仿真技術論文
仿真技術是以多種學科和理論為基礎,通過虛擬實驗的方法來分析和解決問題的一門綜合性技術。學習啦小編整理的仿真技術論文,希望你能從中得到感悟!
仿真技術論文篇一
淺談現代仿真技術
[摘要]仿真技術是以多種學科和理論為基礎,以計算機及相應的軟件為工具,通過虛擬實驗的方法來分析和解決問題的一門綜合性技術。目前,仿真技術已被廣泛應用于大部分的科學技術領域。
[關鍵詞]仿真理論 仿真技術 仿真應用
隨著計算機科學技術的高速發(fā)展,系統(tǒng)仿真技術和計算機技術緊密的融合在一起。目前,有的高校采用多媒體技術和虛擬現實技術進行系統(tǒng)仿真的教學。
仿真技術是利用計算機并通過建立模型進行科學實驗的技術。它具有經濟、可靠、實用、安全、可多次重用的優(yōu)點,是利用模型對系統(tǒng)進行研究的一門多學科綜合性技術。
現代仿真技術的發(fā)展是與控制工程、系統(tǒng)工程及計算機技術的發(fā)展密切相關聯的??刂乒こ毯拖到y(tǒng)工程的發(fā)展促進了仿真技術的廣泛應用,而計算機技術則為仿真提供了強有力的手段和工具。因此,計算機仿真在仿真中占有越來越重要的地位。
一、仿真學科的理論體系
1.相似理論
相似理論是研究事物之間相似規(guī)律及其應用的科學,是仿真科學的基本理論。其基本內容包括相似定義、相似定理、相似類型和相似方法。
2.模型論
模型論是以各應用領域內的科學理論為基礎,建立符合仿真應用要求的、通用的、各領域專用的各種模型的理論和方法。
3.仿真系統(tǒng)理論
研究和論述構建符合應用需求的仿真系統(tǒng)理論和技術。包括仿真系統(tǒng)的體系結構和構成,仿真系統(tǒng)的設計及其公共關鍵技術,仿真系統(tǒng)的研制和運用仿真系統(tǒng)的規(guī)范、標準等。
4.仿真方法論
結合各應用領域的不同要求,研究仿真基本思想和方法,包括定量仿真方法和理論、面向對象仿真方法;智能仿真方法等。
5.仿真的可信性理論
表述仿真過程及結果評價、控制的概念和方法的基本理論、研究仿真環(huán)境和真實環(huán)境的相似性理論和方法,研究提高仿真可信性的各種方法、技術和規(guī)范。
6.仿真科學和技術的應用理論
論述仿真運行實驗設計、仿真管理、仿真過程的可視化、仿真及其結果綜合分析的理論。
二、幾種主要的仿真技術
1. 仿真建模
仿真建模是一門建立仿真模型并進行仿真實驗的技術。建?;顒邮窃诤雎源我蛩丶安豢蓽y量變量的基礎上,用物理或數學的方法對實際系統(tǒng)進行描述,從而獲得實際系統(tǒng)的簡化或近似反映。
2.面向對象的仿真
面向對象仿真是當前仿真研究領域中最引人關注的研究方向之一,面向對象仿真就是將面向對象的方法應用到計算機仿真領域中,以產生面向對象的仿真系統(tǒng)。
3.智能仿真
智能仿真是把以知識為核心、人類思維行為作背景的智能技術引入整個建模與仿真過程,構造智能仿真平臺。智能仿真技術的開發(fā)途徑是人工智能與仿真技術的集成化。仿真技術與人工智能技術的結合,即所謂的智能化仿真;仿真模型中知識的表達。
4.虛擬現實技術
虛擬現實技術是現代仿真技術的一個重要研究領域,是在綜合仿真技術、計算機圖形技術、傳感技術等多種學科技術的基礎之上發(fā)展起來的,其核心是建模與仿真,通過建立模型,對人、物、環(huán)境及其相互關系進行本質的描述,并在計算機上實現。
5.分布仿真技術
分布仿真技術作為仿真技術的最新發(fā)展成果,它在高層體系結構上(HLA,high level architecture),建立了一個在廣泛的應用領域內分布在不同地域上的各種仿真系統(tǒng)之間實現互操作和重用的框架及規(guī)范。HLA的基本思想就是使用面向對象的方法設計,開發(fā)及實現系統(tǒng)不同層次和粒度的對象模型,來獲得仿真部件和仿真系統(tǒng)高層次上的互操作性與可重用性。
三、仿真的一般步驟
仿真過程的三個主要活動是“系統(tǒng)建模”、“仿真建模”、“仿真實驗”,而聯系這些活動的要素是“系統(tǒng)”、“模型”、“計算機”。其中:系統(tǒng)是研究的對象,模型是系統(tǒng)的抽象,仿真是通過對模型進行實驗來達到研究的目的。
要對一個系統(tǒng)或對象實施計算機仿真,首先必須把握系統(tǒng)的基本特征,抓住主要的因素,引入必要的參量,提出合理的假設,進行科學的抽象,分析各參量間的相互關系,選擇恰當的數學工具,然后在此基礎上建立相應的數學模型。仿真建模的過程是在已有的一些先驗知識的基礎上,試探地寫出研究對象所滿足的或近似滿足的數學規(guī)律,再結合實際的研究目的,對猜測性的數學關系進行反復修改和優(yōu)化,從而得到既符合客觀實際又易于在計算機上實現的數學模型。
四、仿真技術的應用及發(fā)展
仿真技術來自于軍事領域,但它不僅用于軍事領域,在許多非軍事領域也到了廣泛的應用。例如:在軍事領域中的訓練仿真;商業(yè)領域中的商業(yè)活動預測、決策、規(guī)劃、評估;工業(yè)領域中的工業(yè)系統(tǒng)規(guī)劃、研制、評估及模擬訓練;農業(yè)領域中的農業(yè)系統(tǒng)規(guī)劃、研制、評估,災情預報、環(huán)境保護;在交通領域中的駕駛模擬訓練和交通管理中的應用;醫(yī)學領域中的臨床診斷及醫(yī)用圖像識別等。
隨著現代信息技術的高速發(fā)展,仿真技術也得到了飛速的發(fā)展,在軍用和民用領域中更深更廣的應用也促進了仿真技術的進步。分布仿真技術作為仿真技術發(fā)展的最新成果,在國民經濟建設和國防建設中發(fā)揮了更大的作用。目前,國際上許多國家在“仿真是迄今為止最有效的綜合集成方法,是推動科技進步的戰(zhàn)略性技術”這一觀點上已達成了共識。21世紀仿真技術的研究與應用將取得更大的發(fā)展。
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仿真技術論文篇二
仿真技術的應用實踐
仿真復制技術是以原件為基礎,按照全等原理,通過手工臨摹、染舊作殘等技術手段,原本地重新映現在新的載體上,使之從文字圖形和外觀形態(tài)酷似原物的一種復原技術。
仿真復制技術自古有之,從文化傳承看,許多重要的文化遺產保留至今,正是得益于仿真技術這門古老的傳統(tǒng)技藝。從歷史檔案的保護與利用看,仿真技術既保護檔案又拓展利用。隨著數字技術的發(fā)展,傳統(tǒng)仿真技術開始向現代仿真技術方向發(fā)展,呈現出“古樹”開花,欣欣向榮的局面。
一、仿真復制技術的發(fā)展
傳統(tǒng)仿真技術使用臨摹、照相制版、石印、膠印、木刻水印等多種方式,其中檔案仿真復制是多采用臨摹仿手工的方法,在將檔案上的文字圖飾等內容形象、原本地重新映現在新的載體上。然后經過仿舊作殘等技術處理,再現檔案流轉過程中所產生的諸多歷史痕跡,使復制品從載體質地、字跡圖案、筆觸風格、顏色飽和程度、形狀構造、殘舊破損狀況等,與原件不存在明顯區(qū)別。雖然這樣的制作仿真程度較高,但是仿真工作周期長,效率低,對制作者的繪畫技巧要求又高。因此,傳統(tǒng)仿真復制技術很不適應檔案信息化建設的需求。
現代計算機技術的發(fā)展給傳統(tǒng)仿真復制技術帶來革命性的變化,使得仿真復制工作進入了一個新的里程碑時代。計算機技術與手工仿真技術的“聯手”合作,各司其職,優(yōu)勢互補,克服了傳統(tǒng)仿真復制技術的局限,提高了仿真工作效率,促進了檔案珍品價值的延伸和開發(fā)。
檔案仿真復制流程就是運用現代高科技手段將檔案原件轉化為數字文件,再經過相關應用軟件處理和后續(xù)處理,得到檔案仿真品的過程。其過程為圖像輸入、色彩管理、圖像處理、打印輸出、后續(xù)處理。
圖像輸入是檔案仿真復制的首要環(huán)節(jié)和重要基礎。圖像輸入的主要工作是使用掃描儀或照相機等輸入設備對檔案原件進行掃描或拍照。掃描可以更準確地體現畫面細節(jié),圖像大小比例不變形,色彩還原能力強。在檔案不便于移動時,可采用拍照方式進行圖像輸入。
色彩管理和圖像處理是檔案仿真復制的重要環(huán)節(jié)。在得到所需圖像數字文件后,由于掃描儀、計算機顯示器及打印設備之間都存在著不可避免的色差問題。所以還必須利用色彩管理軟件對數字圖像進行色彩校正和管理。色彩管理是檔案仿真復制過程中的關鍵環(huán)節(jié)之一,工作做得越細,得到產品質量就越高,越逼真。同時,在檔案的產生和保存過程中,會存在霉變、破損,甚至有多張檔案粘貼在一起等現象,所以還需要利用photoshop等軟件對圖像進行去污、修補、拼接等處理。
在完成了檔案數字圖像的處理之后,就要選擇適當的打印機,將圖像打印在紙張。此時,需要根據檔案實際情況,選擇盡可能接近原件的紙張。
后續(xù)處理是原件仿真復制的最終環(huán)節(jié),包括仿舊、作殘、裝裱等重要步驟。它直接影響著仿真品的質量與靈魂。
二、檔案仿真復制的實踐運用
當前,檔案仿真復制已成為檔案信息化工作的重要內容。為適應檔案數字化建設的深層次發(fā)展需要,現在越來越多的檔案館購置了檔案仿真復制設備,把檔案仿真復制工作擺上了重要的位置,使得檔案仿真技術煥發(fā)出了勃勃生機。檔案仿真技術與其他復制技術根本不同之處在于“還原檔案的本源性”,因此,它在館藏的充實、珍品檔案的保護以及檔案的展示與交流等方面,具有重要作用。目前檔案仿真技術主要運用在以下四個方面。
1、對館藏本應具有而實際又缺失的重要特色檔案,可采用仿真技術,將此類檔案復制進館,充實館藏
2006年,大連市檔案局啟動了“城市記憶工程”,將以城市歷史變遷與發(fā)展為脈絡,搶救性地收集反映大連城市110年發(fā)展并具有永久保存價值的文字、照片、錄音、錄像和實物等檔案資料。然而據檔案館工作人員介紹,目前保存在市檔案館的明清及以前的歷史檔案、資料幾近空白,其他散見于地方志中的明清史料,不成系統(tǒng),難以還原歷史本來面貌。歷史檔案的缺乏使大連歷史文化脈絡和經濟社會發(fā)展留下了一段空白。
為了豐富館藏,做好檔案館展室陳列工作,大連市檔案館于2007年和2008年先后組織人員赴中國第一歷史檔案館等處查閱相關明清檔案資料。在一史館專業(yè)人員的幫助下,利用半年時間,查找到了300多件非常有價值的明清時期的大連檔案。2008年,市檔案局(館)在特別重要的70余件涉及大連的明清檔案中又精選了15件制作了仿真件,其中包括清官輿圖――海防圖表全冊、中日馬關新約等。這些檔案文件(仿真件)不僅填補了大連地區(qū)明清檔案的空白,更為研究打造大連文化名城提供大量可靠、可考的珍貴史料依據。
2、對館藏珍品檔案進行仿真技術復制,以滿足檔案交流與饋贈的需求
2005年4月26日至5月3日,國民黨主席連戰(zhàn)率領的國民黨訪問團訪問了大陸,新聞媒體稱這是1949年以來,象征開啟兩黨交流的“破冰之旅”和具有歷史意義的“和平之旅”。在此期間,胡錦濤贈送給國民黨連戰(zhàn)先生一份十分珍貴禮物,這就是二史館提供的連戰(zhàn)祖父連雅堂先生為洗刷“黑籍”要求恢復中國國籍檔案的手工高仿真復制品。連戰(zhàn)先生對這份“檔案”十分珍視,激動而自豪地稱:“胡送給的這份檔案,證明我們一家?guī)状际菒蹏?。通過這份檔案也印證了兩岸人民都是中華民族的炎黃子孫,同根同源。
又如,中華南粵名校――廣東廣雅中學,被譽為“中國近現代教育史活的見證”,其前身廣雅書院為中國近代著名書院之一,1888年由清代名臣、兩廣總督張之洞創(chuàng)建。2004年11月7日是廣東廣雅中學建校116周年,中國第一歷史檔案館特別制作了具有廣雅中學“出生證”意義的檔案仿真品,即張之洞的《創(chuàng)建兩廣諸生合課書院奏折》和軍機處抄錄的張之洞的原件《請頒廣雅書院御書匾額折》兩件珍品檔案制作成的仿真品,贈給廣雅中學永久收藏。廣雅中學副校長黃永光表示,這二份檔案的“回歸”,對于廣雅中學來說具有十分重要的意義。廣雅中學現為廣東省級文物保護單位,校內古樹、古橋、古碑等文物俯首可拾,唯獨缺少了古文本。兩份折子重新回到學校,無疑是對廣雅中學這所百年名校悠久歷史的有力支撐,也是對其文化底蘊的有力詮釋和豐富,更為學校將來開展名校優(yōu)良傳統(tǒng)教育提供極具價值的載體。
3、對館藏瀕臨損毀的重要特色檔案,應在先行修補的基礎上再進行仿真復制
據了解,民國時期紙張的壽命一般是50-100年,大大低于“紙壽千年”的宣紙。民國時期正是手工造紙向近代機械造紙和印刷階段過渡的時期,造紙材料混雜,制漿工藝落后,用紙多為酸性化學漿紙,質量差,極易老化。因此,從某種程度來說,民國檔案的壽命要遠遠低于明清檔案。例如,二史館個人全宗中,有名人手跡、重要人物親筆來往信函以及張大千等名人的書畫等。這部分檔案年代久遠,影
響廣泛,是民國檔案之精華,有極高的史料價值和收藏價值。為防止不可預測的不利因素對檔案原件造成的損害,要對其制定全面周密的預案,規(guī)劃好館藏珍品仿真復制的路徑圖。對其中有破損脆變跡象的檔案,應盡快搶救并得到妥善性保護。特別是對列入《中國檔案文獻遺產名錄》的國家珍品檔案,如孫中山先生手書“博愛”、“應為雄鬼”以及《孫文致犬養(yǎng)毅信》手卷等,應本著“憂安思危”的安全意識,制作仿真復制件以作備份,進行雙套制保管,原件封存。以仿真復制替代原件利用,防微杜漸,防患未然。
4、舉辦公益展覽、傳播檔案文化,最大限度發(fā)揮珍品檔案的利用價值
仿真復制品替代檔案真品做展品,使得檔案原件不直接陳列在展覽的第一線,消除了原件的安全隱患,起到保護檔案和傳播檔案文化的良好作用。
2007年起,《中國檔案珍品展》在全國開展巡回展出,參展展品有150余件檔案,全系高仿真復制品。這些仿真檔案均來自于中央檔案館、中國第―歷史檔案館、中國第二歷史檔案館及省級檔案館等20多家,原件大部分為其鎮(zhèn)館之寶,并收錄于《中國檔案文獻遺產名錄》。它上起唐代,下至民國,時間跨度達1200多年,全面展示了中國歷史文明長河的滄桑與輝煌,具有“跨越千年時空,印證歷史結論”的特點。展品中有館藏最早的唐開元二年(公元714年)紙質公文檔案以及元朝中央政府為管理西藏頒布的圣旨和文告,可證明西藏700多年前就已隸屬中央政府等。
由于這次展品全部為精心制作的高仿真復制品,達到“酷似真品,無異于真品”的境地。因此,此次展覽被媒體譽為中國檔案展覽史上“展覽規(guī)格之高,展品價值之珍,展出地域之廣”,同時又稱為“千年中國第一展”。這次展覽獲得如此轟動,說明了檔案仿真技術在舉辦展覽方面具有其他復制技術無法替代的作用。
仿真技術是再現檔案原生性和本源性的一種方法,是傳播和展示檔案優(yōu)秀文化的一種手段,是保護珍貴檔案“長存久安”的重要舉措。而縮微技術在不可更改性、穩(wěn)定性、法律作用及成本等諸多方面有著一定優(yōu)勢。光盤技術在檢索速度、存儲容量、遠距離傳輸、文獻處理能力等方面有著極大優(yōu)勢。我們應該充分發(fā)揮這三大技術的優(yōu)勢,揚長避短,相互補充,相互結合,引領檔案保護與利用的未來。
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