基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文
交通灯有两种，给机动车看的叫机动车灯，通常指由红、黄、绿（绿为蓝绿）三种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯。给行人看的叫人行横道灯，通常指由红、绿（绿为蓝绿）二种颜色灯组成用来指挥交通通行的信号灯，红灯停，绿灯行。下面是我为你带来的 基于Proteus的智能交通灯设计与仿真实现论文，欢迎阅读。
摘要：针对现实中越来越严重的城市交通拥堵现象，文章介绍了一种十字路口交通信号灯智能控制系统。该系统实现了正常时段交通信号灯的轮换，解决了十字路口车辆的正常行驶；并可通过外部中断或手动设置解决一些紧急事件或由于某方向车道车流量不均衡所造成的十字路口交通资源浪费或堵塞问题。通过在Proteus 仿真平台中运行，系统具有较强的可靠性。
关键词：Proteus；智能交通灯；仿真实验
随着现代化社会经济的快速发展，城市车辆大幅度增加，交通拥挤、道路阻塞、车辆通行缓慢等问题受到了人们极大的关注，特别是早晚交通高峰时的十字路口，因此智能交通控制就显得尤为重要。传统的交通灯控制，是根据一定时间段的各车道车流量的调查而分配出的相对合理的固定周期换灯的控制方式，不管是车流高峰还是低谷；也有一些交通灯能根据简单划分的时间段来调整时间，但控制起来不是很灵活，这使得城市车流的调节不能达到最优，经常出现通行时间与车流量不相适应的'情况，特别是特定时间的十字路口，会出现某一方向车辆早已通行完，而另一方向车辆排队等绿灯的情况[1]。本文介绍的是一种采用8086 CPU和8259中断控制器配以7段数码管设计实现的十字路口智能交通灯控制系统，其能根据实时车流量对路口的绿灯时间进行动态调节，大大加强了其灵活性和实时性，并通过Proteus仿真软件平台实现了仿真。
一、总体设计方案
本文以十字路口单行车辆通行为研究对象，东南西北四个方向对应路口都设绿、红、黄三色圆灯信号（东西为一向，南北为一向），正常工作状态见表1，具体控制思想如下：（1）车辆流量的采集；（2）分析计算停止车辆排队长度，计算车流量比值，以1为基值判断双方车流量大小；（3）车辆输出量确认，根据各个方向车辆排队长度给定每个路口的红、绿灯时间值；（4）根据比值，增减另一方向车辆红、绿灯时长；（5）以3秒钟为单位，最大变化不超过18秒；（6）检测采用每周期循环一次，从而实现对整个信号灯的智能控制。
按照此思想，系统主要包括6个模块，如图1所示。以8086 CPU为主控制器，控制其他模块协调工作。其中信号灯模块显示各车道的通行情况；数码管倒计时模块显示信号灯燃亮时间；闯红灯报警模块实时监测车辆违规行为；紧急通行模块用于处理非正常通行，以外部中断方式控制[2]；时间手动设置模块以通过键盘进行手动设置，增加人为的可控性，用于在紧急状态下，通过设置所有灯变为红灯以避免自动故障和意外发生。
二、Proteus仿真设计
仿真平台简介。Proteus是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件，其由ISIS原理图编辑与仿真软件包和ARES布线编辑软件包组成，是目前世界上唯一将电路仿真、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。Proteus SP3以上的版本中增加了对8086 CPU及相关接口芯片的仿真功能。另外，Proteus还提供有示波器、逻辑分析仪、信号发生器、交直流电压/电流表、数字图案发生器、定时器/计数器、逻辑探头、虚拟终端等很多虚拟仪器，是一个全开放性的仿真实验平台，相当于一个设备齐全的综合性实验室。本文介绍所使用的为Proteus 软件。Proteus本身未提供8086编译器，而是通过添加外部代码编译器，将编写好的源程序加入工程，编译并生成可执行程序。本文介绍的采用EMU8086提供的编译环境进行程序的编写和汇编。EMU8086是一可在Windows环境下运行的8086 CPU汇编真软件，其集成了文本编辑器、编译器、反编译器、真调试、虚拟设备和驱动器为一体。Proteus仅支持8086最小模式，8086模型可直接加载BIN、COM和EXE格式的文件到内部RAM中，不需要DOS，而且允许对Microsoft（Codeview）和Borland格式中包含了调试通过的程序可以进行源程序或反汇编后的调试，因此源码汇编和链接过程的参数相当重要[3]。
2.信号灯电路设计。信号灯组由红、黄、绿三色灯组成，4组共12盏灯，其亮灭及闪烁方式与十字路口的红、黄、绿灯同步，由8255A芯片的A口通过方式0控制6个开关量（12盏灯）；七段数码管采用共阴极接法，由8255A芯片的B口通过方式0输出控制，其中低四位控制个位显示，高四位控制十位显示。8259中断控制器的IR0接8253的OUT2，实现对于紧急情况的外部中断处理。譬如控制红绿信号灯，实现相应车道通行、另一车道禁行，同时熄灭所有的数码管；或者遇有某方向路段忙时，信号灯的燃亮时间可根据车流量情况设置时间。
3.软件设计。程序主要包括“jjsj”和“zcsj”两个子程序。系统正常运行都在执行“zcsj”子程序，初始化十字路口的交通信号灯状态及燃亮时间，启动8253定时器数码管开始倒计时。在倒计时期间，当遇有某方向车辆特别多或遇忙等其他紧急情况时，通过外部中断请求执行“jjsj”子程序模块。绿灯倒计时完毕后，转换黄色信号灯，持续到规定时间后，东西和南北方向路口信号灯互换，如此一直循环运行[4]。程序设计流程如图2所示。
三、Proteus仿真实现
初始化。从图3所示的硬件原理图得知，8255A芯片的片选端连接在74HC154译码器的输出端，74HC154的4个引脚D、C、B、A分别与锁存器74LS273输出的A12、A11、A10、A9相连，当A12、A11、A10、A9=0001时8255A有效，所以8255A的4个端口地址分别为0200H、0202H、0204H、0206H；初始化方式选择控制字为89H（A、B口方式0输出，C口方式0输入）。
2.实际问题处理。①定时时间的动态调整。定时时间设计为倒计时，用两位七段数码管显示，倒计时小于等于5秒时黄灯每秒亮和灭切换一次，倒计时显示0秒时两个方向的红色灯和绿色灯切换。定时时间可以通过软件设计实现动态调整。方法为：将8253A计数器0工作在方式2，CLK0接2MHZ的时钟频率，设一计数初值（假设为2000），OUT0接CLK1，8253计数器1工作在方式0，设一计数初值（假设为500），则OUT1的输出频率为：2MHZ/2000/500=2HZ脉冲，相应周期为秒。根据实际路况，通过改变计数初值可调整倒计时间。②时间差异。Proteus中利用8253A表示的时间和真实时间有差异，设定的时间比实际时间要长很多。所以，在仿真实验中为了看到与实际相符的交通灯变化，本应是秒的时间需在源程序中将延时时间设置为秒，这样运行起来更贴近实际[5，6]。
3.仿真效果。如图4所示为东西路口绿灯燃亮，南北路口红灯燃亮倒计时运行在18秒时的仿真结果图。
本系统以8086 CPU为核心，程序调试阶段采用EMU86进行在线编程及修改，设计的交通灯可控制十字路口的车辆及行人的交通管理，采用3个7段数码管，可以直观地显示红绿灯的开放和关闭时间。实际交通中的每个路口不完全一样，所以交通灯显示也没有固定规则，通常会根据具体情况设置相应的程序。由于Proteus没有提供箭头标志，本系统按单行道设计，指示灯不是专门的箭头指向灯，只是红、黄、绿三色圆灯信号灯，所以系统只考虑并实现了简单的十字路口交通行驶，即红灯亮时不能直行也不能左转，但可以右转；绿灯亮时，直行、左转、右转都可以，当遇有某方向车辆多或其他紧急情况时，通过中断可加以灵活性控制[7]。另外，系统在实现了十字路口基本的交通灯控制基础上，还引用了外部中断技术和时间手动设置，这可避免因无序和抢行等无控制原因造成的不必要阻塞甚至瘫痪情况发生。Proteus从V8版本开始支持ARM/Cortex-M3，这样，将会给交通灯系统增添更多现代化功能。
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光学实验心得转眼间，这学期的物理光学实验就要结束了，回想开学时刚开始接触光学实验时，感觉它不像上学期做的实验那样简单，而且必须准备很长时间，得自己查阅资料写好预习报告，包括原理，实验步骤等。刚开始的时候觉得不是很适应，但是当逐渐适应之后发现自己做实验的时候不想以前一样照本宣科了，而是做的很有计划有自己的想法，而且对实验理解比较全，印象也比较深。这学期我们总共做了12个实验，从607的“应用最小偏向角法测三棱镜的折射率”到603的“偏振光的产生，检验及强度的鉴定”，我们穿梭于不同的楼层不同的实验室，和许多位热心负责的或严格或亲切的老师。我认为在这么多次实验中，最辛苦的该数各位老师，他们不厌其烦的接纳每一组同学，并为其耐心讲解，有时有些同学实验不成功，便一遍遍带着他重做。我就有一次，重做实验到9点半，比其他同学多做了两个小时，老师就在那儿指导了我两个小时，一直没能回家。更有甚者，听说有的同学做到了十一点，老师还在那儿陪着，当时我就感动了。其次，我认为各组的组长也是很辛苦的，特别是每次洗照片时，总是染的满手药水，而且还得万般小心，因为器械根本见不了光。而且每次收作业，清点人数，也是格外的繁琐和麻烦。另外，这学期的光学实验，我认为有很多可以供其他实验教学所借鉴，首先，它要求课前预习，并完成预习报告，这个很重要，便于你更好的理解实验内容，我觉得像我们生物这种实验性比较强的学科可以借鉴这个方法；其次，课后完成实验报告时要求按课上所学到的适当修改实验报告，若有什么在预习中写错了的或写漏了的，这是就要及时补起来。这样有助于我们查漏补缺，更好的理解实验内容，印象更深刻。最后，感谢老师和组长的辛勤付出！百度文库VIP已帮您省395元现在恢复最低仅需元/天立即续费光学实验心得光学实验心得转眼间，这学期的物理光学实验就要结束了，回想开学时刚开始接触光学实验时，感觉它不像上学期做的实验那样简单，而且必须准备很长时间，得自己查阅资料写好预习报告，包括原理，实验步骤等。刚开始的时候觉得不是很适应，但是当逐渐适应之后发现自己做实验的时候不想以前一样照本宣科了，而是做的很有计划有自己的想法，而且对实验理解比较全，印象也比较深。
高分辨率光学显微术在生命科学中的应用【摘要】 提高光学显微镜分辨率的研究主要集中在两个方面进行，一是利用经典方法提高各种条件下的空间分辨率，如用于厚样品研究的SPIM技术，用于快速测量的SHG技术以及用于活细胞研究的MPM技术等。二是将最新的非线性技术与高数值孔径测量技术（如STED和SSIM技术）相结合。生物科学研究离不开超高分辨率显微术的技术支撑，人们迫切需要更新显微术来适应时代发展的要求。近年来研究表明，光学显微镜的分辨率已经成功突破200nm横向分辨率和400nm轴向分辨率的衍射极限。高分辨率乃至超高分辨率光学显微术的发展不仅在于技术本身的进步，而且它将会极大促进生物样品的研究，为亚细胞级和分子水平的研究提供新的手段。【关键词】 光学显微镜；高分辨率；非线性技术；纳米水平在生物学发展的历程中显微镜技术的作用至关重要，尤其是早期显微术领域的某些重要发现，直接促成了细胞生物学及其相关学科的突破性发展。对固定样品和活体样品的生物结构和过程的观察，使得光学显微镜成为绝大多数生命科学研究的必备仪器。随着生命科学的研究由整个物种发展到分子水平，显微镜的空间分辨率及鉴别精微细节的能力已经成为一个非常关键的技术问题。光学显微镜的发展史就是人类不断挑战分辨率极限的历史。在400～760nm的可见光范围内，显微镜的分辨极限大约是光波的半个波长，约为200nm，而最新取得的研究成果所能达到的极限值为20～30nm。本文主要从高分辨率三维显微术和高分辨率表面显微术两个方面，综述高分辨率光学显微镜的各种技术原理以及近年来在突破光的衍射极限方面所取得的研究进展。1 传统光学显微镜的分辨率光学显微镜图像的大小主要取决于光线的波长和显微镜物镜的有限尺寸。类似点源的物体在像空间的亮度分布称为光学系统的点扩散函数(point spread function, PSF)。因为光学系统的特点和发射光的性质决定了光学显微镜不是真正意义上的线性移不变系统，所以PSF通常在垂直于光轴的x-y平面上呈径向对称分布，但沿z光轴方向具有明显的扩展。由Rayleigh判据可知，两点间能够分辨的最小间距大约等于PSF的宽度。根据Rayleigh判据，传统光学显微镜的分辨率极限由以下公式表示[1]：横向分辨率(x-y平面)：dx，y=■轴向分辨率(沿z光轴)：dz=■可见，光学显微镜分辨率的提高受到光波波长λ和显微镜的数值孔径等因素的制约；PSF越窄，光学成像系统的分辨率就越高。为提高分辨率，可通过以下两个途径：（1）选择更短的波长；（2）为提高数值孔径, 用折射率很高的材料。Rayleigh判据是建立在传播波的假设上的，若能够探测非辐射场，就有可能突破Rayleigh判据关于衍射壁垒的限制。2 高分辨率三维显微术在提高光学显微镜分辨率的研究中，显微镜物镜的像差和色差校正具有非常重要的意义。从一般的透镜组合方式到利用光阑限制非近轴光线，从稳定消色差到复消色差再到超消色差，都明显提高了光学显微镜的成像质量。最近Kam等[2]和Booth等[3]应用自适应光学原理，在显微镜像差校正方面进行了相关研究。自适应光学系统由波前传感器、可变形透镜、计算机、控制硬件和特定的软件组成，用于连续测量显微镜系统的像差并进行自动校正。 一般可将现有的高分辨率三维显微术分为3类：共聚焦与去卷积显微术、干涉成像显微术和非线性显微术。 共聚焦显微术与去卷积显微术 解决厚的生物样品显微成像较为成熟的方法是使用共聚焦显微术(confocal microscopy) [4]和三维去卷积显微术(three-dimensional deconvolution microscopy, 3-DDM) [5]，它们都能在无需制备样品物理切片的前提下，仅利用光学切片就获得样品的三维荧光显微图像。共聚焦显微术的主要特点是，通过应用探测针孔去除非共焦平面荧光目标产生的荧光来改善图像反差。共聚焦显微镜的PSF与常规显微镜的PSF呈平方关系，分辨率的改善约为■倍。为获得满意的图像，三维共聚焦技术常需使用高强度的激发光，从而导致染料漂白，对活生物样品产生光毒性。加之结构复杂、价格昂贵，从而使应用在一定程度上受到了限制。3-DDM采用软件方式处理整个光学切片序列，与共聚焦显微镜相比，该技术采用低强度激发光，减少了光漂白和光毒性，适合对活生物样品进行较长时间的研究。利用科学级冷却型CCD传感器同时探测焦平面与邻近离焦平面的光子，具有宽的动态范围和较长的可曝光时间，提高了光学效率和图像信噪比。3-DDM拓展了传统宽场荧光显微镜的应用领域受到生命科学领域的广泛关注[6]。 选择性平面照明显微术 针对较大的活生物样品对光的吸收和散射特性，Huisken[7]等开发了选择性平面照明显微术(selective plane illumination microscopy，SPIM)。与通常需要将样品切割并固定在载玻片上的方式不同，SPIM能在一种近似自然的状态下观察2～3mm的较大活生物样品。SPIM通过柱面透镜和薄型光学窗口形成超薄层光，移动样品获得超薄层照明下切片图像，还可通过可旋转载物台对样品以不同的观察角度扫描成像，从而实现高质量的三维图像重建。因为使用超薄层光，SPIM降低了光线对活生物样品造成的损伤，使完整的样品可继续存活生长，这是目前其他光学显微术无法实现的。SPIM技术的出现为观察较大活样品的瞬间生物现象提供了合适的显微工具，对于发育生物学研究和观察细胞的三维结构具有特别意义。 结构照明技术和干涉成像 当荧光显微镜以高数值孔径的物镜对较厚生物样品成像时，采用光学切片是一种获得高分辨3D数据的理想方法，包括共聚焦显微镜、3D去卷积显微镜和Nipkow 盘显微镜等。1997年由Neil等报道的基于结构照明的显微术，是一种利用常规荧光显微镜实现光学切片的新技术，并可获得与共聚焦显微镜一样的轴向分辨率。干涉成像技术在光学显微镜方面的应用1993年最早由Lanni等提出，随着I5M、HELM和4Pi显微镜技术的应用得到了进一步发展。与常规荧光显微镜所观察的荧光相比，干涉成像技术所记录的发射荧光携带了更高分辨率的信息。（1）结构照明技术：结合了特殊设计的硬件系统与软件系统，硬件包括内含栅格结构的滑板及其控制器，软件实现对硬件系统的控制和图像计算。为产生光学切片，利用CCD采集根据栅格线的不同位置所对应的原始投影图像，通过软件计算，获得不含非在焦平面杂散荧光的清晰图像，同时图像的反差和锐利度得到了明显改善。利用结构照明的光学切片技术，解决了2D和3D荧光成像中获得光学切片的非在焦平面杂散荧光的干扰、费时的重建以及长时间的计算等问题。结构照明技术的光学切片厚度可达，轴向分辨率较常规荧光显微镜提高2倍，3D成像速度较共聚焦显微镜提高3倍。（2）4Pi 显微镜：基于干涉原理的4Pi显微镜是共聚焦/双光子显微镜技术的扩展。4Pi显微镜在标本的前、后方各设置1个具有公共焦点的物镜，通过3种方式获得高分辨率的成像：①样品由两个波前产生的干涉光照明；②探测器探测2个发射波前产生的干涉光；③照明和探测波前均为干涉光。4Pi显微镜利用激光作为共聚焦模式中的照明光源，可以给出小于100nm的空间横向分辨率，轴向分辨率比共聚焦荧光显微镜技术提高4~7倍。利用4Pi显微镜技术，能够实现活细胞的超高分辨率成像。Egner等[8，9]利用多束平行光束和1个双光子装置，观测活细胞体内的线粒体和高尔基体等细胞器的精微细节。Carl[10]首次应用4Pi显微镜对哺乳动物HEK293细胞的细胞膜上离子通道类别进行了测量。研究表明，4Pi显微镜可用于对细胞膜结构纳米级分辨率的形态学研究。（3）成像干涉显微镜(image interference microscopy, I2M)：使用2个高数值孔径的物镜以及光束分离器，收集相同焦平面上的荧光图像，并使它们在CCD平面上产生干涉。1996年Gustaffson等用这样的双物镜从两个侧面用非相干光源（如汞灯）照明样品，发明了I3M显微镜技术(incoherent, interference, illumination microscopy, I3M），并将它与I2M联合构成了I5M显微镜技术。测量过程中，通过逐层扫描共聚焦平面的样品获得一系列图像，再对数据适当去卷积，即可得到高分辨率的三维信息。I5M的分辨范围在100nm内。 非线性高分辨率显微术 非线性现象可用于检测极少量的荧光甚至是无标记物的样品。虽有的技术还处在物理实验室阶段，但与现有的三维显微镜技术融合具有极大的发展空间。（1）多光子激发显微术：(multiphoton excitation microscope，MPEM)是一种结合了共聚焦显微镜与多光子激发荧光技术的显微术，不但能够产生样品的高分辨率三维图像，而且基本解决了光漂白和光毒性问题。在多光子激发过程中，吸收几率是非线性的[11]。荧光由同时吸收的两个甚至3个光子产生，荧光强度与激发光强度的平方成比例。对于聚焦光束产生的对角锥形激光分布，只有在标本的中心多光子激发才能进行，具有固有的三维成像能力。通过吸收有害的短波激发能量，明显地降低对周围细胞和组织的损害，这一特点使得MPEM成为厚生物样品成像的有力手段。MPEM轴向分辨率高于共聚焦显微镜和3D去卷积荧光显微镜。（2）受激发射损耗显微术：Westphal[12]最近实现了Hell等在1994年前提出的受激发射损耗(stimulated emission depletion, STED）成像的有关概念。STED成像利用了荧光饱和与激发态荧光受激损耗的非线性关系。STED技术通过2个脉冲激光以确保样品中发射荧光的体积非常小。第1个激光作为激发光激发荧光分子；第2个激光照明样品，其波长可使发光物质的分子被激发后立即返回到基态，焦点光斑上那些受STED光损耗的荧光分子失去发射荧光光子的能力，而剩下的可发射荧光区被限制在小于衍射极限区域内，于是获得了一个小于衍射极限的光点。Hell等已获得了28nm的横向分辨率和33nm的轴向分辨率[12,13]，且完全分开相距62nm的2个同类的分子。近来将STED和4Pi显微镜互补性地结合，已获得最低为28nm的轴向分辨率,还首次证明了免疫荧光蛋白图像的轴向分辨率可以达到50nm[14]。（3）饱和结构照明显微术：Heintzmann等[15]提出了与STED概念相反的饱和结构照明显微镜的理论设想，最近由Gustafsson等[16]成功地进行了测试。当光强度增加时，这些体积会变得非常小，小于任何PSF的宽度。使用该技术，已经达到小于50nm的分辨率。（4）二次谐波 (second harmonic generation, SHG)成像利用超快激光脉冲与介质相互作用产生的倍频相干辐射作为图像信号来源。SHG一般为非共振过程，光子在生物样品中只发生非线性散射不被吸收，故不会产生伴随的光化学过程，可减小对生物样品的损伤。SHG成像不需要进行染色,可避免使用染料带来的光毒性。因其对活生物样品无损测量或长时间动态观察显示出独特的应用价值，越来越受到生命科学研究领域的重视[17]。3 表面高分辨率显微术表面高分辨率显微术是指一些不能用于三维测量只适用于表面二维高分辨率测量的显微技术。主要包括近场扫描光学显微术、全内反射荧光显微术、表面等离子共振显微术等。 近场扫描光学显微术 近场扫描学光显微术(near-field scanning optical microscope, NSOM)是一种具有亚波长分辨率的光学显微镜。由于光源与样品的间距接近到纳米水平，因此分辨率由光探针口径和探针与样品之间的间距决定，而与光源的波长无关。NSOM的横向分辨率小于100nm，Lewis[18]则通过控制在一定针尖振动频率上采样，获得了小于10nm的分辨率。NSOM具有非常高的图像信噪比，能够进行每秒100帧图像的快速测量[19]，NSOM已经在细胞膜上单个荧光团成像和波谱分析中获得应用。 全内反射荧光显微术 绿色荧光蛋白及其衍生物被发现后，全内反射荧光(total internal reflection fluorescence，TIRF)技术获得了更多的重视和应用。TIRF采用特有的样品光学照明装置可提供高轴向分辨率。当样品附着在离棱镜很近的盖玻片上，伴随着全内反射现象的出现，避免了光对生物样品的直接照明。但因为波动效应，有小部分的能量仍然会穿过玻片与液体介质的界面而照明样品，这些光线的亮度足以在近玻片约100nm的薄层形成1个光的隐失区，并且激发这一浅层内的荧光分子[20]。激发的荧光由物镜获取从而得到接近100nm的高轴向分辨率。TIRF近来与干涉照明技术结合应用在分子马达步态的动力学研究领域, 分辨率达到8nm，时间分辨率达到100μs[21]。 表面等离子共振 表面等离子共振(surface plasmon resonance, SPR) [22]是一种物理光学现象。当入射角以临界角入射到两种不同透明介质的界面时将发生全反射，且反射光强度在各个角度上都应相同，但若在介质表面镀上一层金属薄膜后，由于入射光被耦合入表面等离子体内可引起电子发生共振，从而导致反射光在一定角度内大大减弱，其中使反射光完全消失的角度称为共振角。共振角会随金属薄膜表面流过的液相的折射率而改变，折射率的改变又与结合在金属表面的生物分子质量成正比。表面折射率的细微变化可以通过测量涂层表面折射光线强度的改变而获得。1992年Fagerstan等用于生物特异相互作用分析以来，SPR技术在DNA-DNA生物特异相互作用分析检测、微生物细胞的监测、蛋白质折叠机制的研究，以及细菌毒素对糖脂受体亲和力和特异性的定量分析等方面已获得应用[23]。当SPR信息通过纳米级孔道[24]传递而提供一种卓越的光学性能时，将SPR技术与纳米结构设备相结合，该技术的深入研究将有可能发展出一种全新的成像原理显微镜。【参考文献】[1] 汤乐民,丁 斐.生物科学图像处理与分析[M].北京:科学出版社,2005：205.[2] Kam Z, Hanser B, Gustafsson MGL, et adaptive optics for live three-dimensional biological imaging[J]. 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毕业论文一般都会先选题的，根据导师提供的可选题目选一个感兴趣的课题，然后就是根据所选的题目在百度学术或中国知网等一些学术网站上查阅一些近期的相关论文，通过对大量论文的阅读对相关理论等方面的知识进行学习和认识，一般有些计算机专业毕业论文会涉及到相关算法或在某些特定应用场景中的设计实现，相关编程仿真实验就会成为毕业论文的一部分，这时就可以将实验设计、实验过程、实验结果与分析以及前面的一些理论介绍部分整合形成一篇毕业论文。如果没有相关仿真实验的话，一般可能就会涉及到对一些相关算法的对比分析等等。以本科毕业论文为例，字数要求不同学校会有一些差距，一般都在八千到一万二千字之间，查重率一般都要求在百分之二三十以内。如有问题可追问，望采纳。
从管理新浪论文开始,就一直有很多人都提同样问题，回答者都是网上找一大段复制下来给你，而网上的答案又是五花八门，所以这里的回答没有一个可信，包括教育部的规定．网上的答案五花八门，这就是答案．不要看网上的，包括我给的答案．因为各学校对于论文格式都是有些许不同的，教育部没有硬性规定，所以最好的方法是查看自己学校教务处网站，一般好的学校论文格式里边都有，包括开题报告，格式，等等．．网上任何一个答案都会和学校规定有区别～不过话说回来，基本的框架等都一样,只要你实在的内容有了，论文格式不是什么大问题.老师要求了再改
论文仿真部分在论文中可以图文进行描述自己做了什么,然后得出什么数据结果即可。
本科毕业论文一般是选完题题，做完开题报告通过后着手写。若是工科学生，还需做方案论证，方案论证后，先着手画图设计，在设计中涉及用公式计算，强度效核，建模，用大型软件做仿真实验。
这其中的过程都需要保存起来用作写论文用，设计图纸完成后再写论文也不迟，不论理科还是工科，开题报告通过后是写论文的开始，具体什么时候写把握好机会就行了。
57%。根据查询《光子学报》得知，光子学报的中稿率为57%。中稿率是指作者所投递的中奖的稿件和参选的总稿件的比率，也得看出版社需要多少份优质稿件。
2～6个月发表时限为2～6个月，如超过3个月仍未收到处理意见，请作者自行处理，双方另有约定者除外。作者寄回修改稿后1个月内未收到录用通知。《光子学报》（月刊）创刊于1972年，是中国光学学会主办并编辑、中国科学院西安光学精密机械研究所承办、科学出版社出版的学术月刊.宗旨是展示光子学研究领域的新理论、新概念、新思想、新技术和新进展，反映代表本学科前沿并具有国内外先进水平而为国际上关心的最新研究成果，促进国内外学术交流和讨论.主要刊登本学科的学术论文、研究简报、研究快报，内容涉及光学，尤其是瞬态光学、光电子学、智能光学仪器、集成光学、信息光学、导波光学、非线性光学、光物理、光化学、光生物学、光通信、光传感、光计算、光神经网络、光子功能材料、光子自身相互作用、光子的经典与非经典效应等。本刊由中国科学院院士、侯洵任主编，还聘请了多名院士和专家任副主编和编委。读者对象：从事光学、光子学及相关学科的科学研究人员、工程技术人员和高等院校师生。本刊载文已被国内外多家数据库收录，并被著名检索刊物SA(PA、EEA)、CA、PЖ、CSCD作为固定收录源刊。
虚拟仿真技术已广泛应用于高职计算机网络课程的教学中。本文简介了虚拟仿真技术及其应用于计算机网络基础课程的优势，阐述了其在高职计算机网络基础课程的课堂教学和实验教学中的应用。
一、虚拟仿真技术的概述
虚拟仿真技术是将虚拟现实技术和系统仿真技术有机结合的一种新的实验研究技术，人类、战略性技术。借助该技术可认识和改造世界，因而它有望成为继数学推理、科学实验之后又一虚拟仿真技术以多媒体技术、虚拟现实技术、网络通信技术等信息技术为基础，构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟环境，如模拟器、仿真软件、数学模型、仿真实验等。其中虚拟仿真实验在我国高职院校的教学中广泛应用，已逐渐成为一种新的教学模式。
1.国内外虚拟仿真技术在教学中的应用
目前，国外虚拟仿真软件主要包括多功能电路模拟实验平台PSPICE、模拟和数字电路的.Tina Pro、用于电路描述和仿真的语言与仿真软件Circuit Maker、仿真单片机Proteus、Cisco路由器和自定义网络拓扑结构及连接的Boson NetSim。在我国，北京邮电大学的电子信息虚拟仿真实验教学中心有“开放式虚拟仿真实验教学管理平台”、Packet Trace软件、北京航天大学的分布式虚拟环境、GMDSS模拟训练实验室、导航雷达模拟训练中心等。
2.虚拟仿真技术应用于计算机基础课程的优势
通过实例操作演示非常抽象的概念，将抽象的网络概念具体化、形象化，为学生提供逼真生动的学习环境，加强老师与学生的互动，实现教与学双向互动，提高学生的学习热情和主动性。通过仿真实例的展示，为学生创造更多的实践机会，不仅可以激发学生的求知欲望，帮助学生充分吸收和掌握教学内容，更能激发他们的创造动机和创造性思维。
二、虚拟仿真技术在高职院校计算机网络基础课程的应用
1.虚拟仿真技术的应用，优化了网络课程实验教学环境
目前，很多高职院校计算机硬件设备与软件更新滞后，教师无法正常地开展实验教学，只能通过视频和文字等辅助资料来补充实际实验的不足。虚拟化技术可以有效解决上述问题，通过虚拟多种不同的计算机环境，学生可在一台计算机上完成服务器与终端机之间的切换，并能使用不同的操作系统与应用程序来开展网络实验。虚拟技术实现了改善高职计算机网络课程的实验教学中教学环境、提高教育教学实效的目标。
2.虚拟仿真技术的应用，更新了实验教学手段
高职教师们利用虚拟仿真技术实现了“一机多用”，有利于顺利开展计算机网络基础课程这一实践性较强的课程，学生可以通过精确地操作某些系统或者软件，了解其运行特征和过程，并以此进一步加深对理论知识的理解，近距离观察和分析实验现象。
3.虚拟仿真技术的应用，缓解了实训设备不足的难题
目前，在高职教育计算机网络课程的实训设备严重短缺，而虚拟仿真技术让虚拟实验室成为现实，尽管不能从根本上替代实际上的物理设备，但是学生可在虚拟机上做所有的操作实验，将理论与实践相结合，使学习更直观，教学更真实，既保证了教学质量，又促进了学生实践能力的培养。因此，虚拟仿真技术的应用，不仅解决了实验实训设备短缺的难题，又能更好地为高职教育培养更多的实用性人才助力。
三、结束语
综上所述，现阶段的高职院校计算机网络基础课程的教学中仍存在着一些问题，将虚拟仿真技术与真实实验相结合，可有效解决学校设备和场所短缺等问题，使学生通过虚拟仿真实验教学掌握网络技术，提高学生的实践能力和创新能力，提高学生的综合运用计算机网络知识解决分析实际问题的能力，为社会培养出高水平高素质的复合型网络工程专业人才。
本科计量经济学论文
计量经济学实验教学在发挥学生实际操作能力这一方面起到了关键的作用。那么，本科计量经济学如何教学呢?
一、目前计量经济学实验教学过程中存在的问题
计量经济学是集经济学、数学、统计学的综合性学科，强调理论基础、实践操作和统计软件运用三者的有机结合，是一门应用性较强的课程。大多数教师在计量经济学试验教学过程中，缺乏完整的实验教学计划和实验指导书，不利于培养的学生综合能力。而且，实施素质教育的重点是培养学生的创新精神和实践能力。随着经济理论的发展和完善进步，计量经济学研究的是现实经济问题，因此必须以对经济现象的深入认识为基础，必须在经济理论下进行。但是，目前在实验教学过程中，普遍存在以下一些共性的问题。
(一)教学层次不明确，满足不了不同层次的需求当前，计量经济学教学中普遍存在重理论体系学习、轻实际应用能力培养的通病。教师在授课中对数学推导和数学知识讲授较多，而实验课程相对简单，且理论方法教学与经济问题实例分析、软件教学相分离。因此，计量经济学的实验教学环节与理论方法教学内容的衔接、理论与实践的课时安排、实验项目设计、软件能力培养等方面的试验教学环节严重脱节。有些学校由于教学条件和设施较差，特别是缺少经验丰富的试验师资力量，在计量经济学教学中，只进行理论教学，在教学内容和时间衔接方面经常脱节。这种教学模式的教学效果不是很好，导致理论和实验成为独立而不易协调的两个教学过程，学生运用软件的实际操作训练相对薄弱，达不到实验教学与理论教学相结合的目的。由于计量经济学已形成了一个庞大的学科体系，通常被人们分为理论计量经济学与应用计量经济学，并根据内容深度分为初级、中级和高级计量经济学课程。现在各层次教学的分工与衔接往往存在问题。实验教学常常被当成理论教学的附属品，试验方法与实例的结合不够。在计量经济学的教材和课程讲授中，结合实例分析和应用较少，许多学生学习完这门课程之后，不知道如何用于解决实际问题，很快就将所学习的内容遗忘了。
(二)理论教学层次模糊，没有实验教学层次感无论是面对专业知识较为薄弱的本科生，还是已经具备一定基础的研究生，计量经济实验教学均采用相似的教学方式和教学思维。即任课教师先讲理论和方法，最后留点时间来讲案例解析和软件使用，或者根本就不讲软件，也不进行上机操作，或者直接放羊式地让学生上机操作。这样就很难让学生通过实验操作去发现新问题，得到新启示。这样的'实验教学也很难发挥出学生的自主性和兴趣。实验教学层次感没有得到体现，使得理论学习和实践学习相脱离，学生不能很好地消化所学知识。
(三)实验课程设计机制不完善自主性试验方案的设计，试验材料的准备，试验进程和实验时间的自主安排是实验课程设置不可缺少的环节。然而，目前我们要求学生上交的实验报告，是结合教材上已有案例为基础，没有把撰写试验课程论文作为课程考核的重要部分，也没有将课程考核方式改为课堂测试、上机操作、论文写作三者形式相结合，并分别赋予70%、10%、20%的权重进行综合评定期末成绩。再加之实验教学报告，导致学生只需简单的模仿，甚至是抄袭，完全背离了最初的实验教学目的。
二、计量经济学开放式实验教学目的、要求及内容安排
(一)开放式实验教学的目标和基本要求即原理验证性实验与研究设计性实验相结合。开放式实验不仅使学生通过自己具体实验、实际操作来帮助学习、巩固书本知识，加深对概念、规律的深刻理解，更重要的是试验中的困难磨炼学生的意志。开放式实验是调动学生学习积极性、主动性，培养学生实验技能、发展学生创造精神的有效途径。同时，也能丰富理论教学课堂内容，吸引学生参与积极性。计量经济学的试验教学为现实中经济问题的研究提供坚实的理论基础和完整的分析工具。开放式实验可以群策群力，结合教材和教学研制教具、学具与仪器，密切教材与教学实际，适合教材多变性，是解决仪器不足的有效途径。因此，计量经济学实验教学的目标，在于通过实验教学使得教师能够：
(1)编制好试验教学计划和软件使用说明书，为学生进行自主开放式试验操作创造条件。
(2)将学生进行分组，形成多个研究小组，一般由6-8人组成，每组制定一个负责人负责小组日常的学习管理，查找资料，上机时间安排以及撰写试验报告等，使得学生形成团队精神，相互帮组和启迪，更好地来解决实际问题。
(3)详细安排好每次试验内容。一般给每个小组指定一个与所讲内容相关的研究课题，往往是现实的社会热点经济问题，可以引起他们研究的兴趣，让学生参阅已有的实际建模报告和分析报告，使学生受到启发做到心中有数，并在教师的指导下完成实验课程。
通过教师试验教学，学生可以受益并能够：
(1)熟练使用各种软件，比如EViews、SPSS、SAS或者Statistics等。
(2)运用所学的计量经济学理论方法，构建各因素之间关系的计量经济模型，了解和掌握建立计量经济模型的过程和要求。
(3)掌握利用统计软件进行数据处理、参数估计和检验，培养学生研究和实际工作的能力，提高学生的综合素质。
(4)认真完成模型的参数估计和各类检验，建立完整的计量经济模型。开放式试验教学模式不同于普通的试验教学模式，它对任课教师提出了更高的教学要求，重点介绍计量经济方法、计算结果的统计与经济意义分析,详细介绍计算机软件操作步骤，帮助学生理解计算结果，学会计算操作。教师要认真编写好试验教学大纲、试验教学计划和软件指导说明书。计量经济学实验是将计量经济学理论应用于实践的重要环节，是理论教学的延续。教师在讲授相关理论与方法的同时，要注重培养学生动手处理实际问题的能力，提高学生运用计量经济学知识的素质。
(二)高效开放式实验教学内容的调整和选择从培养应用型人才的实际出发，对计量经济学试验教学内容加以调整和选择，必须以理论教学内容为基础，以统计软件为工具，其教学内容的选择，根据理论教学的内容，结合统计软件学习过程的阶段性特点，合理制定实验内容。一般来说，分为选做和必做两类。其中，实验内容必做对应经济学各专业本科《计量经济学》的基本内容，即必须进行的实验项目。在条件许可的情况下，教师最好根据学校的实际情况，编写适应本校学生的试验指导书。指导书内容不求内容的深度和全面，适用最好。对某些已经先期开设了统计软件基础课程的专业，实验项目的作用在于对所学过的知识进行简单回顾，因此确定为“选做”项目。在具体的实验教学过程中，教师可根据各专业的具体情况，对试验内容实现变革式的改编，进行适当的割舍和学时上的调整。
三、开放式实验教学的时间安排与考核方式
(一)开放式实验教学的时间安排在教学时间安排上，理论教学和实验教学应统筹规划，由任课教师自主根据理论教学的进度来合理安排实验教学时间，合理安排课程讲授的先后顺序，优化课程结构，并按照“少而精”的原则安排教学内容。根据我们的经验，试验课程安排在每一章节理论课程授完之后马上进行，结合理论课程给出设计性的试验，提高学生的综合应用能力和实际分析能力。即每章的理论教学完成之后，紧接一次实验教学，由教师结合例题讲授和演示理论方法的软件实现，安排学生完成布置的案例分析。而教师则对各个单项的操作练习进行即时的现场讲解和点评。这种实践型试验教学模式有利于学生加深对理论知识的理解和掌握。
(二)开放式实验教学的考核评价方式开放式实验教学实验成绩由实验报告、实验考勤、实验操作抽查三部分构成。评价成绩具体由实验报告来体现，学生在完成每一个实验后根据上机操作结果写出相应的实验报告。教师可根据每个小组日常的实验工作量和实验报告质量，评定实验报告成绩。每个小组要选择一个针对理论教学的研究课题。这些研究课题往往是现实的社会经济问题。计量经济学课程的最终成绩由三个部分组成,即理论知识考试成绩、上机实验考试成绩和实验报告成绩。上机操作是对教师指定的案例进行操作和分析，并解决相关实际问题，对研究过程进行阐述，并接受教师和同学的提问。这种考核方式有助于考查学生对计量经济理论、方法的理解程度和应用能力，也培养了学生的口头表达能力。而且，采用这种考核方式学生不易作弊，从而能够较准确地判断学生的实际操作能力。
四、结论
计量经济学实验教学在发挥学生实际操作能力这一方面起到了关键的作用。而开放式的实验教学模式的实施，能够进一步发挥学生的主观能动性和探索性。开放式试验教学这种不局限于“计量经济学”专业基础理论的教学模式，真正做到了以学为主，是培养跨学科、宽口径的实践型、创新型专业人才的必由之路。通过实验教学的实施，学生形成了一定的运用计量模型分析和解决实际经济问题的习惯或能力。通过开放式试验教学模式改革，可以建立培养学生定量分析能力的机制，能有效提高本科计量经济学的教学质量和学习效率。开放式试验教学模式既可以保证学生能够深入理解知识，并能够使学生进一步掌握计量经济学的基本理论和方法，进而可以培养学生发现问题、思考问题和运用计量经济学方法分析问题的能力。开放式试验教学能够建立专门机制支持教师在传授书本知识的过程中积极探索培养学生定量分析动手能力的方法，利于提高学生的综合素质。
500起跳，重点大学研究生主笔，我认识的一个人专门搞这块的
我只能告诉你结构.毕竟我不懂这行 一、毕业论文（设计）撰写结构要求1、题目：应简洁、明确、有概括性，字数不宜超过20个字。2、文献综述：一般不少于1000字。3、摘要：要有高度的概括力，语言精练、明确。同时有中、英文对照，中文摘要约300—400汉字；英文摘要约200—300个实词。4、关键词：从论文标题或正文中挑选3～5个最能表达主要内容的词作为关键词，同时有中、英文对照，分别附于中、英文摘要后。5、目录：写出目录，标明页码。6、正文：（1）毕业论文正文：包括前言、本论、结论三个部分。前言（引言）是论文的开头部分，主要说明论文写作的目的、现实意义、对所研究问题的认识，并提出论文的中心论点等。前言要写得简明扼要，篇幅不要太长。本论是毕业论文的主体，包括研究内容与方法、实验材料、实验结果与分析（讨论）等。在本部分要运用各方面的研究方法和实验结果，分析问题，论证观点，尽量反映出自己的科研能力和学术水平。结论是毕业论文的收尾部分，是围绕本论所作的结束语。其基本的要点就是总结全文，加深题意。（2）毕业设计说明书正文包括前言、本论、结论三个部分。前言（引言）：说明本设计的目的、意义、范围及应达到的技术要求；简述本课题在国内外的发展概况及存在的问题；本设计的指导思想；阐述本设计应解决的主要问题。本论：①设计方案论证：说明设计原理并进行方案选择。说明为什么要选择这个设计方案（包括各种方案的分析、比较）；阐述所采用方案的特点（如采用了何种新技术、新措施、提高了什么性能等）。②计算部分：这部分在设计说明书中应占有相当的比例。要列出各零部件的工作条件、给定的参数、计算公式以及各主要参数计算的详细步骤和计算结果；根据此计算应选用什么原器件或零部件；对应采用计算机的设计还应包括各种软件设计。③结构设计部分：包括机械结构设计、各种电气控制线路设计及功能电路设计、计算机控制的硬件装置设计等，以及以上各种设计所绘制的图纸。④样机或试件的各种实验及测试情况：包括实验方法、线路及数据处理等。⑤方案的校验：说明所设计的系统是否满足各项性能指标的要求，能否达到预期效果。校验的方法可以是理论验算（即反推算），包括系统分析；也可以是实验测试及计算机的上机运算等。结论：概括说明设计的情况和价值，分析其优点和特色、有何创新、性能达到何水平，并应指出其中存在的问题和今后改进的方向。7、谢辞：简述自己通过做毕业论文（设计）的体会，并应对指导教师和协助完成论文（设计）的有关人员表示谢意。8、参考文献：在毕业论文（设计说明书）末尾要列出在论文（设计）中参考过的专著、论文及其他资料，所列参考文献应按文中参考或引证的先后顺序排列。9、注释：在论文（设计说明书）写作过程中，有些问题需要在正文之外加以阐述和说明。10、附录：对于一些不宜放在正文中，但有参考价值的内容，可编入附录中。例如，公式的推演、编写的算法、语言程序等。二、毕业论文（设计）撰写格式要求1、毕业论文一律打印，采取A4纸张，页边距一律采取：上、下，左3cm,右，行间距取多倍行距（设置值为）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准），封面采用教学管理部统一规定的封面。2、字体要求论文所用字体要求为宋体。3、字号第一层次题序和标题用小三号黑体字；第二层次题序和标题用四号黑体字；第三层次及以下题序和标题与第二层次同；正文用小四号宋体。4、页眉及页码毕业论文各页均加页眉，采用宋体五号宋体居中，打印“河北大学工商学院XXXX届本科生毕业论文（设计）”。页码从正文开始在页脚按阿拉伯数字（宋体小五号）连续编排，居中书写。5、摘要及关键词中文摘要及关键词：“摘要”二字采用三号字黑体、居中书写，“摘”与“要”之间空两格，内容采用小四号宋体。“关键词”三字采用小四号字黑体，顶格书写，一般为3—5个。英文摘要应与中文摘要相对应，字体为小四号Times New Roman。6、目录“目录”二字采用三号字黑体、居中书写，“目”与“录”之间空两格，第一级层次采用小三号宋体字，其他级层次题目采用四号宋体字。7、正文正文的全部标题层次应整齐清晰，相同的层次应采用统一的字体表示。第一级为“一”、“二”、“三”、等，第二级为“”、“”、“”等，第三级为“”、“”等，具体格式要求详见模板（模板从教务处主页下载专区下载）。8、参考文献参考文献要另起一页，一律放在正文后，在文中要有引用标注，如××× [1]，具体格式要求详见模板（模板从教务处主页下载专区下载）。9、外文资料及译文外文资料可用A4纸复印，如果打印，采用小四号Times New Roman字体；译文采用小四号宋体打印，格式参照毕业论文（设计）文本格式要求，译文一般不少于2000字。10、图、表、公式图： a. 要精选、简明，切忌与表及文字表述重复。b. 图中术语、符号、单位等应同文字表述一致。c. 图序及图名居中置于图的下方，用五号字宋体。表： a. 表中参数应标明量和单位的符号。b. 表序及表名置于表的上方。c. 表序、表名和表内内容采用五号宋体字。公式：a.编号用括号括起写在右边行末，其间不加虚线。b.公式中的英文字母和数字可以采用默认的字体和字号。图、表与正文之间要有一行的间距，公式与正文之间不需空行；文中的图、表、附注、公式一律采用阿拉伯数字分章编号。如：图2-5，表3-2，公式（5-1）（“公式”两个字不要写上）等。若图或表中有附注，采用英文小写字母顺序编号。11、量和单位要严格执行GB3100—3102：93有关量和单位的规定（具体要求请参阅《常用量和单位》，计量出版社，1996）；物理量用斜体，单位用正体；单位名称的书写，可以采用国际通用符号，也可以用中文名称，但全文应统一，不要两种混用。12、标点符号注意中英文标点符号的区别，不能混用。三、毕业论文（设计）装订存档要求1、毕业论文（设计）资料应包括任务书、开题报告、毕业论文（设计）文本、外文资料及译文、毕业论文（设计）成绩评定表等。2、毕业论文（设计）按以下顺序侧面用铁质装订夹装订归档：封面→任务书→开题报告→文献综述→中、英文摘要（含关键词）→目录→正文→谢辞→参考文献→注释→附录→外文资料及译文→毕业论文（设计）成绩评定表。
毕业设计是指工、农、林科高等学校和中等专业学校学生毕业前夕总结性的独立作业。是实践性教学最后一个环节。旨在检验学生综合运用所学理论、知识和技能解决实际问题的能力。在教师指导下，学生就选定的课题进行工程设计和研究，包括设计、计算、绘图、工艺技术、经济论证以及合理化建议等，最后提交一份报告。应尽量选与生产、科学研究任务结合的现实题目，亦可做假拟的题目。 学生只有在完成教学计划所规定的理论课程、课程设计与实习，经考试、考查及格后始可进行。是评定毕业成绩的重要依据，学生通过毕业设计答辩，成绩评定及格才能毕业。 毕业设计不同于毕业论文，它的组成部分不只是一篇学术论文，我们拿“机械毕业设计”举例：随着科技发展的进步，各大高校对机械毕业设计的内容提出了一定的要求，2004年以前设计内容一般包括：毕业设计图纸+说明书（毕业论文），2005年以后国家教育部门提出新的要求，结合工厂需求加入了三维设计，模拟仿真，及程序分析研究。其中包括：毕业设计图纸（三维“UG ，PRO/E，CAM，CAXA，SWOLIDWORD”+CAD二维工程图）+开题报告+任务书+实习报告+说明书正文。这足够的说明了做一份优质的毕业设计是要付出相当的努力。
智能三维虚拟试衣模特仿真系统设计* 摘要:针对服装物理仿真通常计算量庞大、在低端硬件平台或交互式环境进行高质量模拟的挑战,将人工生 命思想引入服装纹理生成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特仿真系统。通过在三维空 间中构建与真实人体类似的三维虚拟模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能,这样不但便 于根据着装场合自由切换服装纹理,而且可以让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装效果为了 使三维试衣系统更为智能化,还建立了服装搭配合适度智能评价系统。 关键词:虚拟试衣模特;人工生命;混合虚拟现实技术 引言 近几年,虚拟服装是虚拟现实和计算机图形学领域的研究 热点之一,国外的服装电子商务发展较早,不少服装网站已能 提供产品的三维视图、购买历史记录、虚拟试衣间及配套设施 等多种服务。例如著名的试衣网站MyVirtuaMl odel就提供了 进行人体测量的网上试衣服务[1];德国弗劳恩霍夫学会的科 学家与其他科研小组共同开发出一套试衣系统[2]。 相对于国外试衣系统,国内相关研究也取得了一定的进 展。近期代表性的研究包括:文献[3]介绍了虚拟服装的发展 历史和现状,并着重了介绍当前各个研究机构的研究工作;文 献[4]通过分析服装虚拟仿真的基本步骤,给出了改进的质 点—弹簧模型和服装真实感模拟方程,并对动态系统进行了求 解;文献[5]对虚拟人动画中的三维服装仿真技术进行了研 究,包括虚拟人体建模、角色动画、布料物理模拟以及可变形体 碰撞检测与响应,总体目标是构建一个完整的三维服装仿真环 境,并且围绕系统实时性能完成高效算法的开发。纵观虚拟服装的研究现状,主要集中在四个方面: a)参数 化人体形态建模问题; b)三维服装动态展示提供角色动画持问题; c)布料物理建模的计算效率和真实感问题; d)实时交 互性问题。服装物理仿真通常计算量庞大,如何在低端硬件平 台或交互式环境(如普通PC或视频游戏)进行高质量模拟是 一个新的挑战[6]。本文将人工生命思想引入进服装纹理生 成,基于混合虚拟现实技术研究开发了智能三维虚拟试衣模特 仿真系统,通过在三维空间中构建与真实人体类似的三维虚拟 模特作为消费者的试穿替身,同时设计实现了场景屏风功能, 可让消费者通过这一虚拟平台更为直观、自由地观察着装 效果。 1 系统总体设计 1·1 系统框架结构 网络虚拟服装协同设计系统的总体框架结构如图1所示。 整个系统包括模型生成、场景设置、人工纹理、3D渲染四个部 分。其中,模型生成包括三维建模、模型参数选择、导入模型三 个部分;场景设置包括场景导入和光照选择两个部分。系统首 先进行三维人体的建模,并根据模型特征的不同保存多个副 本;然后根据用户的参数选择从中选择合适的模型导入系统 中;之后系统根据用户的选择设置好场景;最后, 3D渲染将人 体模型和试衣场景显示在屏幕上。 系统流程 根据系统框架,程序被分成三个模块来实现。模型导入模 块首先接收用户输入控制模块传来的选择参数,然后根据选择 参数分析并导入Maya生成相应的模型文件(. x文件),在系统 中创建相应的模型对象。场景生成模块首先接收用户输入控 制模块传来的参数,之后生成特定的场景图片。最后,系统将 模型导入模块生成的模型对象和场景生成模块生成的场景对 象一起显示出来。系统设计流程如图2所示。