道路网络在三维虚拟场景中的应用

道路网络在三维虚拟场景中的应用

1 概述

道路网络大多基于二维地理信息系统( G I S ) 来表示，在三维空间信息处理需求不断增长的背景下，基于三维 G I S下的道路网络可视化问题仍有待解决。大规模地形的实时高真实感绘制已成为计算机图形学和虚拟现实领域的重要研究方向。目前，多数地形绘制是基于视点连续( L e v e l o f De t a i l ，

L O D ) 技术[1]

，在 L O D地形模型下绘制道路网络的方法主要可分为以下 2 种：

( 1 ) 基于纹理，即把道路网络栅格转换成纹理数据，并映射到地形上。该方法对纹理的分辨率有限，在距离视点靠近路面时，画面上的道路会出现失真现象。

( 2 ) 基于几何实体，即为每段道路创建相应的几何实体，并铺到地形表面。由于 L OD地形的几何体根据视点位置动态产生，因此几何体和地形之间较难匹配，会出现部分道路陷入地形中、部分道路悬浮在地形上方的现象。

本文给出基于模版阴影锥(stencil shadow volume)算法的道路绘制方法，可避免上述2种方法的不足。

道路网络影响城市整体布局，为建筑物提供局域空间关系引用框架。道路网络把城市划分为多个区域，建筑对象不可能同时占用多个区域空间而与地面重叠，因此，在道路网覆盖的地理范围内创建其他虚拟对象时，必须知道被道路网络分割出来的区域信息。标识附近的某段道路通常即能确定建筑物位置。本文利用道路网络划分出的区域来指示场景中的其他虚拟对象的摆放位置，并根据其所在区域及具体位置来标识地址。此外，本文还给出一个从道路网络中提取多边形的算法。

2 道路网络建模

在GIS中，曲线是道路的中心线，用以代表道路 J。曲线由一系列连续点组成，在提取道路网络的过程中，将曲线转化为直线段可减少数据量，便于表示和计算。下文给出一种将曲线连续点分割成直线段集的算法。

假设直线段是宽度小于给定宽度p的连续点，但并不表示曲线中每次出现P宽度的连续点时，就将它作为新的直线段，而是在连续点中，找出一个与首尾连线距离最大的点，先将曲线起始点到该点的一段连续点提取为直线段。以此类推，即可较合理地将所有的道路用若干条直线段来表示。

道路中的交叉路口即是上述直线段的交点。若线段之间

存在除首尾端点外的其他交点，则以该交点为界分裂成2个新的直线段，如此反复，使所有直线段只在2个端点上相交。可用一个无向图结构G来表示道路网络中的拓扑信息。其中，顶点为所有直线段的端点，边为所有直线段。

3 多边形性检测

多边形检测指在网状结构中找出所有最小环，即找出在环内部不与环相交的其他多边形环，该类环数量巨大，因此，用穷举搜索法进行检测效率较低。文献[4】利用MCB(MinimaCycle Basis)算法进行多边形检测，但该方法基于最短路径算法，只能找出权值和最小的环，但并不能保证是最小环。

下文给出一种最小环检测算法，以表示道路网络的图结构G为输入，从任一边开始按顺时针或逆时针方向(本文采用顺时针方向)周游边的一周回到原处，得到环。

算法描述：

POLYGONS_FROM_GRAPH(G)

α←empty

β←empty

RemoveUnusedEdgesAndVertices()

OrderEdges()

For each v in VERTICES(G)

do e←GetFirstEdge(v)

if v not exist in α

then P←new Polygon

add e to α

v←GetOtherVertice(e,v)

while v not exist in P

do add v to P

e←GetNextEdge(v,e)

v←GetOtherVertice(e,v)

if true=IsValidCircle(P)

then add P to β

return β

算法解释如下：

(1)RemoveUnusedEdgesAndVertices(G)表示从G 中去除不可能形成环的定点和边，例如没有连接边或只有一个连接边的顶点及其连接边。

(2)在G 中，每个顶点的连接边都有一个引用队列，OrderEdges0表示对所有队列按其相对顶点的角度进行升序排序，如图1所示，F顶点的3条连接边在F连接边的队列排序按图中箭头所示的方向排列可表示为

FE FI FG。

{,,}

图1 最小环检测

(3)GetFjrstEdge(v)返回顶点v连接边队列中的第1条边。

(4)GetNextEdge返回连接边队列中连接边的下1条边(如e是队列最后1条边，则返回第1条边)。

(5)G中的每条边由2个顶点连接而成，Get0therVertice(e，v)返回边e中除顶点v外的另外一个顶点。

(6)规定只有顺时针环才是最小环，但上述算法中可能会得到逆时针环，此时该环其实是最大环。如图1所示，假设C点是G顶点表中的第1个顶点，则算法从C点开始，可知边CB是C点连接边队列中的第1条边，于是访问CB 到达B点，接着访问A,H,G,F,E，然后回到C点，组成了CBAHGFE的环，该换为逆时针方向，显然不是最小环，而是最大环。IsValidcircle(P)判定环P是否是最小环，其判定方式为：任取一边AB，取中点垂直并指向AB左侧的方向上一个极小位移，形成点测试点P，如点P在环内，则表明该环最小。

4 道路绘制

上文得到的道路网络，以道路中轴线表示路段，如图2(a) 所示，但没有对路面形状的描述，而在三维环境下绘制必须获得道路网络的形状。道路中交叉处的几何形状较为复杂，图2(b)中的实线部分是对每个路段两侧求交所得。但整个道路网形成的几何体可能很庞大且无规则，难以用一个几何体来表示，因此，本文将多个路段相交之处(路IS1)作为单独几何单元来表示，整个道路网络的几何表示即分为路段和路口。图2(b)中虚线组成的闭合多边形所包围的部分即为路口。

图2 道路网络的几何形状描述

根据虚拟场景中对应地理坐标下地表的高度，对所有路段和路口的几何形状进行三角剖分，并铺到地面地表上。但当地面不平坦时，部分路段和路口可能会陷入地面或者悬浮在地表之上；当表示道路的几何体表面和路面完全重合时，会出现z—buffer冲突的问题。

在道路可视化方法中，多数地形的表示是基于LOD地形模型，视点影响地形的几何形状。如图3(a)所示，原本匹配良好的路面和地形表面，由于视点转换，地形产生了变化，形成图3(b)。

图3 道路与地形的匹配

下文介绍一种借鉴文献[5]提出的利用模版阴影锥算法绘制矢量数据的方法，可精确在地形表面上绘制道路。

该方法步骤如下：

(1)从道路几何体中产生包围多面体。多面体的顶盖和底盖分别高于和低于所在的地形表面，多面体的顶点是由几何对象的顶点向上和向下偏移得到。

2)利用包围多面体在模版缓冲中产生掩码(MASK)，即产生道路几何对象在地形表面的映射，具体步骤为：1)清空颜色、深度和模版缓冲，绘制地形，并用指定深度值初始化深度缓冲；2)开启深度测试，禁止写入深度缓冲，同时开启对模版缓冲的写入；3)绘制多面体2次，消隐前面和背面。生成MASK的过程中会使用到zpass或zfail 算法。

zpass算法思想为：从图4中视点0出发，发出一条射线，射向地形表面交于P，当OP进入多面体时，计数器加1；离开多面体时，计数器减1。设模板计数初始值为0，当不为0时，则该地形表面在多面体里，即可将在多面体里的部分可见地形记为非0，存在模板缓冲中。该算法在包围多面体和近剪切面相切时会产生错误。zpass算法规定，当深度测试通过时，模版缓冲可修改，此时绘制多面体前面，模版缓冲加1，绘制多面体背面，模版缓冲减1。

zfail算法思想为：从图4中取PO射线上远离所有多面体的一点0’。射线O’P进入多面体时，计数器减1；当离开多面体时，计数器加1。与zpass算法相同，当模版计数器不为0时，该部分位于多面体中。zfail算法规定，当深度测试不通过时，模版缓冲可修改，此时绘制多面体前面，模版缓 5 结束语冲减1，绘制多面体背面，模版缓冲加1。

(3)开启模板测试，绘制多面体。激活模板缓冲区的些操作，设定模板测试在模板缓冲不为0市通过，并绘制多面体。绘制时，关闭深度缓冲的写操作，打开颜色缓冲的写操作，当使用zpass时，绘制多面体前面，打开颜色缓冲的写操作，当使用zpass时，绘制多面体前面；当使用zfail时，绘制多面体背面。为避免重复清理模板缓冲，模板函数在每次绘制完多面体后将模板缓冲清0.

道路的带状体虚拟场景中的效果如图5所示。

图5 道路可视化效果

医学护理三维虚拟仿真系统

医学护理虚拟仿真系统 1.产科护理虚拟仿真软件 1）四步触诊：可以完整、清楚地展示四步触诊的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在透视模式下可以显示出子宫内胎儿情况。 2）平产接生：从接产前准备到接产步骤：完整、清楚地展示平产接生的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，可以通过三维交互操作，身临其境地练习接生手法。 3）人工流产：完整、清楚地展示人工流产的操作步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在剖视模式下可以直观显示出器械在阴道和子宫内部的具体情况。 4）影响产妇的四个因素：可以完整、清楚地展示产力（子宫收缩力、腹壁肌及膈肌收缩力、肛提肌收缩力），产道，胎儿的相互关系，从多种模式、多个方位观看相关肌肉收缩情况。

5）臀位助产：完整、清楚地展示臀位助产的操作步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在透视模式下可以显示出胎儿与子宫的变化关系。 6）分娩机制：在原理模式下，可以清楚了解每个步骤胎头各相应径线和骨盆入口平面、中骨盆平面及出口平面的相互关系。可以观察到胎头的前囟门和后囟门。 2.基础护理三维仿真软件 1）心肺复苏：可以完整、清楚、准确地展示心肺复苏的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，可以在三维透视模式下显示病人心肺内部三维结构的变化情况。

2）留置导尿术：通过三维泌尿系统和导尿管真实模拟出导尿管在尿道内的位置关系和运动反馈；例如，可以在透视和剖视模式下观看导尿管通过尿道的过程。 3）静脉输液：可以完整、清楚、准确地展示对患者的评估核对，七步洗手法洗手，戴口罩，用物准备，操作过程。可以从多个方位观看如何选静脉，如何持针、如何插针，如何固定，如何拔针等，例如可以在三维透视模式下查看静脉内部结构，针头与静脉的位置关系等。 4）鼻饲法：通过三维消化系统和导管真实模拟出导管在体内的位置距离，吞咽时食道的变化，误插入管，患者出现的咳嗽、呼吸困难、发绀的症状；例如，可以在透视和剖视模式下观看口腔和食道内的插管过程。 福建水立方三维数字科技有限公司是一家专注于虚拟仿真/VR/AR/MR技术在医学护理领域应用软件及系统的研发和推广的高新技术企业。公司专注于助产、护理、基础医学、中医学等医学三维虚拟仿真技术的研发。公司的主要产品（服务）包括：提供VR虚拟现实系统、MR/AR系统、3D交互墙、大型Cave系统等解决方案，构建实验教学平台、微创手术系统、教育培训系统、虚拟仿真平台。 公司为福建省高新技术企业，也是目前国内首家的集VR/AR临床医学培训+解决方案+平台建设于一体的高新技术企业。“公司自成立以来，已相继研发出"

网络功能虚拟化白皮书-中文版 v1.2

网络功能虚拟化 ----概念、益处、推动者、挑战及行动呼吁 目标 本文是由网络运营商撰写的无版权白皮书。 本文的主要目标是概要的描述网络功能虚拟化（不同于云和软件定义网络SDN）的益处，推动者及面临的挑战，以及为什么要鼓励国际间的合作，来加速推动基于高市场占有率的行业标准服务器通信解决方案的开发和部署。 推动组织和作者 AT&T: Margaret Chiosi. BT: Don Clarke, Peter Willis, Andy Reid. CenturyLink: James Feger, Michael Bugenhagen, Waqar Khan, Michael Fargano. China Mobile: Dr. Chunfeng Cui, Dr. Hui Deng. Colt: Javier Benitez. Deutsche Telekom: Uwe Michel, Herbert Damker. KDDI: Kenichi Ogaki, Tetsuro Matsuzaki. NTT: Masaki Fukui, Katsuhiro Shimano. Orange: Dominique Delisle, Quentin Loudier, Christos Kolias. Telecom Italia: Ivano Guardini, Elena Demaria, Roberto Minerva, Antonio Manzalini. Telefonica: Diego López, Francisco Javier Ramón Salguero. Telstra: Frank Ruhl. Verizon: Prodip Sen. 发布日期 2012年10月22至24日，发布于软件定义网络（SDN）和OpenFlow世界大会, Darmstadt-德国。

数据中心IRF虚拟化网络架构与应用

数据中心IRF虚拟化网络架构与应用
1 概述
网络已经成为企业IT运行的基石，随着IT业务的不断发展，企业的基础网络架构也不断调整和演化， 以支持上层不断变化的应用要求。 在传统数据中心网络的性能、安全、永续基础上，随着企业IT应用的展开，业务类型快速增长、运行 模式不断变化，给基础网络带来极大运维压力：需要不断变化结构、不断扩展。而传统的网络规划设计依 据高可靠思路，形成了冗余复杂的网状网结构，如图1所示。
图1 企业数据中心IT基础架构网状网 结构化网状网的物理拓扑在保持高可靠、故障容错、提升性能上有着极好的优势，是通用设计规则。 这样一种依赖于纯物理冗余拓扑的架构，在实际的运行维护中却同时也承担了极其繁冗的工作量。 多环的二层接入、full mesh的路由互联，网络中各种链路状态变化、节点运行故障都会引起预先规划配 置状态的变迁，带来运维诊断的复杂性；而应用的扩容、迁移对网络涉及更多的改造，复杂的网络环境下 甚至可能影响无关业务系统的正常运行。 因此，传统网络技术在支撑业务发展的同时，对运维人员提出的挑战是越来越严峻的。 随着上层应用不断发展，虚拟化技术、大规模集群技术广泛应用到企业IT中，作为底层基础架构的网 络，也进入新一轮技术革新时期。H3C提供的网络虚拟化技术IRF2，以极大简化网络逻辑架构、整合物理 节点、支撑上层应用快速变化为目标，实现IT网络运行的简捷化，改变了传统网络规划与设计的繁冗规则。

2
2.1
基于 IRF 虚拟化的数据中心 server farm 网络设计
数据中心的应用架构与服务器网络
对于上层应用系统而言，当前主流的业务架构主要基于C/S与B/S架构，从部署上，展现为多层架构的 方式，如图2所示，常见应用两层、三层、四层的部署方式都有，依赖于服务器处理能力、业务要求和性能、 扩展性等多种因素。
图2 多层应用架构 基础网络的构建是为上层应用服务，因此，针对应用系统的不同要求，数据中心服务器区的网络架构 提供了多种适应结构，如图3展示了4种H3C提供的常用网络拓扑结构：
图3 多种数据中心server farm结构 根据H3C的数据中心架构理解和产品组合能力，可提供独立的网络、安全、优化设备组网，也可以提 供基于框式交换平台集成安全、优化的网络架构。Server farm 1&2是一种扁平化架构，多层应用服务器

交通事故三维模拟演示系统

交通事故三维模拟演示系统 产品简介 交通事故三维模拟演示系统集成了三维360度全景照相技术、三维虚拟现实动态仿真技术（增强现实技术）为一体，完全满足现在公安系统里现场全景照相、全景三维测量、三维重建、模拟、和分析的应用。是北京金视和科技有限公司集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对公安交通系统的调研数据进行定制化开发的解决方案。 交通事故三维模拟演示系统生成高度逼真的三维场景图片和动画片。把这些全景图片、三维场景、动画片和声音、文字结合，为侦查、技术、指挥人员生成各种三维虚拟案件现场场景的多媒体影音和影像材料。对这些数字化多媒体信息进行分析、演示，并可以在网络服务器上发布、保存、修改案例，其他用户可以通过网络服务器进行查询、观看案例。为案件的侦破、记录、汇报、存档查询，都提供了便利的直观方便。 交通事故三维模拟演示系统是由三维数字化图形软件和360°全自动机器 人拍摄系统组成。是基于图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对交通事故处理部门的调研数据进行定制化开发的解决方案。 产品特点 交通事故三维模拟演示系统搭载的全景拍摄系统，由高端单反数码相机、精密鱼眼镜头和全自动拍摄云台组成，可以在一分钟内拍摄一组完整的现场全景图片，并以全自动方式进行拼接融合，无须人工干预拼接过程。达到交通事故现场快速全景重建的目的。 在传统的工作流程当中，由于人为、天气等外界因素干扰，事故现场很容易在短时间内遭到破坏和干扰。鉴于事故现场的特殊性，快速、完整、准确的保存事故现场，交通事故现场不可能像刑事案件现场那样长时间保留。交警在记录事故现场时，大多是通过昂贵的单反数码相机，直观的对事故现场进行大量的物证和场景拍摄，在后期分析事故现场时由于照片数量繁多，很难建立起事故现场的形象认知，甚至有可能会漏拍一些关键信息。借助360°全自动机器人拍摄系统将真实交通事故现场的完整的保存下来，可以在撤离交通事故现场后随时在交通事故现场全景图上进行截图、测量和分析。 现场采集物证图像及多场景热点添加在真实的交通事故现场中需要拍摄大量的现场细节图像(车辆痕迹、道路痕迹、现场环境、尸体、现场散落物和遗留物、血迹等)。但大量的现场图片容易让技术人员混淆物证，这对于日后的案情分析来说有重大影响。交通事故三维模拟演示系统的热点添加功能可以将所有采集到的现场细节图像以超级链接方式添加到现场全景图和三维重建现场中，并且可以用鼠标双击放大凸显细节图像，还可以创建文件夹对物证图像进行组织分类、可重命名以及删改细目照片资源，为事故过程分析带来极大的帮助。

虚拟现实实景技术

虚拟现实实景技术 实景虚拟现实技术－虚拟现实行业中的新力量 说到虚拟现实，人们最先想到的是3D建模的虚拟仿真技术，确实在近两年来3D在虚拟现实领域中占有相当大的地位。 然而目前一种全新的实景虚拟现实技术的出现给虚拟现实行业带来一股新生的力量。和3D虚拟技术相同的是这种技术也能使用户自由地在场景中走动，并且可以360度任意观看各个方向的场景，不过不同的是所看到的都是真实的场景，而不是虚拟建模的。这项技术在某些程度上已经可以代替建模的效果。由于是在真实的场景中走动，因此身临其境的效果就远远超过了建模实现的效果。 一、实景虚拟现实技术的主要特点： ?无需建模，通过实景采集获得的完全真实的场景 实景虚拟现实平台是对现实场景的处理和再现，因而展现的是完全真实的场景。相比于建模得到的虚拟现实效果，它更加的真实可信，更能使人产生身临其境的感觉。从而很好地满足了对场景真实程度要求较高的应用。 ?良好的交互性： 交互式的地图帮助了解所处位置以及运动方向；场景中的每一个点都可以在地图上通过经纬度和高度精确表示；在场景中任意选定线段或多边形，系统将自动计算出线段长度以及多边形的面积等数据；向场景中添加的物体模型和材质能够更真实的模拟该场景在各种情况下各种阶段的状况。 ?快捷高效的制作流程 通过对现实场景的采集、处理和渲染，快速生成所需的场景。与传统虚拟现实技术相比效率提高了十几倍甚至几十倍。

二、实景虚拟现实平台在行业中的应用 与传统的技术相比，虚拟现实实景技术由于其真实感强，互动性好，更直观，信息更完整，功能也更加丰富，在不同领域都有广泛的应用，如： 到此一游JUSTBEHERE虚拟旅游的应用 1）虚拟现实（VR）全景视频 能够自由地选择观看视角，享受身临其境的观看体验 a.720°真实场景还原，提供沉浸式观看体验和主动的观影角度选择 b.全景视频库覆盖全球，无死角感受目的地风景及人文风情 c.视频一键分享微信、微博，方便传播 2）一站式旅游服务平台 为旅游服务供应商提供在线产品展示和交易平台 a.B2B+B2C模式的无缝对接 b.为旅行社提供更多的商业合作机会 3）旅行社团队管理 现代化OA系统帮助旅行社及导游进行团队管理 a.通知信息一键群发 b.游客位置实时更新 4）气球社交功能 基于LBS的新型精准化社交功能，自定义阅读权限，打造个人专属的社交圈，为目的地和商家提供更多的创新型宣传及推广方案 独有的气球社交功能让用户可以发送个性化信息，搭建个人专属旅游圈。

数据中心虚拟化为何离不开大二层网络技术

数据中心虚拟化为何离不开大二层网络技术？ 一.为什么需要大二层? 1. 虚拟化对数据中心提出的挑战 传统的三层数据中心架构结构的设计是为了应付服务客户端-服务器应用程序的纵贯式大流量，同时使网络管理员能够对流量流进行管理。工程师在这些架构中采用生成树协议(STP)来优化客户端到服务器的路径和支持连接冗余。 虚拟化从根本上改变了数据中心网络架构的需求。最重要的一点就是，虚拟化引入了虚拟机动态迁移技术。从而要求网络支持大范围的二层域。从根本上改变了传统三层网络统治数据中心网络的局面。 2. 虚拟机迁移与数据中心二层网络的变化 在传统的数据中心服务器区网络设计中，通常将二层网络的范围限制在网络接入层以下，避免出现大范围的二层广播域。 如图1所示，由于传统的数据中心服务器利用率太低，平均只有10%～15%，浪费了大量的电力能源和机房资源。虚拟化技术能够有效地提高服务器的利用率，降低能源消耗，降低客户的运维成本，所以虚拟化技术得到了极大的发展。但是，虚拟化给数据中心带来的不仅是服务器利用率的提高，还有网络架构的变化。具体的来说，虚拟化技术的一项伴生技术—虚拟机动态迁移(如VMware的VMotion)在数据中心得到了广泛的应用。简单来说，虚拟机迁移技术可以使数据中心的计算资源得到灵活的调配，进一步提高虚拟机资源的利用率。但是虚拟机迁移要求虚拟机迁移前后的IP和MAC地址不变，这就需要虚拟机迁移前后的网络处于同一个二层域内部。由于客户要求虚拟机迁移的范围越来越大，甚至是跨越不同地域、不同机房之间的迁移，所以使得数据中心二层网络的范围越来越大，甚至出现了专业的大二层网络这一新领域专题。 3. 传统网络的二层为什么大不起来? 在数据中心网络中，“区域”对应VLAN的划分。相同VLAN内的终端属于同一广播域，具有一致的VLAN-ID，二层连通;不同VLAN内的终端需要通过网关互相访问，二层隔离，三层连通。传统的数据中心设计，区域和VLAN的划分粒度是比较细的，这主要取决于“需求”和“网络规模”。 传统的数据中心主要是依据功能进行区域划分，例如WEB、APP、DB，办公区、业务区、内联区、外联区等等。不同区域之间通过网关和安全设备互访，保证不同区域的可靠性、安全性。同时，不同区域由于具有不同的功能，因此需要相互访问数据时，只要终端之间能够通信即可，并不一定要求通信双方处于同一VLAN或二层网络。 传统的数据中心网络技术， STP是二层网络中非常重要的一种协议。用户构建网络时，为了保证可靠性，通常会采用冗余设备和冗余链路，这样就不可避免的形成环路。而二层网

三维虚拟仿真大纲

《三维虚拟仿真》课程教学大纲 课程编号：（暂可不写） 课程名称：三维虚拟仿真 总学时数和学分：本课程计划144学时，8学分 实验或上机学时：108学时 先修及后续课程要求： 先修课程： 1. 3ds max基础：要求学生了解3ds max各个功能模块和基本制作流程。掌握常用工具及简单模型的制作方法、掌握基础灯光、材质的调节方法。 2. 图形图像处理PS：要求掌握常用工具的使用方法，把握图层、蒙版、图层样式以及图层叠加方式的作用和意义，熟练掌握调色工具及滤镜的使用，深入理解通道的作用。 后续课程：《工作室实训》、《毕业设计》 （说明部分） 1.课程性质 三维虚拟仿真是利用计算机图形学技术，在计算机中对真实的客观世界进行逼真的模拟再现。通过利用传感器技术等辅助技术手段，让用户在虚拟空间中有身临其境之感，能与虚拟世界的对象进行相互作用且得到自然的反馈，并让人产生构想。本课程通过3ds max软件强大的三维图像技术制作出逼真的虚拟空间环境，再通过VRP平台加入交互功能，从而形成一种超现实的虚拟体验。本课程主要解决如

何生成具有真实感的虚拟空间，通过3ds max的建模工具创建场景模型，通过材质贴图以及灯光的综合应用模拟自然世界的真实质感及光影效果，再通过渲染设置调节出最终效果。最后使用贴图烘焙的方式将最终渲染效果转为贴图贴回场景，并导入到VRP中进行交互式制作。本课程是一门综合性学科，与其相关的学科种类繁多，如计算机视觉、数字图像处理、模式识别、人工智能、计算机网络、科学计算可视化、输入输出设备、人机交互、自动化控制、生理学、心理学等，其与虚拟现实都有十分紧密的联系。本课程重点在于如何在计算机中生成虚拟环境并通过VRP平台将其转化为具有交互功能的空间环境。其中需要大量的实践决定了本课程主要以技法为主，并兼顾理论的学习。能制作出完整、真实的交互式虚拟场景是本课程的最终教学目的。 2.教学目标及意义 本门课教学目标在于使学生在熟练地掌握3ds max软件的基础之上系统的学习VRP交互式平台软件。在熟练掌握模型创建、材质贴图的赋予、灯光布光方案及调节方法的基础上，创建出具有沉浸感与交互性的虚拟现实作品。借助本系强大的工作室电脑硬件及所购的20节点VRP软件可以进行大型场景的虚拟现实作品表现。使学生在校园里就能拥有公司级别的制作条件，为优秀作品的制作提供了先决条件，并使学生在实战训练中提高其市场竞争力，为进军这一新兴行业奠定坚实的基础。 3.教学内容及教学要求 一、场景模型的创建。（50学时）

虚拟化优缺点

1 引言 随着网络维护管理模式由分散式粗放型向集中式精细化管理模式迈进，铁通公司提出了“强化支撑能力，加强网络集中化管理，在集中化维护管理的基础上，逐步实现核心机房的联合值守和非核心机房的无人值守”的目标。 如何在有限的资金投资的前提下实现网管集中的目标，同时满足降低网络维护成本，达到维护出效率，节能减排的指标要求，是我们在网管集中工作中重点关注和努力的方向。由于铁通陕西分公司部分网管未搭建统一的集中化平台，制约了网管集中及维护管理模式集中化推进工作的整体实施，通过搭建虚拟化平台，实现了网管集中化维护管理的要求。 2 现有网管集中技术的缺陷及弊端 2.1技术落后、效率低下 既有网管接入方式主要采取将放置在机柜中的几十台工作站终端逐个接人KVM，通过KVM终端盒接入显示器，通过显示器进行切换分别进入不同的工作站终端进行维护操作。 从以下流程中可以看到。运维人员在处理一个区域的告警信息时无法看到其他区域的告警信息，只有在处理完这个区域的告警信息后才能处理下一个区域的信息，那么排在后面检查的区域告警往往得不到及时的处理，且随着业务系统的增加，维护人员需要管理的系统越来越多，这种轮询检查的方式将越来越成为制约维护效率提升的瓶颈。 2.2网管终端设备数量多维护成本居高不下。 几十台网管终端占据机房机柜资源，大量的终端清扫、部件维护和更换等在增加维护人员工作量的同时也增加了维护成本。同时新增系统时需增加网管终端

及机柜，受机房条件制约性很大。不算人工工作量，仅终端维修费支出每年平均在6.8万元。 2.3带来耗电量及运营成本的增加 从维护成本支出上计算，每台工作站终端按250W 能耗计算，在不考虑空调等耗电量的情况下，每年需要消耗近20万度电。 2.4系统架构分散使得管理难度、网管系统安全隐患增大。 由于系统架构分散，无备用终端，一旦故障，不能得到及时修复，对网络正常运行形成潜在威胁。 3 虚拟机技术介绍 计算机虚拟技术是指计算元件在虚拟的基础上而不是真实的基础上运行。虚拟化技术可以扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程。允许用户在一台服务器上同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。虚拟化能在虚拟机技术(Virtual Machine Monitor)中，不再对底层的硬件资源进行划分，而是部署一个统一的Host系统。 在Host系统上，加装了Virtual Machine Monitor，虚拟层作为应用级别的软件而存在，不涉及操作系统内核。虚拟层会给每个虚拟机模拟一套独立的硬件设备。包含CPU、内存、主板、显卡、网卡等硬件资源，在其上安装所谓的Guest操作系统。最终用户的应用程序，运行在Guest操作系统中。 虚拟可支持实现物理资源和资源池的动态共享，提高资源利用率，特别是针对那些平均需求远低于需要为其提供专用资源的不同负载。这种虚拟机运行的方式主要有以下优势。

虚拟现实文献综述

《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述 摘要：教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了数字校园，阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用，可以大大提高校园展示效果，也能够体现校园个性方面的优势，对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助 关键词：虚拟现实；数字校园；基本概况 前言 教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1]，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络浏览器察看，其丰富的、人性化的信息查询等功能，有效提高大学的美誉度，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以优化领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。 一、虚拟现实技术的发展状况的研究 虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。 在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征：（1）多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。（3）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。（4）自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。 虚拟现实技术自诞生以来，其应用一直受到科学界、工程界的重视，并不断取得进展，虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲，虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5]，其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此，虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。 二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析 目前，数字校园存在有2个定义，并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度，数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体；另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚

数据中心IRF2虚拟化网络架构与应用

数据中心IRF2虚拟化网络架构与应用 文/刘新民 网络已经成为企业IT运行的基石，随着IT业务的不断发展，企业的基础网络架构也不断调整和演化，以支持上层不断变化的应用要求。 在传统数据中心网络的性能、安全、永续基础上，随着企业IT应用的展开，业务类型快速增长,运行模式不断变化，基础网络需要不断变化结构、不断扩展以适应这些变化，这给运维带来极大压力。传统的网络规划设计依据高可靠思路，形成了冗余复杂的网状网结构，如图1所示。 图1 企业数据中心IT基础架构网状网 结构化网状网的物理拓扑在保持高可靠、故障容错、提升性能上有着极好的优势，是通用设计规则。这样一种依赖于纯物理冗余拓扑的架构，在实际的运行维护中却同时也承担了极其繁冗的工作量。 多环的二层接入、Full Mesh的路由互联，网络中各种链路状态变化、节点运行故障都会引起预先规划配置状态的变迁，带来运维诊断的复杂性；而应用的扩容、迁移对网络涉及更多的改造，复杂的网络环境下甚至可能影响无关业务系统的正常运行。 因此，传统网络技术在支撑业务发展的同时，对运维人员提出的挑战是越来越严峻的。 随着上层应用不断发展，虚拟化技术、大规模集群技术广泛应用到企业IT中，作为底层基础架构的网络，也进入新一轮技术革新时期。H3C IRF2以极大简化网络逻辑架构、整合物理节点、支撑上层应用快速变化为目标，实现IT网络运行的简捷化，改变了传统网络规划与设计的繁冗规则。 1. 数据中心的应用架构与服务器网络 对于上层应用系统而言，当前主流的业务架构主要基于C/S与B/S架构，从部署上，展现为多层架构的方式，如图2所示，常见应用两层、三层、四层的部署方式都有，依赖于服务器处理能力、业务要求和性能、

三维虚拟建筑空间的仿真设计与实现

三维虚拟建筑空间的仿真设计与实现 摘要：沙盘在展示虚拟建筑时，由于空间的约束性，在虚拟建筑空间的细节处理上效果差，缺乏有效渲染以及动画呈现方式，导致建筑空间仿真效果差。提出三维虚拟建筑空间的仿真设计与实现方法，在对建筑空间进行虚拟现实和仿真设计时，基于构建的建筑空间坐标系和比例尺，采用构件的位置和参数构建建筑空间构件数学模型，对各构件的数学模型实施融合后构建总体建筑空间的数学模型。采用OpenGL虚拟现实技术，基于目标建筑空间数学模型对目标建筑进行扩展加工，给目标建筑赋予材质和纹理特征，获取理想的建筑空间三维虚拟视图，将建筑空间三维虚拟视图进行三维渲染处理，呈现出生动形象的建筑空间三维虚拟效果图，使用动画设计技术对建筑空间三维虚拟效果图进行动画展示。实验结果表明，所提设计方法的点线渲染和整体渲染效果佳，能得到更加逼真的三维虚拟建筑空间仿真设计成果，并且具有较高的交互性和实用性。 关键词：三维虚拟建筑空间；仿真设计；三维渲染；三维建模；动画设计；数学模型 中图分类号：TN812?34；TP391.72 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2018）16?0168?04 Abstract：Virtual building exhibition on the sand table has

poor detail processing effect of virtual building space due to space constraint，and poor simulation effect of building space due to lack of effective rendering and animation presentation mode. Therefore，a simulation design and implementation method of 3D virtual building space is proposed. During the virtual implementation and simulation design of building space，the position and parameter of the component are used to construct the mathematical model of the building space component based on the constructed building space coordinate and proportional scale. The mathematical model of the whole building space is constructed after fusing mathematical models of various components. The OpenGL virtual reality technology is used to perform extend processing of the target building based on the mathematical model of target building space. The material and texture feature of the target building are given to obtain the optimal 3D virtual view of building space. The 3D rendering for the 3D virtual view of building space is performed to present a vivid 3D virtual effect image of building space. The animation design technology is used to conduct animation display of the 3D virtual effect image of building space. The experimental results show that the proposed design method has good effects of dot?line rendering and whole rendering，can

虚拟仿真实训系统解决方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（V1.0）

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言 (2) 一、总体需求分析 (4) 1．1 “情景”的定义： (4) 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？ (5) 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下： (6) 二、设计原则 (7) 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8) 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图： (10) 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11) 六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16) 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18) 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (19) 九、系统技术支持及服务 (21)

一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1 “情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说，有戏可演，

无线网络虚拟化架构与关键技术

无线网络虚拟化架构与关键技术 摘要：提出采用集中式和分布式的动态频谱管理技术来提升频谱资源利用效率，解决无线网络虚拟化中频谱资源难以高效分配与不易管理难题；认为为了构建一个稳定、灵活和开放的无线网络虚拟化架构，需要从虚拟网络的隔离、信令优化设计、通用接口设计、用户移动性管理等方面开展研究。 关键词：无线网络虚拟化；资源虚拟化；动态频谱管理 云计算和计算机虚拟化已经成为推动IT产业发展的关键技术之一。网络虚拟化的提出将路由和交换功能虚拟化，用户可以根据各自需求传输业务，而无须考虑端到端过程中每一跳是如何建立连接的[1-2]。随着多种无线通信技术日益成熟和多样化移动服务大量涌现，未来无线网络呈现出密集部署、多样业务、异构网络并存的多样化形态。在复杂网络环境下，多种无线网络技术的兼容性、用户对不同无线接入网络的选择、异构网间切换等问题，是无线网络发展面临的新挑战。 无线网络虚拟化技术的提出为异构无线网络提供了一种有效管理方式，通过对网络资源的抽象和统一表征、资源

共享和高效复用，实现异构无线网络的共存与融合。无线网络虚拟化可使复杂多样的网络管控功能从硬件中解耦出来，抽取到上层做统一协调和管理，从而降低网络管理成本，提升网络管控效率。集中化控制使得没有无线网络基础设施的服务提供商也可以为用户提供差异化的服务。然而，无线网络虚拟化技术在实际应用中仍然面临以下难题：首先，无线网络资源既包含物理资源（如网络基础设施），也包含频谱资源，而且频谱资源在频域上跨度大，从几十赫兹到百兆赫兹甚至吉赫兹，不同频率频谱资源的传播特性存在较大差异，其中还包括授权频段和非授权频段。无线网络拓扑形态呈现出动态变化、多样化的特征，如自组织网络、蜂窝网络等。其次，无线网络性能还受到网络内和网络间的干扰影响。不同制式无线网络的通信协议标准的设计存在差异化，硬件设备功能不同，将导致不同网络资源的使用方式存在差异，异构无线网络融合困难。因此，无线网络虚拟化架构、虚拟化控制方式以及资源虚拟化管理等方面将是实现无线网络 虚拟化所需关注的热点和难点。 本文首先针对3GPP国际标准化组织提出的虚拟化架构进行分析；其次，研究无线网络资源虚拟化和资源管理方法；进一步，研究并分析了典型无线网络虚拟化技术和实现方式。最后，简要分析了未来无线网络虚拟化面临的挑战。 1 无线网络虚拟化架构

虚拟现实场景模拟论文

虚拟现实 课程学习实践报告 院系：理学院数学系 专业：应用数学 班级：应数1301 学号：131003014 姓名：李媛媛 任课教师：侯筱婷 日期：2016年5月______

VRML 基础——三维场景建模 一.参考“ VRML2.0交互式三维图形编程”等文献资料，回答下列问题。 1）field, exposedField, eventIn, eventOut （P13）节点有的是用来定义三维形体，有的是用来定义形体的显示特征如颜色，有的是用来产生形体的运动等变化，每一个节点都有一个或者多个参数，这些参数称为字段（field ）及事件（event ）. 字段有两种类型：field,exposedField, 事件也有两种：eventIn,eventOut, 我们把它翻译成事件进和事件出 2）vrml 的坐标系统（国际标准规定，P16） VRML 文件显示的是三维空间的物体，将其所生产的物体放置在一个符合右手螺旋法则的三维坐标系中，可以将这个坐标系看做是程序的总体坐标系，国际标准规定：物体从+Z轴方向投影在一个+X轴向右、+Y轴向上的二位坐标系统中，+Z 轴朝外，人的眼睛及观察点的坐标为（0 0 10 ）人的眼睛朝原点看去，这是缺省时的观察位置及观察方向。 3）局部坐标系（P16，Transform 节点构建局部坐标系P37） 一些VRM程序中的Transform,Group节点可以使多个物体组成一个节点组，节点组可以放置在空间的任意地方，也可以在程序中移动或旋转节点组的坐标，一个大节点组里可以有小节点组，小节点组里可以有小小节点组，每个节点组拥有一个坐标系，称为这个节点组的局部坐标系。Transform 是一个重要的组节点，它可以构成一个局部坐标系，利用translation,rotation,scale 等字段可以对Transform 的字节点中的形体产生移位、旋转、比例放缩等效果。 4）Appearanee 节点（P22）的三个域material、texture （重点：ImageTexture 节点）、textureTransform （P109用来实现纹理的几何变换，产生特殊效果纹理，比如贴图的重复和部分显示） Appeara nee节点可以用来定义形体的外观效果，如材质、贴图。其三个域为material 、texture 、textureTransform 。可以用在material 后面的节点是 Material ，它定义了物体的材质。可以用在texture 后面的节点 是ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture 三个节点，texture 在计算机图形学里表示纹理。ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture 分别表示静止图片纹理、运动影像纹理、像素图纹理。可用在textureTransform 后面的节点为TextureTransform ，这一节点可以用来进行纹理的几何变换，以产生特殊效果的纹理，还可以使贴图旋转。 5）Extrusion挤出造型节点（P23,扭曲造型怎样实现） 通过Extrusion 节点可以生成一个拉伸体，拉伸及诶单形成一个形体，形体由一个断面沿着三维空间里的一条折线段伸展而成，断面在不同位置可以有比例的变化甚至旋转，由此生成我们所需要的有复杂形状的物体。

三维仿真平台功能特点

三维仿真平台功能特点 本次系统三维虚拟仿真平台旨在建设一个具有大范围的海量城市数据一体化管理、无缝三维实时漫游，包容和拓展常规GIS独具特色的空间多媒体信息查询、表示、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。本系统所采用三维仿真平具有独特的特性和强有力的可扩展性能。 3.1顶级三维游戏的视觉享受 精美的三维场景 光影效果 多种气候条件（白天、夜晚、云、雾、雨、雪、雷电……） 多种特殊效果（跳动的火苗、飘动的旗帜、流水、喷泉、霓虹灯、海浪、爆炸、烟雾……） 各种空间声音效果——创建一个充满生机的世界。 3.2灵活的人机交互 任何位置/任意角度观察场景； 多种运动方式随时切换 （行走、驾驶、飞翔…） 任意位置停止，切换多种参数/方案来观察！ （最适合于前期方案讨论、汇报） 整个交互过程可以记录为动画保存。 3.3强大的可扩展性 区域类型扩展 建筑内/外景； 小区/街道； 城区； 大面积野外场景。 （采用动态内存管理，甚至可以模拟整个数字地球！） 地域覆盖范围从小至大 显示方案扩展 单PC显示； PC Cluster+投影系统； SGI Onyx+投影系统；

立体显示/无缝拼接选项. 特定类型的应用扩展 应用领域扩展 国土资源局/城市规划部门/建筑设计单位； 房地产公司——展示/销售、项目评估和报批； 园区规划、管理及展示，开发区招商； 文物/古迹的展示、复原、保护部门； 4.三维仿真平台性能指标 4.1数据要求 支持BMP、GIF、PNG、JPG等格式。 三维模型：支持3DS、DXF、VRML格式。 DEM数据：支持各种矢量等高线数据。 4.2场景编辑 数据资料采集，包括科学城各栋房屋建筑外立面多角度数码拍照，路面、河流、树木、标志性物体数码拍照等。 图片处理，对外业采集的数字照片进行图片编辑处理，以符合建模标准； 地形建模，基于DEM（数字高程模型）数据和DOM（正射影像图）数据叠加生成地形； 地物建模，用内业处理完毕的数字图片构造地物模型，主要包括建筑物、路面、河流、路灯、花坛等； 可以对地形、模型、二维矢量数据、注记、场景贴图、环境、光源、模型贴图、动态贴图、摄像机等进行编辑处理，生成三维场景；并整体实现模型优化和拼凑。 支持模型库和贴图库管理。 4.3实时浏览和可视化 实时浏览三维场景。 矢量数据的三维可视化表现。 支持行走，驾驶，飞行，UFO等多种浏览方式。 观察者能从任意角度任意高度观看系统的三维场景。 系统可实现实时随机漫游，漫游的方向和起点完全由用户自己进行选择。 系统可实现从室外漫游到室内漫游的无缝切换。 4.4数据管理和数据查询 属性数据支持（支持Access、SQL Server、Oracle数据库等）和属性数据查询。 数据条件定位查询，根据查询条件，自动定位目标查询物。 4.5跨平台

三维地图简介

1. 概述 三维虚拟仿真平台旨在建设一个具有大范围的海量城市数据一体化管理、无缝三维实时漫游、独具特色的空间多媒体信息查询、表示、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。 近年来，数字省市、数字城镇已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略、争先抢占的科技、产业和经济制高点之一。加速城市的发展，提高管理水平，需要借助于现代化的科学手段--3D网站，进行城市体系规划与管理建设。 据目前对我国大部分城市的摸底调查，除少数大、中城市已建立了城市管理信息系统外，而绝大部分地区的空间信息管理手段仍然沿用比较落后的手工操作方式，即便是用一些地理信息系统（GIS）管理着空间数据，但仍停留在简单的二维数据管理、显示的基本功能，分散地、相对独立地和非标准地管理模式，很难进行地域管理的三维综合研究和空间分析，使各级领导部门不可能及时地得到对空间的清晰、直观的认识。 城市规划设计的主要研究对象是城市的体形结构与各个要素，在设计过程中需要进行大量的空间形象思维。传统的城市模型只能获得城市的鸟瞰形象；效果图只能提供静态局部的视觉体验；动画不具备实时的交互性，人是被动的，并且制作周期长。这些传统技术只能实现简单、固定的演示功能，尚不能很好地满足当前城市设计的需要。另外，随着空间范围的扩大，传统的方法也无法胜任空间数据的管理和维护。 同时，城市中存在大型的港口、工厂、地下管网、人防设施等部门，它们具有地形起伏较大、管网密集、需要精确定位等特点，用传统二维的表示方法很难加以准确描述和信息管理。 VR虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。从二维地图、沙盘、动画，到虚拟视景仿真是一个合乎人们认识深化和技术发展的必然结果。 2. VR虚拟城市与仿真技术发展 美国目前已经有50个城市计划建立了“数字虚拟城市”。我国北京、上海、香港、台北、深圳、广州、南海、厦门等城市也正在积极筹建之中。普遍认为，