计算机虚拟仿真技术应用研究

刘欧 曾令东 李静

（1.海装重大专项装备项目管理中心，北京 100741；2.91515部队，海南三亚 572000；3.海军工程大学兵器工程学院，湖北武汉 430000）

现代社会，新技术的发展备受瞩目，成为人们接触多元事物的重要途径，特别是互联网技术的更新和完善，使国家的人工智能和虚拟仿真技术趋向完善。电子产业属于近些年飞速发展的代表性产业，在目前市场容量较大的背景下，电子产品已经逐步地渗透至生产生活中，对于人们产生重要影响[1]。根据相关专家的研究，虚拟仿真技术的应用和完善，能够在多个方面体现出价值，如房屋建筑、旅游教学和城市规划等不同领域均可看到其身影。

1.计算机虚拟仿真技术的概念

虚拟仿真技术在实际运用的过程中，重点是通过计算机发挥出相应的功能，使得虚拟环境得以构建，让人们可以接触到感觉真实但虚拟的空间。虚拟仿真技术被认定为20世纪科学技术飞速发展的产物，我们可以将其看作客观世界中诞生的对象，运用计算机技术的影响力，打造出一个特殊的环境，方便人们更好的接受新鲜的事物。虚拟现实技术让信息和人结合起来，形成了一个整体，把三维交互式计算机作为核心而生成的环境。环境可以是想象世界中的模型，同时也属于真实存在的事物，最为关键的作用就是借助于人工合成手段对环境加以营造，传递出信息和知识等。虚拟现实技术可以让相对复杂的系统概念变得更为具体，属于拥有着确切含义的符号。

2.计算机仿真技术的步骤

一般计算机仿真技术重点涵盖着下述几个步骤：首先是建立起数据模型，建立数据模型的方法涵盖着归纳法、综合集成法等不同的手段，借助于建立特定对象有限边界的数学模型，促使着系统仿真得以落实。为了保证数学模型的建立符合一定的标准及要求，应该对特定对象仿真研究的目标和检验标准等加以明确，同时还需结合特定专家经验进行分析[1]。其次是建立数学模型，这一模型的构建也被称作是数据模型化的程序化，其重点包含着两个步骤，第一是设计仿真算法，第二是编制仿真程序。如图1所示，其中涉及到开发、测试等不同的环节，能在开发阶段逐步完善PLC编程+CAX编程，实现虚拟调试，从工艺设计到实际使用的全过程均进行有效的仿真。对比传统模型程序化活动来说，这种新的形式体现出自身的特点，如复杂性和繁琐性等，想要实现困难重重，在软件技术逐步完善和优化的过程中，依照大量算法研究成果判断，对于特定的区域，可提供实现交互操作、面向对象并具备自动编程能力的商品化产品。最后是仿真试验，仿真试验属于系统仿真最为重要的内容，重点是依照预先设置的试验方案，将仿真模型合理地运行起来，最终获取相应的成果。

图1 计算机虚拟仿真技术示意图

3.计算机虚拟仿真技术的关键点

3.1 智能仿真技术

智能仿真技术最为重要的条件便是在知识基础之上，将人类思维和思想当做背景的智能技术，使其适当地引入到相关的建模和仿真之中，仿造出和现实相符的物体或者是景物等，由此满足人们的实际需求。

3.2 面向对象的仿真技术

因为人类存在着十分明确的主观意识，借助对图片和动画的科学整合和归纳，使得信息的获取更加精准，由此完成系统仿真。

3.3 分布交互仿真技术

该项技术重点是指借助于计算机网络让各个区域的仿真设备有效连接，形成集合了半实物仿真、数学仿真、人在回路中的仿真于一体的交互式仿真技术，以此构建起时间及空间耦合且虚拟的仿真环境。

4.计算机仿真技术的具体应用实践

4.1 军事领域

结合国家各个领域的实际情况分析，最早接触计算机仿真技术的便是军事领域，重点体现在多种武器装备的设计和研制等阶段。设计阶段，计算机仿真技术主要是对武器装备进行仿真及试验，借助于相关的技术措施，合理地控制武器装备存在的风险。研制阶段，计算机仿真技术则是运用至武器装备性能检测以及调试的过程中，由此合理地减少无关流程，保证研制更加顺利。生产阶段，该项技术主要用来分析武器装备基本的结构情况和工位，达到相对理想的控制武器装备质量的目标。在对相应的设施设备使用时，合理地利用相关技术举措，构建起可靠的模型，保证多种武器装备能够依照实际情况加以判断，制定出可靠的预控方案，促使武器装备的基本性能得以有效评估，以便更好地投入使用。除此之外，计算机仿真技术可能运用到战争环境及军事训练的仿真实践中，可以体现出自身的优势和价值。仿真战争环境重点是借助于图像和情境设定等，还原战争的危险，锻炼作战人员的能力。运用相关的手段，还能进一步模拟单兵训练和近战术训练，促使相应的人员接触更真实的作战环境。总而言之，将该项技术与军事领域相结合，除了可以节省武器装备研发所需的时间外，还可控制成本投入量，确保武器装备性能拥有理想的支撑条件，促使着军事领域飞速发展[2]。

4.2 教育教学领域

教育工作的推进离不开现代化技术的支撑，应该对相关技术手段给予肯定，运用合理的方式完善相应的应用方针，促使着计算机仿真技术的价值真正凸显出来。计算机仿真技术与教育教学领域的结合，能够让教学的质量稳步提升，同时还能优化教学的成果，对于推动教育事业的发展具有积极的影响。目前，计算机仿真模型体现出的动态试验效果受到关注，将其和教学试验仿真结合起来，确保课堂上传授的抽象内容变得形象和具体，相对直观地展示在学生们的眼前，保证学生们对所学内容合理掌控，促使着教学成果更加优质，也可保障基本的教学质量。

4.3 工业领域

改革开放的大背景下，工业技术取得了显著的成绩，得以迅速的发展，尤其是现代工业的诞生使得工业领域的系统与项目丰富起来，这也让工业领域变得十分复杂，相较于其他的领域具有特殊性。计算机仿真技术的出现，除了可以强化工业产品的安全性外，还提高了经济性。在计算机仿真技术的支撑作用下，工业生产项目的规律和特点可以牢牢把握，对于强化工业产品各项性能具有重要作用[2]。

4.4 其他领域

计算机仿真技术的优势之处显而易见，应该对其应用价值给予肯定，需要采取合理的手段优化相应的规划，确保该项技术的利用效果更为明显。在计算机仿真技术趋向成熟的今天，实际的应用范围也明显拓展，近些年，其在医学、交通和旅游等多个行业逐步渗透，展示出自身的优势之处。医学领域中，重点是运用计算机仿真技术构建起可靠的模型，如三维视觉模型和生物学模型等，除了方便医学工作者的研究外，还能拓展生命研究机理。交通领域中，合理地运用计算机仿真技术，可以将交通仿真软件平台加以模拟，确保相关人员可以全面评估交通规划和设计等。旅游领域中，计算机仿真技术能够预测景点的发展前景，还可构建起相应的模型，通过合理地使用多媒体软件播放内容，吸引更多的游客[3]。

5.结语

计算机仿真技术的出现满足了各个领域的发展需求，同时也在一定程度上推动着社会的发展和进步，属于新时代背景下一项重要的产物。相关的领域对于该项技术的研究还在逐步深入，主张对仿真技术展开更为细致的概括，借鉴国外先进的手段，逐步地优化国家仿真系统的性能，促使着仿真技术水平明显提高，让该项技术可以灵活地适用于多个领域。