果，但是DFT对任一个序列都适用。FFT中为了使采样次数N等于2的幂，可以在输入序列末尾加0。例如：若N=10，可以在输入序列末尾加6个0，使得采样次数的总数为16（2的4次方）。
分析库中有两种VI用来计算信号的FFT，即Real FFT VI和Complex FFT VI。两者的区别在于，Real FFT对实信号进行FFT，Complex FFT对复信号进行FFT，值得注意的是，两者的输出均为复数。由于大多数信号都是实数值，因此可以用 Real FFT VI，当然也可以用Complex FFT VI，只是将虚数部分置为0。由于远程通信中的信号一般都为复数信号（实部、虚部均不为0），此时应该使用Comlex FFT VI,对复电位进行调制将产生复信号。
2. 4
虚拟频谱分析功能软面板和方框图的实现
图2－5中，按界面上的运行按钮，在显示界面上分别会显示时域波形和经过FFT以后的频域波形。
(7)
2-5
虚拟频谱分析功能软面板的实现
2-6 虚拟频谱分析功能框图的实现
(8)
图2-6中：
Arbitrary Wave
—— 用于产生一个随机的波形，
Real
FFT —— 对输入的采样数据进行FFT，
Complex To Polar —— 将FFT的复数输出分为实、虚两部分（幅值和相位），相位部分以弧度为单位，但屏幕上只显示FFT的幅值。
(9)
第三章
声卡在虚拟示波器设计与实现
1．认识声卡
随着计算机技术和虚拟仪器技术的发展，虚拟仪器逐渐成为现代仪器的发展方向，其中大部分虚拟仪器都是基于各种数据采集卡的，如NI公司的PCI－6221数据采集卡，研华公司PCL－1800型数据采集卡，ISA型数据采集卡AC1820。在对采样频率要求不高的情况下，可以利用计算机的声卡进行数据的输入和输出。声卡是一个非常优秀的音频信号采集系统，其数字信号处理包括模数变换器ADC（Analogue Digital Converter）和 数模变换器DAC（Digital Analogue Converter），ADC用于采集音频信号，DAC则用于重现这些数字声音。声卡已成为多媒体计算机的一个标准配置，因此基于声卡的虚拟仪器具有成本低，兼容性好，通用性和灵活性强的优点，可以不接受硬件限制，安装在多台计算机上。本文利用LabVIEW8.2中的数字声音记录节点，编程实现了基于声卡的虚拟双踪数字存储示波器，采样速率为44.1KHz，线路输入端口最高电压限制为1V，对高于1V的信号采用比例运算放大电路衰减后输入，能适合
虚拟路由器即Virtual Router，是指在软、硬件层实现物理路由器的功能仿真，属于一种逻辑设备。每个VR应该具有逻辑独立的路由表和转发表，这样就使不同VPN间的地址空间可以重用，并保证了VPN内部路由和转发的隔离性。
用以建设骨干IP网络的设备中出现的新进展，尤其是虚拟骨干路由技术的出现，为Internet服务分配中的全面变化创造了条件。
虚拟路由器将使与其他网络用户相隔离并提供对网络性能、Internet地址与路由管理以及管理和安全性的新型Internet服务成为可能。虚拟骨干网路由器在逻辑上将一台物理路由器分为多台虚拟路由器。每台虚拟路由器运行路由协议不同的实例并具有专用 的I/O端口、缓冲区内存、地址空间、 路由表以及网络管理软件。
基于虚拟骨干路由器的服务无需增加投资，就可使客户机具有运行专用骨干网的控制权和安全性。控制和管理虚拟路由功能的软件是模块化的软件。软件的多个实例（对应于多个虚拟路由器）在真正的多处理器操作系统（如Unix）上执行。
每个虚拟路由器进程利用操作系统中固有的进程与内存保护功能与其他进程相隔离，这就保证了高水平的数据安全性，消除了出故障的软件模块损坏其他虚拟路由器上的数据的可能性。
当连接到高速SONET/SDH接口时，为获得线速性能，许多运营商级路由器具有的包转发功能是通过硬件实现的。在具有虚拟路由功能的系统中，这类硬件功能可以在逻辑上被划分并被灵活地分配给一个特定的虚拟路由器。
接收和发送数据包的物理I/O 端口或标记交换路径被置于组成一台虚拟交换机的软件模块的控制之下。包缓冲内存和转发表受每台虚拟路由器资源的限制，以保证一台虚拟路由器不会影响到另一台虚拟路由器的运行。
虚拟路由技术使每台虚拟路由器执行不同的路由协议软件（例如，最短路径优先、边界网关协议、中间系统到中间系统）和网络管理软件（例如，SNMP或命令行界面）的实例。因此，用户可以独立地监视和管理每台虚拟路由器。
不同的协议实例赋予每台虚拟路由器完全独立的IP地址域，这些地址域可以独立地进行配置，不会出现造成冲突的危险。管理功能使每台虚拟路由器可以作为一个独立的实体进行配置和管理。基于用户的安全模块还保证所有的网络管理功能和属于某一虚拟路由器的信息只 能供一定的访问特权访问。
每台虚拟路由器的包转发路径与其他虚拟路由器的包转发路径相隔离，从而使管理人员可以单独和独立地管理每台虚拟路由器的性能。系统中一台虚拟路由器上出现的传输流激增不会影响其他的虚拟路由器。这就保证了这种服务的最终用户得到持续的网络性能。
虚拟路由器还提供独立的策略和Internet工程任务组差别服务（Diff－Serv）功能，使虚拟路由器可以向最终用户提交完全的定制服务。分配给每台虚拟路由器的I/O端口可以进行编程以对输入包进行计数并保证输入包不超过预先规定的合同。然后包根据自己的服务类型分类进入多条队列。
随着虚拟路由功能在骨干网中变得更加普及，在动态精确地满足最终用户的带宽需要的同时，它所具有的提供最终用户对带宽的最大限度的控制和管理的功能将带来许多在价格上具有竞争力、高度定制的IP服务。这些服务将大大改变提供商和客户看待购买带宽世界的方式 。
虚拟路由器冗余协议（VRRP：Virtual Router Redundancy Protocol）
虚拟路由器冗余协议（VRRP）是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的 VRRP 路由器中的一台。控制虚拟路由器 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的 IP 地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。使用 VRRP 的好处是有更高的默认路径的可用性而无需在每个终端主机上配置动态路由或路由发现协议。 VRRP 包封装在 IP 包中发送。
使用 VRRP ，可以通过手动或 DHCP 设定一个虚拟 IP 地址作为默认路由器。虚拟 IP 地址在路由器间共享，其中一个指定为主路由器而其它的则为备份路由器。如果主路由器不可用，这个虚拟 IP 地址就会映射到一个备份路由器的 IP 地址（这个备份路由器就成为了主路由器）。 VRRP 也可用于负载均衡。 VRRP 是 IPv4 和 IPv6 的一部分。
VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虚拟路由冗余协议）是一种容错协议。通常，一个网络内的所有主机都设置一条缺省路由（如图3-1所示，10.100.10.1），这样，主机发出的目的地址不在本网段的报文将被通过缺省路由发往路由器RouterA，从而实现了主机与外部网络的通信。当路由器RouterA 坏掉时，本网段内所有以RouterA 为缺省路由下一跳的主机将断掉与外部的通信。VRRP 就是为解决上述问题而提出的，它为具有多播或广播能力的局域网（如：以太网）设计。我们结合下图来看一下VRRP 的实现原理。VRRP 将局域网的一组路由器（包括一个Master 即活动路由器和若干个Backup 即备份路由器）组织成一个虚拟路由器，称之为一个备份组。这个虚拟的路由器拥有自己的IP 地址10.100.10.1（这个IP 地址可以和备份组内的某个路由器的接口地址相同），备份组内的路由器也有自己的IP 地址（如Master的IP 地址为10.100.10.2，Backup 的IP 地址为10.100.10.3）。局域网内的主机仅仅知道这个虚拟路由器的IP 地址10.100.10.1，而并不知道具体的Master 路由器的IP 地址10.100.10.2 以及Backup 路由器的IP 地址10.100.10.3，它们将自己的缺省路由下一跳地址设置为该虚拟路由器的IP 地址10.100.10.1。于是，网络内的主机就通过这个虚拟的路由器来与其它网络进行通信。如果备份组内的Master 路由器坏掉，Backup 路由器将会通过选举策略选出一个新的Master 路由器，继续向网络内的主机提供路由服务。从而实现网络内的主机不间断地与外部网络进行通信。关于VRRP 协议的详细信息，可以参考RFC 2338。
一、 应用实例
最典型的VRRP应用：RTA、RTB组成一个VRRP路由器组，假设RTB的处理能力高于 RTA，则将RTB配置成IP地址所有者，H1、H2、H3的默认网关设定为RTB。则RTB成为主控路由器，负责ICMP重定向、ARP应答和IP报文的转发；一旦RTB失败，RTA立即启动切换，成为主控，从而保证了对客户透明的安全切换。
在VRRP应用中，RTA在线时RTB只是作为后备，不参与转发工作，闲置了路由器RTA和链路L1。通过合理的网络设计，可以到达备份和负载分担双重效果。让RTA、RTB同时属于互为备份的两个VRRP组：在组1中RTA为IP地址所有者；组 2中RTB为IP地址所有者。将H1的默认网关设定为RTA；H2、H3的默认网关设定为RTB。这样，既分担了设备负载和网络流量，又提高了网络可靠性。
VRRP协议的工作机理与CISCO公司的HSRP（Hot Standby Routing Protocol）有许多相似之处。但二者主要的区别是在CISCO的HSRP中，需要单独配置一个IP地址作为虚拟路由器对外体现的地址，这个地址不能是组中任何一个成员的接口地址。
使用VRRP协议，不用改造目前的网络结构，最大限度保护了当前投资，只需最少的管理费用，却大大提升了网络性能，具有重大的应用价值。
二、工作原理
一个VRRP路由器有唯一的标识：VRID，范围为0—255。该路由器对外表现为唯一的虚拟 MAC地址，地址的格式为00-00-5E-00-01-[VRID]。主控路由器负责对ARP请求用该MAC地址做应答。这样，无论如何切换，保证给终端设备的是唯一一致的IP和MAC地址，减少了切换对终端设备的影响。
VRRP控制报文只有一种：VRRP通告(advertisement)。它使用IP多播数据包进行封装，组地址为224.0.0.18，发布范围只限于同一局域网内。这保证了VRID在不同网络中可以重复使用。为了减少网络带宽消耗只有主控路由器才可以周期性的发送VRRP通告报文。备份路由器在连续三个通告间隔内收不到VRRP或收到优先级为0的通告后启动新的一轮VRRP选举。
在VRRP路由器组中，按优先级选举主控路由器，VRRP协议中优先级范围是0—255。若 VRRP路由器的IP地址和虚拟路由器的接口IP地址相同，则称该虚拟路由器作VRRP组中的IP地址所有者；IP地址所有者自动具有最高优先级：255。优先级0一般用在IP地址所有者主动放弃主控者角色时使用。可配置的优先级范围为1—254。优先级的配置原则可以依据链路的速度和成本、路由器性能和可靠性以及其它管理策略设定。主控路由器的选举中，高优先级的虚拟路由器获胜，因此，如果在VRRP组中有IP地址所有者，则它总是作为主控路由的角色出现。对于相同优先级的候选路由器，按照IP地址大小顺序选举。VRRP还提供了优先级抢占策略，如果配置了该策略，高优先级的备份路由器便会剥夺当前低优先级的主控路由器而成为新的主控路由器。
为了保证VRRP协议的安全性，提供了两种安全认证措施：明文认证和IP头认证。明文认证方式要求：在加入一个VRRP路由器组时，必须同时提供相同的VRID和明文密码。适合于避免在局域网内的配置错误，但不能防止通过网络监听方式获得密码。 IP头认证的方式提供了更高的安全性，能够防止报文重放和修改等攻击。
平面设计毕业论文
高等艺术设计教育要顺应经济全球化的大趋势，突出专业特色、提高应用能力，着重培养学生的创新思维能力、视觉艺术感受力及表现能力。强调设计文化的重要性。下面是我为大家整理的平面设计毕业论文，供大家参考。
一、科技改变现代设计艺术的绘画形式。
艺术内容的展现跟表现形式的结合，是一个类似于洗牌的过程。就绘画艺术而言，既要掌握娴熟的绘画技巧和独特的绘画语言，也需要绘画创作不断洗牌。绘画表现内容不断洗牌，形式的不断洗牌，工具材料的不断洗牌。设计艺术也一样。只有内容与表现形式得以创新的结合，不断地重新洗牌才能创造出崭新的艺术美感。
探索现代科技的创作绘画手段，创造设计表现的新格式，是图形艺术发生巨大变化的科技时代，产生的一种新的图像视觉观念。随着高科技时代的不断发展，设计艺术已成为不必再依赖现成材料的固有特性，人们可以改变或决定采用新的绘画工具，新的表现手段，创造出新的绘画艺术设计艺术的语言，展现科技与艺术结合的独特魅力。
现代艺术中，科技与传统设计的结合，与绘画的结合，已有密不可分而同质相连的关系，将科技工具运用到艺术的表现中，是科技时代设计艺术变化的新理念。电脑作为科技绘画与设计工具，本质上具有一定的功能性和实用性，是以更服膺人性化的诉求来体现绘画效果的终结。
现代文明的科技艺术，已超越了实用性及功能性的价值元素，体现出科技时代绘画及设计艺术与时俱进的审美观念。电脑科技的进化不仅横纵的扩散到立体空间的人际关系，而且扩张出前所未有的艺术空间。
传统绘画艺术的表现，在某些方面往往会产生一些失衡和无奈，然而，利用电脑绘画工具加上娴熟的绘画技巧，摆脱传统绘画的制约，其失衡与无奈在电脑绘画工具辅助下可以得到理想的动画装饰、装潢、建筑、绘画、等设计领域，经历了一个天才的创新过程。
当电脑进入设计绘画领域时，无疑给设计艺术增添了一股新鲜的血液，丰富了绘画艺术的新观点，将设计带入了一个新的世纪。面对21世纪的设计艺术，不断的去追求新的手段，变现新的绘画维度，新的图像格式，新的图像视觉，是科技设计艺术特性中，一个新的艺术理念。怎样利用科技手段表现出独特的设计艺术作品，探索发现新的绘画表达途径，是艺术创新的新思绪。
在高科技迅速发展的今天，随着电脑科技工具的使用与普及，艺术家们将会不断地去寻求变化与永恒的艺术理念，给设计艺术天地多一份阳光，多一块土地，多一片绿叶，多一种新感觉，让科技设计艺术，在先进的文化发展时代中，得到更好的广泛运用。
科学告诉我们物质的宇宙事怎么组成的，从而由这些物质引申处虚拟现实的理论，接着虚拟现实的技术也应运而生了。这使我们相信在感觉或直觉之外是何物建筑了巨大的世界。然而，这些事物在科学的理论体系中以被界定明确，具有一种或多种特性。我们知道只有通过假定的特性才能模拟出一种理想的新物质，于是如何用虚拟现实技术建造虚拟环境也应运而生了。
二、计算机在设计中的应用
(1). 三维软件在设计中的运用
随着计算机三维影像技术的不断发展，三维图形技术越来越被人们所看重。三维动画因为它比平面图更直观，更能给观赏者以身临其境的感觉，尤其适用于那些尚未实现或准备实施的项目，使观者提前领略实施后的精彩结果。
三维动画，从简单的几何体模型如一般产品展示、艺术品展示，到复杂的人物模型;三维动画从静态、单个的模型展示，到动态、复杂的场景如房产酒店三维动画、三维漫游、三维虚拟城市，角色动画。所有这一切，动画都能依靠强大的技术实力为您实现。
一、建筑领域
现在阶段在中国，3D技术在建筑领域得到了最广泛的应用：早期的建筑动画因为3D技术上的限制和创意制作上的单一,制作出的建筑动画就是简单的跑相机的建筑动画。
随着现在3D技术的提升与创作手法的多元化,建筑动画从脚本创作到精良的模型制作,后期的电影剪辑手法,以及原创音乐音效,情感式的表现方法,制作出的建筑动画综合水准越来越高,建筑动画费用也比以前降低了许多。
致力于建筑漫游动画：房地产漫游动画、小区浏览动画、楼盘漫游动画、三维虚拟样板房、楼盘3D动画宣传片、地产工程投标动画、建筑概念动画、房地产电子楼书、房地产虚拟现实等动画制作。
二、规划领域
道路、桥梁、隧道、立交桥、街景、夜景、景点、市政规划、城市规划、城市形象展示、数字化城市、虚拟城市、城市数字化工程、园区规划、场馆建设、机场、车站、公园、广场、报亭、邮局、银行、医院、数字校园建设、学校等动画制作。
三、三维动画制作
三维动画从简单的几何体模型到复杂的人物模型，单个的模型展示，到复杂的场景如道路、桥梁、隧道、市政、小区等线型工程和场地工程的景观设计表现的淋漓尽致。
四、园林景观领域
园林景观动画涉及景区宣传、旅游景点开发、地形地貌表现,国家公园、森林公园、自然文化遗产保护、历史文化遗产记录,园区景观规划、场馆绿化、小区绿化、楼盘景观等动画表现制作。
园林景观3D动画是将园林规划建设方案，用3D动画表现的一种方案演示方式。其效果真实、立体、生动，是传统效果图所无法比拟的。园林景观动画将传统的规划方案，从纸上或沙盘上演变到了电脑中，真实还原了一个虚拟的园林景观。
目前，动画在三维技术制作大量植物模型上有了一定的技术突破和制作方法，使得用3D软件制作出的植物更加真实生动，动画在植物种类上也积累了大量的数据资料，使得园林景观植物动画如虎添翼。
五、产品演示
产品动画涉及:工业产品如汽车动画、飞机动画、轮船动画、火车动画、舰艇动画、飞船动画;电子产品如手机动画、医疗器械动画、监测仪器仪表动画、治安防盗设备动画;机械产品动画如机械零部件动画、油田开采设备动画、钻井设备动画、发动机动画;产品生产过程动画如产品生产流程、生产工艺等三维动画制作。
六、模拟动画
模拟动画制作,通过动画模拟一切过程如制作生产过程、交通安全演示动画(模拟交通事故过程)、煤矿生产安全演示动画(模拟煤矿事故过程)、能源转换利用过程、水处理过程、水利生产输送过程、电力生产输送过程、矿产金属冶炼过程、化学反应过程、植物生长过程、施工过程等演示动画制作。
七、片头动画
片头动画创意制作：宣传片片头动画、游戏片头动画、电视片头动画、电影片头动画、节目
片头动画、产品演示片头动画、广告片头动画等。
八、广告动画
动画广告是广告普遍采用的一种表现方式，动画广告中一些画面有的是纯动画的，也有实拍和动画结合的。在表现一些实拍无法完成的画面效果时，就要用到动画来完成或两者结合。如广告用的一些动态特效就是采用3D动画完成的，现在我们所看到的广告，从制作的角度看，几乎都或多或少地用到了动画。
致力于三维数字技术在广告动画领域的应用和延伸，将最新的技术和最好的创意在广告中得到应用，各行各业广告传播将创造更多价值，数字时代的到来，将深刻地影响着广告的制作模式和广告发展趋势。
九、影视动画
影视三维动画涉及影视特效创意、前期拍摄、影视3D动画、特效后期合成、影视剧特效动画等。随着计算机在影视领域的延伸和制作软件的增加，三维数字影像技术扩展了影视拍摄的局限性，在视觉效果上弥补了拍摄的不足，在一定程度上电脑制作的费用远比实拍所产生的费用要低的多，同时为剧组因预算费用、外景地天气、季节变化而节省时间。
制作影视特效动画的计算机设备硬件均为3D数字工作站。制作人员专业有计算机、影视、美术、电影、音乐等。影视三维动画从简单的影视特效到复杂的影视三维场景都能表现的淋漓尽致。
十、角色动画
角色动画制作涉及：3D游戏角色动画、电影角色动画、广告角色动画、人物动画等。 电脑角色动画制作一般经以下步骤完成：
1. 根据创意剧本进行分镜头，绘制出画面分镜头运动，为三维制作做铺垫;
2. 在3D中建立故事的场景、角色、道具的简单模型;
3. 3D简单模型根据剧本和分镜故事板制作出3D故事板;
4. 角色模型、3D场景、3D道具模型在三维软件中进行模型的精确制作;
5. 根据剧本设计对3D模型进行色彩、纹理、质感等的设定工作;
6. 根据故事情节分析，对3D中需要动画的模型(主要为角色)进行动画前的一些动作设置;
7. 根据分镜故事板的镜头和时间给角色或其它需要活动的对象制作出每个镜头的表演动画;
8. 对动画场景进行灯光的设定来渲染气氛;
9. 动画特效设定;
10. 后期将配音、背景音乐、音效、字幕和动画一一匹配合成，最终成完整部角色动画片制作。
十一、虚拟现实
虚拟现实，英文名为Virtual Reality，简称VR技术，也称灵境技术或人工环境。应用于旅游、房地产、大厦、别墅公寓、写字楼、景点展示、观光游览、酒店饭店、宾馆餐饮、园林景观、公园展览展示、博物馆，地铁、机场、车站、码头等行业项目展示、宣传。
虚拟现实的最大特点是用户可以与虚拟环境进行人机交互，将被动式观看变成更逼真地体验互动。 360度实景、虚拟漫游技术已在网上看房、房产建筑动画片、虚拟楼盘电子楼书、虚拟现实演播室、虚拟现实舞台、虚拟场景、虚拟写字楼、虚拟营业厅、虚拟商业空间、虚拟酒店、虚拟现实环境表现等诸多项目中采用
三维软件的出现让设计师能够更直观的把创意表达出来，让虚拟的创意变为模拟真实的视觉。使设计的.表达能力大大的提高。
(2).设计图形处理及排版软件
Photoshop：学习图像处理、编辑、通道、图层、路径综合运用;图像色彩的校正;各种特效滤镜的使用;特效字的制作;图像输出与优化等，灵活运用图层风格，流体变形及褪底和蒙板，制作出千变万化的图像特效。
PageMaker：学习排版设计的基本法则、使用方法与技巧，工具箱、快捷键的使用，菜单功能及操作技巧，出版物、书籍、宣传彩页、出片输出注意事项，报纸杂志等的高级专业排版制作的方法。
Illustrator：学习图形绘制、包装、宣传页的制作，让你更加方便地进行LOGO及CI设计，不到一个月，您就会成为一名真正的美术大师，在Photoshop的基础上再学它如虎添翼，效率成倍提高。
Freehand：不论是个人作品设计、公司徽标、海报制作，都可以轻松完成，应用于广告、印刷等行业
CorelDraw：通过CorelDRAW 12的全方面的设计及网页功能融合到现有的设计方案中，制作矢量的插图、设计及图像，出色地设计公司标志、简报、彩页、手册、产品包装、标识、网页及其它。
(3) .影视后期
影视后期制作就是对拍摄完的影片或者软件做的动画，做后期的处理，使其形成完
整的影片，加特效，加文字，并且为影片制作声音等等。后期软件具体可以分为平面软件、合成软件、非线性编辑软件、三维软件。后期软件有很多，就单纯的非线性编辑软件就有很多种。
应用情况主要是取决于用的是什么采集卡(必须是支持卡的非线性编辑软件)。合成软件:AE、Combution 、DFsion、Shake等，各有不同分别是层级与节点式的合成软件(前两个是层级后两个是节点式)。三维软件:3D MAX、MAYA、和Softimage、Zbrush等。
以视觉传达设计理论为基础,掌握影视编辑设备(线性和非线性设备)和影视编辑技
巧,能够进行影视特技制作的技术
利用实际拍摄所得的素材，通过三维动画和合成手段制作特技镜头，然后把镜头剪辑到一起，形成完整的影片，并且为影片制作声音.
传统的电影剪辑是真正的剪接。拍摄得到的底版经过冲洗，要制作一套工作样片，利用这套样片进行剪辑，剪辑师从大量的样片中挑选需要的镜头和胶片，用剪刀将胶片剪开，再用胶条或胶水把它们粘在一起，然后在剪辑台上观看剪辑的效果。
这个剪开、粘上的过程要不断地重复，直到最终得到党章的效果。这个过程虽然看起来很原始，但这种剪接却是真正非线性的。剪辑师不必从头到尾顺序地工作，因为他可以随时将样片从中间剪开，插入一个镜头，或者剪掉一些画面，都不会影响整个片子。
但这种方式对于很多技巧的制作是无能为力的，剪接师无法在两个镜头之间制作一个叠画，也无法调整画面的色彩，所有这些技巧只能在洗印过程中完成。同时剪刀加浆糊式的手工操作效率也很低
传统的电视编辑则是在编辑机上进行的。编辑机通常由一台放像机和一台录像机组
成。剪辑师通过放像机选择一段合适的素材，然后把它记录到录像机中的磁带上，然后在寻找下一个镜头。此外，高级的编辑机还有很强的特技功能，可以制作各种叠画划像。可以调整画面颜色，也可以制作字幕等。
但是由于磁带记录画面是顺序的，你无法在已有的画面之间插入一个镜头，也无法删除一个镜头，除非把这之后的画面全部重新录制一遍。所以这种编辑叫做线性编辑，它给编辑人员带来了很多限制可以看到传统的剪辑
手段虽然各有特点，但又都有很大的局限性，大大降低了剪辑人员的创造力，并使宝贵的时间浪费在繁琐的操作过程中。基于计算机的数字非线性编辑技术使剪辑手段得到很大的发展。这种技术将素材记录到计算机中，利用计算机进行剪辑。它采用了电影剪辑的非线性模式，但用简单的鼠标和键盘操作代替了剪刀加浆糊式的手工操作，剪辑结果可以马上回放，所以大大提高了效率。
同时它不但可以提供各种编辑机所有的特技功能，还可以通过软件和硬件的扩展，提供编辑机无能为力的复杂特技效果。数字非线性编辑不仅综合了传统电影和电视编辑的优点，还对其进行了进一步发展，是影视剪辑技术的重大进步。
使设计艺术在电视广告，影视制作的领域能够实现自我虚拟的想法更大的扩展了设计的表现能力。
三、懂软件并不是会设计
然而电脑软件却只是一个工具，真正起着决定性作用的是设计师的思想，
设计工作是一个主观认定强的创意工作，大部分的平面设计师是透过不断的自我教育来做进修、提升设计能力。譬如，平时就要多注意各式各样的海报、文宣品、杂志、书籍等的设计手法并加以搜集，或是上网浏览其它设计师的作品，以激发自己的设计灵感。
计师要有敏锐的美感，但对文字也要有一定的素养。因此，乎时可以广泛的阅读，增加本身的知识领域及文字敏感度。此外，设计师多半也会利用网路上的设群来做意见交流。
做一个真正的设计师不是仅仅只学会几个软件就可以的了。创意来自灵感，而灵感来自于生活，需要对生活的体验，并能从中发现灵感，要学会去创造。
如平面设计。
做平面，首先你要知道什么是平面，比如三大构成，构成基础，这些都是最基础的东西。之外还有素描，色彩，摄影，等等~~许多与美术有关的或与设计有关的，都得去了解。其实做一个设计师需要学的许多许多，所谓活到老学到老，任何时候你都不能说自己已经对某个领域完完全全的掌握了，就像一幅油画你永远都不可能将之画完一样。
就像很多人都会 PHOTOSHOP作图，但不能成为专业设计师。同样的材料做同样菜，一个普通人跟一个特级厨师所做出来的口味是有着天壤之别的。
四、科技改变了世界，也改变了设计
科技在进步，人类在进步。从徒手用石头在墙上作画到，笔的发明，从甲骨文到竹简，从竹简到纸最后到虚拟的图像，无疑所表达的事物可以更加具象，更加贴切，更加完美。
随着科技的进步，人类的进步，诉求都在不断的发生着变化。科技不仅仅在物质上让人类走向一个新的领域，物质也不再成为人类唯一所追求的东西，因为科技的进步人们有足够的食物，能够正常的活下去，于是怎么让生命更加精彩成了所要考虑的问题。
智能三维虚拟试衣模特仿真系统设计* 摘要:针对服装物理仿真通常计算量庞大、在低端硬件平台或交互式环境进行高质量模拟的挑战,将人工生 命思想引入服装纹理生成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特仿真系统。通过在三维空 间中构建与真实人体类似的三维虚拟模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能,这样不但便 于根据着装场合自由切换服装纹理,而且可以让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装效果为了 使三维试衣系统更为智能化,还建立了服装搭配合适度智能评价系统。 关键词:虚拟试衣模特;人工生命;混合虚拟现实技术 引言 近几年,虚拟服装是虚拟现实和计算机图形学领域的研究 热点之一,国外的服装电子商务发展较早,不少服装网站已能 提供产品的三维视图、购买历史记录、虚拟试衣间及配套设施 等多种服务。例如著名的试衣网站MyVirtuaMl odel就提供了 进行人体测量的网上试衣服务[1];德国弗劳恩霍夫学会的科 学家与其他科研小组共同开发出一套试衣系统[2]。 相对于国外试衣系统,国内相关研究也取得了一定的进 展。近期代表性的研究包括:文献[3]介绍了虚拟服装的发展 历史和现状,并着重了介绍当前各个研究机构的研究工作;文 献[4]通过分析服装虚拟仿真的基本步骤,给出了改进的质 点—弹簧模型和服装真实感模拟方程,并对动态系统进行了求 解;文献[5]对虚拟人动画中的三维服装仿真技术进行了研 究,包括虚拟人体建模、角色动画、布料物理模拟以及可变形体 碰撞检测与响应,总体目标是构建一个完整的三维服装仿真环 境,并且围绕系统实时性能完成高效算法的开发。纵观虚拟服装的研究现状,主要集中在四个方面: a)参数 化人体形态建模问题; b)三维服装动态展示提供角色动画持问题; c)布料物理建模的计算效率和真实感问题; d)实时交 互性问题。服装物理仿真通常计算量庞大,如何在低端硬件平 台或交互式环境(如普通PC或视频游戏)进行高质量模拟是 一个新的挑战[6]。本文将人工生命思想引入进服装纹理生 成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特 仿真系统,通过在三维空间中构建与真实人体类似的三维虚拟 模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能, 可让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装 效果。 1 系统总体设计 1·1 系统框架结构 网络虚拟服装协同设计系统的总体框架结构如图1所示。 整个系统包括模型生成、场景设置、人工纹理、3D渲染四个部 分。其中,模型生成包括三维建模、模型参数选择、导入模型三 个部分;场景设置包括场景导入和光照选择两个部分。系统首 先进行三维人体的建模,并根据模型特征的不同保存多个副 本;然后根据用户的参数选择从中选择合适的模型导入系统 中;之后系统根据用户的选择设置好场景;最后, 3D渲染将人 体模型和试衣场景显示在屏幕上。 1.2 系统流程 根据系统框架,程序被分成三个模块来实现。模型导入模 块首先接收用户输入控制模块传来的选择参数,然后根据选择 参数分析并导入Maya生成相应的模型文件(. x文件),在系统 中创建相应的模型对象。场景生成模块首先接收用户输入控 制模块传来的参数,之后生成特定的场景图片。最后,系统将 模型导入模块生成的模型对象和场景生成模块生成的场景对 象一起显示出来。系统设计流程如图2所示。
