虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,是一门崭新的综合性信息技术,下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文1400字,希望能够对您有所帮助。
虚拟现实技术初探
【摘要】 本文通过定义、系统构成、特征、应用及发展前景等几个方面对虚拟现实技术做了一个的简要介绍。
【关键词】 虚拟现实 3I 应用
虚拟现实即Virtual Reality ,简称VR,这个名词始创于上个世纪八十年代,由美国发明家Jaron Lanier提出,是一门崭新的综合性信息技术,而且已经成为当今计算机科学界最振奋人心的研究课题之一。
一、什么是虚拟现实
VR是指利用多媒体计算机技术生成一个具有逼真的视觉、听觉、触觉及嗅觉等的模拟现实环境,利用人的自然技能对这一虚拟出来的现实环境进行交互体验,体验的结果(即该虚拟的现实反应)与在相应的真实现实中的体验结果相似或完全相同。
二、虚拟现实技术的系统构成
如图所示,VR的系统由以下模块构成:
1.检测模块:检测用户的操作指令,并通过传感器模块作用于虚拟环境。
2. 反馈模块:接受来自传感器模块的信息,为用户提供动感、触觉、力觉等多方面感受的实时反馈。
3. 传感器模块:一方面接受来自用户的操作指令,并将其作用于虚拟环境;另一方面将操作后产生的结果以各种反馈的形式提供给用户。
4. 控制模块:对传感器进行控制,使其对用户、虚拟环境和现实世界产生作用。
5. 建模模块:运用知识库、模式识别、人工智能等技术,获取现实世界组成部分的三维表示,通过音响制作实现对现实世界的声音模拟,并由此构成对应的虚拟环境。
6. 三维模块:通过三维技术实现对虚拟环境的视觉模拟。
此外,在开放式的虚拟现实系统中,还可以通过传感装置与现实世界构成反馈闭环,在用户控制下,利用虚拟环境对现实世界进行直接操作或遥控操作。
三、虚拟现实技术的特征
虚拟现实技术具有如下四个特征,即:多感知性、沉浸感、交互性、想象性。
1. 多感知性(Multi-Sensory)――所谓多感知性,是指通过多种媒体,产生视觉、听觉、触觉、力觉、和运动等的感知。理想的虚拟现实技术应该实现人所具有的一切感知功能。由于科技发展的局限性和不成熟,目前的虚拟现实技术所开发的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。
2. 沉浸感(Immersion)――又称临场感,指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。理想的虚拟环境应该达到使用户难以分辨真假的程度。当用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中时,眼睛看到的、耳朵听到的、鼻子闻到的、嘴巴尝到的、还有身体触摸到的等等,都跟在现实世界里体会到的感觉是一样的。
3. 交互性(Interactivity)――指用户对虚拟环境内的物体进行操作时,对象将给用户以感觉上的反馈。例如,在虚拟环境中参加足球比赛,当用户用脚去踢虚拟环境中的足球时,会产生触觉和力的反馈。
4. 构想性(Imagination)――强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
一般来说,“身临其境”般的沉浸感,友好亲切的人机交互性,和发人深思的构想性是虚拟现实的三大主要特征,亦即我们常说的“3I”特性。
四、虚拟现实技术的应用
虚拟现实技术创建伊始,就承载着巨大的应用价值,它涉及科研、军事、航天、医学、教育、工程技术、影视娱乐等众多领域。典型的应用领域有:
1. 医学方面
虚拟现实技术在医学上的应用大致分为两类,一类是虚拟人体,也就是数字化人体,可用于构造人体模型,便于医生对人体构造和功能的辨识;另一类是虚拟手术系统,可用于指导高难度手术的进行。
2. 教育方面
在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。基于虚拟现实技术带来的崭新的教育模式,使我们的教育理念和教育方法也在随之变革,授课内容以大量详实、生动、直观的虚拟情节出现,寓教于乐。
3. 娱乐方面
娱乐领域是虚拟现实技术的一个重要应用领域。它能够提供更为逼真的虚拟环境,借助于头盔显示器、数据服、立体声耳机、数据手套等传感装置,使人们能够享受到强烈的感官刺激,带来更好的娱乐感觉。
4.军事科研领域方面
军事和科研都是需要巨额资金投入的领域,而且难度大、危险系数高,在某种情况下,利用虚拟现实技术进行虚拟实验,既可以节省人力物力资源,打破时间和空间的限制,又可以缩短开发周期、提高生产效率、削减项目经费。
五、虚拟现实技术的发展前景
虚拟现实技术是许多相关学科领域集成、交叉的产物,它融合了人工智能、电子学、数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术、心理学等多个技术分支,大大推进了计算机科学软硬件技术的全面发展。虚拟现实技术的发展,从根本上改变了人们的工作方式和生活方式,将劳逸真正结合了起来,而且虚拟现实技术与美术、音乐等文化艺术的结合,将诞生出人类的第九大艺术,前景一片光明。而且虚拟现实技术继理论分析、科学实验之后,成为人类探索客观世界规律的又一手段和方式。
虽然虚拟现实领域的技术潜力是巨大的,应用前景也是很广阔的,但仍存在着许多尚未解决的理论问题和尚未克服的技术障碍。客观而论,目前虚拟现实技术所取得的成就,绝大部分来说,还只是扩展了计算机的接口能力,刚刚开始涉及到人的感知系统、肌肉系统与计算机的集合作用问题。只有当真正开始涉及并找到针对这些问题的技术实现途径时,人和信息处理系统间的隔阂才有可能被彻底地克服。
六、小结
综上所述,无论是现在还是将来,虚拟现实技术在各行各业都将得到不同程度的发展,并且越来越显示出广阔的应用前景。虚拟城市、虚拟战场、虚拟校园、甚至“数字地球”都会不断涌现,带给我们一种全新的视觉、身心体验。虚拟现实技术将使众多传统行业和产业发生颠覆性的变革,给我们的生产和生活带来巨大的经济效益。
参考文献
[1] 刘锦德,敬万钧. 关于虚拟现实 ― 核心概念与工作定义. 计 算机应用,
[2] 刘惠芬. 什么是虚拟现实. 父母必读
[3] 周炎勋. 虚拟现实技术综述. 计算机仿真,
[4] 曾建超,俞志和. 虚拟现实的技术及其应用. 清华大学出版 社,1996
[5] 周红军,王选科. 虚拟现实系统概述. 航空计算技术,2005(1)
[6] 谢晶妮,张茂军. 虚拟现实发展趋势展望. 计算机工程,2002 (7)
点击下页还有更多>>>关于虚拟现实的科技论文1400字
环艺设计毕业论文参考文献
紧张而又充实的大学生活即将结束,毕业前都要通过最后的毕业论文,毕业论文是一种有计划的、比较正规的检验学生学习成果的形式,那么应当如何写毕业论文呢?下面是我为大家收集的环艺设计毕业论文参考文献,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
[1]于金阳.艺术玻璃在环艺设计中的工艺制备[J].国际公关,2020(05):164-165.
[2]李一鸣,李岩斌.环艺设计“空间”的感知与界定[J].戏剧之家,2020(03):212.
[3]陈祉音.浅析环境艺术设计的发展研究[J].福建茶叶,2020,42(01):71-72.
[4]肖昶.高校环艺设计专业的人才培养模式对比分析[J].福建茶叶,2020,42(01):87.
[5]肖昶.建筑设计中的环艺设计理念的开发创新[J].居舍,2020(03):111+123.
[6]张海兰.论数字绘画艺术对环艺手绘效果图教学的影响[J].建材与装饰,2020(01):202-203.
[7]周帆扬.三维虚拟VR技术在环艺设计中应用探析[J].南昌师范学院学报,2019,40(06):52-54.
[8]张悦.经济转型视角下环境艺术设计的新思路[J].现代营销(信息版),2019(12):97.
[9]李爽.环艺设计中实用与审美的结合研究[J].居舍,2019(32):110.
[10]毛悦.探讨室内设计的文化环艺理念[J].居舍,2019(31):107.
[11]王生权.传统色彩元素在现代环艺设计中的应用研究[J].普洱学院学报,2019,35(05):85-86.
[12]韩晓明.“工匠精神”融入高职环艺专业毕业设计教学的研究[J].美术教育研究,2019(19):138-139.
[13]王菲,王桂锋.基于环艺专业不同方向的工程图学与AutoCAD教学融合设计探究[J].科技视界,2019(27):188-190.
[14]唐丹.设计学 环艺效果图《k歌沐足豪华包间》[J].中国民族博览,2019(07):13.
[15]崔晨馨.《老街区改造设计》环艺[J].大众文艺,2019(13):267.
[16]刘颖.建筑空间思维在环境艺术设计中的'应用[J].居舍,2019(20):96.
[17]李爽.虚拟现实技术在环艺设计教育中的创新应用[J].地产,2019(13):62.
[18]王生权.室内环艺设计中的人文意趣探究[J].普洱学院学报,2019,35(03):76-77.
[19]刘佳男.环艺室内设计中的材料美探究[J].建材与装饰,2019(17):81-82.
[20].我校艺术学院学生优秀作品选登[J].柳州职业技术学院学报,2019,19(03):2.
[21].武汉科技大学城市学院艺术学部[J].装饰,2019(06):146.
[22]周帆扬.非线性设计在环艺中的应用创造[J].艺术科技,2019,32(06):234+253.
[23]李茂泉.浅析生肖图案在现代设计中的应用[J].艺术科技,2019,32(06):41-42.
[24]彭云群.《工业风餐厅设计效果图》环艺[J].大众文艺,2019(10):7.
[25]孙欣怡.钢笔速写在环境艺术设计手绘中的重要性分析[J].美术教育研究,2019(09):84-85.
[26]黄友慧,陈雪.四川省高职院校环艺专业教育现状与发展研究[J].文化创新比较研究,2019,3(12):171-172.
[27]王瑾文.试论当代美学在室内环艺设计中的应用[J].河南建材,2019(02):262+265.
[28]王默.简析环艺设计中古典美与功能的适合[J].艺术科技,2019,32(03):211.
[29]范丽慧.环艺专业人才培养存在的问题与对策思考[J].国际公关,2019(03):138.
[30]黄鹏.基于虚拟现实的环艺建模设计研究[J].电子设计工程,2019,27(05):44-47.
[31]程龙.环艺室内设计的现代化发展要求[J].建材与装饰,2019(07):107-108.
[32]高俊晓.景观造型元素在环艺设计中的应用[J].居舍,2019(02):85+189.
[33]朱雯慧.环艺设计中传统元素的作用及适合性探讨[J].艺术科技,2019,32(01):222.
[34]金林彩,张志辉.区域文化基础上的高校环艺课程体系研究[J].农家参谋,2019(02):161.
[35]周丽霞.手工印染饰品在现代环艺设计中的应用[J].染整技术,2018,40(12):72-73.
[36]刘闰双.从《红楼梦》看家庭环艺设计对学生诗情的涵养功能[J].中国校外教育,2018(33):22-23.
[37]梅文兵.“互联网+”背景下高职环艺设计专业创新创业教育模式的研究[J].美术教育研究,2018(19):138-139+142.
[38]王怀忠,唐姣.环境艺术设计专业实践平台搭建探究[J].经贸实践,2018(19):269.
[39]韩明玥.浅谈高职环艺专业实训项目的应用与实施[J].课程教育研究,2014(10):213.
[40]陈虹宇,凌宝玉.文化的逻辑:不止于设计——以环艺专业博物馆展陈设计为例[J].建筑与文化,2018(09):119-120.
[41]段晶晶.数字技术影响下的环境艺术设计方法研究[J].现代交际,2018(16):86-87.
[42]陈晔.现代环境艺术设计与生态文明观[J].艺海,2018(08):94-96.
[43]徐欣怡.浅析我国高校环艺设计教学中存在的问题及策略分析[J].美术教育研究,2018(15):135.
[44]郑毅.设计成本自动跟踪分析系统在环境艺术中的应用[J].湖北第二师范学院学报,2018,35(08):62-65.
[45]权凤.浅析非茶场所环艺设计中茶文化装饰的融入策略[J].福建茶叶,2018,40(09):116.
[46]翟宇.基于环艺设计教育中的创新性研究[J].美术教育研究,2018(14):155.
[47]李继侠.传统茶文化美术元素在现代环境艺术设计中的运用[J].福建茶叶,2018,40(08):106.
[48]孙薇.环境艺术设计融入茶元素的造型结合[J].福建茶叶,2018,40(08):111.
[49]张悦.浅谈废渣陶艺在环境艺术设计中应用问题[J].农家参谋,2018(13):262.
[50]祁铁英.论古典元素在现代环艺设计中的应用[J].中国住宅设施,2018(06):24-25+21.
[51]刘洋.中国传统色彩元素在现代环艺设计中的应用[J].辽宁科技学院学报,2018,20(03):68-69+79.
[52]张枞.我国茶文化在环艺软装中的运用[J].福建茶叶,2018,40(07):351.
[53]张怀强.基于茶文化的现代建筑环境艺术设计思路分析[J].福建茶叶,2018,40(07):109.
[54]杨旭东.室内环艺设计中的人文意趣分析[J].当代教育实践与教学研究,2018(05):240-241.
[55]彭金奇.论环境艺术对现代茶馆设计的重要性[J].福建茶叶,2018,40(06):488.
[56]申泽,杨瑛.论优秀的现代环艺设计师素质的几点思考[J].西部皮革,2018,40(08):134.
[57]高峰.环艺专业家具设计课程实践教学模式探索[J].美术教育研究,2018(07):133.
[58]苏莉.现代环境艺术设计中的传统文化研究[J].建材与装饰,2018(13):118.
[59]刘义付.生态理念视野下环境艺术设计研究[J].黑河学院学报,2018,9(03):167-168.
[60]雷祯祥.环艺设计中数字技术的应用[J].美术教育研究,2018(05):75.
[61]谭茗洋,朱晓青.论古典元素在现代环艺设计中的应用[J].现代交际,2018(04):123-124.
[62]冉临春.探讨古典艺术在当代环艺设计中的应用[J].山东工业技术,2018(04):245.
[63]解丽洁.关于环艺设计与空间的研究[J].戏剧之家,2018(05):139.
[64]刘旭.BIM技术在高校环艺设计专业教学中的应用研究[J].艺术科技,2018,31(02):158.
[65]杨帅.北欧高校图书馆环艺设计理念分析研究[J].价值工程,2018,37(06):214-215.
[66]周耀,关圣锡.艺术玻璃在环艺设计中的工艺制备[J].设计,2018(01):142-143.
[67]施锋.关于环艺设计与空间的研究[J].湖北函授大学学报,2017,30(24):110-112.
[68]张岩.环艺设计中传统元素的作用及适合性[J].建材与装饰,2017(50):121.
[69]王楠.地域文化在环艺设计中的应用与价值[J].艺术科技,2017,30(12):349.
[70]周耀,关圣锡.分析环艺设计中艺术玻璃的应用形式[J].设计,2017(23):68-69.
[71]杨军.试论环艺设计的安全环保意识[J].美与时代(城市版),2017(11):59-60.
[72]邓后平.景观造型元素在环艺设计中的应用[J].智库时代,2017(15):48+50.
[73]宋妮.茶元素与环艺景观设计的结合点分析[J].福建茶叶,2017,39(11):280-281.
[74]陈虹宇,黄韵,周健.“设计的表现”与“表现的设计”——环艺专业设计表现课程研究与创新[J].建筑与文化,2017(11):185-186.
[75]周耀,关圣锡.艺术玻璃在环艺设计中的表现形式分析[J].设计,2017(21):150-151.
[76]董玥,孟梅林.对生态性环艺设计的分析和思考[J].普洱学院学报,2017,33(05):68-69.
[77]康凯.手绘效果图在环艺设计中的重要性初探[J].艺术科技,2017,30(06):297.
[78]王庆伟.环艺设计对改善雾霾污染的手段与效果论证[J].戏剧之家,2017(20):139+141.
[79]黄红春.基于地域文化传承的环境设计教育研究[J].大众文艺,2017(16):266.
[80]董雨.古典艺术在当代环艺设计中的应用分析[J].大众文艺,2017(15):142.
[81]康凯.探究环艺设计中的古典美与功能的适合性[J].大众文艺,2017(14):64.
[82]杨桦.试论茶树在城市景观园林环艺设计中的应用[J].福建茶叶,2017,39(07):104-105.
[83]徐启春.传统建筑装饰在现代环艺设计中的传承与应用[J].大众文艺,2017(13):56-57.
[84]任鹏程,张小茜.传统建筑装饰在现代环艺设计中的运用探讨[J].艺术科技,2017,30(03):314.
[85]唐力.浅议室内环艺设计中的人文元素设计[J].大众文艺,2017(12):77.
[86]张媛.废品陶瓷的美学意义及其在环艺设计中的运用[J].美术教育研究,2017(10):59.
[87]冉临春.分析环艺设计素描教学中存在的问题及解决措施[J].才智,2017(14):37.
[88]蔡清.陶瓷环艺设计中的生活元素浅析[J].陶瓷学报,2017,38(02):281-283.
[89]程辉.有教无类 师生情缘——怀念我的导师杨文会先生[J].雕塑,2017(02):71.
[90]徐晓宇.回族传统图饰纹样在环艺设计中的应用[J].山东工业技术,2017(07):202.
[91]万若妍.简析环艺设计中的古典美与功能的适合性[J].山东工业技术,2017(07):215.
[92]尤毛毛.谈家居配饰在环艺设计中的运用[J].山东工业技术,2017(07):221.
[93]赵晓路.关于环艺专业家具设计课必要性及发展的探索[J].美术教育研究,2017(05):132-133.
[94]刘续威.浅谈室内设计中家具的分隔作用[J].课程教育研究,2017(10):239.
[95]王刚.浅析高校环艺课程中传统元素的应用[J].课程教育研究,2017(07):24.
[96]陈庆福.浅谈环艺设计的创作方法[J].大众文艺,2017(03):74.
[97]何方园.VR技术对现代环境艺术设计的影响[J].美与时代(城市版),2017(01):69-70.
[98]熊清华.人类学视域中的环境艺术设计[J].武汉理工大学学报(社会科学版),2017,30(01):33-37.
[99]栾宇,郭佳.环艺展示空间中灯光的运用探究[J].美与时代(城市版),2016(12):95-96.
[100]刘婷婷,李江.立足日常生活 扎根地缘文化──沈康的建筑环艺设计教学与实践[J].装饰,2016(11):64-69.
[101]王金瑞,郭涌.仿真技术与环境艺术设计教学之我见[J].中国信息技术教育,2014(24):42+56.
虚拟现实(VR)是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文2500字,希望能够对您有所帮助。
直觉交互界面与虚拟现实
摘要:为了研发更高水准的直觉交互界面,有必要引入虚拟现实技术,借助具备沉浸性、交互性和想象性的人机交互环境来获得真正意义上的直觉体验。通过特定的物理器件装置,以及先进的手势识别技术,使用者不必学习专门的操作命令,就可以与计算机进行交流并获得实时的反馈,而独特的沉浸式环境更能创造出人机一体的融合感。结果表明,虚拟现实技术有效地提升了用户的体验度,大大简化了操作的复杂性,而且可以应用于从娱乐到专业制造等各种场合,是直觉交互界面的有力驱动平台。
关键词:直觉交互;人机交互;虚拟现实
中图分类号:J0-05 文献标识码:A
本文是在“人―计算机” 交互(Human-Computer Interaction)的意义上来谈论“交互”。随着计算机技术几十年来突飞猛进的发展,计算机已经完全进入了日常生活的方方面面,其影响无处不在,人机之间的互动操作问题也越发显得重要。由于计算机尚未能摆脱冯・诺依曼体系的根本制约,与人类思维模式之间的鸿沟依然如同天堑,人机交互问题的一个重要着眼点就在于如何尽量地缩小人类使用者的操作模式与计算机的操作模式之间的差别。这意味着我们仍在不断地摸索和探讨,去提供更优秀的交互界面,使人可以顺畅地、高效率地与计算机进行对话。
一直以来,交互设计思维首要强调的就是以人为本,换而言之就是让设计物适应人,而非人适应设计物。这种观点在计算机还是国防机密的年代中显得有些奢侈,人们只能痛苦地训练自己去迎合机器(例如,使用完全机器式的编程语言与计算机交谈)。在当下,相对廉价的个人计算机都可以提供可观的计算能力,因此交互界面的设计原则也就顺应了这样的思路,去尽可能地将界面做得人性化,让人用得舒服,而繁重的计算则交给计算机在幕后默默地处理。
正是在这样的大背景下,“直觉”一词吸引了大家的目光。毕竟相对于日常物件,计算机的交互界面还是太不人性了,依旧保持着冰冷的面孔。如果能将我们习以为常的动作引入与计算机的交互之中,在不知不觉中将完成与计算机的沟通,那么这样的人机界面才能称得上是以人为本。而在呈现直觉界面方面,新兴的虚拟现实技术则提供了最有价值的工具。
本文正是拟探讨直觉交互界面及其与虚拟现实技术间的关系,为了完成这样的任务,首先我们要对人机交互意义上的直觉作出一个明确的定义,它实际上与大众文化中的“直觉”概念有着相当的差别。之后我们将谈论如何将上述意义上的直觉与虚拟现实结合起来,并提供具体的案例分析来支撑我们的探讨。
一、直觉交互界面
直觉(Intuition)这个概念属于大众词汇,但实际上不同的学科对直觉都有着不同的定义。本文研究的对象是人机交互,因此将在“凭着直觉去与计算机进行交互” (interaction with computer by intuition)这个上下文中去探讨它。首先要注意到,交互是双方面的,也即人与计算机在进行着双向的互动,但直觉却是人才能拥有的,也是仅仅用来修饰人的判断与感觉的,因此直觉人机交互关心的是以人为中心的交互场景中各参与元素对人是否直觉。从人的角度考虑交互界面,这实际也就奠定了“以人为本”在理论上的基础性质。
一般而言,人们对直觉的交互有着如下诉求:它不需要经过有意识的思考便能做出。例如在翻动一页书的时候,人不需要去有意识地考虑该用多大的力气,手指该走怎样的空间路线,或有意识地等待书页翻动之后出现的非常规情况并作出反应,等等。在这个意义上,一本实体书的交互界面是直觉的。依据以上诉求,Blackler等人的研究指出,直觉是“基于已往经验的无意识的反应”[1]。这个定义强调了两个要点:基于以往经验和无意识。关于直觉往往是无意识的(下意识的)举动,这一点几乎已成共识,这里就不再展开论述。需要厘清的是“基于已往经验”这一点。
在日常生活中,人们或许并不认为直觉与已往经验之间会有什么关联。相反,许多人会认为,如果不需要经验就能进行某种操作,那么这种操作显然更符合直觉。特别地,中国传统文化中的“直觉”概念充满了反智主义的特征,直接将“直觉”与“本能”联系起来,往往意味着“不需要通过知识或经验便可以下意识地完成”。但这实际上是一种错误的观点,它不但误解了人的本能,而且未能认识到已往经验的真实存在及其影响。事实上,现代理论表明,人类绝大多数行动――简单的或复杂的――都是后天习得的,并非先天刻印于脑中。如果仅凭本能,人几乎无法完成什么人机交互操作:拿按钮这种最简单的人机界面元素来说,如果没有事先通过各种例子认识到存在按钮这种东西并且按下它之后会启动某些关联反应,使用者甚至都无法做出按下按钮的行为。或者用[2]的话来说,所有行动都承载着理论――后天习得的理论。
将直觉与已往经验联系起来,这不仅揭示了直觉在人机交互中的真正面貌,而且指出了设计人机交互界面时的一条基础准则:由于不同的人有着不同的生活经验与知识水平,那么他们的已有经验也是不同的,这也就意味着每种类型的人都有着他们对“直觉交互界面”的不同衡量标准。有一个简单的例子可以说明这一点。
考虑一款在电脑上运行的收音机软件,它的作用是播放网络上的各类实时音频流(包括传统电台的在线音频流)。图 1模拟半导体收音机的调频指针窗口,从传统眼光而论这样的界面便是直觉的。然而,对于没有用过半导体收音机的新一代年轻人而言,他们由于频繁地接触电脑,反而会觉得图2的界面是直觉的,因为这样的界面使用的是为电脑用户所熟知的UI(User Interface,用户界面)元素,包括菜单、按钮、列表框和滚动条等等。
习惯半导体收音机操作的用户多半用不惯新式界面,而习惯新式界面、没使用过半导体收音机的用户却很可能对传统界面不知所以。这个例子充分说明了,在考虑直觉交互界面的时候,必须考虑用户群体的已往经验,依据不同的已往经验去断定直觉因素。并不存在唯一的、普适的、通用的直觉界面,这给了设计师以极大的挑战,但同时也是极大的创新动力。 此外,虽然直觉的定义没有直接体现对审美的考虑,但审美和直觉显然是互有关联的[3]。由于直觉使用与交互过程中唤起的先前知识有关,那么审美判断作为人类感知过程的起点之一,恰是诱发直觉的重要因素。一个富于美感的界面,可以抵消用户使用过程中的不安感和隔膜感,并在潜意识上促使和鼓励用户做出交互行为并保证交互行为的持续性和统一性。上面的例子也表明,对于传统用户,设计精美、极富质感的模拟界面有效地抵消了传统用户对电脑软件的不适感,方便他们使用,并且大大降低了潜在的学习成本。而对于年轻用户,他们也可以在自己熟悉的控件界面中运作自如,拉近了老技术(传统流媒体)与新技术间的距离。简而言之,具备良好审美特性的直觉界面具有重要的价值与意义,体现了人机交互界面的发展趋势。
二、直觉界面与虚拟现实
自上世纪70年代起,虚拟现实(Virtual Reality)技术的发展异常迅猛,从专业研究到商业应用乃至家用娱乐都可见其身影。从根本上而言,虚拟现实恰是交互界面直觉化的总趋势的一个反映,因为人机交互演进的内在逻辑在于,呈现和交互手段总在致力于让用户以更直观、更自然、更简便的操控方式去获得更丰富、更多态、更实时的数据资源。
简而言之,虚拟现实提供了一个具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)的虚拟数字富媒体环境;用户不仅可以如同设身处地一般沉浸在它所提供的丰富多彩的虚拟环境中,更可以通过各种创新的途径来与环境中的元素进行互动。沉浸性、交互性和想象性,正是虚拟现实的三个基本特征[4]:一是沉浸性,通过各种技术手段让用户产生“身临其境”的感觉,包括视觉(利用人的立体视觉原理产生虚拟的三维纵深感)、听觉(利用立体声产生虚拟物体的方位感)、触觉(通过力觉设备使用户以为在与真实的物理实体打交道)等等;二是交互性,用户可以实时地与虚拟现实系统中的各种物体进行互动操作,用户的操作不再局限于传统的键盘、鼠标或游戏杆,还包括先进的数据手套、穿着式回馈服等等;三是想象性,给用户呈现的虚拟现实场景具有超越现实场景的特殊魅力,真正做到某种意义上的“心想事成”。
从虚拟现实的上述特征可以看出,它的基本出发点就是要超越传统人机交互界面的非人性化的一面,不仅要让用户尽量溶入整个交互场景中(沉浸性),而且要让用户以更直觉的方式去操作计算机(交互性):首先,虚拟现实技术能够有效地将计算机交互界面直觉化,提供与日常场景尽量类似的界面,完全基于人类日常的视觉直觉。其次,虚拟现实技术能够有效地消除人机交互之间的阻隔,让用户能够通过日常的动作和行为与计算机交互。
从上文的概念分析可知,判定直觉程度要看与使用者本身的已知经验,而且使用情境和审美等其他因素也要考虑在内。虚拟现实技术本身提供了多种多样的方法,但具体的构建和应用也要遵循这样的准则。下一节将提供几个应用案例来说明这些,并综合讨论如何真正地利用虚拟现实技术去设计直觉交互界面。
三、应用案例及讨论
以虚拟现实技术为基础的直觉交互界面被广泛应用于各种层次、各种领域的实践应用之中,其目标用户群体不仅包括非专业人士(普通民众),也包括熟悉计算机但希望寻求更直观的交互操作方式的专业人士。对于前者,他们需要能够尽量降低学习和记忆成本、兼或附带娱乐趣味性的人机界面。而对于后者,操控感良好的直觉界面可以大大提升生产率和成品率,并推动整个生产流程的优化。
日本大阪大学人机工程实验室的伊藤雄一等人研发了ActiveCube(动态积木)[5],这个作品将直觉界面引入儿童和青少年认知学习及娱乐之中,并辅以虚拟现实或增强现实设备以提升其应用价值。每个积木都是一个边长五厘米的塑料立方体;积木里面有一块可编程集成电路,控制着一系列可选的感应器或小型设备,包括超声感应器(感知外界物体的接近)、坐标感应器(三维坐标的相对角度)、触觉感应器(最多可装两个,每个可以感应八个方向的触觉)、红外感应器、灯和电动机等。因此,每个积木实际上已经是一个独立的玩具,可以感知环境并产生相应的动态行为。更绝妙的是,这些积木还能彼此连接,连接起来的各个部分之间也可以互相通信,构成整体行为。儿童使用者不需要额外教学就可以通过直觉使用它们。这样的直觉操作界面,很好地避免了其内部的复杂结构对使用者的影响,小学低年级学生就可以独立操作。
ActiveCube的一大特色在于可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中,红外感应器捕捉搭建好的积木形态,并将符合此形态的虚拟物品显示出来。应用了虚拟现实技术之后,规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等,不仅视觉效果有可观的提升,还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。
ActiveCube还可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中,红外感应器捕捉搭建好的积木形态,并将符合此形态的虚拟物品显示出来。由于ActiveCube本身只是一个简单的立方体,其六面自由连接功能限制了表面的装饰性,最后的拼装效果不一定能吸引儿童用户的兴趣。而应用了虚拟现实技术之后,古板规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等,不仅视觉效果有可观的提升,还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。在上面的例子中,外表相对简陋的十字架形积木摇身一变,可成为精美的飞机,并随着积木在实际环境中的位移而在现实设备上呈现相应的飞行轨迹。
另一个实例来自于工业设计领域。当下的设计师一般都有较高的学历和较专业的计算机技能,但进行三维产品建模的时候,复杂的软件界面依然是最重要的阻碍因素,更遑论键盘加鼠标的操控方式根本就与人手的自然行为大相径庭,严重干扰了设计师的思维和创作习惯。荷兰Delft大学工业设计工程团队在这方面进行了大量研究,提出了新的解决方案,其关键就在于引入直观的手势来与计算机交互,于虚拟现实环境中完成建模工作[6-7]。
一般而言,手势比面部表情和眼动更易于捕捉和识别,又比全身姿势更易于实施(特别是在狭小空间中),因此比较受直觉界面研究者的青睐[8]409-420。但手势也分为几个细类,不一定都适合用于人机交互。Hummels指出了三类手势,第一类是从计算机角度去定义的手势,因而非常便于计算机识别,但需要使用者去刻意学习和掌握,称不上直觉。第二类与之相反,指的是人类日常生活中的手势,优点是非常直观,但计算机程序需要特别的设计才能对其进行识别。综合了以上两种类别之优点而又尽量规避其不足的第三类手势称为描述性手势,原本自身也有着应用范围过窄的缺憾,但辅以虚拟现实技术,便可以成为有效的途径以联通设计师和计算机。 为了提高描述性手势的效果,研究人员特地设计了一个虚拟现实实验环境,见图3。在此环境中,普通设计师作为被试,不受拘束地使用他们惯常的手势进行设计创作,而这些以直觉为基础挥舞出来的手势被动作感应器记录下来,最后进行统计分析。通过这样的过程,研究人员能够采集到和分析出最适合虚拟现实环境的直觉手势。最后,对设计师而言非常直觉、对计算机而言又是相当便于识别的手势方案即可得到确定。设计师在此系统中,可以像往常操作日常物体(胶泥或板材等)一样与计算机辅助设计软件进行人机对话,不仅直觉高效,而且得益于虚拟现实环境,整个设计流程形同真实体验,大大提高了设计效率。
四、结论与展望
一直以来,“以人为本”都是人机交互设计领域的核心口号之一。但本文的分析指出,这绝不能是一句抽象的口号,而必须落实到具体的应用情境之中。另一方面,近年来关于“用户体验”的声音不绝于耳[9],它本质上也是“以人为本”的精神的一种体现,但这个提法也存在着过于含糊的缺点,导致了许多不同的理论都以它为逻辑基础。实际上,只要明确了“人”(也即“用户”)的特定性,问题也就解决了。既然不同的人和不同的用户其自身情况多有差异,同样着眼于“以人为本”或“增进用户体验”的产品,也就必须随着人/用户的不同而给出不同的解决方案,提供不同的交互界面,才能在交互过程中让使用者满意。
直觉概念得到了厘清,但这显然并不意味着直觉交互设计的种种问题也就有了答案。如何让某种交互界面更少地占用使用者的逻辑意识(也即做到“无意识地或下意识地被使用”),以及如何明确地定性定量分析特定用户的已往经验,并以之支持交互界面的设计,这依然是非常复杂的问题。幸而在各领域学者的努力下,此领域已有许多成功的理论或实践得以依循。在这方面最重要的一项就是关于直觉交互中的手势问题,它旨在解决人机交互场景中用什么有效的手势去操作计算机。由于手势不受传统输入设备的限制,它天然地与虚拟现实技术结合在一起[8]409-420。此外,针对现在方兴未艾的商业以及家用娱乐虚拟现实应用,直觉交互界面也是其中的研发热点。限于研究的深度及文章篇幅,本文遗憾地未能在这些方面展开论述,希望能在后继研究中逐步展开。
最后要强调的是,随着普适计算(ubiquitous computing)这个概念在强大的计算机硬件的支持下渐渐变为现实,设计和实现各种直觉交互界面已成为人机交互的核心任务。普适计算要求计算机设备可以感知周围环境的变化并执行相应的任务,在这一过程中如果交互界面做不到直觉易用,那么其计算机人性化的核心价值也就无从体现了。由此,直觉交互界面的理论与实践必将日益凸显其无比的重要性和关键性。
[参考文献]
[1] Blackler A,Popovic V,Mahar users' intuitive interaction with complex artefacts[J].Applied Ergonomics,2010,41(1):72-92.
[2] 波普尔.猜想与反驳:科学知识的增长[M].傅季重,纪树立,周昌忠,等,译.杭州:中国美术学院出版社,2003.
[3] Naumann A,Hurtienne J,Israel J H,et use of user interfaces: defining a vague concept[M]∥HARRIS Psychology and Cognitive :Springer-Verlag,2007:128-136.
[4] Alonso M A G,Gutierrez M A,Vexo F,et Into Virtual Reality[M].New York: Springer-Verlag New York Inc,2008.
[5] Watanabe R,Itoh Y,Kawai M,et of ActiveCube as an intuitive 3D computer interface[M]∥Butz A,Olivier Graphics. Berlin: Springer,2004:43-53.
[6] Hummels C,Overbeeke C J. Kinaesthesia in synaesthesia:the expressive power of gestures in design[C]∥Design and semantics of form and :Eindhoven University of Technology,2006:34-41.
[7] Hummels C,Smets G,Overbeeke Intuitive T-wo-handed Gestural Interface for Computer Supported Product Design: International Gesture Workshop[C].Bielefeld:Springer Verlag,1998.
[8] Nielsen M,Strring M,Moeslund T B,et procedure for developing intuitive and ergonomic gesture interfaces for HCI[M]∥Gamurri A,Volpe Communication in Human-Computer :Springer,2004:409-420.
[9] Garrett J elements of user experience[M].Berkeley,CA:New Riders,2002.
点击下页还有更多>>>关于虚拟现实的科技论文2500字
关于虚拟现实的科技论文1500字篇二 医学虚拟现实技术研究 【摘要】医学虚拟现实技术(MedicalVirtual Reality Technology),作为一门新兴学科目前正在逐步形成之中,它是集医学,生物力学,机械学,材料学,计算机图形学,计算机视觉,数学分析,机械力学机器人等多学科为一体的新型交叉研究领域。而医学虚拟现实技术是一种悄然进入医疗教育领域的全新技术策略,它势将为未来医疗技术的发展提供了更为广泛的前景。 【关键词】数据过滤;数据转换;虚拟视觉环境显示;立体影像 Abstract:Medical Virtual Reality Technology(Medical Virtual RealityTechnology),as an emerging discipline is now being gradually isa new multi-disciplinary field of cross-over study with aspects in medicine,biomechanics,mechanics,materials science,computer graphics,computer vision,robotics,and mathematical medical virtual reality technology isprogressively becoming an essential part the medical is an importantfield that will lead to the discovery of new medical technology. Keywords:data filtering;data conversion;VIVED;stereo image 1.虚拟视觉环境显示(Virtual Visual Environment Display-VIVED) 由美国宇航局约翰逊宇航中心(JSC)等部门,使用虚拟现实技术为人们提供了一个别出心裁的医学教育策略。它集成了所有囊括人类颅骨和心脏的虚拟现实技术,为人们提供了与其他多媒体(音频、视频等)的交互能力[1]。 2.虚拟手术(Virtual Surgery) 作为医学虚拟现实技术领域正在发展起来的一个研究方向,其目的是利用各种医学影像数据,采用虚拟现实技术,在计算机中建立一个摸拟环境,医生借助虚拟环境中信息进行手术计划制定,手术演练,手术教学,手术技能训练,术中引导手术,术后康复等工作,虚拟手术充分体现虚拟现实作为计算机图形学在医学治疗过程的作用。 3.硬件 一台由Silicon Graphics公司生产的Reality Engine计算机,被用来打开计算轴向体层摄影术(CAT/CT)和磁共振成像切片,放入三维容积图像和可产生身体"飞行"观察效果的电影中。在具有16M内存的Macintosh IICX计算机上观看最终的3D图像。之所以先择Mac是因为它的性价比和音像都优于同类PC,另外它在北美各学校系统被广泛使用,可以说它是桌面多媒体的领跑者,并且有各种各样的软件和硬件支持它。而VR电影可以存储在硬盘上,或转移到CD上,并通过红蓝眼镜观看。它也可以使用虚拟现实头戴式显示器(HMD)或双目全方位显示器(臂架系统)查看。最终图像可以存储在CD-ROM或激光视盘上。 4.软件 文件转换和数据准备 加尔维斯顿提供的厚度为的人类头骨CAT/CT切片和心脏的MRI的切片被用于创建3D图像。在对头骨的CT扫描过程中要经过一个泡沫带,因此会有一些无用数据被生成。颅骨扫描的结果是生成一个数据集,其中有超过120片通过颅骨,60片通过下颌骨(下巴),而心脏的MRI扫描可导出200片的数据集。将医学分会创建的数据文件,送至IGOAL公司(集成显卡,操作和分析实验室)。在那里进行扫描和筛选,去除无关数据,且尽可能不丢失任何重要信息。IGOAL公司开发出一种名为“Ctimager”的工具,用于阈值计算,从而把切片中不需要的噪声和无关数据去掉。 数据过滤和体数据转换为多边形数据 使用被IGOAL称为“dispfly”的开发工具,在稍后可将转换大量的数据直接由计算机显示出来。此工具用于多个过滤算法准备CT和磁共振成像数据转换为多边形的窗体。解剖模型是基于移动的多维数据集算法生成的。滤波处理通常包括阈值化的数据,以消除大部分噪声的。一个低通滤波器被用于最小化,将产生一个不规则的表面凹凸不平,当输入到算法中的高频噪声。这个过程产生相对平滑的表面,其近似扫描样品,并减少产生的噪声的多边形数量。一个独特的过滤器对心脏数据仅平滑扫描之间的数据创建,是不需要其他的过滤[2]。由于心脏和颅骨有大量的数据集切片,几种模式被建立,其中每一个代表一个少量切片。一个网格算法,“meshit”,后来发展到提高显示性能。这种算法转换成高效条状的三角形的原始集合。平均超过100三角形组成每个三角形条带。。 产生立体图像 建成模型后,立体声序列被渲染。IGOAL公司开发了一种名为OOM(面向对象操纵器)工具,用来把经过渲染的每一帧存储到磁盘上,这些图像用红色和蓝色的色彩分离为代表的立体图像。一旦这些序列被记录到磁盘上,数据的格式就被转换成格式,全彩色图像序列的按非立体观看转移到Mac上。 立体影像及多媒体 对Mac图像进行编辑,以产生所希望的效果,如数字化的尸体覆盖或插入文本描述什么正在被观看。使用Apple的QuickTime扩展,图像被转换为QuickTime电影动画在Mac上。 5.结论 CT扫描头骨的医疗图像,由Macintosh计算机通过处理头盔显示器或臂式系统的信息,最终生成高质量VR图像。目前科学家正试图用磁共振的成像数据生成了一个心脏VR模型。 初步结果显示,可以使用这种类型的成像数据开发出高分辨率模型。而为了保持高质量VR成像目标,大量的数据是用帧序列来描述的,由此会产生一些问题。为了缓解这个问题,科学家们正在探讨替代的硬件和软件解决方案。 另一个问题是该技术针对HMD的显示系统。为保持一个高品质的虚拟现实体验,液晶显示器对分辨率没有要求。在CRT显示器在多种教育平台上都可以满足分辨率的要求,但是成本过高。外科手术模拟可能成为例程,尤其是在制定综复杂和罕见的手术方案时。 6.在VIVED的应用和研究现状 当前的研究,强调创建一个高分辨率的人体虚拟现实模拟器用于教育目的的重要性。而应用这项技术必须充分理解其复杂的三维关系,如在下面的领域:解剖学教育,各类机械设备,生化,病理学研究,外科医生,模拟整形外科和利用内窥镜培训外科医生等。 7.其他应用程序 随着医学虚拟现实技术的发展,新的教育解决方案和策略如雨后春笋般不断出台。如北卡罗莱纳大学教堂山分校利用超声波,MRI和X射线创建的动态影像放射治疗的“预测”模型。达特茅斯医学院创造出人脸和下肢的数学模型,用于研究外科手术的效果评估。绿叶医疗系统在帕洛阿尔托开发出“EVAL”和“手套健谈”系统,作为实现“评估和演示”系统。使用传感器做衬里的数据手套和数据西装获取更大的使用范围,对运动损伤和残疾病人进行行之有效的损伤程度度量。“手套健谈”是帮助病人康复的数据手套的手语装置,让人无需发声(中风或脑性麻痹患者),仅使用计算机能够理解的手势。而使用头盔显示器使得需要康复的病人可以重新学习,如开关门,行走,点或转身的行为[3]。 8.结语 将CT扫描的头骨医学图像在Macintosh电脑上使用一个头盔显示器或臂架系统便可生成高质量的VR图像。目前科学家们正在开发根据磁共振成像数据生成心脏的VR模型。初步的研究结果表明,高分辨率模型可以使用这种方法的成像数据技术来实现。要想维持高质量虚拟现实的目标成像,必须适当调整“飞穿”的帧序列的数据量。而其它文明拟定的硬件和软件解决方案也正是为了探索缓解这一问题。再有就是该技术是针对HMD的显示系统技术。因为在各种医学教育平台中,LCD显示屏不涉及维持高质量的虚拟现实问题,而要实现高分辨率CRT显示器的成本又太高。 参考文献 [1]"NASA TECHNOLOGY TRANSFER Commercial Applications of Aerospace Technology",National Aeronautics and Space Administration,Technology Applications. [2]Porter,Stephen,"Virtual Reality",Computer Graphics World,(March,1992),42-54. [3]Sprague,Laurie A.,Bell,Brad,Sullivan,Tim,and Voss,Mark,"Virtural Reality In Medical Education and Assessment",Technology 2003,December 1993. 通讯作者:娄岩。 看了“关于虚拟现实的科技论文1500字”的人还看: 1. 大学科技论文2000字 2. vr技术论文2000字 3. vr虚拟现实技术论文 4. 计算机仿真技术论文范文 5. 虚拟与现实作文800字
VR技术在游戏领域的应用 171520332 诸陈元 前言: 1. VR技术的发展现状和技术特点 VR是Virtual Reality的简称,首次提出VR这个概念是在上世纪60年代初期,中文解释是虚拟现实,它的实现方式是通过计算机系统和传感器技术结合而生成的一个三维环境,这项技术的优势是人机交互,VR可以调动用户的听觉、视觉、触觉等感官系统,让用户有种身临其境的虚拟体验。 论VR技术在游戏领域的应用 摘要:科技界技术发展和变革是飞速发展的,近年来VR这个词一夜之间占据了科技届的头条,国内外的VR科技成果接二连三的发布,各路科技巨头也纷纷宣布进军VR市场,什么是VR?本文就VR的发现现状和使用的领域进行了分析和研究。 关键词: VR技术;发展现状;游戏应用领域正方观点:这项技术在上世界80年代后逐步成型,最早是被应用到军事领域内,最近几年依托于云计算、大数据的融合、传感器制作水平的进步、移动通讯网技术4G和5G技术的成熟,VR已经在直播、航天、游戏多个领域快速发展。VR是-项通过计算机科学、人机交互、传感科技、人工智能多个学科共同实现的集成技术,首先是通过计算机的图像处理制成逼真的视觉、听觉、嗅觉效果,来模拟成-个逼真的虚拟空间,然后在让参与者借助于一定的科技装备,来实现虚拟和现实的交互式勇,当体验者使用设备进行移动的同时,与此同时电脑会通过回传的信号进行精密的计算,快速的将制作的3D画面与设备的移动进行匹配,保证用户的临场感,要进行一套完成的VR技术需要借助于以下的技术来进行实现,具体包含如下内容CG技术、电脑仿真技术、人工智能、传感水平、显示设备、网络连接等技术才可以实现。简要的表达就是通过计算机辅助来实现的高端虚拟成像技术,让使用者借助于计算机处理的复杂性课时数据进行交互操作的平台,这对于传统的人机视窗操作来时说科技界的重大创新。 理论支撑1: 1956 年,摄影师Morton Heilig发明了Sensorama,一款集成体感装置的3D互动终端,它集成3D显示器、立体声音箱、气味发生器以及振动座椅,用户坐在上面能够体验 到6部炫酷的短片,体验非常新潮。当然,它看上去硕大无比,像是一台医疗设备,无法成为主流的娱乐设施。 理论支撑2: 1968年问世的Sword of Damocles(达摩克利斯之剑),是麻省理工学院实验室研发的头戴显示器,其设计非常复杂,组件也非常沉重,所以需要一个机械臂吊住头戴来使用。 理论支撑3: Oculus Rift复兴了虚拟现实技术,把它重新带回大众视野中。2009年,其创始人在Kickstarter上发起众筹活动,在很短时间内便获得超过10000 个支持者,备受关注。此后,第三方资金不断涌入,让Oculus Rift得以高速发展。 2014年,社交巨头Facebook宣布以20亿美元收购Oculus,Oculus Rift也在经过了数个DK版本之后,正式于今年1月开放消费者版预购、于3月在全球20多个国家及地区出货。至此,虚拟现实真正步入了消费电子市场。 从科幻到现实,从1957到现在,VR设备的发展被许多人形容为是“将梦变为现实”的过程,尽管还存在不足,还面临坎坷,我们依然有理由期待VR将有光明的未来,毕竟每项科技都是这样一路跌撞走来,渐渐成长的。反方观点: 1、连接线和空间要求是最大阻力 VR产品有很多不成熟的地方,比如价格、比如佩戴舒适性等等等等,不过最影响体验的还是现在的连接线。那Oculus Rift或者HTC VIVE来说,他们的体感很好,技术也非常优秀,但由于庞大的数据传输,导致还无法实现无线模式,另外供电也需要有线方式。 2、现有存储和显示影响体验 由于VR时代的场景是360度的,所以对存储空间的占用几乎是呈现几何性增长的,对显示、处理器等硬件的要求也非常高。现在一部PC游戏大作动辄20、30GB空间占用,到了VR时代,一部完整庞大的内容恐怕消耗的是上百GB甚至TB为单位空间占用的。 3、主机问题难以解决 既然提到了存储空间消耗的问题,就不得不说硬件的问题,在我体验过的一些VR场景当中,一些第一人称设计游戏,即便在训练房间当中而非模拟世界环境,也需要消耗大量的资源,比如一款模拟设计飞行器的游戏,要演算爆炸、飞行器、场景非常复杂,需要至少i5以上处理器以及GTX980以上级别的显卡才能流畅运行。而且场景还是受到严格控制的。 理论支撑1: RB2可以说是第一款商业虚拟现实设备,其设计与目前主流产品已经非常相似,并且配有体感追踪手套,可实现操作。然而,其经过高达50000美元起,在1984年无疑是天价。 理论支撑2: 著名游戏厂商世嘉曾计划在1993年发布基于其MD游戏机的虚拟现实头戴显示器,设备看上去非常前卫。遗憾的是,在早期非公开试玩测试中,测试者反应平淡,最终世嘉以“体验过于真实、担心玩家会受到伤害”为理由,取消了该项目。 理论支撑3: 1995 年,任天堂发布32位游戏机Virtual Boy,这是一款非常另类的游戏机,其主机是一个头戴显示器,但只能显示红黑两色。另外,碍于当时技术限制,游戏内容基本上都是2D效果,再加上较低的分 辨率和刷新率,极易使用户产生眩晕和不适感。最终,任天堂的虚拟现实游戏计划在短短不到一年时间便宣告失败。我的观点: 1、沉浸感让内容“活”起来 VR的优势之一就是具有更高的唯独,相比传统的视频内容,它具备360度全景画面,用户也就是主角可以身临其境,通过声音、全面影响感受气氛和氛围,空间感、距离感都会更有层次。 2、体感技术让产品更有说服力 如果只是表现视频内容让屏幕罩上整个面部,模拟真实眼镜的视觉环境,那么实际上也没有太大意义。最关键的地方在于利用大量传感器的体感技术逐渐成熟。 3、简易版VR让产品快速普及 这种简易版产品成为了普及VR让大众了解并且接受的重要阶段。相比其它硬件发展的过程,VR的入门门槛无疑降低了很多,只要有一部智能手机,几十块钱的预算也能让你体验VR技术的魅力,可能体验感并不好,但至少入门了。 理论支撑1: 如果游戏没有成为虚拟现实技术的主要用途,那么必定非娱乐业莫属。电影院的观众已经在享受3D电影了,但是有了类似Oculus Cinema的app,观众可以更加沉浸在电影体验里。他们可以通过VR头显设备投射出的巨大虚拟屏幕看电影,就好像在自己的个人影院里。在图像和声音效果的包围中,他们会觉得自己身临其境。 理论支撑2: VR技术在游戏领域正以日新月异的速度进行升级,众多硬件产品相继问世的同时,在软件方面也得到了Unity、Unreal Engine等引擎的支持,让开发者更为容易的接触到虚拟现实游戏。 理论支撑3: 纵观游戏的发展历程,人类对于游戏的追求始终都在向着虚拟现实的方向前进。目前,在售的虚拟现实设备中的游戏多为一些Demo,对于玩家来说可玩性并不高,但足以体验到虚拟现实技术带来的震撼、新奇感受。 案例分析: 前段时间索尼终于宣布VRPlayStaTIon虚拟现实头显将于十月与消费者见面。随着PSVR的推出,索尼将跻身Facebook、HTC和三星这些科技大牌,共同见证虚拟现实技术将如何改变人们的娱乐方式:不管是看电影、玩游戏还是与其他用户社交。 要是能(在虚拟世界里)身临其境,自己踩在松软的沙滩上,看着海水漫过脚尖,谁还会想无聊地坐在电视前看海呢?回顾发布会现场,索尼与一些视频游戏及传媒公司一起,提前展示了部分开发中的虚拟现实体验产品,Social VR是参展的其中一款游戏,玩家身处在青山环绕的虚拟沙滩上,可以和其他玩家一起踢球,也能参加舞会派对。没错,虚拟世界里也能跳舞了。这个卡通世界里还有更加刺激的体验。随后我被带到了空中,飞得很高,底下的树变得越来越小,我飞过山顶,甚至看到蓝色的海洋延伸至地平线外。当然,飞得再高,也总要落地,很快,我就开始了自由落体。这可是心跳加速的体验。现实中,我的双脚还稳稳地站在发布会现场,但看到自己垂直下落,地平线离我越来越近,我的心跳也变得越来越快。我以前没试过跳伞。但总算是在虚拟现实世界里体验过一次了。 结论: 中心句:VR技术在游戏行业还有很大的潜在发展空间。 论文结构:本文通过正反两面论述VR技术在游戏行业的发展。 总结:因此我认为VR技术将在未来成熟时打破现在的游戏模式成为领军行业。如果我们只因为在发展中遇到了一些问题而因噎废食,那么科技就不会前进和发展。马克思曾经说过这样一句话“事物的发展是前进但曲折的过程。”VR技术在发展过程中的确存在并暴露了许多问题,并且今后很有可能还会继续存在和暴露,但正因为有了这些问题的出现,技术才有进步的空间。参 考文献: 基于VR平台的室内互联式体验 李婧雯 艺海. 2020年07期 探究游戏设计中VR技术的优势与实践应用 季红芳 电脑知识与技术. 2019年33期
摘 要
由于无人值守变电站越来越多,这对电力管理部门在技术和管理上都带来了新的挑战。无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高,各种在线监控系统也越来越多,对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要一个统一监控平台将电气设备、环境、图像、各种报警装置全方位直观展现,以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战,通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台的应用研究,来提高无人值守变电站的运行管理水平。
【关键词】虚拟现实 电力 智能 监控平台
1 引言
随着电力自动化技术的快速发展,越来越多的常规变电站改造为无人值守变电站,无人值守变电站的电压等级和范围越来越广,成为未来发展的必然趋势。在常规变电站改造为无人值守变电站以后,它实现了变电站运行的自动化、精度化,确保了对变电站事故的处理效率和准确性,进一步保障了 系统安全 ,减少了人员的误操作,减少了大量的运行值班人员,提高了劳动生产率,降低了成本,带动了企业科技进步。
但是无人值守的模式无论是在技术上还是管理上都对原有的模式带来了新的挑战。无人变电站的电压等级各站有所不同,设备型号复杂,对于管理运行人员熟悉设备的运行、维护和操作的要求高。并且无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高,各种在线监控系统也越来越多,对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要将不同监控系统按照设备的真实场景进行统一、整合、分析,电气设备、环境、图像、各种报警装置能全方位直观展现,以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。
2 项目内容
本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战,通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台(以下简称“平台”)的应用研究,来提高无人值守变电站的运行管理水平,如图1所示。
平台的功能
真实三维再现变电站场景
直观再现变电站的建筑、主控室、开关室及环境场景; 直观显示电气一次部分以及电气部分的实际连接;直观显示开关柜的位置、外观 ; 直观显示辅控设备的现场安装位置。
集中展示设备工况
3D实景中沉浸、快速、便捷地查看任意电气设备的相关数据、数值、图像,并可进行历史变化趋势的对应分析、判断。
与Scada系统融合――实时展示电气设备的Scada遥测、遥信数据,并统计开关跳闸次数、变压器调档次数及瓦斯保护动作次数;
与图像监测系统融合――实时显示现场监测图像;
与在线测温系统融合――实时显示在线温度;
与现场巡检系统融合――展示设备巡检历史记录。
自动灵活查看实时图像
双击场景中的设备,图像设备自动进行转向、对焦,颠覆传统人工查找摄像机、转动云台、聚焦等一系列繁琐动作;无需查找图像设备,可快速、便捷、准确地进行对应设备的远程外观察看、拍照、热红外成像测温、热红外拍照等一系列动作,并智能生成人性化的记录、 报告 等。
设备异常告警
整个三维场景中,每个设备模型会随着实时采集来的数据,智能判断设备工作状态是否正常;对于出现异常的,三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位,不断提示操作人员及时排除故障;解警后,可在设备数据面板中查看历史告警记录。
远程巡视
设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观、热红外成像等必要的巡检信息,系统自动生成巡检路径;巡视人员通过平台随机或定时进行远程巡检,当进入已设定的巡检设备点时,系统将相关的设备相关在线监测数据,进行集中展示;对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定,形成远程综合分析巡检结果记录,如图2所示。
基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台的特点
直观逼真
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。本平台中将通过三维模型忠实逼真地再现了安阳市北郊变电站场景,产生了沉浸式的交互环境。
统一管理
基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台可融合各种平台系统,展示其相应数据或图像,如Scada电气数据(遥信、遥测数据)、在线测温数据、辅助监控系统的视频图像等。
智能监控
基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台融合数字视频监控、RFID无线识别、智能门禁、智能报警等多种监控方式:
整个三维场景中,每个设备模型会随着实时采集来的数据,智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的,三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位,不断提示操作人员及时排除故障;
所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律,均可以作为告警条件,进行告警及组合告警触发。
智能远程巡检
优化目前传统的现场巡检模式,通过在该平台上设定巡检路线、巡检设备、巡检数据量、设备外观等不同巡检内容,巡视人员在定时或随机通过该平台上进行远程巡检,当进入巡检设备点时,系统将相关的设备相关在线监测数据,进行集中展示,并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定,形成综合分析结果记录,能远程、高效进行电气设备多系统、跨平台巡测,减少现场巡检频次,形成和现场巡检的高度互补、统一。
3 技术实现 3D建模技术
三维建模软件为3dMax,它是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件,它功能强大,扩展性好。它适合制作建筑模型、物体动画模型以及人物动画模型等,可利用系统自带的材质库,或自制的贴图,来达到逼真的效果。
3DMax还可以将模型文件导出多种格式的文件,可用于 Java3D开发的引擎平台加载,如obj文件、3ds文件、mdl文件和smd文件等。
本平台引擎所适用的模型有obj、3ds和ms3d。基本场景静止模型采用obj文件格式;刀闸开合、门开合的动画采用3ds格式;漫游人物动画采用ms3d格式。
平台引擎技术
由于本平台采用B/S架构,所以平台引擎选择用Java3D 来实现VR技术。Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展,是一组应用编程接口(API)。客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览,因此具有不需要安装插件的优点。而且Java3D是基于Internet的软件开发平台,它能将图形功能与Internet很好地集成在一起,因此它非常适用于开发基于网络的VR系统。
本平台算法有如下创新点:
(1)创新采用双视野模式展示变电站复杂场景中的人物/眼睛视野模式;更加直观,沉浸地再现变电站复杂真实场景,实现变电站复杂场景及电气设备、屏柜等多视角三维展。
(2)针对三维变电站场景地形的复杂性,改进传统2D启发式搜索A*算法,大幅度提升变电站复杂三维场景自动寻径的消耗时间。
(3)改进了三维变电站复杂场景中地面高低的检测算法,创新地增加了多维射线,来检测路面的高度信息,提高检验的精确性。
(4)根据变电站场景的复杂性、电气设备的布局复杂以及空间局限性,改进传统的AABB碰撞检测算法,采用动态AABB碰撞检测算法,大幅度提高碰撞检测的准确性。
(5)在变电站三维复杂场景中人物平滑移动,摒弃传统的BSP树,采用椭球体算法并添加滑动公式,实现碰撞后的平滑移动及电力巡检人物碰撞后的椭球体滑动处理。
系统接口技术
本平台与 其它 所需展示的系统接口程序采用Web Service模式。它是基于网络的、分布式的模块化组件,它执行特定的任务,遵守具体的技术规范,这些规范使得Web Service能与其他兼容的组件进行互操作。Web Services 利用 SOAP(简单对象访问协议)和 XML(Extensible Markup Language可扩展标记语言 )对这些模型在通讯方面作了进一步的扩展以消除特殊对象模型的障碍。XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言,提供统一的 方法 来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据,可以用来标记数据、定义数据类型,是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言,非常适合 Web 传输。
本平台的一大功能是可以展示不同系统的实时参数,不同的系统有不同的编程方式,而且像Scada系统,数据量大,且实时性要求很高,接口程序需要设计的灵活、高效,扩展性好。
与Scada系统接口:Scada系统中有所有电力设备所有遥测、遥信数据,本平台需要快速、便捷的从如此庞大的数据量中检索出所需的数据是个难点
与变电站辅控系统接口:本平台需要从辅控系统中要快速便捷地检索出实时图像、及智能报警信号,而图像的文件一般比较大,快速流畅地在3D平台中展示是个难点。
预留与其它系统的接口:因为本平台可以融合其它多种系统平台的数据,所以要求它在扩展性上做到有足够的冗余设计。
4 结论
基于虚拟现实(VR)技术的统一监控平台三维系统采用先进的软硬件技术,在系统功能方面立足电力变电站智能化管理和安全运行的实际情况,解决了传统管理中很多人工难以解决的问题,同时面向变电站整体模块,克服过去各系统数据条块分割、人工关联的弊端,从变电站实际指挥、运行诊断、检修操作等实际使用的角度出发,实现变电运行设备数据准确及时的采集,电气设备、各种监控装置等真实位置场景及实时状态进行直观、立体、逼真的集中再现及变电站三维巡视的漫游、数据记录、外观记录、巡视分析报告录入等数据的直观、统一再现。规范了业务流程的管理,减少了人工和材料损耗,实现了信息数据及分析的自动生成,实现了变电运行的智能及集中化管理。
参考文献
[1]陈卓等.基于虚拟现实的变电站培训仿真巡视功能研究 [J].现代计算机(下半月版),2010(09).
[2]张照彦等.虚拟现实在变电站仿真中的应用 [J].计算机仿真,2008,25(2).
摘 要
由于无人值守变电站越来越多,这对电力管理部门在技术和管理上都带来了新的挑战。无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高,各种在线监控系统也越来越多,对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要一个统一监控平台将电气设备、环境、图像、各种报警装置全方位直观展现,以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战,通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台的应用研究,来提高无人值守变电站的运行管理水平。
【关键词】虚拟现实 电力 智能 监控平台
1 引言
随着电力自动化技术的快速发展,越来越多的常规变电站改造为无人值守变电站,无人值守变电站的电压等级和范围越来越广,成为未来发展的必然趋势。在常规变电站改造为无人值守变电站以后,它实现了变电站运行的自动化、精度化,确保了对变电站事故的处理效率和准确性,进一步保障了 系统安全 ,减少了人员的误操作,减少了大量的运行值班人员,提高了劳动生产率,降低了成本,带动了企业科技进步。
但是无人值守的模式无论是在技术上还是管理上都对原有的模式带来了新的挑战。无人变电站的电压等级各站有所不同,设备型号复杂,对于管理运行人员熟悉设备的运行、维护和操作的要求高。并且无人值守变电站的自动化、智能化的程度越来越高,各种在线监控系统也越来越多,对于信息化管理的要求也更高。因此亟待需要将不同监控系统按照设备的真实场景进行统一、整合、分析,电气设备、环境、图像、各种报警装置能全方位直观展现,以便管理操作人员能快速、直观、便捷的查看到所需的实时或历史数据。
2 项目内容
本项目即是针对以上所列出的无人值守变电站运行管理的新挑战,通过基于虚拟现实(VR)技术的变电站远程统一智能监控平台(以下简称“平台”)的应用研究,来提高无人值守变电站的运行管理水平,如图1所示。
平台的功能
真实三维再现变电站场景
直观再现变电站的建筑、主控室、开关室及环境场景; 直观显示电气一次部分以及电气部分的实际连接;直观显示开关柜的位置、外观 ; 直观显示辅控设备的现场安装位置。
集中展示设备工况
3D实景中沉浸、快速、便捷地查看任意电气设备的相关数据、数值、图像,并可进行历史变化趋势的对应分析、判断。
与Scada系统融合――实时展示电气设备的Scada遥测、遥信数据,并统计开关跳闸次数、变压器调档次数及瓦斯保护动作次数;
与图像监测系统融合――实时显示现场监测图像;
与在线测温系统融合――实时显示在线温度;
与现场巡检系统融合――展示设备巡检历史记录。
自动灵活查看实时图像
双击场景中的设备,图像设备自动进行转向、对焦,颠覆传统人工查找摄像机、转动云台、聚焦等一系列繁琐动作;无需查找图像设备,可快速、便捷、准确地进行对应设备的远程外观察看、拍照、热红外成像测温、热红外拍照等一系列动作,并智能生成人性化的记录、 报告 等。
设备异常告警
整个三维场景中,每个设备模型会随着实时采集来的数据,智能判断设备工作状态是否正常;对于出现异常的,三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位,不断提示操作人员及时排除故障;解警后,可在设备数据面板中查看历史告警记录。
远程巡视
设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观、热红外成像等必要的巡检信息,系统自动生成巡检路径;巡视人员通过平台随机或定时进行远程巡检,当进入已设定的巡检设备点时,系统将相关的设备相关在线监测数据,进行集中展示;对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定,形成远程综合分析巡检结果记录,如图2所示。
基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台的特点
直观逼真
虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化、操作以及实时交互的环境。本平台中将通过三维模型忠实逼真地再现了安阳市北郊变电站场景,产生了沉浸式的交互环境。
统一管理
基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台可融合各种平台系统,展示其相应数据或图像,如Scada电气数据(遥信、遥测数据)、在线测温数据、辅助监控系统的视频图像等。
智能监控
基于虚拟现实(VR)技术实现的变电站远程统一智能监控平台融合数字视频监控、RFID无线识别、智能门禁、智能报警等多种监控方式:
整个三维场景中,每个设备模型会随着实时采集来的数据,智能判断设备工作状态是否正常。对于出现异常的,三维场景会自动将设备渲染成告警模式并定位,不断提示操作人员及时排除故障;
所有的图像、安防、消防、周界、门禁、温湿度、各种传感设备、三维一次电气设备及其附件的各种属性、数据、动作、变化规律,均可以作为告警条件,进行告警及组合告警触发。
智能远程巡检
优化目前传统的现场巡检模式,通过在该平台上设定巡检路线、巡检设备、巡检数据量、设备外观等不同巡检内容,巡视人员在定时或随机通过该平台上进行远程巡检,当进入巡检设备点时,系统将相关的设备相关在线监测数据,进行集中展示,并对实时巡检的结果、过去时间短的变化趋势等进行正常与否进行巡视、判定,形成综合分析结果记录,能远程、高效进行电气设备多系统、跨平台巡测,减少现场巡检频次,形成和现场巡检的高度互补、统一。
3 技术实现 3D建模技术
三维建模软件为3dMax,它是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件,它功能强大,扩展性好。它适合制作建筑模型、物体动画模型以及人物动画模型等,可利用系统自带的材质库,或自制的贴图,来达到逼真的效果。
3DMax还可以将模型文件导出多种格式的文件,可用于 Java3D开发的引擎平台加载,如obj文件、3ds文件、mdl文件和smd文件等。
本平台引擎所适用的模型有obj、3ds和ms3d。基本场景静止模型采用obj文件格式;刀闸开合、门开合的动画采用3ds格式;漫游人物动画采用ms3d格式。
平台引擎技术
由于本平台采用B/S架构,所以平台引擎选择用Java3D 来实现VR技术。Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展,是一组应用编程接口(API)。客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览,因此具有不需要安装插件的优点。而且Java3D是基于Internet的软件开发平台,它能将图形功能与Internet很好地集成在一起,因此它非常适用于开发基于网络的VR系统。
本平台算法有如下创新点:
(1)创新采用双视野模式展示变电站复杂场景中的人物/眼睛视野模式;更加直观,沉浸地再现变电站复杂真实场景,实现变电站复杂场景及电气设备、屏柜等多视角三维展。
(2)针对三维变电站场景地形的复杂性,改进传统2D启发式搜索A*算法,大幅度提升变电站复杂三维场景自动寻径的消耗时间。
(3)改进了三维变电站复杂场景中地面高低的检测算法,创新地增加了多维射线,来检测路面的高度信息,提高检验的精确性。
(4)根据变电站场景的复杂性、电气设备的布局复杂以及空间局限性,改进传统的AABB碰撞检测算法,采用动态AABB碰撞检测算法,大幅度提高碰撞检测的准确性。
(5)在变电站三维复杂场景中人物平滑移动,摒弃传统的BSP树,采用椭球体算法并添加滑动公式,实现碰撞后的平滑移动及电力巡检人物碰撞后的椭球体滑动处理。
系统接口技术
本平台与 其它 所需展示的系统接口程序采用Web Service模式。它是基于网络的、分布式的模块化组件,它执行特定的任务,遵守具体的技术规范,这些规范使得Web Service能与其他兼容的组件进行互操作。Web Services 利用 SOAP(简单对象访问协议)和 XML(Extensible Markup Language可扩展标记语言 )对这些模型在通讯方面作了进一步的扩展以消除特殊对象模型的障碍。XML是用于标记电子文件使其具有结构性的标记语言,提供统一的 方法 来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化数据,可以用来标记数据、定义数据类型,是一种允许用户对自己的标记语言进行定义的源语言,非常适合 Web 传输。
本平台的一大功能是可以展示不同系统的实时参数,不同的系统有不同的编程方式,而且像Scada系统,数据量大,且实时性要求很高,接口程序需要设计的灵活、高效,扩展性好。
与Scada系统接口:Scada系统中有所有电力设备所有遥测、遥信数据,本平台需要快速、便捷的从如此庞大的数据量中检索出所需的数据是个难点
与变电站辅控系统接口:本平台需要从辅控系统中要快速便捷地检索出实时图像、及智能报警信号,而图像的文件一般比较大,快速流畅地在3D平台中展示是个难点。
预留与其它系统的接口:因为本平台可以融合其它多种系统平台的数据,所以要求它在扩展性上做到有足够的冗余设计。
4 结论
基于虚拟现实(VR)技术的统一监控平台三维系统采用先进的软硬件技术,在系统功能方面立足电力变电站智能化管理和安全运行的实际情况,解决了传统管理中很多人工难以解决的问题,同时面向变电站整体模块,克服过去各系统数据条块分割、人工关联的弊端,从变电站实际指挥、运行诊断、检修操作等实际使用的角度出发,实现变电运行设备数据准确及时的采集,电气设备、各种监控装置等真实位置场景及实时状态进行直观、立体、逼真的集中再现及变电站三维巡视的漫游、数据记录、外观记录、巡视分析报告录入等数据的直观、统一再现。规范了业务流程的管理,减少了人工和材料损耗,实现了信息数据及分析的自动生成,实现了变电运行的智能及集中化管理。
参考文献
[1]陈卓等.基于虚拟现实的变电站培训仿真巡视功能研究 [J].现代计算机(下半月版),2010(09).
[2]张照彦等.虚拟现实在变电站仿真中的应用 [J].计算机仿真,2008,25(2).
zus9963zkvrh
VR技术在游戏领域的应用 171520332 诸陈元 前言: 1. VR技术的发展现状和技术特点 VR是Virtual Reality的简称,首次提出VR这个概念是在上世纪60年代初期,中文解释是虚拟现实,它的实现方式是通过计算机系统和传感器技术结合而生成的一个三维环境,这项技术的优势是人机交互,VR可以调动用户的听觉、视觉、触觉等感官系统,让用户有种身临其境的虚拟体验。 论VR技术在游戏领域的应用 摘要:科技界技术发展和变革是飞速发展的,近年来VR这个词一夜之间占据了科技届的头条,国内外的VR科技成果接二连三的发布,各路科技巨头也纷纷宣布进军VR市场,什么是VR?本文就VR的发现现状和使用的领域进行了分析和研究。 关键词: VR技术;发展现状;游戏应用领域正方观点:这项技术在上世界80年代后逐步成型,最早是被应用到军事领域内,最近几年依托于云计算、大数据的融合、传感器制作水平的进步、移动通讯网技术4G和5G技术的成熟,VR已经在直播、航天、游戏多个领域快速发展。VR是-项通过计算机科学、人机交互、传感科技、人工智能多个学科共同实现的集成技术,首先是通过计算机的图像处理制成逼真的视觉、听觉、嗅觉效果,来模拟成-个逼真的虚拟空间,然后在让参与者借助于一定的科技装备,来实现虚拟和现实的交互式勇,当体验者使用设备进行移动的同时,与此同时电脑会通过回传的信号进行精密的计算,快速的将制作的3D画面与设备的移动进行匹配,保证用户的临场感,要进行一套完成的VR技术需要借助于以下的技术来进行实现,具体包含如下内容CG技术、电脑仿真技术、人工智能、传感水平、显示设备、网络连接等技术才可以实现。简要的表达就是通过计算机辅助来实现的高端虚拟成像技术,让使用者借助于计算机处理的复杂性课时数据进行交互操作的平台,这对于传统的人机视窗操作来时说科技界的重大创新。 理论支撑1: 1956 年,摄影师Morton Heilig发明了Sensorama,一款集成体感装置的3D互动终端,它集成3D显示器、立体声音箱、气味发生器以及振动座椅,用户坐在上面能够体验 到6部炫酷的短片,体验非常新潮。当然,它看上去硕大无比,像是一台医疗设备,无法成为主流的娱乐设施。 理论支撑2: 1968年问世的Sword of Damocles(达摩克利斯之剑),是麻省理工学院实验室研发的头戴显示器,其设计非常复杂,组件也非常沉重,所以需要一个机械臂吊住头戴来使用。 理论支撑3: Oculus Rift复兴了虚拟现实技术,把它重新带回大众视野中。2009年,其创始人在Kickstarter上发起众筹活动,在很短时间内便获得超过10000 个支持者,备受关注。此后,第三方资金不断涌入,让Oculus Rift得以高速发展。 2014年,社交巨头Facebook宣布以20亿美元收购Oculus,Oculus Rift也在经过了数个DK版本之后,正式于今年1月开放消费者版预购、于3月在全球20多个国家及地区出货。至此,虚拟现实真正步入了消费电子市场。 从科幻到现实,从1957到现在,VR设备的发展被许多人形容为是“将梦变为现实”的过程,尽管还存在不足,还面临坎坷,我们依然有理由期待VR将有光明的未来,毕竟每项科技都是这样一路跌撞走来,渐渐成长的。反方观点: 1、连接线和空间要求是最大阻力 VR产品有很多不成熟的地方,比如价格、比如佩戴舒适性等等等等,不过最影响体验的还是现在的连接线。那Oculus Rift或者HTC VIVE来说,他们的体感很好,技术也非常优秀,但由于庞大的数据传输,导致还无法实现无线模式,另外供电也需要有线方式。 2、现有存储和显示影响体验 由于VR时代的场景是360度的,所以对存储空间的占用几乎是呈现几何性增长的,对显示、处理器等硬件的要求也非常高。现在一部PC游戏大作动辄20、30GB空间占用,到了VR时代,一部完整庞大的内容恐怕消耗的是上百GB甚至TB为单位空间占用的。 3、主机问题难以解决 既然提到了存储空间消耗的问题,就不得不说硬件的问题,在我体验过的一些VR场景当中,一些第一人称设计游戏,即便在训练房间当中而非模拟世界环境,也需要消耗大量的资源,比如一款模拟设计飞行器的游戏,要演算爆炸、飞行器、场景非常复杂,需要至少i5以上处理器以及GTX980以上级别的显卡才能流畅运行。而且场景还是受到严格控制的。 理论支撑1: RB2可以说是第一款商业虚拟现实设备,其设计与目前主流产品已经非常相似,并且配有体感追踪手套,可实现操作。然而,其经过高达50000美元起,在1984年无疑是天价。 理论支撑2: 著名游戏厂商世嘉曾计划在1993年发布基于其MD游戏机的虚拟现实头戴显示器,设备看上去非常前卫。遗憾的是,在早期非公开试玩测试中,测试者反应平淡,最终世嘉以“体验过于真实、担心玩家会受到伤害”为理由,取消了该项目。 理论支撑3: 1995 年,任天堂发布32位游戏机Virtual Boy,这是一款非常另类的游戏机,其主机是一个头戴显示器,但只能显示红黑两色。另外,碍于当时技术限制,游戏内容基本上都是2D效果,再加上较低的分 辨率和刷新率,极易使用户产生眩晕和不适感。最终,任天堂的虚拟现实游戏计划在短短不到一年时间便宣告失败。我的观点: 1、沉浸感让内容“活”起来 VR的优势之一就是具有更高的唯独,相比传统的视频内容,它具备360度全景画面,用户也就是主角可以身临其境,通过声音、全面影响感受气氛和氛围,空间感、距离感都会更有层次。 2、体感技术让产品更有说服力 如果只是表现视频内容让屏幕罩上整个面部,模拟真实眼镜的视觉环境,那么实际上也没有太大意义。最关键的地方在于利用大量传感器的体感技术逐渐成熟。 3、简易版VR让产品快速普及 这种简易版产品成为了普及VR让大众了解并且接受的重要阶段。相比其它硬件发展的过程,VR的入门门槛无疑降低了很多,只要有一部智能手机,几十块钱的预算也能让你体验VR技术的魅力,可能体验感并不好,但至少入门了。 理论支撑1: 如果游戏没有成为虚拟现实技术的主要用途,那么必定非娱乐业莫属。电影院的观众已经在享受3D电影了,但是有了类似Oculus Cinema的app,观众可以更加沉浸在电影体验里。他们可以通过VR头显设备投射出的巨大虚拟屏幕看电影,就好像在自己的个人影院里。在图像和声音效果的包围中,他们会觉得自己身临其境。 理论支撑2: VR技术在游戏领域正以日新月异的速度进行升级,众多硬件产品相继问世的同时,在软件方面也得到了Unity、Unreal Engine等引擎的支持,让开发者更为容易的接触到虚拟现实游戏。 理论支撑3: 纵观游戏的发展历程,人类对于游戏的追求始终都在向着虚拟现实的方向前进。目前,在售的虚拟现实设备中的游戏多为一些Demo,对于玩家来说可玩性并不高,但足以体验到虚拟现实技术带来的震撼、新奇感受。 案例分析: 前段时间索尼终于宣布VRPlayStaTIon虚拟现实头显将于十月与消费者见面。随着PSVR的推出,索尼将跻身Facebook、HTC和三星这些科技大牌,共同见证虚拟现实技术将如何改变人们的娱乐方式:不管是看电影、玩游戏还是与其他用户社交。 要是能(在虚拟世界里)身临其境,自己踩在松软的沙滩上,看着海水漫过脚尖,谁还会想无聊地坐在电视前看海呢?回顾发布会现场,索尼与一些视频游戏及传媒公司一起,提前展示了部分开发中的虚拟现实体验产品,Social VR是参展的其中一款游戏,玩家身处在青山环绕的虚拟沙滩上,可以和其他玩家一起踢球,也能参加舞会派对。没错,虚拟世界里也能跳舞了。这个卡通世界里还有更加刺激的体验。随后我被带到了空中,飞得很高,底下的树变得越来越小,我飞过山顶,甚至看到蓝色的海洋延伸至地平线外。当然,飞得再高,也总要落地,很快,我就开始了自由落体。这可是心跳加速的体验。现实中,我的双脚还稳稳地站在发布会现场,但看到自己垂直下落,地平线离我越来越近,我的心跳也变得越来越快。我以前没试过跳伞。但总算是在虚拟现实世界里体验过一次了。 结论: 中心句:VR技术在游戏行业还有很大的潜在发展空间。 论文结构:本文通过正反两面论述VR技术在游戏行业的发展。 总结:因此我认为VR技术将在未来成熟时打破现在的游戏模式成为领军行业。如果我们只因为在发展中遇到了一些问题而因噎废食,那么科技就不会前进和发展。马克思曾经说过这样一句话“事物的发展是前进但曲折的过程。”VR技术在发展过程中的确存在并暴露了许多问题,并且今后很有可能还会继续存在和暴露,但正因为有了这些问题的出现,技术才有进步的空间。参 考文献: 基于VR平台的室内互联式体验 李婧雯 艺海. 2020年07期 探究游戏设计中VR技术的优势与实践应用 季红芳 电脑知识与技术. 2019年33期
学术堂整理了五十多个网络会计论文参考文献供大家参考:网络会计论文参考文献一:[1]邢赢文. 基于BP神经网络的电子元件行业上市公司财务风险预警研究[D].辽宁师范大学,2015.[2]吕岳林. 基于时间阈值的SF公司快递超网络优化研究[D].燕山大学,2015.[3]林楠. O2O背景下传统零售业的盈利模式创新研究[D].中国海洋大学,2015.[4]崔欢欢. 公众网络诉求与政府会计信息质量相关性的实证研究[D].山东财经大学,2016.[5]吴小满. ST跨境电商企业物流运输成本控制研究[D].湘潭大学,2014.[6]周姣岚. 服务型制造业网络的成本控制及优化[D].广西科技大学,2015.[7]赵广坤. 可优宝贝网络商城融资方案研究[D].河北工业大学,2015.[8]赵圆. 电商网络融资模式优化及风险管控研究[D].北方工业大学,2016.[9]宋杨. 远程教育环境下多模式财务管理系统研究与应用[D].北京理工大学,2015.[10]钟文韬. 肉类加工企业销售物流成本问题研究[D].吉林大学,2016.[11]张婉婷. 我国P2P网络借贷平台内部风险控制机制研究[D].吉林大学,2016.[12]范超群. 芜湖市电子商务企业融资模式研究[D].安徽大学,2016.[13]汪灏. 中国P2P网络借贷平台财务风险研究[D].安徽大学,2016.[14]蔡翠. B2C网上超市成本管理研究[D].江苏大学,2016.[15]章锦华. J电子商务企业成本控制研究[D].江苏大学,2016.[16]张妍. 服装网络定制个性化服务成本及定价模型研究[D].上海工程技术大学,2016.[17]李佳琦. 电子商务下B2C企业会计收入确认时点研究[D].吉林财经大学,2016.[18]杨洁. 第三方互联网交易平台服务费定价机制研究[D].重庆理工大学,2016.[19]黄义成. CQ公司XBRL网络财务报告应用问题研究[D].西安石油大学,2016.[20]罗浩. O2O商业模式下的交易成本问题研究[D].兰州财经大学,2016.[21]张婷. "互联网+"神州租车的盈利模式及财务效果研究[D].兰州财经大学,2016.[22]陈沈升. 网络交易C2C模式的税收征管问题研究[D].黑龙江大学,2016.[23]钟明君. 高维因果网与高校资产管理的模糊推理研究[D].华南理工大学,2016.[24]文勇堂. 基于贝叶斯网络方法的通信设备企业财务风险预警研究[D].辽宁大学,2016.[25]徐文静. 电商环境下协同配送模式的协同效率及成本节约值分配研究[D].西南交通大学,2016.[26]陈维煌. 基于灰色神经网络的农业上市公司财务预警实证研究[D].湖南农业大学,2015.[27]苏伟. 市场竞争环境下供电企业购售电风险分析及应对研究[D].华北电力大学(北京),2016.[28]张文梦. C2C模式电子商务的税收征管问题与对策研究[D].首都经济贸易大学,2016.[29]纪彩峰. B2C电商零售企业成本控制研究[D].首都经济贸易大学,2016.[30]胡芳. 基于B2C模式下D电子商务企业内部控制研究[D].北京林业大学,2016.[31]熊亚楠. 电子商务平台企业价值创造驱动因素与传导机理研究[D].广西大学,2016.[32]何珊. 基于RBF神经网络的高端装备制造业财务风险预警研究[D].湖南大学,2016.[33]江楠. 考呀呀线上会计培训的品牌营销策略研究[D].江西师范大学,2016.[34]杨芬. 互联网金融对商业银行盈利能力及风险影响的实证研究[D].湖南大学,2016.网络会计论文参考文献二:[35]沈威. 互联网金融对商业银行盈利能力的影响研究[D].湖南大学,2015.[36]黄诚. 苏宁云商营运资金管理的OPM策略分析[D].安徽工业大学,2016.[37]戴宙松. P2P网络借贷相关会计核算问题研究[D].长安大学,2015.[38]贺书品. B2C电子商务经营模式下的W公司财务分析与评价[D].长沙理工大学,2015.[39]饶萌. 网络环境下差异化会计信息披露系统构建研究[D].长沙理工大学,2015.[40]李芳. 煤炭资源开发项目融资决策研究[D].中国矿业大学(北京),2016.[41]郝震. B2C电子商务企业盈利模式分析[D].河北经贸大学,2015.[42]彭菁菁. BLACK-SCHOLES与DCF模型在B2B商务企业价值评估中的互补应用[D].云南大学,2015.[43]张腾. 电子商务环境下的财务风险控制[D].云南大学,2015.[44]张美琳. 电子商务平台上的个体商铺价值评估[D].云南大学,2015.[45]高喆. 基于BP神经网络模型的制造业上市公司财务预警研究[D].北京交通大学,2015.[46]康爱冰. 中国第三方网络支付对商业银行盈利影响研究[D].北京交通大学,2015.[47]贺璐. 基于XBRL网络财务报告持续审计研究[D].山西财经大学,2015.[48]李祖福. 我国生物医药上市企业盈利能力评价研究[D].华南理工大学,2015.[49]樊华. 基于BP神经网络的矿业上市公司财务风险预警研究[D].中国地质大学(北京),2015.[50]安校良. 基于灰色神经网络的制造业上市公司财务危机预警研究[D].兰州大学,2015.[51]顾永明. 电子商务零售企业价值评估[D].昆明理工大学,2015.[52]邬蕊竹. 基于复杂网络的云会计AIS可信需求演化传播影响[D].重庆理工大学,2015.[53]陈诚. 基于复杂网络的云会计AIS产品可信性结构及其演化研究[D].重庆理工大学,2015.[54]王涛. 通信工程项目施工的成本管理[D].西安建筑科技大学,2015.[55]冯康进. 电网企业集团财务报表自动生成及数据挖掘应用研究[D].华北电力大学,2015.[56]李玉. 跨境电子商务创业企业绩效影响因素实证分析[D].江西师范大学,2015.
写清楚参考文献的来源,期刊等。根据参考资料类型可分为:纸质文献类型:专著[M],会议论文集[C],报纸文章[N],期刊文章[J],学位论文[D],报告[R],标准[S],专利[P],论文集中的析出文献[A],杂志[G]电子文献类型:数据库[DB],计算机[CP],电子公告[EB]电子文献的载体类型:互联网[OL],光盘[CD],磁带[MT],磁盘[DK]
在我国,创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力,做好大学生创新创业指导工作有助于我国的发展。下面是我为大家整理的大学生创新创业指导论文,供大家参考。大学生创新创业指导论文篇一:大学生创新创业 教育 [摘要]为适应时代发展,对大学生进行创新创业教育势在必行。当前,我国高校创新创业教育表现薄弱的环节主要有:课程设计不合理、师资力量匮乏、思想观念保守、社会支持力度不够等方面。通过构建科学的课程教育体系、建设优秀的师资队伍、加强实践基地建设、完善政策支持、加快推进众创空间发展,在利于大众创业、万众创新蓬勃发展的社会环境中,大学生的创新创业教育将激发更多青年大学生的激情,汇聚成经济社会发展的巨大动能。 [关键词]大学生;创新创业;教育 1高校创新创业教育存在的主要问题 缺乏足够的师资力量 创新创业教育对教师的要求较高,既要求具备相关学科的理论知识,又要拥有一定的创业实践 经验 ;按照国际劳工组织的要求,进行创新创业培训的讲师,必须要接受正规师资培训,获得创新创业讲师资格证;对学生进行教学必须是控制在20人以内的小班教学。目前,高校中具有资质,同时能够洞察学科发展前景的创新创业教师十分缺乏。虽然各个高校基本上都按照教育部的要求,开设了创新创业教育指导课程,但是由于缺乏足够的师资力量,这一门课程基本上停留在理论大课的教学层次上。高校还没有认识到创新创业教育对学校整体发展、长远发展的重要性,学校还没有建设专业的师资队伍,基本由行政人员代替;缺乏资金支持、制度保障,加之教学技能欠缺,教学效果难以保证[1]。 思想跟不上时代变化 很多高校将创新创业教育理解成为大学生的创业活动提供指导,认为创新创业教育就是为了解决就业困难 毕业 生的工作问题。创新创业教育和创业密切相关,但它们的性质完全不同,创新创业教育的目的是要培养学生的创新创业意识与提高整体素质。创新创业教育的本质,是培养学生思考、分析、处理事情的能力,向学生传播创新创业精神,高校不是简单地进行职业技能培训的场所[2]。 课程设计不合理,模式待完善 很多高校的大学生创新创业教育依然是以“课堂教学”为核心,发挥不了学生的主观积极性,学生缺乏主动参与和实践的机会,影响创新创业教育效果。虽然有越来越多的高校教师投身到创新创业教育中来,但由于没有纳入国家统一的学科建设体系,没有形成独立的创新创业课程体系,缺乏学科独立性、针对性和系统性,只能够提供少量的基础课程。我国高校的创新创业教育,还处于学习与探索阶段,没有形成稳定、成熟的教育模式,使得工作安排与课程设计缺乏长期性。 缺乏理想的创新创业社会环境 虽然国家大力宣传创新创业理念,但在实际工作中对于创新创业教育的引导和支持力度不够,在人才培养评估指标体系中,缺少创新创业教育的相关内容,关注更多的是少数人的“创业活动”,不是多数人的“创新创业教育”,都是希望通过创业在短期内缓解就业压力。资金是高校进行创新创业教育实践活动的瓶颈,目前解决 渠道 主要有政府设立的创业基金、社会上的风险基金以及学校自己设立的基金,但是金额都非常有限,这一困难让很多很好的创意胎死腹中。 2创新创业教育建设思路 加强师资建设,打造一支高水平的师资队伍 要在高校对大学生进行创新创业普及教育,启迪大学生的创新意识、培养大学生的创业精神,必须要有一支高素质师资队伍,队伍的主体应该是具有专业知识能力的专业教师,同时也可以聘请社会创业成功人士、社会专业人士担任兼职导师或者顾问。完善教师选拔、培养机制,从教学考核、职称评定、培训学习、科研经费等方面给予倾斜支持;定期组织学校内部教师培训和交流,相互监督鼓励,不断提高教师教学研究与指导学生实践的水平[3]。同时学校还特别要发挥辅导员在大学生中的引导作用,利用班会、交流会、老乡会等小微社团的作用,在群体活动中激发创新创业的灵感。 构建科学的课程教育体系,完善系统的教学评估体系 要删除已经陈旧过时的知识,深化创新创业教育教学内容,增加前沿新知识、现代科学技术内容,明确创新创业的学科地位,倡导将创业教育与专业教育相结合,将创新创业知识融入到学生的基础知识和专业知识的学习中,把创新创业教育贯穿于大学教育的全过程,从入学开始就对大学生进行系统和多样的创新创业教育,开设一定数量的创新创业类公选课,满足不同层次大学生的需求。从教学效果、人才培养和项目效益三个角度系统地对创新创业教育进行评估。 加强实训和孵化基地建设,增强大学生实践操作能力 创新创业教育具有强烈的知识集成性和 社会实践 性,实践教育是创新创业教育不可缺少的关键环节。高校要利用现有自身条件,同时整合社会相关资源,搭建不同级别、多层次的创业实践实训平台。一方面利用学校现有场所,改造和创建创业实验室、创业园、创业孵化基地等,配备必要的设施,建设校内实践基地,为学生体验创业创造条件;另一方面,可以充分发挥校友资源,与厂矿企业合作,组建校外的创业实践基地,为学生走出校园课堂,贴近企业经营环境,在实践中学习技术研发、产品开发、 市场营销 等 企业运营 和实操技能创造条件[4]。 完善政策支持体系,加快推进众创空间发展 进一步完善大学生 创业政策 扶持体系,在人事管理、户籍管理、税费减免、银行贷款、技术革新等方面给予支持。设立大学生创业专项资金,对大学生创业给予创业补贴和社会 保险 补贴,降低大学生创业贷款门槛,加大小额担保贷款力度,为大学生自主创业提供资金扶持。政府发挥导向性作用,加快推进众创空间发展。利用众创空间将草根科学家聚集在一起,提供思想交流空间,营造相互切磋、相互鼓励的“社区式”创新创业氛围;发挥政府创投引导基金和 财税 政策作用,对种子期、初创期科技型中小企业给予支持。 3结论 随着我国创新创业活动日趋活跃,创新创业对国家和地方经济发展的贡献也日益凸显,大力开展创新创业教育已成为我国高校的普遍共识。国家和社会要加大财政资金投入力度,为创新创业团队开展信息咨询、创业交流、培训辅导、投融资对接等服务,挖掘培养优秀的 创业项目 及团队;广泛开展媒体宣传,广泛传播创业 文化 ,展示推介创新创业典型人物和先进 事迹 。学校、社会、国家形成合力,让大学生创新创业教育跟上时代发展的步伐,大众创业、万众创新一定会在全社会蔚然成风。 参考文献: [1]杜刚,李亚光.“大众创业万众创新”背景下高校创业人才培养模式研究[J].时代金融,2015(14). [2]谭光兴.大学生创业教育实施框架的理论研究[J].江西教育科研,2006(11). [3]丁昭巧,王金良.高校大学生创新创业人才培养探讨—以广东科技学院为例[J]. 人力资源管理 ,2015(1). [4]李涛,徐根方.高素质创新创业人才队伍建设的思考[J].产业与科技论坛,2014(13) 大学生创新创业指导论文篇二:大学生创新创业教育模式研究 摘要:现阶段我国越来越重视对创新型复合人才的培养,但是对于大学生创新创业教育往往还是以趣味活动小组或者课外活动的形式展开,还处于非计划性的低水平、低层次管理状态。本文首先分析了大学生创新创业教育的核心内容;其次探讨了大学生创新创业教育管理模式;最后指出,为了更好地为大学生创业提供全方位服务,必须健全法律、法规,营造良好的政策和制度环境。 关键词:大学生;创新教育;创业教育;管理模式 最近几年来,我国越来越重视对创新型复合人才的培养,大学生的创新创业教育慢慢变成“显学”,很多高校对大学生创新创业教育进行了大量的探索和研究,并积累了大量宝贵的经验,并获得了可喜的成果。[1]但是由于我国现阶段的高等教育仍受传统观念的影响,在开展大学生创新创业教育模式上还比较单一,大学生创新创业教育往往还是以趣味活动小组或者课外活动的形式展开,并不是以培训或非课程化等方式来实施教育,因此还是处在非系统性、非计划性的低水平、低层次管理状态,[2]传统单一的 方法 显然已经无法满足新形势对创新创业人才的培养需求。因此,必须构建一套完善、系统的大学生创业和创新相结合的一体化管理教育模式,用大学生创新活动促进创业,用创业活动带动创新教育,使之相辅相成,逐渐完善新的教育模式,从而促进创新创业型人才的培养。 一、大学生创新创业教育的核心内容 1.意识教育 大学生创新创业教育首先来说是一种精神和理念教育,但是其本质还是素质教育。大学生创新创业教育的目的就是对学生的创新创业心理素质、人格品质和团队管理能力等进行全面的、系统的教育,从而为培育出有创新创业精神的大学生。 2.知识与能力教育 在当今社会,拥有了创新创业意识还不一定能取得成功,另外一个必要的条件就是要有较强的创新创业技巧、技能和沟通、管理能力等,只有具备这些技能,创新 创业之路 才有可能顺利。大学生创新创业的方向应该是高新技术产业,因此必须要具备持续的创新能力和一定的核心技术,因为只有拥有先进的核心技术,大学生的创业才有竞争力,其队伍才能逐渐发展壮大。创新创业作为一项挑战性和难度都很大的系统工程,单靠一个人是很难做强做大的,因此,建立一个协调一致、分工合作明确的团队是决定创新创业成功的关键。 3.实践教育 大学生创新创业教育是一项实践性非常强的教育活动,因此创新创业能力的培养和理论教育必须和社会实践活动结合起来。例如,可以开放实验室、图书资料室,创立实践实习基地,设立网上模拟实验室,和企事业单位一起建立实践基地等,从而使大学生获得更多的实践机会;还要安排有经验的指导老师进行指导,重点培养大学生的实践能力,提高其实际水平能力。 二、大学生创新创业教育管理模式 1.设立课程模式 课程体系一直以来都是大学生创新创业教育的关键内容,但是我国现阶段大都缺乏大学生创新创业课程。因此亟须建立多类型、多层次的课程体系,其中包括创新创业知识、意识、实践、能力等方面内容。我们需要制订合适且科学的创新创业人才培养方案,并保证它在大学生接受四年教育的整个过程中都能得到落实。 2.创新人才培养模式 人才培养模式作为教育质量的核心问题,也是教学改革的关键内容。其中创新培养模式可以分为以下几种:①纵向拓展型模式。实施技术专业+管理学辅修、技术专业+经济学辅修等模式,对以往的专业技术人才培养模式实施改革,关注重点从产品的技术设计、生产流程向营销、销售等方面延伸,强化和企业之间的合作办学,使学生不但能够掌握专业技术,也了解生产和经营过程。②横向拓宽型模式。对于管理类、经济类、外语类、法学类等专业,在确保学生学科专业基本技能、基本知识与基本理论的基础上,增加设置能够反映专业技术等方面的基本理论和知识的课程模块,使之向相近学科专业以及相关专业领域拓宽,使学生的专业面得到拓宽,提升学生对社会的适应能力。③基础加模块模式。对于理工科类专业的学生,为了培育社会急需人才,应该在专业内根据需要调整专业方向,使得学生能根据社会需求以及自己的 兴趣 爱好 选择课程模块。④产、学、研相结合模式。实行大学生科研计划,鼓励大学生积极加入到企事业单位的实践以及教师的科研工作中来。同时教师也可以将产业实践和最新成果及时反馈到课堂,或者融入教材,使教学活动延伸到市场和科研第一线,从而对学生的实践教学环节进行优化。此外,学生在参加科学研究活动时,能够强化务实创新和创业意识的科学精神,提升其实践能力。 3.优化管理模式 高校创新创业教育管理要实现与社会各界以及政府相关职能部门的整体配合,并且依赖校内各个子系统的联动管理、紧密合作,构建优质高效的服务和管理体系,就必须对整个活动过程中的各阶段实施全方位、全过程的跟踪、咨询、服务、诊断和精细化管理。①筹备期。重点是进行品质、意识、能力和精神的教育训练和培训,提升学生的基本能力、素质。这一阶段可通过学校教育培养来实施。②初期。给学生提供一定的融资、政策、场所和技术等支持,安排导师对他们进行及时的指导,解决其中遇到的难题。这一阶段不但需要学校的培训和教育,还需要得到社会各界的支持政府政策的扶持、正确引导以及理解。③中期。给学生提供一定的跟踪、咨询和诊断服务,引导他们健康成长;同时学校可以把他们取得的经验以及应该吸取的教训及时地反馈到大学生创新创业教学过程中去。 4.健全法律、法规、政策和制度环境 大学生创新创业教育是一项非常复杂的系统工程,应该是高校、社会、政府的共同行为,而不是简单的高等学校教育行为,因此,只有所有方面共同合作,才能取得较好的效果。大学生创新创业教育在我国还处于起步阶段,目前还没有出台健全的法律、法规体系,因此大学生创新创业肯定会遭遇很大的风险和困难。所以,政府需要根据“积极引导、鼓励支持、保障权益完善服务”的方针政策,给大学生的创新创业活动拓展空间,加强服务,完善政策,优化环境。比如说可以给大学生创新创业提供小额贷款担保、担保基金;对大学生创新创业的行政审批规范化,简化审批和办证手续等。 三、结束语 开展大学生创新创业教育的主要目的就是为了培养大学生的创新创业精神和意识,提升他们的创新创业能力,强化对大学生的创新创业实践活动的指导等。所以,为了促进大学生创新创业教育的良性健康发展,需要建立一套系统全面的教育课程体系,对人才培养模式进行改革,建立以政府为主导、高校为承担者、企业为辅助参与者的服务管理模式,逐渐形成创新创业人才培养新机制;此外,还需要强化管理制度的完善,在金融、税收等政策上给予一定的优惠,对大学生的创新创业活动加以鼓励,加大对大学生创新创业的文化环境建设和宣传报道,形成优良的人才成长土壤和文化氛围。只有这样,才能够培养出拥有创新创业能力的综合性人才。 参考文献: [1]孙晓梅.试论大学生创业基地的功能及创新创业人才的培养[J].黑龙江高教研究,2014,(1):120-122. [2]鲁保富.论教育现代化与大学生创新创业能力培养[J].实验技术与管理,2013,25(2):143-147. 大学生创新创业指导论文篇三:试论如何指导大学生创新创业训练项目 【摘 要】国家和省、校创新创业训练项目是提高大学生创新能力的有效途径,也是高等学校对大学生进行素质教育的重要组成部分。以多年指导大学生创新创业训练项目和 其它 学生类科研项目的经历,就如何提高各级创新创业训练项目对大学生创新能力和综合素质培养等方面进行了分析,以期为实现大学生培养目标的实现提供借鉴。 【关键词】大学生;创新创业训练项目;指导教师 大学生创新创业训练计划是建设创新型国家目标的需求,旨在激发和训练大学生 创新思维 和创新意识、提高综合素质和实践能力[1]。在实施过程中,如何实现大学生创新创业训练的目标,从指导教师的角度,谈谈自己的体会。 我国长期以来一直以应试教育为主,基础教育体系、教育观念和教师的素质都在制约着创新的实现。尤其是大学生,应试入学后更是表现创新能力不佳。如何摆脱中小学的应试教育模式,尽快适应自主学习占有一定分量的大学学习生活,培养大学生创造能力,是难点,也是大学生培养的重点。 大学生在参与创新创业训练计划项目中存在如下主要问题:一是方向不够明确,不知道做什么;二是缺乏问题来源,前两年的平台教育使得学生对专业知识匮乏,无从下手;三是缺乏观察力,不能自主发现问题。针对如上问题,在实践中需要采取 措施 一一化解。 1 明确方向并让学生学会提出问题 大学生与中学生的最大区别是,大学期间是专业人才培养,有了明确的职业发展方向。但大学前两年的学习还是以基础学习为主,这就为大学生参与大创项目增加了难度,低年级的学生不知道该做什么,更不知道怎么做。解决的办法,一是入学后进行 职业规划 教育和专业概论教育,让学生初步了解自己毕业后的专业性质和内容;二是学生尽早进入老师的工作室或研究室,参与老师的科研项目;三是作为参加人参加到高年级的大创项目中,先锻炼和学习,有了明确的专业方向和专业认识,知道自己做什么和怎么做,之后就可以独立承担项目。 尝试先实践后理论的“倒置式”课外专业实践教育。所谓“倒置式”课外专业教育,就是课外专业实践早于专业理论学习,学生在低年级参与教师的科研项目和专业实践,让学生先从感性上认识专业,利用实践中的发现和问题去指导专业理论学习,从而达到从实践到理论再到实践的相互促动过程。 探索“倒置式”课外专业教育模式的理论与实践,让学生从入学起就开始系统地进行课外专业训练,使之加深对专业的理解和认识,并将自己对专业的感知与专业基础教学有机结合,达到有的放矢,籍此促动学生的专业兴趣和课内教学质量的提高,达到培养学生综合素质和创新能力并提高毕业生社会竞争力的培养目标。 学生在课外专业实践中对专业有了初步的认知,也能在实践过程中思考一些问题,并结合自己的认识提出问题。学生提出问题后,就需要指导教师进行积极引导,指导其如何设计解决思路和实施。 2 积极引领 把大学生创新意识和创造能力培养渗透到教育的整个过程,培养高素质的具有一定创新能力的优秀人才,是时代的需求,也是国家经济和科技发展的需要。但我国高校的 教学方法 以及课程设置很难达到培养学生创新能力的目的,其主要原因是学生不会思考问题、不会提出问题,也很难找到解决问题的方法,遇到问题先找老师帮助。出现这样的问题,也不能全归责于学生。作为教师,应该 反思 是否在教学过程中教会了学生如何思考? 实际上,老师们习惯于给学生答案,以讲为主,授人以鱼,而不是授人以渔。这样如何实现创新思维的培养?因此我们需要思考作为老师的作用和角色。学生遇到问题,不是简单的给出答案,而是要剖析问题,在分析问题过程中让学生做出判断,锻炼他们分析问题、解决问题的能力。 学生刚接触项目时,往往很茫然,不知道自己要做什么,要解决什么问题。但老师需要积极引导,讨论式启发,让学生先拟定方案,针对方案中存在的问题进行解析。经过几次类似的分析后,学生再遇到问题,就会先进行思考并寻找解决方案,然后和老师探讨。这样,学生不仅能在实验过程中发现问题,而且能找到解决问题的方法,学生学会了科学思维。 3 团队意识培养 一个人的力量是有限的,团队合作就显得尤为重要,也是以后事业成功的基础。因此,培养学生的合作精神和团结协作能力,对其以后的发展尤为重要,也是保质保量地完成大创项目的关键因素之一。 在指导学生大创项目过程中,教师要特别注重学生团结合作精神的培养。在项目团队的管理上,给予项目负责人充分的自主权,负责项目的方案与实施。在此过程中要发挥每一个成员的作用,调动成员的积极性。同时,项目组成员也要服从项目负责人的管理,同心协力,分工负责,为项目的顺利实施共同努力。 在项目实施过程中,若存在意见不一致的情况,指导教师负责协调,给出合理化建议,宏观上进行调控,主要还是要靠学生自己解决问题,有意识地培养和锻炼学生解决问题的能力。 4 参加高层次研讨 大学生具有很强的可塑性,需要给他们创新的自由空间。创新训练计划项目旨在锻炼和提高大学生的创新能力,开拓眼界是创新培养的关键要素之一。通过参加研究生学术研讨会、指导教师的项目进展或阶段性 总结 会,进而参与讨论,让大学生感受学术氛围和气息、接触专业学术前沿,对开拓其思路、培养其创新思维和分析问题、解决问题的能力,具有重要的现实意义。 通过参加高层次研讨,也可以让学生减弱对学术圣坛的敬畏和距离感,提高了学生对学术问题质疑的勇气,提高其自信心,思考问题更加趋向科学和合理。 5 结语 国家大学生创新创业训练计划旨在在课外建立培养学生创新意识、创新思维和分析问题、解决问题能力,以及团队合作意识和组织协调能力培养的有效途径,培养大学生主动性学习和自学能力,激发其创造性。 通过三年的指导实践,明显感觉到学生的科学态度、合作精神、自学能力等方面都有了长足的进步,大创项目的影响力也与日俱增,参与项目的学生人数越来越多,如何在大创项目实施中保质保量地完成预定目标和任务,任然需要指导教师和学生来共同努力与探索。 【参考文献】
西方发达国家十分重视大学生创新思维能力的培养,20世纪90年代起,一些国家的大学就已经将相关课程归入到整个课程体系中。我国教育部于2002年启动了创新创业教育的试点工作行动计划,开始高度重视对创新思维类型人才的教育培养。现阶段,我国高校正积极开展创新思维人才培养体系建设,大体形成了与我国实际情况相符合的人才培养模式框架,然而由于起步较晚,我国大学生创新创业思维培养还存在缺乏认识、不成体系、师资力量匮乏、教学形式单一等问题,针对这些问题,需要从重视思维培养工作、完善师资队伍、对教学方式的重新界定与改良、构建合理支持体系支撑创新创业等方面持续用力。
1 绪论 随着互联网的飞速发展,网络安全逐渐成为一个潜在的巨大问题。网络安全性是一个涉及面很广泛的问题,其中也会涉及到是否构成犯罪行为的问题。在其最简单的形式中,它主要关心的是确保无关人员不能读取,更不能修改传送给其他接收者的信息。此时,它关心的对象是那些无权使用,但却试图获得远程服务的人。安全性也处理合法消息被截获和重播的问题,以及发送者是否曾发送过该条消息的问题。 大多数安全性问题的出现都是由于有恶意的人试图获得某种好处或损害某些人而故意引起的。可以看出保证网络安全不仅仅是使它没有编程错误。它包括要防范那些聪明的,通常也是狡猾的、专业的,并且在时间和金钱上是很充足、富有的人。同时,必须清楚地认识到,能够制止偶然实施破坏行为的敌人的方法对那些惯于作案的老手来说,收效甚微。 网络安全性可以被粗略地分为4个相互交织的部分:保密、鉴别、反拒认以及完整性控制。保密是保护信息不被未授权者访问,这是人们提到的网络安全性时最常想到的内容。鉴别主要指在揭示敏感信息或进行事务处理之前先确认对方的身份。反拒认主要与签名有关。保密和完整性通过使用注册过的邮件和文件锁来实现。 2 方案目标 本方案主要从网络层次考虑,将网络系统设计成一个支持各级别用户或用户群的安全网络,该网在保证系统内部网络安全的同时,还实现与Internet或国内其它网络的安全互连。本方案在保证网络安全可以满足各种用户的需求,比如:可以满足个人的通话保密性,也可以满足企业客户的计算机系统的安全保障,数据库不被非法访问和破坏,系统不被病毒侵犯,同时也可以防止诸如反动淫秽等有害信息在网上传播等。 需要明确的是,安全技术并不能杜绝所有的对网络的侵扰和破坏,它的作用仅在于最大限度地防范,以及在受到侵扰的破坏后将损失尽旦降低。具体地说,网络安全技术主要作用有以下几点: 1.采用多层防卫手段,将受到侵扰和破坏的概率降到最低; 2.提供迅速检测非法使用和非法初始进入点的手段,核查跟踪侵入者的活动; 3.提供恢复被破坏的数据和系统的手段,尽量降低损失; 4.提供查获侵入者的手段。 网络安全技术是实现安全管理的基础,近年来,网络安全技术得到了迅猛发展,已经产生了十分丰富的理论和实际内容。 3 安全需求 通过对网络系统的风险分析及需要解决的安全问题,我们需要制定合理的安全策略及安全方案来确保网络系统的机密性、完整性、可用性、可控性与可审查性。即, 可用性: 授权实体有权访问数据 机密性: 信息不暴露给未授权实体或进程 完整性: 保证数据不被未授权修改 可控性: 控制授权范围内的信息流向及操作方式 可审查性:对出现的安全问题提供依据与手段 访问控制:需要由防火墙将内部网络与外部不可信任的网络隔离,对与外部网络交换数据的内部网络及其主机、所交换的数据进行严格的访问控制。同样,对内部网络,由于不同的应用业务以及不同的安全级别,也需要使用防火墙将不同的LAN或网段进行隔离,并实现相互的访问控制。 数据加密:数据加密是在数据传输、存储过程中防止非法窃取、篡改信息的有效手段。 安全审计: 是识别与防止网络攻击行为、追查网络泄密行为的重要措施之一。具体包括两方面的内容,一是采用网络监控与入侵防范系统,识别网络各种违规操作与攻击行为,即时响应(如报警)并进行阻断;二是对信息内容的审计,可以防止内部机密或敏感信息的非法泄漏 4 风险分析 网络安全是网络正常运行的前提。网络安全不单是单点的安全,而是整个信息网的安全,需要从物理、网络、系统、应用和管理方面进行立体的防护。要知道如何防护,首先需要了解安全风险来自于何处。网络安全系统必须包括技术和管理两方面,涵盖物理层、系统层、网络层、应用层和管理层各个层面上的诸多风险类。无论哪个层面上的安全措施不到位,都会存在很大的安全隐患,都有可能造成网络的中断。根据国内网络系统的网络结构和应用情况,应当从网络安全、系统安全、应用安全及管理安全等方面进行全面地分析。 风险分析是网络安全技术需要提供的一个重要功能。它要连续不断地对网络中的消息和事件进行检测,对系统受到侵扰和破坏的风险进行分析。风险分析必须包括网络中所有有关的成分。 5 解决方案 设计原则 针对网络系统实际情况,解决网络的安全保密问题是当务之急,考虑技术难度及经费等因素,设计时应遵循如下思想: 1.大幅度地提高系统的安全性和保密性; 2.保持网络原有的性能特点,即对网络的协议和传输具有很好的透明性; 3.易于操作、维护,并便于自动化管理,而不增加或少增加附加操作; 4.尽量不影响原网络拓扑结构,同时便于系统及系统功能的扩展; 5.安全保密系统具有较好的性能价格比,一次性投资,可以长期使用; 6.安全与密码产品具有合法性,及经过国家有关管理部门的认可或认证; 7.分步实施原则:分级管理 分步实施。 安全策略 针对上述分析,我们采取以下安全策略: 1.采用漏洞扫描技术,对重要网络设备进行风险评估,保证信息系统尽量在最优的状况下运行。 2.采用各种安全技术,构筑防御系统,主要有: (1) 防火墙技术:在网络的对外接口,采用防火墙技术,在网络层进行访问控制。 (2) NAT技术:隐藏内部网络信息。 (3) VPN:虚拟专用网(VPN)是企业网在因特网等公共网络上的延伸,通过一个私有的通道在公共网络上创建一个安全的私有连接。它通过安全的数据通道将远程用户、公司分支机构、公司业务伙伴等与公司的企业网连接起来,构成一个扩展的公司企业网。在该网中的主机将不会觉察到公共网络的存在,仿佛所有的机器都处于一个网络之中。公共网络似乎只由本网络在独占使用,而事实上并非如此。 (4)网络加密技术(Ipsec) :采用网络加密技术,对公网中传输的IP包进行加密和封装,实现数据传输的保密性、完整性。它可解决网络在公网的数据传输安全性问题,也可解决远程用户访问内网的安全问题。 (5) 认证:提供基于身份的认证,并在各种认证机制中可选择使用。 (6) 多层次多级别的企业级的防病毒系统:采用多层次多级别的企业级的防病毒系统,对病毒实现全面的防护。 (7)网络的实时监测:采用入侵检测系统,对主机和网络进行监测和预警,进一步提高网络防御外来攻击的能力。 3.实时响应与恢复:制定和完善安全管理制度,提高对网络攻击等实时响应与恢复能力。 4.建立分层管理和各级安全管理中心。 防御系统 我们采用防火墙技术、NAT技术、VPN技术、网络加密技术(Ipsec)、身份认证技术、多层次多级别的防病毒系统、入侵检测技术,构成网络安全的防御系统。 物理安全 物理安全是保护计算机网络设备、设施以及其它媒体免遭地震、水灾、火灾等环境事故以及人为操作失误或错误及各种计算机犯罪行为导致的破坏过程。 为保证信息网络系统的物理安全,还要防止系统信息在空间的扩散。通常是在物理上采取一定的防护措施,来减少或干扰扩散出去的空间信号。这是政府、军队、金融机构在兴建信息中心时首要的设置的条件。 为保证网络的正常运行,在物理安全方面应采取如下措施: 1.产品保障方面:主要指产品采购、运输、安装等方面的安全措施。 2.运行安全方面:网络中的设备,特别是安全类产品在使用过程中,必须能够从生成厂家或供货单位得到迅速的技术支持服务。对一些关键设备和系统,应设置备份系统。 3.防电磁辐射方面:所有重要涉密的设备都需安装防电磁辐射产品,如辐射干扰机。 4.保安方面:主要是防盗、防火等,还包括网络系统所有网络设备、计算机、安全设备的安全防护。 防火墙技术 防火墙是一种网络安全保障手段,是网络通信时执行的一种访问控制尺度,其主要目标就是通过控制入、出一个网络的权限,并迫使所有的连接都经过这样的检查,防止一个需要保护的网络遭外界因素的干扰和破坏。在逻辑上,防火墙是一个分离器,一个限制器,也是一个分析器,有效地监视了内部网络和Internet之间地任何活动,保证了内部网络地安全;在物理实现上,防火墙是位于网络特殊位置地以组硬件设备――路由器、计算机或其他特制地硬件设备。防火墙可以是独立地系统,也可以在一个进行网络互连地路由器上实现防火墙。用防火墙来实现网络安全必须考虑防火墙的网络拓扑结构: (1)屏蔽路由器:又称包过滤防火墙。 (2)双穴主机:双穴主机是包过滤网关的一种替代。 (3)主机过滤结构:这种结构实际上是包过滤和代理的结合。 (4)屏蔽子网结构:这种防火墙是双穴主机和被屏蔽主机的变形。 根据防火墙所采用的技术不同,我们可以将它分为四种基本类型:包过滤型、网络地址转换—NAT、代理型和监测型。 包过滤型 包过滤型产品是防火墙的初级产品,其技术依据是网络中的分包传输技术。网络上的数据都是以“包”为单位进行传输的,数据被分割成为一定大小的数据包,每一个数据包中都会包含一些特定信息,如数据的源地址、目标地址、TCP/UDP源端口和目标端口等。防火墙通过读取数据包中的地址信息来判断这些“包”是否来自可信任的安全站点 ,一旦发现来自危险站点的数据包,防火墙便会将这些数据拒之门外。系统管理员也可以根据实际情况灵活制订判断规则。 包过滤技术的优点是简单实用,实现成本较低,在应用环境比较简单的情况下,能够以较小的代价在一定程度上保证系统的安全。 但包过滤技术的缺陷也是明显的。包过滤技术是一种完全基于网络层的安全技术,只能根据数据包的来源、目标和端口等网络信息进行判断,无法识别基于应用层的恶意侵入,如恶意的Java小程序以及电子邮件中附带的病毒。有经验的黑客很容易伪造IP地址,过包过滤型防火墙。 网络地址转化—NAT 网络地址转换是一种用于把IP地址转换成临时的、外部的、注册的IP地址标准。它允许具有私有IP地址的内部网络访问因特网。它还意味着用户不许要为其网络中每一台机器取得注册的IP地址。在内部网络通过安全网卡访问外部网络时,将产生一个映射记录。系统将外出的源地址和源端口映射为一个伪装的地址和端口,让这个伪装的地址和端口通过非安全网卡与外部网络连接,这样对外就隐藏了真实的内部网络地址。在外部网络通过非安全网卡访问内部网络时,它并不知道内部网络的连接情况,而只是通过一个开放的IP地址和端口来请求访问。OLM防火墙根据预先定义好的映射规则来判断这个访问是否安全。当符合规则时,防火墙认为访问是安全的,可以接受访问请求,也可以将连接请求映射到不同的内部计算机中。当不符合规则时,防火墙认为该访问是不安全的,不能被接受,防火墙将屏蔽外部的连接请求。网络地址转换的过程对于用户来说是透明的,不需要用户进行设置,用户只要进行常规操作即可。 代理型 代理型防火墙也可以被称为代理服务器,它的安全性要高于包过滤型产品,并已经开始向应用层发展。代理服务器位于客户机与服务器之间,完全阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看,代理服务器相当于一台真正的服务器;而从服务器来看,代理服务器又是一台真正的客户机。当客户机需要使用服务器上的数据时,首先将数据请求发给代理服务器,代理服务器再根据这一请求向服务器索取数据,然后再由代理服务器将数据传输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没有直接的数据通道,外部的恶意侵害也就很难伤害到企业内部网络系统。 代理型防火墙的优点是安全性较高,可以针对应用层进行侦测和扫描,对付基于应用层的侵入和病毒都十分有效。其缺点是对系统的整体性能有较大的影响,而且代理服务器必须针对客户机可能产生的所有应用类型逐一进行设置,大大增加了系统管理的复杂性。 监测型 监测型防火墙是新一代的产品,这一技术实际已经超越了最初的防火墙定义。监测型防火墙能够对各层的数据进行主动的、实时的监测,在对这些数据加以分析的基础上,监测型防火墙能够有效地判断出各层中的非法侵入。同时,这种检测型防火墙产品一般还带有分布式探测器,这些探测器安置在各种应用服务器和其他网络的节点之中,不仅能够检测来自网络外部的攻击,同时对来自内部的恶意破坏也有极强的防范作用。据权威机构统计,在针对网络系统的攻击中,有相当比例的攻击来自网络内部。因此,监测型防火墙不仅超越了传统防火墙的定义,而且在安全性上也超越了前两代产品,虽然监测型防火墙安全性上已超越了包过滤型和代理服务器型防火墙,但由于监测型防火墙技术的实现成本较高,也不易管理,所以目前在实用中的防火墙产品仍然以第二代代理型产品为主,但在某些方面也已经开始使用监测型防火墙。基于对系统成本与安全技术成本的综合考虑,用户可以选择性地使用某些监测型技术。这样既能够保证网络系统的安全性需求,同时也能有效地控制安全系统的总拥有成本。 实际上,作为当前防火墙产品的主流趋势,大多数代理服务器(也称应用网关)也集成了包过滤技术,这两种技术的混合应用显然比单独使用具有更大的优势。由于这种产品是基于应用的,应用网关能提供对协议的过滤。例如,它可以过滤掉FTP连接中的PUT命令,而且通过代理应用,应用网关能够有效地避免内部网络的信息外泄。正是由于应用网关的这些特点,使得应用过程中的矛盾主要集中在对多种网络应用协议的有效支持和对网络整体性能的影响上。 相关性:毕业论文,免费毕业论文,大学毕业论文,毕业论文模板 VPN技术 VPN的安全保证主要是通过防火墙技术、路由器配以隧道技术、加密协议和安全密钥来实现,可以保证企业员工安全地访问公司网络。 VPN有三种解决方案: (1)如果企业的内部人员移动或有远程办公需要,或者商家要提供B2C的安全访问服务,就可以考虑使用远程访问虚拟网(Access VPN)。 AccessVPN通过一个拥有专用网络相同策略的共享基础设施,提供对企业内部网或外部网的远程访问。AccessVPN能使用户随时、随地以所需的方式访问企业资源。最适用于公司内部经常有流动人员远程办公的情况。出差员工利用当地ISP提供的VPN服务,就可以和公司的VPN网关建立私有的隧道连接。 (2)如果要进行企业内部各分支机构的互连,使用企业内部虚拟网(Intranet VPN)是很好的方式。越来越多的企业需要在全国乃至全世界范围内建立各种办事机构、分公司、研究所等,各个分公司之间传统的网络连接方式一般是租用专线。显然,在分公司增多、业务范围越来越广时,网络结构也趋于复杂,所以花的费用也越来越大。利用VPN特性可以在Internet上组建世界范围内的Intranet VPN。利用Internet的线路保证网络的互联性,利用隧道、加密等VPN特性可以保证信息在整个Internet VPN上安全传输。 (3)如果提供B2B之间的安全访问服务,则可以考虑Extranet VPN。 利用VPN技术可以组建安全的Exrranet。既可以向客户、合作伙伴提供有效的信息服务,又可以保证自身的内部网络安全。Extranet VPN通过一个使用专用连接的共享基础设施,将客户,供应商、合作伙伴或兴趣群体连接到企业内部网。企业拥有专用网络的相同政策,包括安全、服务质量(QoS)、可管理性和可靠性。 网络加密技术(Ipsec) IP层是TCP/IP网络中最关键的一层,IP作为网络层协议,其安全机制可对其上层的各种应用服务提供透明的覆盖式安全保护。因此,IP安全是整个TCP/IP安全的基础,是网络安全的核心。IPSec提供的安全功能或服务主要包括: 1.访问控制 2.无连接完整性 3.数据起源认证 4.抗重放攻击 5.机密性 6.有限的数据流机密性 信息交换加密技术分为两类:即对称加密和非对称加密。 对称加密技术 在对称加密技术中,对信息的加密和解密都使用相同的钥,也就是说一把钥匙开一把锁。这种加密方法可简化加密处理过程,信息交换双方都不必彼此研究和交换专用的加密算法。如果在交换阶段私有密钥未曾泄露,那么机密性和报文完整性就可以得以保证。对称加密技术也存在一些不足,如果交换一方有N个交换对象,那么他就要维护N个私有密钥,对称加密存在的另一个问题是双方共享一把私有密钥,交换双方的任何信息都是通过这把密钥加密后传送给对方的。如三重DES是DES(数据加密标准)的一种变形,这种方法使用两个独立的56为密钥对信息进行3次加密,从而使有效密钥长度达到112位。 非对称加密/公开密钥加密 在非对称加密体系中,密钥被分解为一对(即公开密钥和私有密钥)。这对密钥中任何一把都可以作为公开密钥(加密密钥)通过非保密方式向他人公开,而另一把作为私有密钥(解密密钥)加以保存。公开密钥用于加密,私有密钥用于解密,私有密钥只能有生成密钥的交换方掌握,公开密钥可广泛公布,但它只对应于生成密钥的交换方。非对称加密方式可以使通信双方无须事先交换密钥就可以建立安全通信,广泛应用于身份认证、数字签名等信息交换领域。非对称加密体系一般是建立在某些已知的数学难题之上,是计算机复杂性理论发展的必然结果。最具有代表性是RSA公钥密码体制。 RSA算法 RSA算法是Rivest、Shamir和Adleman于1977年提出的第一个完善的公钥密码体制,其安全性是基于分解大整数的困难性。在RSA体制中使用了这样一个基本事实:到目前为止,无法找到一个有效的算法来分解两大素数之积。RSA算法的描述如下: 公开密钥:n=pq(p、q分别为两个互异的大素数,p、q必须保密) 与(p-1)(q-1)互素 私有密钥:d=e-1 加密:c=me(mod n),其中m为明文,c为密文。 解密:m=cd(mod n) 利用目前已经掌握的知识和理论,分解2048bit的大整数已经超过了64位计算机的运算能力,因此在目前和预见的将来,它是足够安全的。 身份认证 在一个更为开放的环境中,支持通过网络与其他系统相连,就需要“调用每项服务时需要用户证明身份,也需要这些服务器向客户证明他们自己的身份。”的策略来保护位于服务器中的用户信息和资源。 认证机构 CA(Certification Authorty)就是这样一个确保信任度的权威实体,它的主要职责是颁发证书、验证用户身份的真实性。由CA签发的网络用户电子身份证明—证书,任何相信该CA的人,按照第三方信任原则,也都应当相信持有证明的该用户。CA也要采取一系列相应的措施来防止电子证书被伪造或篡改。构建一个具有较强安全性的CA是至关重要的,这不仅与密码学有关系,而且与整个PKI系统的构架和模型有关。此外,灵活也是CA能否得到市场认同的一个关键,它不需支持各种通用的国际标准,能够很好地和其他厂家的CA产品兼容。 注册机构 RA(Registration Authorty)是用户和CA的接口,它所获得的用户标识的准确性是CA颁发证书的基础。RA不仅要支持面对面的登记,也必须支持远程登记。要确保整个PKI系统的安全、灵活,就必须设计和实现网络化、安全的且易于操作的RA系统。 策略管理 在PKI系统中,制定并实现科学的安全策略管理是非常重要的这些安全策略必须适应不同的需求,并且能通过CA和RA技术融入到CA 和RA的系统实现中。同时,这些策略应该符合密码学和系统安全的要求,科学地应用密码学与网络安全的理论,并且具有良好的扩展性和互用性。 密钥备份和恢复 为了保证数据的安全性,应定期更新密钥和恢复意外损坏的密钥是非常重要的,设计和实现健全的密钥管理方案,保证安全的密钥备份、更新、恢复,也是关系到整个PKI系统强健性、安全性、可用性的重要因素。 证书管理与撤消系统 证书是用来证明证书持有者身份的电子介质,它是用来绑定证书持有者身份和其相应公钥的。通常,这种绑定在已颁发证书的整个生命周期里是有效的。但是,有时也会出现一个已颁发证书不再有效的情况这就需要进行证书撤消,证书撤消的理由是各种各样的,可能包括工作变动到对密钥怀疑等一系列原因。证书撤消系统的实现是利用周期性的发布机制撤消证书或采用在线查询机制,随时查询被撤消的证书。 多层次多级别的防病毒系统 防病毒产品可以在每个入口点抵御病毒和恶意小程序的入侵,保护网络中的PC机、服务器和Internet网关。它有一个功能强大的管理工具,可以自动进行文件更新,使管理和服务作业合理化,并可用来从控制中心管理企业范围的反病毒安全机制,优化系统性能、解决及预防问题、保护企业免受病毒的攻击和危害。 防病毒系统设计原则 1.整个系统的实施过程应保持流畅和平稳,做到尽量不影响既有网络系统的正常工作。 2.安装在原有应用系统上的防毒产品必须保证其稳定性,不影响其它应用的功能。在安装过程中应尽量减少关闭和重启整个系统。 3.防病毒系统的管理层次与结构应尽量符合机关自身的管理结构。 4.防病毒系统的升级和部署功能应做到完全自动化,整个系统应具有每日更新的能力。 5.应做到能够对整个系统进行集中的管理和监控,并能?/cn>
虚拟现实技术与VRML 摘要:虚拟现实技术是利用计算机的图形环境和电子技术外设产生逼真的视、听、触、力等伪物质三维感觉环境。VRML是面向实时漫游的虚拟现实造型语言。本文简要介绍了虚拟现实技术的概念、技术特征、应用及VRML的概念、发展与构造,并讨论了VRML在虚拟现实技术应用中重要地位。 关键词:计算机;虚拟现实;VRML 1 虚拟现实技术1.1虚拟现实技术的概念虚拟现实(Viamal Reality)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术,是一种新的人一机界面形式。它追求的是将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人处于计算机创造的人工环境中。用户借助物定装备(如数据手套、头盔等)以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响,从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。1.2虚拟现实技术的发展过程虚拟现实技术的起源可以追溯到1970年,任Ivan Suther Land领导下研制成功了第一个头盔显示器。人们戴上头盔显示器,可以看到一个边长5厘米的立方体线框图飘浮在自己眼前。当实验者转动头部时,可以看见这个发光的立方体的不同侧面,可以像真实世界中那样来确定这个物体的形状和位置。1972年Nolan·Bushnell发明了电子游戏rorh;1985年,Apple公司的Macintosh开始研制Sinmet,1989年Sinmet完成。NASA的Ames研究中心利用Radioshaek公司的袖珍式液晶显示电视的屏幕研制成为头戴式虚拟现实眼镜,并研制成第一台商用虚拟现实硬/软件,美国空军的Supemoelwit飞行模拟器。虚拟现实这个名词已成为平常生活话题。1.3虚拟现实技术的特征虚拟现实技术具有以下三个基本特征:(1)沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点,由计算机产生逼真的三维立体图像,使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用,就如同在现实世界中的一样。使用者在虚拟环境中,一切感觉都是那么逼真,有一种身临其境的感觉。(2)交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互,代写毕业论文 使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互,而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能,就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。(3)多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置,因此,使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知,从而达到身临其境的感受。1.4虚拟现实技术的应用随着虚拟现实技术的迅速发展,它已经被应用于广泛的领域:(1)工程和建筑可用它设计各种产品和施工设备,建造工厂等预实现。如一个新产品的先期开发、一个具体建筑物一次性仿真。(2)医学其范围包括建立合成药物的分子结构模型到各种医学模拟,如用来设计各种合成药物,允许研究人员测试各种药物特性,进行人体解剖仿真,外科手术仿真器。(3)军工模拟最初的军工模拟是推动VR发展的主要力量,VR的许多成功的应用也是在此方面,代写医学论文如飞机驾驶模拟器、近战战术训练器、虚拟战场等。(4)科学可视化现在,有许多数据或物质,如红外光、微波、雷达、电磁场、在通道中流动的各种数据都不是可见的,利用VR技术,很容易将这些东西可视,这就为我们的研究带来很大的方便。(5)金融和娱乐金融可视化是指将大量数据变换成图象式物质,从而使数据更易理解和分析。娱乐是VR的一个巨大市场,世界一些著名的娱乐城已建成VR娱东中心,在这个环境中许多话都已变成“现实”。(6)教育VR教育是一种非常有意义的潜在市场。虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境的一名参与者,在虚拟环境中扮演—个角色,这对调动学生的学习积极性,突破教学的重点、难点,培养学生的技能都将起到积极的作用。2、VRML .2.1概念VRML (Virtral Reality Modeling Language)是虚拟现实造型语言的缩写形式。它是描述虚拟场景的一种标准。它定义了三维应用系统中常用的语言描述,如层次变换、光源、试点、几何、动画、雾、材料特性和纹理映射等,并具有简单的行为特征描述功能。设计VRML的一个主要目标就是保证它成为多个虚拟现实系统或其组成部分间有效的三维文件交换格式,并且,这些虚拟现实系统或其组成部分可分布在网络的不同计算机处。2.2 VRML的发展历史1994年5月。在瑞士日内瓦召开的万维网(www)会议上。Mark Pesos和Tony Parisi在会上介绍了他们开发的可在万维网上运行的虚拟现实界面。这时,由一个情趣相投者联谊会BOF马上产生强烈的反响,决定开发一种场景描述语言。它可以连通Web网。VRML这个词就是在BOF的会议上造出来的。1994年10月在芝加哥(Chicago)召开的第二次WWW会议上公布V1LML1.0的规范草案。主要的功能是完成静态的3D场景,代写硕士论文以及与HTML链接的功能和措施。另一位SGI的原Open Inventor的设计师Paul Ssi'aLt88开始作一个VRML公共域(publicdomain)的词解程序(Parser),当时流行于业界的名字叫Qmb.1995年秋。SGI进一步推出了WebSpace Author(供创作的程序)。这是一种Web创作工具,可在场景内交互地摆放物体,并改进了场景的功能,还可用于发表VRML文件。1996年初。VRML委员会审阅并讨论了若干个VRML 2.0版本的建议方案,其中有SGI的动态境界(Mov-iIlg Worlds)提案、太阳微系统(Sun Microsystem)的全息网(Holl Web)、微软公司(Mi )的能动VRML(Active、VRML)、苹果公司(Apple)的超世界(Out of the woad),以及其他多种提案。结果,Moving Worlds以70%选票赢得了绝对多数。1996年3月,VGA(、VRML.设计小组)决定将这个方案改造成为VRML 2.0。1996年8月,VRML2.0在新奥尔良(New Orleans)的SIGGRAPH96会议上公布。1998年发表中文国家标准。2002年8月,升级版本X3D通过国际标准。[next] 2.3、VRML的应用框架图1是目前VRML应用的一般框架,潜在的应用正在不断地发展当中。2.4VRML的构造一个VRML文件包括了一些主要的功能部件:代写论文文件头,场景图,原型和事件路由等,通过浏览器对VRML进行处理以声音和图象的形式展现出来,并且用户可以与场景进行交互。(1)文件头为方便识别VRML文件,每个VRML文件的开始都采用以下形式:#VRML2.0ercoding type[optional comment]line terminator(2)场景图结构VRML文件用层次化的场景图来描述三维对象和世界,在场景图中的实体称为节点,VRML定义了54种不同的结点类型,其中包括几何元素体及对外表特性、声音及声音特性,以及不同类型的群节点。节点在域中存放它们的数据,VRML定义了20种类型的域,这些域可以用来存放从单个数据到三维旋转矩阵。VRML场景图是一种单向图,一个节点可以包含其他节点(一些类型的节点可能“子”节点),也可以被一个或多个节点所包含(它们可以有一个以上的“父”节点),但是一个节点不能包含自己。这样的场景图结构可以容纳由一些子模块构造大的或复杂的三维世界。(3)事件结构VRML定义了事件或消息传送机制,通过这些机制,场景图中的节点可以相互通讯。每一节点定义了时间的名称和类型,这些事件是该类型节点可以产生和经受的。ROUTE语句定义了事件产生器和接收器之间的事件路径。(4)感知器感知器是VRML基本的用户交互和动画元素。当时间流逝时,T'lmeSemor节点就产生了事件,T'rmeSemor是所有动画行为基础。其他感知器是所有用户交互的基础,当观看者在三维世界中移动或当用户使用一些输入设备进行交互操作时,这些感知器就产生了事件。感知器只产生事件,它们必须通过ROUTE语句同其它节点一起使用才能在场景中产生可见的效果。(5)脚本和插值器可以在事件产生器和事件接收器之间插入脚本节点。脚本节点允许VRML编辑器用任何说明支持的脚本语言定义任意的行为。VRML2.0定义了可以用Java和JavaScript以及E(MAScript语言装的脚本节点。插值器节点实际上是完成简单的动画计算的内置语言。它们通常和Tune.Sesmor以及场景图中其它的节点一起使对象移动。(6)原型:封装和重用VRML2.0包括一种原型机制,可以对场景图进行封装和重用。几何、特性、动画和行为都可以分开或一起封装。原型机制允许以现存节点类型的混合形式定义新的节点类型,这一机制使VRML更容易使用并且减少了VRML文件的大小。(7)分布式场景VRML2.0有两种方法使一处定义的VRML世界分布于WWW网上。其中In-Line节点允许包含存储在Web上的任何VRML文件,EX'IERNIPROTO语句可以由WWW网上任何地方来定义新的节点。更一般的情况是,EXTERNPROTO语句使节点在VRML文件皮外定义,这也是VRML基本的可扩展机制。(8)显示和交互VRML文件的解释,执行和显示一般由浏览器来完成,浏览器将展现场景图中的形状和声音,即所谓的“虚拟世界”,用户可以在其中漫游,这一虚拟世界的显示根据视点的变化而不同。浏览器提一些漫游方法(如步行或飞行)使用户在虚拟世界中移动视点的位置)。除支持漫游外,浏览器还允许用户通过场景图层次中的感知器节点与虚拟世界进行交互。3 结束语目前,尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵,虚拟现实技术尚未能普及。但是,随着虚拟现实技术的不断发展和完善以及硬件设备价格的不断降低,我们相信。虚拟现实技术最终会在各个领域广泛应用并发挥其重要作用。虚拟现实作为一种全新的人——机接口技术,必须研究用户和计算机之间的协调关系问题,这样一个问题只有通过大量的使用才能逐步解决,VRML以因特网作为应用平台,最有希望成为构筑虚拟现实应用的基本构架。VRML在电子商务、教育、工程技术、建筑、娱乐、艺术等领域的广泛应用,将会促使它迅速发展,并成构建虚拟现实应用系统的基础。VRML将创造一种融多媒体、三维图形、网络通讯、虚拟现实为一体的新型媒体,兼具先进性和普及性,是关心三维图形、多媒体、新一代网页开发和虚拟现实技术的人士应密切注意的。
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,),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(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,Backup 的IP 地址为)。局域网内的主机仅仅知道这个虚拟路由器的IP 地址,而并不知道具体的Master 路由器的IP 地址 以及Backup 路由器的IP 地址,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。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,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。