关键词：虚拟仪器类型硬件平台发展情况DAQ
1虚拟仪器的结构
1．1计算机硬件平台
虚拟仪器计算机硬件平台可以是各种类型的计算机，如台式计算机、便携式计算机、工作站、嵌入式计算机等。
1．2接口硬件
按照接口硬件的不同，分为GPIB、VXI、PXI和DAQ四种标准接口总线或接口标准。
1．3虚拟仪器的软件系统
虚拟仪器从底层到顶层包括三部分：VISA库、仪器驱动程序、应用软件。
(1)VISA(VirtualInstrumentationSoftwareArchitec-ture)库
VISA库实质就是标准的14)函数库及其相关规范的总称．它驻留在计算机系统中，执行仪器总线的特殊功能，是计算机与仪器之问的软件层连接，用来实现对仪器的控制。
(2)仪器驱动程序
仪器驱动程序是完成对某一特定仪器的控制与通信的软件程序集合，是应用程序实现仪器控制的桥梁。每个仪器都有自己的仪器驱动程序，由仪器厂商提供。
(3)应用软件
应用软件建立在仪器驱动程序之上，直接面对操作用户，通过提供直观、友好的操作界面、丰富的数据分析和处理功能，来完成自动测试任务。通常实现所用的编程语言有VB、VC、LabVlEW等。
2拟仪器的类型及发展情况
2．1GPIB总线方式的虚拟仪器
GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)是计算机和仪器之间的标准通信协议，GPIB的硬件规格和软件协议已经纳入国际工业标准IEEE488.1和IEEE488.2中。GPIB是最早的仪器总线。
典型的GPIB测试系统包括一台计算机、一块GPIB接口控制器卡和若干台GPIB仪器。每台GPIB仪器有单独的地址，由计算机控制操作。通过改动计算机的控制软件可以增加、减少或更换系统中的仪器。
在价格上，GPIB仪器覆盖了从比较便宜的到异常昂贵的仪器，但由于GPIB的数据传输率一般低于500kB/s，不适合对于系统速度要求较高的应用，现在已经逐步退出了市场。
2．2VXI总线方式的虚拟仪器
1987年公布的VXI(VMEbusextensionforInstmmen-tion)是VME总线在仪器领域的扩展，它不仅继承了GPIB、VME总线的优点，集测量、计算、通信于一体，还具有高速、模块化的优点。
与GPIB仪器系统相比，VXI模块没有前操作面板，因此，应用VXI总线组建测试系统必须编制虚拟的“软前面板”以完成对仪器系统的操作控制(当今流行的可视化编程语言如VisualBasie,VisualC，Delphi等均可以在VXI平台上构造一个完全图形化的用户操作面板，实现测试控制、数据分析、结果显示等功能，从而设计出各种操作方便的基于图形用户界面(GUI)的集成测试系统。
经过10多年的发展，VXI系统的组建和使用越来越方便，尤其是组建大、中规模自动测量系统以及对速度、精度要求高的场合。然而，组建VXI总线要求有机箱、零槽管理器及嵌入式控制器，造价比较高。目前，这种类型也有逐渐退出市场的趋势。
2．3PXI总线方式的虚拟仪器
PXI(PCIextensionforInstnunention)是PCI在仪器领域的发展，是NI公司于1997年的一种新的开放性、模块化的仪器总线规范。PXI总线方式是在PCI总线内核技术上增加了成熟的技术规范和要求形成的，增加了多板同步触发总线的参考时钟，用于精确定时的星形触发总线，以使用于相邻模块的高速通讯的局部总线。
PXI具有高度可扩展性，可扩展到256个扩展槽。把台式PC的性能价格比和PCI总线面向仪器领域的扩展优势结合起来，将形成未来主流的虚拟仪器平台之一。
2．4DAQ(DataAcQuisition)虚拟仪器
DAQ指的是基于计算机标准总线(如ISA、PCI、PC/104等)的内置功能插卡，它更加充分地利用计算机的资源，大大增加了测试系统的灵活性和扩展性。利用DAQ可以方便快捷地组建虚拟仪器，实现“一机多型”和“一机多用”。
下面以基于PCI总线和USB总线的多功能虚拟仪器的实现为例，介绍DAQ型虚拟仪器的结构。
2．4．1基于PCI总线的多功能虚拟仪器
本类型虚拟仪器由一块基于PCI总线的高速数据采集卡和相应的软件组成，将它们安装在一台运行的PC机上，可构成一个功能强大的数字虚拟仪器。其系统框图及工作传输。
工作原理：由主机启动程序，发出按时间步进的频率控制字送入信号源电路，产生频率随时间在1MHz－70MHz范围内变化的恒幅正弦波模拟信号。信号通过PCI高速数据采集卡采样的数字信号，经PCI总线送入计算机内，通过LaabVlEW软件模块对信号进行分析、处理，从而实现虚拟仪器的功能。
另外，通过改变应用程序，即界面程序设计可实现不同功能的虚拟仪器，如虚拟数字示波器，虚拟频谱分析仪等。这种类型的虚拟仪器具有一定的缺点：由于基于PCI总线的虚拟仪器在插入时都需要打开机箱，操作不方便；并且测试信号直接进入计算机，各种现场的被测信号对计算机安全造成很大的威胁；同时，计算机内部的强电磁干扰对被测信号也会造成很大的影响。
2．4．2基于USB总线的嵌入式虚拟仪器的设计
基于USB总线的嵌入式虚拟仪器具有使用方便、数据传输速度快、连接灵活的特点。可以采用星型的拓扑结构构建分布式测试系统。该类系统主要由PC机、USB集线器和嵌入式虚拟仪器组成。系统的体系结构设计按照智能模块的设计思路进行，智能模块的作用是完成特定应用的测试功能。利用USB总线的优势可以实现测试方案的灵活配置和测试功能的自由扩展，即当需要添加新测试功能时，只需开发支持USB接口的相应测试功能的嵌入式虚拟仪器模块即可。
其中，嵌入式虚拟仪器从功能模块上分为：信号调理和模数转换电路、嵌入式控制模块、存储系统、液晶显示模块、USB总线接口逻辑等部分。
USB技术和虚拟仪器技术结合在一起是计算机仪表领域研究的热点，基于USB总线接口设计的嵌入式虚拟仪器具有良好的系统扩展性。嵌入式虚拟仪器可以独立完成特定的信号处理和分析，又可以通过USB总线系统组合在一起，构建大型的测试系统，完成复杂的测试功能。
2．4．3DAQ型虚拟仪器的发展情况
在性能上，随着Ad转换技术、仪器放大技术、抗混叠滤波技术与信号调理技术的发展，DAQ的采样速率已达1Gb/s，精度高达24位，通道数高达64个，并能任意结合数字I/O、模拟I/O、计数器定时器等通道。
DAQ虚拟仪器既具有高档仪器的测量品质，又能满足测量需求的多样性。对大多数用户来说，这种方案不但实用，而且具有很高的性能价格比，是一种特别适合于我国国情的虚拟仪器方案。
〔关键词〕云计算；数字图书馆；虚拟化安全；管理
〔中图分类号〕G250.76〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-0821（2013）01-0040-03
随着云计算时代的到来，数字图书馆IT运营环境、图书馆用户服务模式、读者数字阅读活动需求与特点、图书馆运营效能与用户满意度评估等指标，与传统数字图书馆相比有较大的发展与变革。云计算的主要技术特点为虚拟化、分布式和动态可扩展，而虚拟化则是云图书馆有效提高云资源利用率和云系统管理与用户服务水平，降低云应用服务系统建设与运营成本的核心技术。
虚拟化技术将基础设施、系统、计算、存储、网络、硬件、软件等资源划分为一个大的资源池统一管理，实现了图书馆云系统资源的集中管理和动态分配，在大幅度提高云资源管理效率的前提下简化了资源的表示、访问、配置和管理过程。在关系云图书馆虚拟化技术应用和读者云阅读体验的众多因素中，虚拟化应用安全始终是决定云图书馆读者服务有效性的主要因素。因此，如何加强云图书馆虚拟化应用的细粒度管理，实现虚拟化安全管理过程可视、可管、可控和可量化，是云图书馆虚拟化安全管理与防护迫切需要解决的问题。
1云图书馆虚拟化环境特点与安全需求
1.1虚拟化环境下数据中心安全内容与安全边界发生变化云计算技术在提高数字图书馆数据中心基础设施结构科学性和云资源管理、使用效率的同时，也增加了数据中心基础设施拓朴结构复杂性和云系统管理难度，对数据中心运营效率、安全标准、经济性和可控性提出了更高的要求。
首先，随着云计算环境下数据中心拓朴结构复杂度和服务器运行效率的增长，数据中心内部网络流量呈现几何级增长，对数据中心网络传输承载力和安全性提出了较高要求。其次，云图书馆会根据服务对象、内容和服务质量需求创建虚拟机，因此，虚拟机的创建、部署、迁移与撤销具有突发性和随机性，使得虚拟机系统结构模型与安全管理策略更加复杂。第三，云计算环境下，数字图书馆传统的安全边界与防御系统有效性遭到破坏，安全系统防护的对象与内容数量大幅增加。并且随着虚拟化技术的应用，产生了许多虚拟化环境下特有的安全威胁与问题。第四，随着云图书馆运营方式与管理模式的改变，传统IT环境下数据中心监控系统、反馈系统、数据处理系统和控制系统的工作模式与管理策略，已不能适应虚拟化环境的安全管理与资源调控需求，需要对监控系统与管理策略进行升级与完善[1]。
1.2虚拟化网络可测量与可控性难度增加
云计算环境下，虚拟机可分别位于相同的物理服务器、不同的物理设备或者跨越不同的虚拟网络。因此，虚拟化数据流量可能会在同一物理服务器内部、不同物理设备和不同的虚拟网络之间传输，网络管理员无法通过IP地址、MAC地址或其它网络参数来识别虚拟化流量，导致虚拟数据监控、隔离和管理难度大。其次，云图书馆网络数据传输具有海量、突发性和难以预测的特点，可能造成数据中心网络负荷不均衡和局部网络传输阻塞，导致云图书馆系统整体服务性能下降。第三，虚拟化环境下，网络拓朴结构和工作机制与传统IT环境有很大不同，传统的防火墙、网关、路由器或负载均衡器对网络的管控能力减弱。为了提高虚拟化网络管理的安全性和有效性，云图书馆必须引进新的虚拟化网络管理工具和策略。
基于动态安全策略的云数字图书馆虚拟化安全管理研究.3虚拟服务器安全隐患增加
服务器虚拟化可将多个操作系统和应用程序同时运行在不同的虚拟机上，在大幅度提高物理服务器硬件资源利用效率和增加用户保障数量的同时，其安全威胁和问题更加突出。
在云图书馆建设过程中，数字图书馆通常采用从传统IT环境迁移到云计算环境的方式，实现应用服务系统和服务方式的云计算交付。因此，传统数字图书馆部分应用服务系统可能会存在与虚拟化环境不兼容的情况，而导致安全隐患的发生。其次，虚拟化应用软件在设计过程中可能存在安全漏洞，此外，应用过程中虚拟化管理程序对不同用户隔离的有效性和对虚拟机的可控性，也是造成虚拟服务器安全隐患的重要因素。第三，虚拟化环境下，虚拟机操作系统、应用程序和数据结构的复杂性不断增强，黑客可能会发起针对虚拟化管理程序和API（应用程序编程接口）的攻击[2]。
1.4虚拟机面临虚拟化应用安全风险
虚拟机安全是图书馆云阅读应用服务有效性的保证。随着云图书馆读者服务内容与模式的变革，虚拟机数量与管理复杂度不断增加，虚拟机管理程序对虚拟化系统的管理有效性，决定了虚拟机应用安全与用户服务质量的可靠性。因此，为了提高对虚拟化应用攻击的有效性，黑客通常会加强对虚拟化管理程序的攻击，来提高对云系统攻击的效率和获得虚拟化系统控制权。其次，虚拟机自身也存在漏洞和应用缺陷，会产生诸如虚拟机溢出、虚拟机跳跃、虚拟机被盗、虚拟机迁移攻击、虚拟机远程管理缺陷、拒绝服务（DoS）攻击等安全问题，降低了虚拟机的应用安全和可控性。第三，随着虚拟机频繁迁移和虚拟化网络拓朴结构的变化，虚拟机之间虚拟化流量的交换、管理、控制与传输效率，成为关系虚拟机应用效率和安全的重要问题。
1.5虚拟化安全管理的高效性需求
云图书馆虚拟化系统与应用安全管理中，要求不能以降低云系统管理效率、应用服务系统有效性和用户个性化阅读活动满意度为代价，来提高虚拟化管理效率、安全级别、可控性和安全防御系统性能。其次，在虚拟化系统的监控、反馈、处理与安全防御体系建设中，应保证不大幅度增加云计算系统和管理策略的复杂度，努力实现虚拟化系统的智能设置、自主配置、自动迁移、动态追踪功能，确保虚拟化安全具有较强的可管性。第三，应提高资源管理系统对虚拟化安全所需云资源分配的科学性。可根据云系统与资源管理、云应用服务、读者云阅读活动、虚拟化安全保障等应用的重要性，划分不同的云资源分配优先级别，实现云资源管理的科学、高效、合理、快速分配[3]。
2基于动态安全策略的云数字图书馆虚拟化安全管理2.1提高虚拟化系统安全设计的科学性
在云图书馆虚拟化系统安全设计与构建中，应结合云图书馆建设内容与服务保障对象实际，准确定义虚拟化安全所涉及的对象和内容（应包括云计算、云存储、虚拟化网络、云基础设施硬件设备、虚拟化资源管理、虚拟化应用、用户管理等方面内容）。其次，在云图书馆系统建设初期，应将负责云系统与应用安全管理的人员纳入项目组。此外，还应把涉及云管理系统安全、云应用服务系统安全、云虚拟化安全、用户管理安全等内容，融合到云系统安全管理与应用服务系统的设计方案中，确保设计方案安全、高效、简单、易操作。第三，设计方案应加强虚拟化安全系统漏洞检测、风险识别、安全评估和自动修复功能，确保云图书馆安全系统能够对虚拟化应用风险进行自动预测和等级评估，并根据安全预案实施报警、防御、补丁和自动修复[4]。
2.2确保虚拟机的应用安全
虚拟机在提高云图书馆硬件设施利用效率和云系统服务能力的同时，也大幅增加了云系统、数据中心网络架构复杂度和管理难度，导致其安全边界模糊和安全问题扩散，可能导致云系统整体效率下降、虚拟化安全威胁增长、系统漏洞增加和安全防御有效性降低。
因此，在虚拟机创建初期应对服务对象、内容、容量和服务高峰期负荷进行预测，根据云应用服务和突发业务实际需求创建，并通过监视和反馈系统的自动调节，避免因服务器过载而导致系统崩溃。其次，应根据虚拟机应用安全需求，执行不同安全等级的安全策略和防御方法。可通过选择具有可信平台模块的虚拟服务器、虚拟机安全隔离、设置虚拟化防火墙、安装杀毒软件、恶意软件防护、虚拟机之间数据传输加密和数据备份等方法，提高虚拟机应用安全性。第三，应根据虚拟机应用类别和安全需求，将虚拟机统一划分为具有不同安全级别的管理组，利用安全监控程序对虚拟机生存周期、虚拟化应用、虚拟数据传输过程实施监控，并根据监控数据对虚拟系机统和虚拟化安全管理策略进行修补和完善[5]。
2.3加强网络虚拟化的安全管理
加强对虚拟化网络数据流量的监控和管理，是准确预测虚拟化网络安全风险和黑客攻击方法的有效途径。因此，应建设安全、高效的虚拟化网络入侵检测系统，实现对虚拟机和虚拟化应用系统之间数据流量的安全审查。并通过对虚拟防火墙、虚拟交换机、虚拟网关的正确部署和制定有效的虚拟数据过滤策略，实现虚拟化数据的传输、交换、阻隔、分流管理。其次，应根据虚拟化网络拓朴结构特点、网络保障对象、虚拟数据安全需求、网络传输性能要求，实现虚拟化网络的分段管理和授权访问。并结合虚拟化数据传输安全与效率需求，实现不同类型数据、不同格式数据、不同功能数据和不同用户数据的网络传输安全隔离。第三，对虚拟化数据流量检测中，应通过深层包检测方法实现对所有虚拟端口、虚拟数据流量、信息内容和格式类别的监测，确保监测过程可视、可控、可靠和可扩展，能够为虚拟化网络安全管理提供可靠、可用和可评估的数值依据[6]。
2.4实现虚拟化安全的自动、精细化管理
云图书馆虚拟化安全的自动、精细化管理，是大幅度降低虚拟化系统安全管理复杂度和管理员工作负担，缓和虚拟化应用和虚拟化安全防范活动对云资源的争夺，减少虚拟化安全人为管理错误和提高管理可靠性的重要途径。
首先，应加强虚拟化安全管理的自动化水平和过程透明度，在基础设施硬件设备、云计算资源、数据管理、读者云服务业务、虚拟化配置管理、虚拟化应用管理、云系统性能等虚拟化安全管理中，实现统一平台、统一策略、统一标准和统一管理，确保管理过程的统一、高效。其次，应加强虚拟化安全的精细化管理水平。依据云资源损耗最小化和安全保障级别最高的原则，加强虚拟化安全管理对象、内容、过程和标准的制定，实现虚拟化安全服务的高效、可靠、低快、灵活交付。第三，应利用虚拟化安全策略管理、日志审计和报表等功能，结合虚拟化安全管理需求和云资源使用效率实际，实现管理策略的动态调控和完善，确保管理过程具有较高的可操作性和经济性。
2.5强化虚拟化软件的应用环境与运行过程安全
云图书馆在运行云系统管理与用户应用服务软件时，应重点加强虚拟化软件的应用环境安全，保证基础设施物理平台环境具有较高的安全性，并且不会将不稳定和不安全的因素扩展到虚拟化环境中。
首先，应加强用户对基础设施物理资源访问的权限管理，在用户访问权限分配时坚持适用和最低权限的原则。同时，可安装必要的杀毒软件、防火墙和主机入侵防护系统来强化系统安全。其次，在虚拟化管理、应用软件设计中，应坚持精简、够用的原则，减少程序代码数量和不需要的系统功能，并定期对软件系统配置进行检查和打补丁，保证不同功能、用户的应用软件，具有较高的虚拟化应用隔离度和使用安全性。第三，应加强虚拟化软件应用环境与运行过程安全评估的科学性和完整性，并对在评估过程中发现的问题进行修改和完善[7]。
2.6全面、系统地实现云图书馆虚拟化安全管理
在云图书馆虚拟化安全管理过程中，应站在全局角度统筹考虑物理基础设施、虚拟化应用与管理、用户服务满意度和图书馆云服务投资收益率等因素，并制定符合云计算技术安全规范和云图书馆运营服务安全需求的虚拟化管理策略。其次，应对云图书馆虚拟化硬件系统、虚拟化服务系统、虚拟化网络、图书馆用户与服务管理等重要系统的安全需求实施整合，依据用户服务第一和云图书馆虚拟化系统整体安全的原则，确保云图书馆虚拟化安全管理主次分明、重点突出。第三，应坚持云图书馆虚拟化安全管理智能、自动化的原则，实现安全数据采集、处理、分析，和虚拟化安全威胁评估、控制信息反馈、系统控制的自动和智能化[8]。
3结束语
云计算环境下，虚拟化技术的应用消除了长期存在于应用层与物理主机之间的障碍，使管理员在资源部署、分配和用户服务管理工作中更加轻松便捷，大幅提高了云图书馆基础设施资源管理、分配、调度的效率和灵活性，实现了云系统资源的高效整合和管理，保证云图书馆安全、高效、经济、低碳地为读者提供云个性化阅读服务。同时，虚拟化技术的引用，也改变了数字图书馆传统的安全环境、边界和规则，使云图书馆处于更复杂、多变和不稳定的应用环境中，严重影响了云图书馆读者服务平台建设和服务模式的变革。因此，只有认真分析云图书馆在虚拟化环境中所面临的新威胁与安全需求，结合云图书馆建设与读者云服务需求实际，制定并执行符合云计算技术协议和云图书馆建设、服务特点的虚拟化安全策略，才能提高云图书馆虚拟化安全管理水平，才能为读者提供安全、高效、优质、满意的个性化云阅读服务。
参考文献
[1]钱文静，邓仲华.云计算与信息资源共享管理[J].图书与情报，2009，（4）：47-52.
[2]房晶，吴昊，白松林.云计算的虚拟化安全问题[J].电信科学，2012，（4）：56-61.
[3]温研，刘波，王怀民.基于本地虚拟化技术的安全虚拟执行环境[J].计算机工程与科学，2008，（4）：32-37.
[4]杨宗博，郭玉东.提高存储资源利用率的存储虚拟化技术研究[J].计算机工程与设计，2008，（12）：1211-1216.
[5]马晓亭，陈臣.数字图书馆云计算资源调度与虚拟化资源管理机制研究[J].图书馆论坛，2012，（5）：38-43.
[6]（美）胡普斯，等虚拟安全一沙盒、灾备、高可用性、取证分析和蜜罐[M].杨谦，谢志强，译.北京：科学出版社，2010：57-69.
【关键词】虚拟现实；沉浸式；3DSMAX；AutoCAD
【中图分类号】TP391.41
【文献标识码】A
【文章编号】1672—5158（2012）10-0090-01
1引言。虚拟现实技术在目前的很多的领域得意运用，在专业的领域人们都叫它灵境技术。大到军事领域中的运用，例如飞行器在没问世之前就要运用灵境技术的强大的功能。小到家具的设计等或小区场景的设计等。运用在不同的领域最大的共同点就是在实际上无法实现的情况下来完成各种相关的数据收集或在虚拟的情况下了解在真是情况下的效果。而本论文则是介绍有关在区域场景上的运用。这就需要到我前面提到的软件AutoCAD和3dsmax这两个软件是现在大部分在设计、装潢、房地产广泛的应用。
2虚拟现实系统的应用。而虚拟现实系统的构成并不复杂，它包括“虚拟环境、传感器件、作用器件、虚拟环境发生器”但这是虚拟现实总的构成，而我们只在虚拟环境上作文章。虚拟环境的特点在于它的沉浸性、交互性、多感知性。交互性在于虚拟现实技术室根据人类的视觉、听觉的胜利心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像能叫人在虚拟的场景感知到现实中能发生的事情。虚拟环境中的各种图像也能实时的变化。交互性在于虚拟现实系统中的人机交互式一种通过计算机近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑、鼠标、键盘进行交互。通过计算机的电脑、鼠标、键盘来调整系统显现的图像及声音等。而多感知性就在字面上的认识了视、听、触、动等。而创建场景要通过精确的测量，创建平面图通过软件建立出静态的场景在通过有关的功能来生成动态的仿真画面。
3虚拟现实系统的软件支持。而例如这种我所说的专业名称叫做“桌面式虚拟现实系统”桌面式虚拟现实系统是通过编程的方式在现实器上显示三维场景还有一种就是通过工程制图运用AutoCAD绘出场景的鸟瞰图（要做虚拟场景的鸟瞰图）再用渲染软件对后期的效果的处理等。而对CAD的认识：CAD是计算机辅助设计与制造（ComputerAidedDesign）的英文缩写，是一项利用计算机软、硬件协助人完成产品的设计与制造的技术。CAD技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，他包括二维绘图设计、三维几何造型设计。CAD是一种设计人员借助于计算机绘图设计的方法。其特点是将人的创造能力和计算的高速精算、巨大的存储能力、逻辑判断能力结合在一起。CAD随着以太网络和并行高性能计算机失误处理的普及，是绘图，协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD中得到最广泛的应用。CAD一般是指工程技术人员在计算机组成的系统中意计算机为辅助工具，完成产品的设计、工程分析、绘图等工作，并达到提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低生产成本的目的，而使工作效率大大的提高。AutoCAD的最大的特点就是精准（他独有的“标注”功能使绘图达到。误差，这就是CAD的优点。大大降低了手绘存在误差的缺点，并且CAD杀我最小的量程精确到毫米小数点后六位的精确度，所以即使存在误差也可以忽略不计了。）而绘图清晰也是它最大的特点之一。图纸最重要的就是清晰明了，好的图纸看上去一目了然。能清晰的分辨出墙体，花草树木等，并且尺度的标注（CAD的标注命令）声明清清楚楚，互不重叠。自50年代末出现，到80年代和90年代的发展，再加上计算机的应用日益广泛，几乎深入到生产过程的全部领域，并形成了许多计算机辅助的分散系统。而它发展的主要趋势体现在：标准和只能化两方面从一开始的AutoCAD2004到现在AutoCAD2013的发展功能逐渐的完善，我国CAD等技术的研究水平和应用范围和工业发达国家相比还有较大的差距，特别是CAD应用的集成化程度相比之下又甚远，这不仅体现在版权的问题，而中国市场CAD专业技术人才还相当的匮乏也限制了企业对其技术的推广。桌面式虚拟现实系统不同于沉浸式虚拟现实系统、分布式虚拟现实系统和增强现实性虚拟现实系统，沉浸式虚拟现实系统是运用了头盔现实器、数据手套、三维鼠标等传感跟踪装置与虚拟世界进行交互。这种系统把人的视觉、听觉和其他感觉封闭在虚拟的感觉攻坚，能使人全身心投入并沉浸其中。而它最大的缺点就是设备庞大而且昂贵，很难再当今社会上广泛的使用，不能大范围的推广；而分布式虚拟现实系统多的是用户通过网络贡献一个虚拟空间，共同参与虚拟活动；增强虚拟现实性虚拟现实系统不经事利用虚拟现实技术来高度的模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它增强参与者对现实环境的感受。但这些技术都是非常难以得到推广的。不仅在经费，人力，物力都是很难以达到的。而桌面式虚拟现实系统就通过计算机、鼠标、键盘和相关的软件在电脑屏幕上给场景得以展示。再通过渲染软件3dsmax来使效果更加的逼真。这虽然做不到身临其境但在资费上相当的节省，最主要的是一个人就可以完成整个项目。大大的节省了人力。而作为最后的渲染效果是最为重要的，这就必须要保证后期的阶段是非常的重要的，这关乎到项目的成功与否。而3dsmax则保证了渲染时的逼真度。恰恰3dsmax是进行三维物体制造的首选软件，建筑与室内设计，而且是最热门的一个应用软件。将3dsmax运用于计算机辅助建设可以满足画面的细致、效果好的要求。它是一个功能强大的三维建模、渲染软件，制作出的物体逼真，而且很到位。它也有绘图效果精确、清晰的特点。
4总结。在效果图制作的过程中能按照自己的习惯来进行试图的布局，设置自己的快捷键和工具栏。而且如今3dsmax绘图员大多是从构思、建模、材质、灯光和渲染来完成自己的项目。众所周知，工程建设、室内外装潢一般都是要电脑绘出效果图，而效果图是项目必备文件之一。而它的主界面是通过四视图组成的，如图1。
在图纸的绘制的过程中按一般的绘图员都会把AutoCAD调成CAD经典的界面。这个界面很直观，而且工作效率能相对的提高。并且AutoCAD也可以根据自己的需要设置自己的快捷键和工具栏。它目前运用最广泛的领域如：工程建设，室内设计等行业。CAD经典界面如图2。
参考文献
[1]刘凤田，刘玉兰.虚拟现实技术及其在教育领域的应用研究[J].河北农业大学学报，2005，（15），P126-P127
[2]李玲，汤小红.虚拟现实建模语言及其在工程制图教学中的应用[J].微计算机应用，2004，（19），P236-P237
[3]郭凤英.虚拟现实技术在网络教学中的应用[J].北京联合大学学报（自然科学版）2004，（11），P275-P276
关键词：虚拟现实技术；医学职业教育；实验教学
虚拟现实技术是在近几年中开始发展起来的一项全新的技术，在社会各个领域中均有较广阔的应用，尤其是在医学教学中，应用范围在不断扩大。虚拟现实技术主要是将多媒体技术和仿真技术相结合，从而形成逼真的虚拟环境，可以让使用者以一种自然的方式和虚拟环境的事物进行互动，产生身临其境的感觉，更好地理解所学知识，提高教学效率。
一、虚拟现实技术在人体解剖实验教学中的应用
教学人体解剖实验的时候，可以使用虚拟现实技术进行教学。针对人体解剖实验教学中遇到的难点以及凝点问题，可以通过虚拟现实技术将其直观展示出来，方便学生更好地理解相关知识点。例如：教师在讲授人体解剖学中的消化系统的时候，可以借助虚拟现实技术构建三维立体的假人，并对假人的消化系统进行虚拟构建，从而让学生直观地了解人体消化系统的构造和位置，并且对其功能和作用进行了解，进而有效提高对消化系统的进一步认识，更好地掌握消化系统知识。另外，利用虚拟现实技术将神经冲动的传导过程以三维动画的形式体现出来，也可以将人体肌肉、关节、骨骼的运动变化规律等通过虚拟现实技术直观、形象地展现出来，从而让学生更加直观地了解人体结构，对人体各个系统的运行进行详细的了解，以便提高教学效率。
二、虚拟现实技术在麻醉实验教学中的应用
使用虚拟现实技术，可以将难以进行实际操作的知识和实验通过虚拟现实技术体现出来。尤其是在麻醉实验教学的过程中，通过虚拟现实技术，研究出虚拟麻醉机，并对其进行参数的设定，设计相关的操作练习功能，可以有效地帮助学生进行麻醉实验学习。这样不仅可以有效提高学生学习的积极性，还可以提高学生实践操作能力，确保学生能够积极主动地参与到实验教学中。与传统的实验教学方法相比，虚拟现实技术具有无与伦比的特点和优势。使用虚拟现实技术进行麻醉实验教学，可以有效地打破空间的局限性。
在传统的实验教学中，由于难以观察到分子、原子等微观物质的运动情况，学生无法建立系统的物理表象。运用虚拟现实技术，将微观物质可视化，可以有效地为学生提供感性认识。例如：通过虚拟现实技术，将氧分子进入肺部的过程，以及进入到血液中的过程通过模拟实验体现出来，让学生直观感受到其运行情况，这样在麻醉实验教学的时候，他们就会更加清晰地感受到麻醉的流程。另外，使用虚拟现实技术进行教学，可以有效地解决实验麻醉机使用不足的问题。模拟实验不需要耗费相关的麻醉材料和设备，实验成本比较低，可以有效解决实验中麻醉机设备不足的问题。
三、虚拟现实技术在针灸实验教学中的应用
针灸经络学是中医历代医学家对人体结构研究的结晶。在实验教学中，采用传统的教学方法，存在较多的不足之处，学生无法深入感到人体经络的分布和运行情况。在针灸实验教学过程中，采用虚拟现实技术进行教学，可以建立虚拟针灸系统。相关研究者通过应用虚拟现实技术，采集针灸数据，使用虚拟现实技术在仿真系统上进行人体模型的三维重建，并标记好人体穴位和经络。使用人员只需要带上特制的立体眼镜就可以看见虚拟现实的立体假人，还可以利用仿真系统的特殊设置在三维人体模型上进行针灸实验教学。此外，佩戴特殊配套的立体感官手套，可以体会到针刺入肌体的感觉，并且能够从多角度观察针刺的要点和相邻的结构。例如，在学习十二经脉的时候，运用虚拟现实技术，可以对针灸经络的实验学习提供数字化平台，让学生直观了解人体十二经脉的内涵、特点、分布情况等，为学生实际操作能力的锻炼提供了较好的平台。
四、总结
在医学职业实验教学中，充分利用虚拟现实技术的教学，可以有效解决医学职业实验教学中遇到的难点问题，以及教学资源和设备不足的问题，并且能够将教材中的知识点直观地呈现在学生的眼前，从而使之更加深入地了解知识内容，提高动手操作能力。
参考文献：
[1]张晗.虚拟现实技术在医学教育中的应用探讨[J].西北医学教育，2010，21（1）：215-216.
随着当今对海量数据和复杂计算的日益需求，计算模式已经从集中式向分布式演变，典型的例子如网格计算、云计算等。当前，云计算逐渐成为学术界和产业界的热点和焦点，它与网格计算既在架构和技术上有很多共同点，也在安全性、编程模型、计算模型、应用等方面具有差异。
云计算是一种新型的计算模式，它以服务的形式为用户提供各种计算资源，如服务器、存储资源和应用程序等。用户可以使用各种不同的客户端（如个人电脑、手机等）通过网络来访问云计算平台提供的服务。通过这种方式，用户无需在本机上安装需要的应用，而是通过如浏览器之类的工具来访问和使用位于云端的应用。云计算能即时响应用户需要的计算资源，即根据用户的需求供给或者回收相应的资。用户可以在开始时只申请一部分资源，当需求增加时，向云服务供应商申请更多的计算资源。而当应用对资源的需求降低时，相应的资源将被回收。用户根据得到的计算资源和服务来付费，这种模式有效节约了系统计算资源和用户所需要付出的成本。
二、虚拟化技术概述
虚拟化技术是云计算的基础，随着云计算的流行，它也受到了越来越广泛的关注。近年来，虚拟化技术的快速发展主要得益于硬件日益增长的计算能力和不断降低的成本。虚拟化技术能够实现在一台物理机上运行多台虚拟机，在每台虚拟机中分别运行不同的操作系统和应用程序，并且虚拟机之间具有良好的隔离性。这些都是通过在硬件之上增加一层称之为虚拟机监控器（VirtualMachineMonitor，VMM）的软件层来实现的。
除此之外，还有一种称之为半虚拟化的技术（paravirtualization）。这种技术中，虚拟机监控器为上层虚拟机提供一个修改过的硬件抽象，而不是与真实硬件完全一致的硬件抽象。虚拟机监控器和虚拟机中的操作系统结合更紧密，相比全虚拟化有更好的性能表现。
三、虚拟主机系统安全
Abstract:Thevirtualrealitytechnologyisonehasthepotentialextremelythefrontresearchdirection,facesoneofthe21stcentury'simportanttechnical.Thevirtualrealitytechnologyapplication'sdomainisalsogettingmoreandmorebroad,thetypicalapplicationdomainhastheeducationtoapply,theprojecttoapply,theentertainmentapplicationandthecommercialuse,butinthecommercialusedomainappearsgraduallythe3Dnetworkhypothesizedcommercialcityisavirtualrealitytechnologymodelapplication,thevirtualrealitytechnologyhasbroughttheinfinitevitalityinthehypothesizedcommercialcity'sapplicationfortheentireelectroniccommerce.
关键词:虚拟现实3D虚拟商城分布式虚拟现实
keyword:Virtualreality3Dhypothesizedcommercialcitydistributionalvirtualreality
一、引言
随着Internet的发展,人们的商务行为已经从传统商务转变为电子商务。在各种各样的电子商务中,最为重要的一种就是网上商店。人们可以足不出户,在家里的电脑上就可以买到几乎所有的商品。目前除了2D网页式的实现方式以外,分布式虚拟环境是网上商店的一种更新、更好、更合适的实现方式。
二、虚拟现实技术
虚拟现实(VR,VirtualReality)也被称为虚拟环境(VirtualEnvironment.VE)、人工现实((ArtificialReality),电脑空间((Cyberspace).是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是作为一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术以及仿真技术等多种科学技术而发展起来的计算机领域的新技术,目前所涉及的研究应用领域已经包括军事、医学、心理学、教育、科研、商业、影视等,VR技术已经被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。
虚拟现实的研究开发工作可追溯到80年代初。如1983年美国国防部(DOD)制定了SIMENT的研究计划;1985年SGI公司开发成功了网络VR游戏DogFlight。到90年代初,美国率先将虚拟现实技术用于军事领域,主要用于以下四个方面:虚拟战场环境;进行单兵模拟训练;实施诸军兵种联合演习;进行指挥员训练。一些著名大学和研究所的研究人员也开展了对分布式虚拟现实系统的研究工作,并陆续推出了多个实验性DVR系统或开发环境,典型的例子有美国NPS开发的NPSNET(1990)、瑞典计算机科学研究所的DIVE(1993)及英国Nottingham大学的AVIARY(1994)。
目前虚拟现实系统主要划分为四个层次:一是桌面虚拟现实系统,也称窗口中的VR。它可以通过桌上型机实现,所以成本较低,功能也最简单,主要用于CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)建筑设计、桌面游戏等领域。二是增强现实性虚拟现实系统,又称为混合虚拟现实系统,它是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种系统。三是沉浸虚拟现实系统,如各种用途的体验器,使人有身临其境的感觉,各种培训、演示以及高级游戏等用途均可用这种系统。四是网络分布式虚拟现实系统(DistributedVirtualReality,DVR),它在因特网环境下,充分利用分布于各地的资源,协同开发各种虚拟现实的利用。网络分布式虚拟现实将分散的虚拟现实系统或仿真器通过网络连接起来,采用协调一致的结构、标准、协议和数据库,形成一个在实践和空间上互相耦合的虚拟/合成环境,参与者可自由地进行交互作用。目前,分布式虚拟交互仿真已经成为国际上的研究热点,相继推出了DIS、MA等相关标准。网络分布式虚拟现实在航天中极具应用价值,例如,国际空间站的参与国分布在世界不同区域,分布式虚拟现实训练环境不需要在各国重建仿真系统,这样不仅减少了研制费设备费用,而且也减少了人员出差的费用和异地生活的不适。它通常是浸沉虚拟现实系统的发展,也就是把分布于不同地方的沉浸虚拟现实系统通过因特网连接起来,共同实现某种用途。
分布式虚拟现实系统在远程教育、科学计算可视化、工程技术、建筑、电子商务、交互式娱乐、艺术等领域都有着极其广泛的应用前景。利用它可以创建多媒体通信、设计协作系统、实境式电子商务、网络游戏、虚拟社区全新的应用系统。典型的应用领域有:(1)教育应用:把分布式虚拟现实系统用于建造人体模型、电脑太空旅游、化合物分子结构显示等领域,由于数据更加逼真,大大提高了人们的想象力、激发了受教育者的学习兴趣,效果十分显著。同时,随着计算机技术、心理学、教育学等多种学科的相互结合、促进和发展,系统因此能够提供更加协调的人机对话方式。(2)工程应用:当前的工程很大程度上要依赖于图形工具,以便直观地显示各种产品,目前,CAD/CAM已经成为机械、建筑等领域必不可少的软件工具。分布式虚拟现实系统的应用将使人员能通过全球网或局域网按协作方式进行三维模型的设计、交流和,从而进一步提高生产效率并削减成本.(3)商业应用:对于那些期望与顾客建立直接联系的公司,尤其是那些在他们的主页上向客户发送电子广告的公司,Internet具有特别的吸引力。分布式虚拟系统的应用有可能大幅度改善顾客购买商品的经历。(4)娱乐应用:娱乐领域是分布式虚拟现实系统的一个重要应用领域。它能够提供更为逼真的虚拟环境,从而使人们能够享受其中的乐趣,带来更好的娱乐感觉。
三、3D虚拟商城
目前,电子商务潮流充斥着整个社会,给整个经济社会带来了无限商机,随之出现在网络世界中的在线虚拟商城也拥有很多好处,比如可以每周七天每天24小时不间断营业,用户可以很方便地通过搜索来找到他所需要的项目和产品,还有很重要的是不用实体店面可以节省很多的成本。但是,在线虚拟商城中,用户总会觉得产品太少,而且觉得只你一个人在购物,很孤单。在这种环境下,用户不愿意像在实体店中那样逗留很久。最终,在网上虚拟商城中的消费也大打折扣。为了满足人们的更高需求,突破2D网页界面的网页的3D虚拟商城等正在逐步走入并将逐渐占领整个商业市场。
3D虚拟商城是一种基于Internet的虚拟购物环境,它采用C2C的电子商务模式,让用户在3D虚拟环境中漫游,能进行交互式的操作,全面虚拟了购物的浏览、挑选、支付的过程,使用户有身临其境的感受;同时还会提供数字化的管理,商品分类清楚,搜索方便,具有完备的财务系统和可靠的安全系统,确保购物的有效性,完整性和机密性。3D虚拟的商城中3D语音和图像功能为顾客提供身临其境的、互动以及网络一体化的虚拟世界。顾客可以通过创建个人化的“虚拟替身”(avatar),在3D虚拟商店中浏览商品和购物,同时与来自世界各地的其他顾客和销售人员互动交流;其次,顾客也可以参加由虚拟商店职员提供的商品演示或使用指导;第三,顾客可以通过组建社会化或虚拟的购物群组,与他们的朋友、家人和同事共同举办网上购物聚会,共同分享购物的乐趣与经验,开创全新的辅助式电子商务或社交性购物的概念;第四,网上客户服务将变得尽善尽美,客户将不再需要通过电子邮件、点击通话或浏览数百页的网上论坛来寻找所需的答案。一旦有任何疑问,便可立即登录,向客户服务代表寻求帮助、或者询问另一位信用评级较高的顾客;第五,企业更可以利用网上商店,在虚拟环境中测试新的店面设计和构思。因此建立并发展3D虚拟商店具有实际意义。
四、DVR(DistributedVirtualReality,DVR)在虚拟商城中的应用
虚拟现实(VR)是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。而虚拟现实技术的兴起,为人机交互界面的发展开创了新的研究领域;为智能工程的应用提供了新的界面工具;为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。它充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术,提供了一种实时、三维的虚拟环境(VirtualEnvironment),使用者完全可以进入虚拟环境中,观看计算机产生的虚拟世界,听到逼真的声音,在虚拟环境中交互操作,有真实感,可以讲话,并且能够嗅到气味。DVR技术的发展始终围绕它的三个特征而前进,即沉浸感、交互性和构想。这三个重要特征与其相邻近的技术(如多媒体技术,计算机可视化技术等)相区别,沉浸感是指计算机生成的虚拟世界能给人一种身临其境的感觉,如同进入了一个真实的客观世界;交互性是指人能够很自然地跟虚拟世界中的对象进行交互,操作或者交流;构想是指虚拟环境可使人沉浸其中并且获取新的知识,提高感性和理性认识,从而深化概念并萌发新意。因而可以说虚拟现实可以启发人的创造性思维。这些特点均为三维虚拟商城的建立和发展提供了良好的技术支持,基于DVR平台的三维虚拟商城将是电子商务网络商城发展的必然趋势。
其中三维虚拟商店的系统结构和模型的研究、三维虚拟商店的碰撞检测方法、三维虚拟商店的动态交互等都是基于DVR的技术支持。三维虚拟商店的系统结构和模型的研究是为了提高系统的安全性和综合性能,方便以后对系统功能进行完善和扩张进行的,系统采用MVC三层结构。对系统的关键信息进行了封装,而且大部分业务逻辑处理都集中在服务器上,提高系统安全性和性能。三维场景的碰撞检测对于提高虚拟系统的真实性、增强虚拟环境的沉浸感有至关重要的作用;三维虚拟商店的动态交互主要研究三维虚拟场景中物体的动态添加、三维场景中物体的材质的更新、三维场景与数据库的关联等问题。
虚拟商城的展示在国外发达国家得到了广泛的应用,成为实物展示的重要互补。我国在虚拟商店展示领域的研究比较落后,对虚拟展示系统的开发技术没有形成完整的理论和方法,特别在商店的设计与制作方面,缺乏有效的开发平台。而网络虚拟技术的发展为商家与客户进行信息交流开辟了一条新途径,特别是虚拟现实技术的发展,为网上最终实现网上虚拟展示的“真实化”提供了可能。
参考文献:
[1]杨孟洲.分布式虚拟环境中一些关键技术的研究[D].中国知网:浙江大学.2000.5
[2]苏建明,张续红,胡庆夕.展望虚拟现实技术[J].计算机仿真,2004年1月,第21卷第1期,18-21.
[3]张峰美,戴军.分布式多用户三维虚拟校园系统[J].广东技术师范学院学报,2007年第12期,86-89.