虚拟制造技术的定义篇1
关键词：虚拟制造；先进制造模式；数字化模型
1 前言
制造业为了在竞争激烈的全球市场求得生存与发展，必须能够更好地满足市场所提出的t、Q、C、S要求，即要以最短的产品开发周期(time)，最优质的产品质量（Quality），最低廉的制造成本（Cost）和最好的技术支持与售后服务（Service）来赢得市场与用户．面对不可预测、持续发展、快速多变的市场需求，企业的生产活动必须具有高度的柔性．
为了提高竞争能力，企业应当能够对市场需求的变化作出快速敏捷的反应，并及时地对自身的生产作出合理的调整与重新规划．计算机软硬件技术及网络技术的迅速发展为实现这一目标提供了强有力的支持．基于这些因素，90年代中有许多新概念、新观点应运而生，虚拟制造（Virtualmanufacture)就是其中之一，它代表了一种全新的制造体系和模式．在虚拟制造中，产品开发是基于数字化的虚拟产品开发方式（VirtualproductDevelopment），以用户的需求为第一驱动，并将用户需求转化为最终产品的各种功能特征．VpD保证了产品开发的效率和质量，提高了企业的快速响应和市场开拓能力．
2 虚拟制造的定义及特点
对虚拟制造的研究还处于不断的深入、细化之中，国际上尚没有对其作出一个统一的公共定义．不同的研究人员从不同角度出发，给出了各具特点的描述，其中有代表性的包括以下几种：
Kimura的定义为：虚拟制造是指通过对制造知识进行系统化组织与分析，对整个制造过程建模，在计算机上进行设计评估和制造活动仿真．他强调通过用虚拟制造模型对制造全过程进行描述，在实际的物理制造之前就具有了对产品性能及其可制造性的预测能力．
Lawrenceassociates则认为，虚拟制造是一个集成的、综合的可运行制造环境，其目的是提高各个层次的决策与控制．
美国wright空军实验室则对虚拟制造作出了如下定义：虚拟制造建立在计算机建模、分析和仿真技术的基础之上，它是对这些技术的综合应用．这种综合应用增强了各个层次的设计制造、生产决策与控制能力．
从这些定义可以看出，虚拟制造涉及到多个学科领域，是对这些领域知识的综合集成与应用．计算机仿真、建模和优化技术是虚拟制造的核心与关键技术．可以认为，虚拟制造是对制造过程中的各个环节，包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模，形成一个可运行的虚拟制造环境，以软件技术为支撑，借助于高性能的硬件，在计算机局域/广域网络上，生成数字化产品，实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验。它是数字化形式的广义制造系统，是对实际制造过程的动态模拟．所谓“虚拟”，是相对于实物产品的实际制造系统而言的，强调的是制造系统运行过程的计算机化．
由于计算机软硬件技术和网络技术的广泛应用，虚拟制造具有以下几个特点：
（1）无须制造实物样机就可以预测产品性能，节约制造成本，缩短产品开发周期．
（2）产品开发中可以及早发现问题，实现及时的反馈和更正．
（3）以软件模拟形式进行产品开发．
（4）企业管理模式基于intranet或internet,整个制造活动具有高度的并行性．
3 虚拟制造的种类
广义的制造过程不仅包括了产品的设计加工、装配，还包含了对企业生产活动的组织与控制．从这个观点出发，可以把虚拟制造划分为三类：以设计为中心的虚拟制造、以生产为中心的虚拟制造和以控制为中心的虚拟制造．
3.1 以设计为中心的虚拟制造
以设计为中心的虚拟制造强调以统一制造信息模型为基础，对数字化产品模型进行仿真与分析、优化，进行产品的结构性能、运动学、动力学、热力学方面的分析和可装配性分析，以获得对产品的设计评估与性能预测结果．
3.2 以生产为中心的虚拟制造
以生产为中心的虚拟制造是在企业资源的约束条件下，对企业的生产过程进行仿真，对不同的加工过程及其组合进行优化．它对产品的“可生产性”进行分析与评价，对制造资源和环境进行优化组合，通过提供精确的生产成本信息对生产计划与调度进行合理化决策．
3.3 以控制为中心的虚拟制造
以控制为中心的虚拟制造是将仿真技术引入控制模型，提供模拟实际生产过程的虚拟环境，使企业在考虑车间控制行为的基础上对制造过程进行优化控制．以上三种虚拟制造分别侧重于制造过程的不同方面．但它们都以计算机建模、仿真技术为一个重要的实现手段，通过对制造过程进行统一建模，用仿真支持设计过程、模拟制造过程，进行成本估算和生产调度．
4 虚拟制造的应用
虚拟制造在工业发达国家，如美国、德国、日本等已得到了不同程度的研究和应用。在这一领域，美国处于国际研究的前沿．福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司在新型汽车的开发中已经应用了虚拟制造技术，大大缩短了产品的时间。波音公司设计的777型大型客机是世界上首架以三维无纸化方式设计出的飞机．它的设计成功已经成为虚拟制造从理论研究转向实用化的一个里程碑．
在我国，清华大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学等科研教学单位也已经开展了这一领域的研究工作．当前我国虚拟制造应用的重点研究方向是基于我国国情，进行产品的三维虚拟设计、加工过程仿真和产品装配仿真，主要是研究如何生成可信度高的产品虚拟样机，在产品设计阶段能够以较高的置信度预测所设计产品的最终性能和可制造性．在对产品性能具有高科技含量要求的行业中，如航空航天、军事、精密机床、微电子等领域，随着研究的不断深入和相关技术的发展，虚拟制造必将得到日益广泛的应用．
虚拟制造技术的定义篇2
关键词：计算机；虚拟现实；VRmL
1虚拟现实技术
1．1虚拟现实技术的概念
虚拟现实(ViamalReality)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，是一种新的人一机界面形式。它追求的是将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人处于计算机创造的人工环境中。用户借助物定装备(如数据手套、头盔等)以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。
1．2虚拟现实技术的发展过程
虚拟现实技术的起源可以追溯到1970年，任ivanSutherLand领导下研制成功了第一个头盔显示器。人们戴上头盔显示器，可以看到一个边长5厘米的立方体线框图飘浮在自己眼前。当实验者转动头部时，可以看见这个发光的立方体的不同侧面，可以像真实世界中那样来确定这个物体的形状和位置。1972年nolan·Bushnell发明了电子游戏rorh；1985年，apple公司的macintosh开始研制Sinmet，1989年Sinmet完成。naSa的ames研究中心利用Radioshaek公司的袖珍式液晶显示电视的屏幕研制成为头戴式虚拟现实眼镜，并研制成第一台商用虚拟现实硬／软件，美国空军的Supemoelwit飞行模拟器。虚拟现实这个名词已成为平常生活话题。
1．3虚拟现实技术的特征
虚拟现实技术具有以下三个基本特征：
(1)沉浸性。虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样。使用者在虚拟环境中，一切感觉都是那么逼真，有一种身临其境的感觉。
(2)交互性。虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，毕业论文使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。
(3)多感知性。由于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。
1．4虚拟现实技术的应用
随着虚拟现实技术的迅速发展，它已经被应用于广泛的领域：
(1)工程和建筑可用它设计各种产品和施工设备，建造工厂等预实现。如一个新产品的先期开发、一个具体建筑物一次性仿真。
(2)医学其范围包括建立合成药物的分子结构模型到各种医学模拟，如用来设计各种合成药物，允许研究人员测试各种药物特性，进行人体解剖仿真，外科手术仿真器。
(3)军工模拟最初的军工模拟是推动VR发展的主要力量，VR的许多成功的应用也是在此方面，医学论文如飞机驾驶模拟器、近战战术训练器、虚拟战场等。
(4)科学可视化现在，有许多数据或物质，如红外光、微波、雷达、电磁场、在通道中流动的各种数据都不是可见的，利用VR技术，很容易将这些东西可视，这就为我们的研究带来很大的方便。
(5)金融和娱乐金融可视化是指将大量数据变换成图象式物质，从而使数据更易理解和分析。娱乐是VR的一个巨大市场，世界一些著名的已建成VR娱东中心，在这个环境中许多话都已变成“现实”。
(6)教育VR教育是一种非常有意义的潜在市场。虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演—个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。
2、VRmL．
2．1概念
VRmL(VirtralRealitymodelingLanguage)是虚拟现实造型语言的缩写形式。它是描述虚拟场景的一种标准。它定义了三维应用系统中常用的语言描述，如层次变换、光源、试点、几何、动画、雾、材料特性和纹理映射等，并具有简单的行为特征描述功能。
设计VRmL的一个主要目标就是保证它成为多个虚拟现实系统或其组成部分间有效的三维文件交换格式，并且，这些虚拟现实系统或其组成部分可分布在网络的不同计算机处。
2．2VRmL的发展历史
1994年5月。在瑞士日内瓦召开的万维网(www)会议上。markpesos和tonyparisi在会上介绍了他们开发的可在万维网上运行的虚拟现实界面。这时，由一个情趣相投者联谊会BoF马上产生强烈的反响，决定开发一种场景描述语言。它可以连通web网。VRmL这个词就是在BoF的会议上造出来的。
1994年10月在芝加哥(Chicago)召开的第二次www会议上公布V1LmL1．0的规范草案。主要的功能是完成静态的3D场景，硕士论文以及与HtmL链接的功能和措施。另一位SGi的原openinventor的设计师paulSsi'aLt88开始作一个VRmL公共域(publicdomain)的词解程序(parser)，当时流行于业界的名字叫Qmb．
1995年秋。SGi进一步推出了webSpaceauthor(供创作的程序)。这是一种web创作工具，可在场景内交互地摆放物体，并改进了场景的功能，还可用于发表VRmL文件。
1996年初。VRmL委员会审阅并讨论了若干个VRmL2．0版本的建议方案，其中有SGi的动态境界(mov-iilgworlds)提案、太阳微系统(Sunmicrosystem)的全息网(Hollweb)、微软公司(mi)的能动VRmL(active、VRmL)、苹果公司(apple)的超世界(outofthewoad)，以及其他多种提案。结果，movingworlds以70％选票赢得了绝对多数。1996年3月，VGa(、VRmL．设计小组)决定将这个方案改造成为VRmL2．0。
1996年8月，VRmL2．0在新奥尔良(neworleans)的SiGGRapH96会议上公布。
1998年发表中文国家标准。2002年8月，升级版本X3D通过国际标准。
2．3、VRmL的应用框架
图1是目前VRmL应用的一般框架，潜在的应用正在不断地发展当中。
2．4VRmL的构造
一个VRmL文件包括了一些主要的功能部件：文件头，场景图，原型和事件路由等，通过浏览器对VRmL进行处理以声音和图象的形式展现出来，并且用户可以与场景进行交互。
(1)文件头为方便识别VRmL文件，每个VRmL文件的开始都采用以下形式：
#VRmL2．0[optionalcomment]
(2)场景图结构
VRmL文件用层次化的场景图来描述三维对象和世界，在场景图中的实体称为节点，VRmL定义了54种不同的结点类型，其中包括几何元素体及对外表特性、声音及声音特性，以及不同类型的群节点。节点在域中存放它们的数据，VRmL定义了20种类型的域，这些域可以用来存放从单个数据到三维旋转矩阵。
VRmL场景图是一种单向图，一个节点可以包含其他节点(一些类型的节点可能“子”节点)，也可以被一个或多个节点所包含(它们可以有一个以上的“父”节点)，但是一个节点不能包含自己。这样的场景图结构可以容纳由一些子模块构造大的或复杂的三维世界。
(3)事件结构
VRmL定义了事件或消息传送机制，通过这些机制，场景图中的节点可以相互通讯。每一节点定义了时间的名称和类型，这些事件是该类型节点可以产生和经受的。RoUte语句定义了事件产生器和接收器之间的事件路径。
(4)感知器
感知器是VRmL基本的用户交互和动画元素。当时间流逝时，t'lmeSemor节点就产生了事件，t'rmeSemor是所有动画行为基础。其他感知器是所有用户交互的基础，当观看者在三维世界中移动或当用户使用一些输入设备进行交互操作时，这些感知器就产生了事件。感知器只产生事件，它们必须通过RoUte语句同其它节点一起使用才能在场景中产生可见的效果。
(5)脚本和插值器
可以在事件产生器和事件接收器之间插入脚本节点。脚本节点允许VRmL编辑器用任何说明支持的脚本语言定义任意的行为。VRmL2．0定义了可以用Java和JavaScript以及e(maScript语言装的脚本节点。插值器节点实际上是完成简单的动画计算的内置语言。它们通常和tune．Sesmor以及场景图中其它的节点一起使对象移动。
(6)原型：封装和重用
VRmL2．0包括一种原型机制，可以对场景图进行封装和重用。几何、特性、动画和行为都可以分开或一起封装。原型机制允许以现存节点类型的混合形式定义新的节点类型，这一机制使VRmL更容易使用并且减少了VRmL文件的大小。
(7)分布式场景
VRmL2．0有两种方法使一处定义的VRmL世界分布于www网上。其中in-Line节点允许包含存储在web上的任何VRmL文件，eX'ieRnipRoto语句可以由www网上任何地方来定义新的节点。更一般的情况是，eXteRnpRoto语句使节点在VRmL文件皮外定义，这也是VRmL基本的可扩展机制。
(8)显示和交互
VRmL文件的解释，执行和显示一般由浏览器来完成，浏览器将展现场景图中的形状和声音，即所谓的“虚拟世界”，用户可以在其中漫游，这一虚拟世界的显示根据视点的变化而不同。浏览器提一些漫游方法(如步行或飞行)使用户在虚拟世界中移动视点的位置)。
除支持漫游外，浏览器还允许用户通过场景图层次中的感知器节点与虚拟世界进行交互。
3结束语
目前，尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及。但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善以及硬件设备价格的不断降低，我们相信。虚拟现实技术最终会在各个领域广泛应用并发挥其重要作用。
虚拟现实作为一种全新的人——机接口技术，必须研究用户和计算机之间的协调关系问题，这样一个问题只有通过大量的使用才能逐步解决，VRmL以因特网作为应用平台，最有希望成为构筑虚拟现实应用的基本构架。VRmL在电子商务、教育、工程技术、建筑、娱乐、艺术等领域的广泛应用，将会促使它迅速发展，并成构建虚拟现实应用系统的基础。
VRmL将创造一种融多媒体、三维图形、网络通讯、虚拟现实为一体的新型媒体，兼具先进性和普及性，是关心三维图形、多媒体、新一代网页开发和虚拟现实技术的人士应密切注意的。
参考文献：
[1]石教英．虚拟现实基础及实用方法[m]．科学出版社，2000。
虚拟制造技术的定义篇3
随着国民经济的高速发展，人民生活水平的大幅提高，人们对汽车的需求量越来越大，汽车模具的市场竞争也越来越激烈。“质量好”、“精度高”、“价格低”、“交货期短”等是人们对现代汽车模具的基本要求。但是，汽车模具是一种大型模具，它体积庞大、结构复杂、尺寸精度和表面粗糙度要求较高，制造相当困难。而且，为了减轻模具的重量采用的底座掏空的薄壁式结构和为了维修容易中间型面采用的镶拼结构，给设计和制造带来了更大的困难。通常来说，一个汽车覆盖件零件需要3道或3道以上的工序才能完成，也就是说，生产一个汽车覆盖件零件至少需要3副或3副以上的模具。如果汽车覆盖件零件在设计的时候没有考虑到实际制造情况，那么设计出来的模具在制造的时候可能根本就无法进行加工，或者是制造出来的模具无法生产出预期的产品，从而导致模具的报废，延长产品的开发周期，这种经济损失是无法想象的。但是，模具在设计阶段是无法预料在制造过程中将出现的困难的。虚拟制造技术是一种软件技术，是cad/cae/cam/capp和仿真技术的更高阶段，它能在计算机上实现模具从设计到制造到检验的全过程，根据虚拟模型的仿真过程，可以在计算机上根据“实际”的加工情况来修改模具的设计，避免了在模具制造过程中可能出现的问题，从而达到缩短模具的开发周期、降低开发成本、提高生产效率的目的，因而是汽车模具开发最有潜力最实用最有效的技术之一。
2虚拟制造(vm)
虚拟制造(virtualmanufacturing)又叫拟实制造，是80年代后期美国首先提出来的一种新思想，它是利用信息技术、仿真技术、计算机技术等对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，使得产品一次性制造成功，以达到降低成本、缩短产品开发周期，增强企业竞争力的目的。在虚拟制造中，产品从初始外形设计、生产过程的建模、仿真加工、模型装配到检验整个的生产周期都是在计算机上进行模拟和仿真的，不需要实际生产出产品来检验模具设计的合理性，因而可以减少前期设计给后期加工制造带来的麻烦，更可以避免模具报废的情况出现，从而达到提高产品开发的一次成品率，缩短产品开发周期，降低企业的制造成本的目的。
虚拟制造自从产生以来人们就力图给它一个统一的定义，但虚拟制造涉及的知识范围十分广泛，不同的研究人员，出发点和侧重点也不同，因而理解也大不相同，导致虚拟制造至今为止仍没有一个确切的定义。在不同的定义中，我们可以把虚拟制造理解为产品的虚拟设计技术、产品的虚拟制造技术和虚拟制造系统3方面关键技术的一个技术综合。
2.1产品的虚拟设计技术(vdt)
产品的虚拟设计技术(virtualdesigntechnology)是面向数字化产品模型的原理、结构和性能在计算机上对产品进行设计，仿真多种制造方案，分析产品的结构性能和可装配性，以获得产品的设计评估和性能预测结果，从而优化产品设计和工艺设计，减少制造过程中可能出现的问题，以到达降低成本、缩短生产周期的目的。
2.2产品的虚拟制造技术(vmt)
产品的虚拟制造技术(virtualmanufacturingtechnology)是利用计算机仿真技术，根据企业现有的资源、环境、生产能力等对零件的加工方法、工序顺序、工装及工艺参数进行选用，在计算机上建立虚拟模型，进行加工工艺性、装配工艺性、配合件之间的配合性、连接件之间的连接性、运动构件之间的运动性等的仿真分析。通过分析，可以提前发现加工中的缺陷及装配时出现的问题，从而对制造工艺过程进行相应修改，直到整个制造过程完全合理，来达到优化的目的。产品的虚拟制造技术主要包括材料热加工工艺模拟、装配工艺模拟、板材成形模拟、加工过程仿真、模具制造仿真、产品试模仿真等。
2.3虚拟制造系统(vms)
虚拟制造系统(virtualmanufacturingsystem)是将仿真技术引入到数控模型中，提供模拟实际生产过程的虚拟环境，即将机器控制模型用于仿真，使企业在考虑车间控制行为的基础上对制造过程进行优化控制，其目标是实际生产中的过程优化，更优的配置制造系统随着网络时代的来临虚拟制造技术得到了快速的发展，研究的领域也越来越宽，除了虚拟制造领域本身包含的虚拟制造的理论体系、设计信息和生产过程的三维可视化、虚拟环境下系统全局最优决策理论和技术、虚拟制造系统的开放式体系结构、虚拟产品的装配仿真、虚拟环境中及虚拟制造过程中的人机协同作业等内容外，现阶段专家们正投人大量的时间精力研究虚拟制造技术集成系统和相关的软件开发。美国华盛顿州立大学在ptc的pro/enginee:等cad/cam系统上开发了面向设计与制造的虚拟环境vedam系统，它包括加工设备建模环境、虚拟设计环境、虚拟制造环境和虚拟装配环境。新加坡国立大学lee和noh等人利用因特网、专家系统开发工具、html/vrml和数据库系统开发了一个作为工程和生产活动实验台的虚拟制造原型系统。国外软件公司在巨大应用需求的推动下，也先后推出了deneb,multigen,dvise,world-toolkit,ea1等一批支持虚拟制造的软件。虚拟制造技术是一个多学科多技术的综合，它的相关技术支持包括仿真技术、建模技术、计算机图形学、可视化技术、多媒体技术、虚拟现实技术等，把这些技术很好的集成起来应用是目前研究的重点。
3虚拟制造在汽车覆盖件模具中的应用
汽车覆盖件模具的开发要受到可靠性、美观性、经济性、可制造性及可维护性等多方面的制约。在传统的汽车覆盖件模具开发过程中，当模具设计及制造完成后，需要经过反复的调试修改，才能得到满意的汽车零件。在调试过程中，一些成形缺陷，如破裂、起皱、回弹、翘角等问题，主要是凭借模具钳工师的经验，通过试模、修模、再试模、再修模的循环过程才能解决。这种方法不但降低了生产效率，而且生产出的模具精度往往达不到预期的要求，还会加长模具的开发周期。而虚拟制造技术可以大大缩短这一周期。因为在虚拟现实环境下，设计和制造汽车不需要建造实体模型，工程师可以利用虚拟的“自然”环境的可视化优势，把汽车模具的结构分析、虚拟设计、部件装配和性能优化等融合在计算机虚拟制造系统中进行，在综合考虑汽车车身件的外观总体布局及零部件之间的相互衔接相互作用等因数基础上，对模具几何尺寸、技术性能、生产和制造等方面进行交互式的快速建模和仿真分析，从而避免了反复修模，保证了模具的精度要求;而且因为生成的仿真模型可被直接操纵与修改，数据可以反复利用，因而大大缩短了模具开发的周期cs-i21虚拟制造技术与快速成形技术、反向设计、逆向工程、基于知识的工程设计等技术相比具有非常好的优势。因为虚拟制造技术具有独特的虚拟设计制造环境，可以让模具整个开发过程完全在虚拟的“实际”环境中进行，在达到预期的性能质量等方面的要求后才开始进行实物制造，从而使制造出的模具一次性的满足用户需求，大大降低了模具的废品率，减少企业的开发成本。
3.1汽车覆盖件模具虚拟制造的开发流程
汽车覆盖件模具的虚拟制造开发流程如图1所示，首先从产品需求分析开始，然后进行概念设计，再从优化设计到系统集成，通过使用相关开发软件，在虚拟环境中，构造产品的虚拟模型。这是一个循环渐进的过程，基于产品的开发需求，采用相应的仿真分析工具对虚拟模型的功能和性能进行仿真分析，对虚拟模型的行为进行模拟分析，并基于仿真分析的结果，通过反复建模~仿真分析~模型的改进，直到虚拟制造出的模具满足预期设计的目标，才开始进行实物制造f1s7。由图1可知，汽车覆盖件模具在投人生产前就已经通过了虚拟的“实际环境”的检验，把实际制造中可能遇到的困难和设计上的不合理全部检验出来，再让设计工作人员进行修改或者重新设计，直到整个制造过程能够完全合理、顺利的完成。这样不但能缩短产品的研发周期，降低企业的研发成本，还可以提高产品的质量。
3.2汽车覆盖件模具虚拟制造中的关键技术
在汽车覆盖件模具虚拟制造过程中，涉及的相关技术非常多，任何一项技术应用的好坏都会影响模具的最后质量，这也是虚拟制造技术应用进展缓慢的原因之一。只有每项技术都掌握应用的很好，虚拟制造出的产品才能和实际制造出的产品达成一致，才能达到减少开发成本、缩短开发周期、提高模具质量的目的。其中比较难于掌握而又非常关键的技术:
(1)数学模型的建立建立一个简单而又能反映动态制造过程的数学模型是虚拟制造技术在汽车覆盖件模具中应用的关键。数学模型建立的不合理，那么虚拟环境下仿真出来的制造过程就会与实际制造过程不一样，起不到优化模具设计的作用，从而达不到缩短开发周期和减少开发费用的目的。因此，在使用虚拟制造技术来开发汽车覆盖件模具的时候，必须建立一套合理的数学模型。在建立数学模型的时候，要认真分析汽车覆盖件模具的特征，根据模具功能和制造需求，找出其中主要的影响因数，提出合理的假设。建立的模型必须能反映模具全部的功能和制造关系，包括工作时模具型面受力的变化关系和冲压件受力形状的变化关系等，这样才能仿真出实际的生产关系，才能预测生产中可能产生的问题，达到优化设计和制造的目的。
(2)系统集成与方案评估是汽车模具虚拟制造中前期工作的基础。系统集成就是一个最优化的综合统筹设计，需要诸多的技术支持，包括计算机软件、硬件、操作系统技术、数据库技术、网络信息等，需要从全局出发考虑各子系统之间的关系，研究各子系统之间的接口关系。系统集成所要达到的目标—整体性能最优，即所有部件和成分合在一起后不但能工作，而且全系统是低成本的、高效率的、性能匀称的、可扩充和可维护的系统。但是对于一般企业来说，购置齐全仿真分析的软件系统是一个高成本的投人，而且，没有专业的人员是无法让这些软件发挥淋漓尽致的作用的。
在计算机虚拟制造系统提供的良好的拟实环境下，工作人员可以对建立起的虚拟模型进行评价与修改。在这个阶段，可以模拟模具的制造过程，解决各部件制造的可行性和难易性;可以模拟模具的装配过程，解决各部件之间的连接性和装备性及操作的难易程度;可以进行虚拟测试，通过测试检验模具的生产能力和生产质量。在多种方案中评定各方案的执行难易度、耗费成本高低度、花费时间长短度等，选择最适合生产条件的最优生产方案。
(3)并行工程实质就是集成地、并行地设计产品及其零部件和相关各种过程的一种系统方法。这种方法要求产品开发人员与其他人员一起共同工作，在设计一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户的要求等。并行工程强调的是所有工作人员的所有工作同时进行，强调的是团队工作精神，因而工作链上的每一个人都有权利对设计的产品进行审查，力求让设计的产品更便于加工、便于装配、便于维修，制造成本更低，制造周期更短。汽车模具的虚拟制造工程在进行初期也必须从汽车模具的总体结构和功能出发，考虑构成虚拟模型各部分之间的相互连接关系和相互作用关系，将他们看作一个有机的整体，实现内部数据和资源的共享，才能使生产出的模具达到预期的效果。汽车模具虚拟制造过程中，每个部分的工作均由不同的工作人员并行进行，但各部分的功能活动又存在着大量的相互依赖关系，要保证各部分工作人员间的工作协同顺利的进行，实现在分布环境中群体活动的信息交换与共享，就必须对设计过程进行动态调整和监控，提供并行设计的工作环境，保证并行设计的顺利进行，这是虚拟制造模具缩短开发周期的关键。并行工程实施的条件就是要有支持各方面人员并行工作、甚至异地工作的计算机网络系统和监控调解人员，才可以实时、在线地在各个设计人员之间沟通信息、发现并调解冲突。一个适当的管理调解人员是并行工程中的重要软件，也是并行工程能否顺利进行的关键。
(4)仿真分析与数据处理是汽车模具虚拟制造中一个难点，也是阻碍虚拟制造技术在企业中大规模使用的一个重要因素。仿真分析需要多方面的技术支持，数据处理需要庞大的数据库和有专业知识的人才，需要从全局出发考虑各个子系统之间的关系，研究各个子系统之间的接口问题。这一技术需要多领域的专业仿真软件协同工作，需要专业人员共同研究探讨，然而多数的企业难以配置齐全所需的仿真分析软件及具备所需的专业人员。
日本丰田汽车公司利用虚拟制造技术成功开发出了新车型丰田avalon。因为在生产前期就能预测生产中可能出现的问题，使得工作人员较早的发现并解决问题，在设计早期阶段得到更多的信息，从而降低企业的开发风险。丰田avalon在整个开发过程中，开发周期减少了10个月，开发人员减少了20%，生产样车减少70%，开发成本减少了35%;而且生产出的轿车质量有了显著的提高。由此可见，虚拟制造技术不但能缩短产品的开发周期，减少企业的开发成本，而且可以提高产品的质量和一次研发成功率。
4虚拟制造目前的发展状况
虚拟制造从提出到现在已历经了20多年，技术上得到了很大的发展，应用方面也得到了广泛的扩展。在国外，有很多学校、研究所、科研单位、大型企业等都在不断的研究和应用虚拟制造技术。近年来，虚拟现实技术已较多地应用到汽车开发工作中，已初步形成一种集专业理论、工程设计、科学试验等为一身的较为完整的应用体系。例如，1995年美国标准与技术研究所的报告“国家先进制造实验台的概念设计计划”，强调了分散的、多节点的分散虚拟制造(dvm)，即虚拟企业的概念;而美国国家研究委员会的报告“制造中的信息技术”，则探讨了产品集成、过程设计、车间控制、虚拟工厂等的信息技术问题。福特汽车公司也已经计划应用虚拟环境技术来设计和开发汽车，该公司的先进车辆技术组把虚拟制造技术应用于装配仿真和虚拟成形，以提高空气动力学、人机工程学和表面建模的效果。
世界最大的挖土机和建筑设备制造企业caterpillarinc将虚拟设计技术用于评价新样车的内部可视性;该公司还打算用该技术让客户对新产品进行“实际试车”。日本在进行虚拟制造系统的建模和仿真技术以及虚拟工厂的构造环境方面也展开了大量的研究，几个大型的汽车公司如三菱、丰田、本田等都在应用虚拟制造方面取得了较大的成果。近年，法国雷诺汽车公司应用的全息技术的虚拟现实系统，具有很好的可视化水平，把虚拟技术在汽车模具中的应用推向了一个新的台阶。
我国在虚拟制造方面的技术研究和实际应用正处于初级阶段，在虚拟制造理论方面的知识还不成熟，把这项技术应用于汽车模具的开发和制造方面还较少。一些高校联合研究所和企业在虚拟制造理论方面进行了大量的研究，也开发出了许多适合我国企业的技术。如同济大学与香港理工大学联合机械科学研究院研究的分散网络化制造、异地设计与制造等技术已经取得了不少进展;武汉理工大学智能设计与制造研究所与上海振华港机股份有限公司合作，已开发出“集装箱装卸桥计算机辅助设计和仿真系统”;清华大学在虚拟设计环境软件、虚拟现实、虚拟机床、虚拟汽车训练系统等方面的研究也取得了很大的进展。但是由于受到cad/cam/cae/capp等基础软件、仿真软件、建模技术的制约，我国虚拟制造技术的研究多为虚拟制造的一些单元技术，研究的内容基本上为虚拟产品的装配、虚拟塑性成形、机床总体方案设计、虚拟测试、虚拟板材成形、虚拟数控加工以及虚拟企业等。
虚拟制造技术是一个具有生命力的技术。国外对虚拟技术的研究已经达到了能将其很好的用于实际生产的水平，而我国暂时还没有开发出支持虚拟制造技术的软件产品，对引进的国外的商业软件也没有完全的理解和吸收，不能很好的将之用到实际生产中。与国外研究相比，我国的研究多数停留在系统框架和总体技术上，实质性的面向应用的关键技术还有待进一步提高。
虚拟制造技术的定义篇4
随着经济的全球化和社会的信息化，市场竞争日益激烈，顾客需求日趋多样化。由于制造业产品价值链上的产品设计开发和销售服务环节变得相对重要，现代的制造企业产品的上市速度、产品质量、生产成本和售后服务成为决定企业经营成败的关键，为此产生了许多新的制造技术和制造系统，如柔性制造系统(FmS)、计算机集成制造系统(CimS)等。今天的制造业已经成为同时对物质、信息和知识进行处理的产业。然而，这些系统仍然存在着一些问题，如：系统投资较大、周期较长，系统的效益和风险有效的评估可操作性差；不能确实有效地协调设计与制造各阶段的关系，以寻求企业整体全局最优效益。随着计算机网络和虚拟现实等先进技术的出现，虚拟制造技术应运而生，它的诞生是现代科学技术和生产技术发展的必然结果，是各种现代制造技术与系统发展的必然趋势。
二、虚拟制造的内涵
1.虚拟制造的定义。虚拟制造是实际制造过程在计算机的本质实现，即采用计算机仿真与虚拟现实技术，在计算机上实现产品开发、制造以及管理与控制等制造的本质过程，以增强制造过程各级的决策与控制能力。也就是说虚拟制造是对实际制造进行抽象、分析、综合、得到实际产品的全数字化模型，其最终目标是反作用于实际制造过程，用来指导生产实践。
虚拟制造技术可以分为三大类：一是以设计为中心的虚拟制造技术；二是以生产为中心的虚拟制造技术；三是以控制为中心的虚拟制造技术。
2.虚拟制造的技术特征。虚拟制造与实际制造相比，它具有如下主要特征：
(1)高度集成。虚拟制造中产品设计与制造过程是在虚拟的产品数字化模型中进行产品设计、制造、测试等过程，并且在虚拟的制造环境中检验其设计、加工、装配和操作。因此，易于综合运用系统工程知识、并行工程和人—机工程等多学科先进技术，实现信息集成、知识集成、串并行交错工作机制集成和人—机集成。
(2)敏捷灵活。开发的产品(部件)可存放在计算机里，既节省仓储费用，利于产品再次快速改型设计，从而大幅度缩短了生产准备周期，降低了成本，提高了产品从设计、制造到销售全过程的整体性和敏捷性。
(3)分布合作。虚拟制造通过internet可使分布在不同地点、不同部门的不同专业人员在同一产品模型上同时工作，相互交流，实现资源共享，发挥各自特长，实现异地设计、制造，从而使产品开发以快捷、优质、低耗响应市场变化，将制造业信息化与知识化融为一体。
三、虚拟制造技术对发展我制造业的作用
1.减少资源浪费，实现绿色制造。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使产品在从设计、制造、包装、运输、使用到报废的整个产品生命周期中，对环境的影响(负作用)最小，资源的使用效率最高。而虚拟制造技术的应用对整个制造工艺来说减少了废弃物，这要比处理工厂已经排放的废弃物大大节省开支，它将成为绿色制造的一部分。
2.规避生产要素缺乏、生产成本过高的局面。在实际生产前，在不消耗资源和能量的情况下验证产品方案。在虚拟制造环境下，工程设计人员可以直接对设计出的产品进行各项实验，检查产品各方面的技术性能等，还可以对生产的组织和进度安排进行实验，确立合理的进度表等。这样就可大大降低生产成本，减少新产品开发的投资。
3.敏捷转换产品生产，快速满足市场需求。虚拟制造是“核心”企业按市场需求决定委托加工的任务单，将设计、生产、组装的全部或部分任务外包给其他企业来完戎，而虚拟企业中的成员企业均拥有各自的优势资源、核心技术，是专业程度很高的企业，容易对产品的某一零部件进行改进和创新，能敏捷地转换不同类型产品的生产，从而快速满足市场需求。
4.增强企业柔性和抗市场风险能力。“虚拟制造”能按市场需求决定委托加工的任务单，当产品的市场需求减少时，可以迅速降低委托加工量，而不用承担生产过剩的风险。显然，这部分风险分散转嫁给了委托加工企业。但由于受委托方往往是专业化的加工企业，对分散转嫁的风险具有较强的应变能力，常能在短时间内改变生产加工产品内容。5.突破中小企业的规模瓶颈。虚拟企业内部交易是一种“准市场交易”，它比纯市场交易稳定，又比一体化企业内部交易灵活，集合了市场和企业的双重优势。企业通过虚拟制造有效避免或降低了在纯市场、信息不对称条件下寻求生产要素、进行交易的高成本，从而提升了产品在市场中的竞争力。企业突破传统发展模式、扩大规模、跳跃发展成为可能。
6.通过分析设计的可制造性，虚拟制造可以提高产品设计质量、减少设计缺陷、优化产品性能。
四、结论
虚拟制造技术是虚拟现实技术和计算机仿真技术在制造领域的综合发展及应用，它为制造业带来全新的概念。它既是一项先进制造技术又是一种先进制造理念，这项新兴的制造技术为制造业的发展指明了方向，减少了资源浪费，实现了绿色制造，使制造业达到了前所未有的高度集成化与优化，为先进制造技术的进一步发展提供了更广阔的空间，是现代制造业信息化过程中不可逾越的阶段。
参考文献：
[1]长城企业战略研究所课题组,制造业模式的历史演变与虚拟制造模式产生的历史背景[J].经济研究参考,2001
[2]曹岩:虚拟制造的实施研究[J].制造业自动化，1999,6
虚拟制造技术的定义篇5
一、虚拟实在简释
1．虚拟实在的基本概念
虚拟实在的基本概念主要涉及两类，一是从纯粹的技术层面加以界定，二是在前者的基础上结合使用者的感知加以描述。
从技术上来讲，虚拟实在是由计算机仿真模型发展而来的，其实质是一种逼真的仿真模型。约翰·L·卡斯蒂在《可能的世界：计算机仿真如何改变科学的疆域》（直译名）一书中指出，计算机仿真涉及三个世界：真实世界、数学世界和计算世界三个世界[ii]。这显然是一种客观化的视角，其基础是基于科学理论的观测、建模和再现。其中，真实世界对象由时间、位置等直接可观察量，或者由它们导出的能量之类的量所组成，如行星的可观测位置或蛋白质的可观测结构。一般的可观测量由从有限数字集中取值的离散测量集合构成，即以离散取样描述连续过程，而且由于观察的影响，测量在本质上是不确定或测不准的。在数学世界中，人们用符号表示真实世界的可观察属性，而符号通常被假定为时空中的连续统，并被赋予某一数集（如整数、实数、复数）的数字值。第三个世界就是生成虚拟实在的计算世界：它的一只脚在物理器件和光影流转的真实世界，另一只脚则在抽象的数学世界之中。
"完整"的虚拟实在的过程是：
（1）对真实世界的事物a进行观测，并将观测量转换成数学世界中的数据流；
（2）在真实世界中，利用数据流确定的参数，生成具有光影和声音等能够被感知的感觉特性，使人获得与事物a一致的感觉。
显然，虚拟实在微妙之处在于：一方面，它试图从身体感官和知觉等感性层面进行仿真，另一方面，这种仿真的基础又是理性层面的科学理论。由此值得指出的有两点：其一，虚拟实在的精致程度要受到科学理论和技术手段的制约，而对决定感觉参数的数据流的处理则是问题的关键；其二，虚拟实在与真实世界中的实在的联系是间接的，即过程（1）并非必要，虚拟实在实际上可以不受常识和因果律的制约而随意虚构。
鉴于单纯技术性界定的片面性，人们一般从使用者的角度来描述虚拟实在。1992年8月，《商业周刊》（Businessweek）载文介绍了计算机生成的世界──虚拟实在：
"所有系统的核心是数据库……，它们能够再现所有事物。处理能力强大的计算机通过精致的三维图象精确地再现了数据所记录的事物，给人们一个新世界……虚拟实在与其它计算机图象技术的不同之处有二：一是它们还能够传达多种感知信息──声音、触觉──使环境更具真实感；二是交互作用……。"[iii]
由此可见，虚拟实在是一种人可以进入其中的计算机仿真场景，即由计算机生成的三维图象和立体声所展现的能够与人互动的场景（事物和环境），所谓互动，意味着我们不再仅是场景的观察者而且是事件的参与者，即我们能够在某种程度上影响到场景的展现[iv]。美国人詹姆斯.特拉菲尔在《未来城》中十分形象地描述了这种虚拟实境：
卡洛走进工作室的时候，天已经黑了……她走进房间，戴起控制手套，要了一间办公室。她的四周立刻出现整面墙壁的真皮精装书，前面则出现了一张办公桌。"让我们看看上个月的销售数字吧。"她一开口，桌上就出现了一卷数字报表开始卷动。卡洛一边看，一边指出一些需要调整的数字。
几个小时以后，有个声音提醒她说日本的同事已经准备好了。办公室的一端突然消失，出现了一个在太阳下坐在游泳池边的男人。他俩开始比较彼此的分析结果，并一起准备几个小时以后的一个电话会议。
最有趣的是：那些真皮精装书、办公桌、游泳池、甚至太阳，全都是子虚乌有，根本就不存在的。[v]
将真实感的传达和交互性两个方面综合起来就形成了虚拟实在的基本概念。对此，迈克尔·海姆在《虚拟实在的形而上学》一书中对虚拟实作了较为全面描述，内容涉及7个方面[vi]：
（1）模拟性。虚拟实在是计算机图象系统对真实景象的逼真模拟，同时三维音频也令虚拟实在增色不少。
（2）交互作用。在一些人看来，虚拟实在就是他们能与之进行交互作用的电子象征物。
（3）人工性。虚拟实在是一种人造物。
（4）沉浸性。虚拟实在的音像和传感系统能够使使用者产生浸没于虚拟世界中的幻觉，即虚拟实在意味着在一个虚拟环境中的感官沉浸。
（5）遥在（telepresence）。虚拟实在能够使人实时地以远程的方式于某处出场，即虚拟出场。此时，出场相当于"在场"，即你能够在现场之外实时地感知现场，并有效地进行某种操作。
（6）全身沉浸。这是一种不需要人体传感器的方式，摄像机和监视器实时地跟踪人的身体，将人体的运动输入到计算机中，人的影像被投影到计算机界面上，这使得人通过观察他的投影的位置，直接与计算机中的图形物体（图片、文本等）发生交互作用。换言之，人成为自己的虚拟实在。
（7）网络通信。虚拟实在可以通过网络实现共享，使用者通过自行规定并塑造虚拟世界中的物体和活动，就可以不用文字或真实世界的指称来共享幻想的事物和事件。
上述两方面的界定，对虚拟实在的内涵作出了基础性的描述。接下来，我们从人工实在的角度对虚拟实在进行本体论层面的分析。
2．作为人工实在的虚拟实在
在古希腊时期，技艺（techne）与自然相对且低于自然，包括制定法则及测量和计算，也包括绘图和烤面包等技术。亚里士多德认为，技艺的作用是模仿大自然或以大自然为基础，提供比大自然更多的东西。但是，包括亚里士多德在内的大多数哲学家认为，凭借技艺人类无法与大自然相竞争，人造之物劣于自然之物[vii]。人工合成自然物的努力一开始就被认为是注定要失败的，因为在当时的有机论世界图景下，物质的产生都被喻为自然的繁殖，由于人繁殖的只能是人，至于别的事物，人冲其量只能由构造赋予其人造的形式，人工化合物由于不具有它们的自然形式而只是虚假的化合物。这样，技艺永远是大自然的婢女，只能帮助大自然完成其早已开始的工作。这种自然哲学观念直到今天还颇为流行，例如在有关克隆生命和基因重组的讨论中，仍有人将此视为对神圣的造物主的亵渎。
然而，技艺和技术终究造出了越来越多的人造物，从无机物到有机物再到生命物质，更大量的则是自然中从来就没有的东西。这些东西的意义不亚于突破性的理论：它们表明，人们不仅认识到了实在，还能使实在得以再现或得到新的实在。特别是有机化合物和生命物质的合成，为人类认识生命世界与非生命世界的一致性提供了关键的判准。
从技术人造物的角度来看，虚拟实在是一种新的人造物，但它分明与上述人工合成物有所不同。从现象上看，我们很容易得出的一个判断是：由于虚拟实在并不自我规定为真实的、可完全替代的人工合成物，虚拟实在只是像某种实在，而不是它所仿真的那种实在。但这种判断的缺陷有二。其一，忽略了虚拟实在本身也是一种人工实在。其二，忽略了虚拟实在与使用者的参与有关这一重要事实。下面，我们就从这两个方面着手，深入地探讨虚拟实在的特殊性质。
首先，虚拟实在是一种以符号为基础的人工实在，它不仅仅再现原型，而且会反作用于原型，与原型形成互动。虚拟实在是对影像、声音等加以模拟而生成的人造物，但是它与传统的照相机、录像机和摄像机的不同在于，它不是通过单纯物理过程直接地记录下光线和声音然后加以再现，而是用数字、用抽象的数学形式、用模型，简言之，用符号来制作图象和声音。这种再现可以称为数字化再现，当代法国学者Victor.Scardigli对数字化再现有十分精彩的阐述：
"这就是说，一种声音或光线，均可以变成基本的数码系统，不仅可以储藏，而且可以输送，还可以随时复制，最后还可以发明和改造。如此一来，声音和视像、思想和行动，全部都数字化了。"[viii]
那么，虚拟实在又是如何改变原型的呢？这包括两种情况。其一，虚拟实在可以先于原型而存在。例如，如果利用虚拟实在进行飞机设计，原型就建立在虚拟实在的基础上。或许人们会强调虚拟实在是对已有"原型"的组合，但虚拟实在与既往的设计和模型的差别在于，虚拟实在是一种精确可变的预处理或预制造，在制造原型的过程中可以随时改变原有设计，使制造成为一种开放性的制造。其二，虚拟实在能够改变人们对原型的认识。正如影视中的色彩会影响到流行色、"高保真"的音乐使我们不满意没有音响的音乐会一样，虚拟实在会使我们反过来以它为标准评价原型，结果必然改变我们对原型的感知。
其次，使用者的参与是虚拟实在得以建构的前提。虚拟实在是使用者可以进入的空间和场所，没有使用者的感知和想像，虚拟实在是无法建构的。虚拟实在是主客观相互作用而形成的，是设计者、使用者、仿真技术、虚拟实在的表征物及其文化意涵等异质性的要素共同建构的结果[ix]。对此，法国虚拟实在设计师ph.凯奥指出：
"传统意义上的空间──康德所说的空间──是经历的先天条件：没有空间就不可能有在其中的经历。可是虚拟空间不同，它不是经历的条件，它本身就是经历。虚拟空间可以随着人们对它的探索而产生。它们不但本质上是语言的空间，而且是在人们对它的体验过程中产生的。"[x]
人们易于忽视的是，使用者的行动本身一直是在被跟踪的，跟踪的目的就是依据使用者的位置变化等行动使虚拟实在得以展现。换言之，虚拟实在是在与使用者的相互作用中逐步展现和被揭示出来的，它们只是在人们想见到它们的时候才出现。
值得强调的是，在虚拟实在的建构过程中，广泛地存在着使用者与设计者的互动。由于虚拟实在定位于知觉层面，而知觉是一个主客观相互作用的领域，许多数据含有主观感受差异等难以量化的因素，这就意味着虚拟实在不是一种完全由设计者规定的单向生成过程，而需要依据不同的使用者的主观感受进行调节。换言之，使用者本身也是设计者之一，而许多设计者也常常作为使用者以改进其设计。由于数字化处理可以及时修正调节，虚拟实在被建构成为一种开放性的人工实在。
3．虚拟的语义分析
作为人工实在，以往的人造物多为自然的模仿物或能够与自然物融合的人工创造物，除了固执的神创论者之外，它们被视为与天然自然物具有同一性的人工自然物，而面对虚拟实在的时候，人们却不再考虑同一性检验。原因似乎很简单：它是虚拟的。无疑，要对虚拟实在作进一步的思考，必须探讨的一个问题是：如何理解虚拟实在这个词组中的"虚拟"的语义？
"虚拟"最初与"现实"是一对反义词，虚拟的意为潜在的。后来，虚拟虽仍意味着潜在的，但主要指具有可能性的。在拉朗德的《哲学词典》中，关于"虚拟"一词的定义是[xi]：
从一般意义上讲，是指在某一特定对象中完全可能实现的东西，就如同一块大理石可以虚拟为"神像、桌子或马桶"；从较为限定的意义上讲，虚拟即是在一个对象中预先确定的东西，它自身内部具备了一切可以使之得以实现的基本条件，虽然从外部看不到这些条件。故虚拟与可能性或潜在性相关，而与现实性相对。
这使我们联想到亚里士多德的哲学范畴潜在与现实。亚里士多德认为，潜在性是可能有、但尚未实现的形式，现实性则有事物已有的形式[xii]。在物理学中，"虚功"（virtualwork）和虚位移等概念中的虚拟就是潜在性和可能性的意思，虚功和虚位移分别意为可能做的功和可能发生的位移。
虚拟的第二种理解是"实质上的"和"实际的"。通用的《牛津高阶英语学习词典》(oaLD)中对"虚拟的"（virtual）的一词的解释是：实质上的，但尚未在名义上或正式获得承认。在计算机技术中的虚拟存储器、虚拟服务器和企业管理中的虚拟组织等语汇中，"虚拟的"意味着"虽然是无形或非正式的，但在功能上相当于……"。
虚拟的第三种理解是"好像是，但毕竟不是"。这种理解实际上与第二种十分接近，但与第二种理解所强调的地方略有不同，它强调的是虚拟的事物和过程与被虚拟的原型的差异，而前者则突出虚拟物和过程与原型的类似性和替代性关系。
虚拟实在中的虚拟的涵义包括上述三种，而且随着主体的情境不同而变化。首先，当人们在局外思考虚拟实在时，虚拟实在的"虚拟"多为第三种涵义：虚拟实在是计算机仿真和感觉共同创造出来的实在，而不是真正的实在。其次，当虚拟实在的使用者沉浸于虚拟实在之中时，虚拟实在的"虚拟"可能演变为第二种涵义：虚拟实在在感觉上跟真实的实在是一样的。其三，当虚拟实在中的使用者通过虚拟实在研究和反思真实实在时，虚拟实在的"虚拟"进一步发展为第一种涵义：虚拟实在是可能的真实实在。
从第三种涵义到第二种涵义的演变，表明虚拟实在可能导致各种实在的混淆。对此，ph.凯奥指出：
"虚拟图象没有一处是一目了然的。在它们存在的某一特定时刻，它们确实通过一个视准仪或虚像显示器出现在你的屏幕或视网膜上，但此时出现的图象，只是还在不断变化的图象中的一个。虚拟图象不但潜伏在原型中，而且还潜伏在你可以与这个原型不断进行的相互影响中。而原型本身也要不断变化。这是一种可怕的杂交，在人类制作图象的历史上还从未有过这种情况。"[xiii]
无疑，这会令许多人文主义者担忧：真实与虚拟、数字与模拟混合在一起，原型将越来越难以辨认，人们将无法弄清自己看到的是什么。
第一种涵义似乎意味着一种反向的趋势：既然虚拟实在是可能的真实实在，就可以用虚拟实在来认知真实实在。从这个角度来看，人类对世界的认知，从地图到雷达、从原子理论到黎曼几何实质上都是某种虚拟。实际上，虚拟实在已经成为复杂性研究的一种有力工具。例如，利用分形几何生成的虚拟实在可以模拟山脉、树和云彩的脉络、分枝与变形，蛋白质的可能性构造也可以用虚拟实在来探索。然而，这种虚拟实在仍然只是一种数学的模拟，即便假定理论无误，也只能在可以用数字表示和精确计量的情况下才能把握真实，它们与真实实在之间仍然存在难以逾越的鸿沟。
由此会导致的一个必然结果是，精致的数学模型不再只模仿真实实在，而且还会通过计算生成不依赖原型的超真实的虚拟实在。这种超真实可能通过对真实形状的拓扑变形获得，例如，可以将反映一个人外貌特征的参数通过拓扑变换而获得他的几个子虚乌有的兄弟的虚拟形象，甚至使之活动起来。同时，超真实还可以生成纯粹虚构的实在，例如，某科幻小说中的外星人可以成为虚拟实在的"原型"，人们甚至可以评价这些"外星人"的"逼真性"。
通过上述分析，我们不难看到虚拟实在可能导致一种前所未有的情境：真实实在与虚拟实在之间的界限模糊化，不依赖于原型的虚拟实在成为一种自我指涉实体，虚拟实在成为一种超真实实在；本来用以再现真实实在的虚拟实在变得比真实实在还真实，词与物、能指与所指的再现关系不再有效。对此情境的探讨可以分为两个层次，其一是微观经验分析，即从主体认知的角度分析虚拟实在的沉浸体验；其二是宏观的社会文化透视，即从晚近资本主义的社会文化特征入手，进一步反思虚拟实在的文化哲学意涵。
二、虚拟实在的沉浸体验
沉浸于虚拟实在是一种全新的认知体验，其最重要的特点是，使用者对经验世界的感觉和认知的界限淡化。这种界限淡化的主要表现有二。其一是身体感觉的作用变得更加重要，主体的主要内涵不再仅是心灵的认知和基于心灵认知的理性实践，这一变化使身体成为主体的一个重要内涵，由此导致了"身体－主体"的出现。其二，使用者沉浸于虚拟实在时，知觉与幻觉是合一的，构成了真实实在中所没有的"知觉－幻觉"感知模式。在对此二点进行微观经验分析的基础上，我们讲进一步指出，沉浸于虚拟实在中的行为的实质是"我向幻觉行为"，本质上具有显见的沉溺倾向。最后，我们将探讨一种未来的可能情境：由虚拟与真实混杂而出现的智能环境，并由此将讨论从认知经验层面引向文化和哲学等更为宽阔和深远的视界与景深。
1．虚拟实在中的"身体－主体"
近代西方唯理论大师笛卡尔将感性的身体与理性的心灵进行了严格的区分，并以身心二元论作为科学的基础。在笛卡尔看来，身体的知觉是不可靠的，惟有理性的心灵才能揭示世界的本质。他在《第一哲学沉思集》中曾指出：
"现在我要闭上眼睛，堵上耳朵，脱离开我的一切感官，我甚至要把一切物体性的东西的影像都从我的思维里排除出去，或者至少（因为那是不太可能的）我要把它们看做是假的；这样一来，由于我仅仅和我自己打交道，仅仅考虑我的内部，我要试着进一步认识我自己，对我自己进一步亲热起来。"[xiv]
然而，虚拟实在的出现，给笛卡尔设定的身体与心灵的关系提出了前所未有的挑战：虚拟实在就是感性知觉实在。因此，在有关虚拟实在的哲学问题的讨论中，很多人认为虚拟实在所表明的是一种反笛卡尔身心二元论的立场。J.D.Bolter指出：
"依照笛卡尔的观点，由影像是不能获得真知的，故通过虚拟实在的头盔上的目镜也无法获得真知。然而，虚拟实在用事实了笛卡尔的这个观点。通过使用者在影像中的漫步，所有抽象的东西都变成了一系列具体的可视物……虚拟实在的目的不是寻求理性的确定性，而是使个体获得随影像变换而移情的能力。"[xv]
在为迈克尔·海姆的《虚拟实在的形而上学》一书写的序言中，克鲁格（m.w.Krueger）则直接谈到了身体的重要性的凸现：
"虚拟实在在以一种更加基本的方式改变着我们与信息的关系。它是第一种让人主动利用身体来搜寻知识的智能技术。这是否意味着抽象的符号的死亡以及坐姿智力的消失呢？我们是否将要发明出新式的三维色彩加动画的符号来与我们进行交互作用，而不是被动地等待让我们去阅读它们呢？这种心与身的再结合会不会创造出一种新的智能？"[xvi]
虚拟实在的实践表明，当使用者沉浸于虚拟实在之中时，身体的感性知觉的作用无疑显得较真实实在中更为重要，人与虚拟环境的关系不再以理性认知为主，而主要是感性知觉关系；而所谓沉浸就是使人只停留在感性知觉层面，不加反思地将虚拟实在作为行为的对象和环境。为了理解身体的凸现对虚拟实在中人的行为的影响，我们借用一个现代哲学概念──"身体－主体"来对其加以分析。
最早提出"身体－主体"（body-subject）这一概念的哲学家是法国存在主义哲学大师梅洛－庞蒂(mauricemerleau-ponty，1908－1961)，他希望通过这一概念，克服笛卡尔以来的身心二元论。
他所欲表明的是，应该将心灵的根源放在身体之中，放在世界之中，即身体和主体是同一个实在。他认为，身体既是显现的主体，又是被显现的对象；既是存在着、经验着的现象，又是现象发生的场所。人通过"身体－主体"向身体以外的空间的扩展而形成其意识的背景──知觉世界。他说，身体不像其他事物那样在空间之中，身体既不在空间之内，又不在空间之外包围空间，身体之于空间犹如手伸向工具一样。"身体－主体"的这种延伸就是知觉。与此同时，他把世界说成是有生命的身体，把知觉联系身体－主体和世界的过程说成是"世界的肉身化"（incarnation）：一方面，知觉对外物的直接接触使身体－主体外在化；另一方面，外物向知觉的显现，意味着世界的内在化。[xvii]由此，梅洛－庞蒂强调，世界就是我所感知的那个东西，知觉世界始终是一切理性、价值和存在的先行的基础。
无疑，从真实实在的角度来看，梅洛－庞蒂对知觉的基础性的过分强调是有失偏颇的，但对本身就是以知觉为基础的虚拟实在却有一定的启发意义。
我们可以看到，在虚拟实在中，沉浸即意味着主体对身体知觉的完全依赖性，同时，由于虚拟实在实质上是为人所控制的实在，故所谓"世界肉身化"的隐喻也是不言而喻的。换言之，人在虚拟实在中的行为方式是以感性知觉为主的。在体现、解释学、他性和背景等四种关系中，体现相当于知觉的延伸；解释学意味着认识的具体化和知觉化；他性关系反映出虚拟实在在知觉层面上的可控性；背景关系则说明了虚拟实在与身体－主体在知觉层面的统一。沉浸于虚拟实在中的时候，"世界就是我所感知的那个东西"这一命题是成立的，虚拟实在就是一个人类知觉现象研究的试验室。
值得指出的是，在虚拟实在中，世界之所以就是我所感知的那个世界，最关键的一个原因在于知觉的人工化：头盔和目镜使得使用者的视界完全人工化；数据手套和数据服等则使人的其它知觉也完全人工化。从某种角度来讲，正是身体知觉的人工化，使身体所感知的实际上是经过了预处理的虚拟的影像和感觉，是预先建构好的世界在人工知觉中的展开。
2．"知觉－幻觉"感知模式
在虚拟实在中，人对自己和世界的感知模式可称为"知觉－幻觉"模式。一方面，身体的感官分明还在发挥作用，能接受各种可感觉的信息；另一方面，身体对自身的直接知觉被完全屏蔽，人只能通过想像整合视觉、听觉和触觉等感觉，所获得的是没有真实性保障的知觉。这种知觉同时具有知觉和幻觉的性质，我们可称之为"知觉－幻觉"。
"知觉－幻觉"感知模式表明，在虚拟实在中，知觉与幻觉的界限是模糊的，或者说虚拟实在的建构就是一个使虚拟幻觉变得像真实知觉的过程。许多亲身经历过虚拟实在的人都有这种体会。柏雷（ericBailey）在《每日电信报》（Dailytelegraph）上载文介绍他第一次虚拟实在经历时指出，那是一种感知被包裹的感觉，直到你忘记还戴着一个笨拙的头盔，你是虚拟世界中只有一只手的人。他还由虚拟实在联想到赫胥黎（a.Huxley）的小说《美妙的新世界》中的一种能够产生幻觉的瓶子[xviii]。
在"知觉－幻觉"感知模式下，人对身体本身的感受也介于知觉和幻觉之间。在虚拟实在中，原来的身体可以变形为他人和他物，甚至被放逐："你无需身体；你可以拥有飘浮的视界。你可以是顶帽子，是把茶壶；你还可以随着歌曲的旋律摇来摆去。你可以是一颗雨滴或河流中的一滴水；你可以是你所欲体验的任何东西。你能以某个物体的视角看世界，也可以拥有他人的视界。"[xix]这表明，"知觉－幻觉"模式中的参与感知的"身体"是可变换的，是一个"身体"不断移情的过程，而这种移情又进一步导致了"身体的多重化"的幻觉。
"身体的多重化"表明，"知觉－幻觉"感知模式的核心是通过多重体验来形成某种通感，这与笛卡尔式的消除个别感觉因素的认知方式恰好相反。在这种方式下，记忆与理解的模式会与传统的方式有所不同，但是否会如有些人说的那样转向东方的道家之类的认知方式，还不能充忙下结论。可以肯定的一点是，"身体多重化"的幻觉实质上是虚拟世界的拟人化，而这会强化人对世界的控制欲。
3．"我向幻觉行为"与沉溺
现在我们来分析人沉浸于虚拟实在中的行为的本质。上述微观经验分析表明，人作为"身体－主体"以"知觉－幻觉"模式来感知虚拟实在。通过进一步的分析，我们将看到，人沉浸于虚拟实在中的行为实质上是一种"我向幻觉行为"，而这种"我向行为"的一种天然趋势便是沉溺。
"我向幻觉行为"及其问题
虚拟实在为人们提供了一个可视与可感的人工环境，它的前身可以追溯至意大利文艺复兴时期的透视法、照相术、电影、电视以及计算机动画等。它们的共同之处是，以某种影像模拟使观看者相信其真实性，然而，虚拟实在具有其诸多前身所没有的一个特点，即观看者能够控制虚拟的影像和人工环境，这一特点使虚拟实在能够依据使用者的意愿而展现开来。正是由于虚拟实在的可控性，人在虚拟实在中的行为对象（虚拟的人或物）完全依据行为人的意愿对人的行为作出反应，行为者成为自己行为的唯一直接在场者。因此，我们可以将人在虚拟实在中的行为称为"我向幻觉行为"。
为了分析这种"我向幻觉行为"，我们可以将其与戏剧进行类比。在戏剧中，一般存在三种"主体"：演员、角色和观众，好的戏剧的一个必要条件是演员与角色融为一体、观众只看到角色而忘记了演员，最为精彩的表演会使得演员和观众完全进入戏剧所展现的情境之中。而实际上，在戏剧演出中，演员很难完全进入角色，观众也很难将戏剧作为完全真实的场景而忘情。如果将人进入虚拟实在中进行的活动比作戏剧，我们不难发现演员、角色和观众都完全由一人兼任。这可以进一步分为两种情况：
（1）"我"在虚拟实在中感受"他人"或"他物"。"我"（观众）通过目镜看见或传感器感知"我"（演员）作为"他人"或"他物"（角色）进行活动；
（2）"我"在虚拟实在中寻求新经历。"我"（观众）通过目镜看见或传感器感知"我自己"（演员与角色合一）进行某种活动。其中所涉及到的"我"或"他人"与"他物"实际上是同一个感知与认知合一的"身体－主体"，只不过各有侧重。
在两种情况下，作为观众的"我"侧重于对自身的直接知觉被屏蔽了的身体。在第一种情况中，作为演员的"我"侧重于自我认同，作为"角色"的"他人"侧重将自己想像为他人。在第二种情况中，作为演员与角色合一的"我"也侧重于自我认同。由此可见，人在虚拟实在中的"我向幻觉行为"，实际上是一种自我欣赏的自我表演，而虚拟实在则通过输入感知模拟道具和布景，最终使虚拟实在中的行为者"入戏"。
针对虚拟实在中的"我向幻觉行为"，关注伦理问题的人首先想到的一个问题是行为责任。虽然这种行为看似一种无责任行为，但仍然无法回避行为责任这一严肃的问题。其一，特别使人关注的是对一些极端行为的模拟，如屠杀、破坏、甚至谋杀等，在虚拟实在中似乎是无害的，但是这些行为是正当的吗？它们完全没有不良后果吗？由于它们可能在一定程度上使行为者对暴力行为习以为常，进而形成一些不良的心理，一个容易忽视的伦理问题便被揭示了出来：每个人应该对其行为对自己造成的后果负责任，即承担自我责任。其二，虚拟实在中的"我向幻觉行为"有一种反文化的倾向，许多人希望独自沉溺于"我向的幻觉行为"之中，而回避对社会责任的承担。
其次，"我向幻觉行为"具有在潜在的唯我主义倾向。虚拟实在中，人们可以依照自己的自由意志行事，遇到不合心意的时候，可以中止活动或修改程序。由于虚拟实在的仿真效果，会形成明显的移情效应，即习惯了这种行为方式的人，在真实社会生活中也会要求一切以其意志为转移。无疑，这种行为方式不利于现代利益与价值多元社会的整合。以上两个方面的伦理－心理考量有一定的道理，不论其是否属于过虑，随着虚拟实在行为的普及，人们必须面对的一个问题是在虚实之间如何转换其行为方式和心理模式，尽可能地避免由于虚实不分而造成的不良后果。
沉溺：时间内在化
对于心理控制能力较弱的个体，虚拟实在中的"我向幻觉行为"容易导致一种极端的行为──沉溺。
虚拟实在中的沉溺其实是由时间相对化和内在化造成的。所谓时间相对化，即指当个体沉浸于虚拟实在中时，原有的真实实在中的时间提示物消失了，绝对的时间标准不复存在，只好根据一些虚拟实在的时间提示来形成时间感，但是这些时间提示本身是虚构的，故可依据的时间提示物完全相对化，虚拟时间也随之相对化。
时间的相对化又进一步导致了时间的内在化，即个体的内在时间感成为唯一的时间标准，而这种内在时间感在很大程度上受心理关注程度的左右。时间的相对化和内在化使虚拟实在中的个体不再受到严格的统一时间标准的制约。当个体进行十分投入的行为时，个体感知的内在时间的流逝变慢，甚至会忘却时间的流逝。正是在这个时候，沉溺就发生了。这种沉溺较一般的沉溺更深，它不仅仅是个体旨趣层面的沉溺，还以对时间感的直接消解使个体对其沉溺行为浑然不觉。
沉溺现象随着虚拟实在的发展而变得日益普遍，人们必然得学会适应在沉溺与清醒之间的时间转换。沉溺的两面性也由此显现了出来。一方面，沉溺使个体可以脱离日常社会生活中的刻板时间，依照自己的旨趣消磨生命；另一方面，沉溺最终无法替代真实实在中的绝对外在时间，从沉溺中出来的个体，在进入真实实在时会产生一种时间幻灭感。显然，这两个方面的联合刺激，会使沉溺可能有的积极意义很难发挥出来，而意志薄弱者最终完全陷入虚拟实在不能自拔：沉溺者对虚拟实在愈来愈痴迷，同时，逃避真实实在的意趋也变得日渐强烈。
4．智能环境：虚拟与真实的混杂
mit建筑与设计系主任威廉.J.米切尔在《比特之城》中指出，未来人们将成为电子公民，未来的城市将是数字化的空间，人类将为自己构筑起一个全新的比特圈：
"对于设计者和规划者来说，21世纪的任务是建设比特圈（bitsphere）--一个世界范围的电子中介环境，网络扩散到每一个角落，在其中的大多数造物（从毫微米到全球的各个层次上）都具有智能和电信能力。它将覆盖并最终取代人类已在其间浸淫甚久的农业和工业景观。"[xx]
这一进程无疑已经开始，其未来主要发展路向是智能化，而虚拟实在将智能化进程中扮演关键角色。但所谓新的比特圈不应该是虚拟对真实的替代，而应该是一种叠加。对此，maronovak提出了由虚拟与真实的混杂构建智能环境（intelligenceenvironment）的构想[xxi]。他认为，技术的一般发展要经历适应（accommodation）、拓展(extension)和自动化(autonomy)三个阶段，人的意愿无疑是这一发展轨迹的决定因素。由此，虚拟实在不单是一种感觉的实在，而进一步与真实实在一起融会为一种能够及时依照人的意愿作出反应的智能化的混杂（hybrid）实在,即智能环境。
当混杂实在/智能环境成为我们的生活环境以后，沉浸于其中的人们对于外界环境的体验无疑与真实环境或虚拟环境有极大的不同。可以预见，会有一天，当你准备睡觉的时候，被子会自动盖上（如果那时候还有被子）。果真如此，人们的行为经验将发生根本性的变革，可忧虑也随之而来：智能环境对直接经验的越俎代庖将消解人的基本行为能力。
早在1928年，佛斯特(e.m.Forster)就曾以技术中介化的世界为主题写了一部名为《机器停下来了》（themachineStops）的科幻小说，我们不妨由这个故事思考一下沉浸于智能环境可能导致的问题：
在一间像蜂巢般的六角形房间里，住着一位名叫法西蒂(Vashti)的女士，她通过电话购物、点餐，给一群她看得见也听得见的观众讲课，可是从不离开房间。在她的生活中，"自然"被移走了。每天，"她把房间弄暗，睡觉；她醒来，把房间弄亮；她用餐，和朋友交换意见，听音乐，上课；她把房间弄暗，睡觉。"
一天，她的儿子古诺"来到"这个自我封闭的房间，他的影像呈现在一块蓝色的电视屏般的面板上。他生性叛逆、不满现状，住在南半球的一个类似的房间里。他说："你来看我好吗？"开始，法西蒂没听明白："我看得见你呀。"古诺说："虽然我可以在面板上看见长得像你的东西，可是我没有看见你。"他明确地要求："你来找我，让我们面对面聊一聊我心中的梦想。"尽管法西蒂知道会遭遇"直接经验的恐怖"，她还是同意了。
旅途上，法西蒂痛苦地经历了许多未加控制的事情：法西蒂在飞机上绊了一跤，空中小姐出于条件反射，伸手扶了她一下，但很快就意识到人们不再相互碰触，立刻向法西蒂道歉；另外，有一个人突然将一本书掉在了走道上，由于走道没有被机械化，不能把书检起来，这引起了所有乘客的不安。古诺见到了母亲，并谈到了自己罪过。他承认他曾从机器里往上爬，看到了真实的夜晚。他争辩到："我们说空间已然化为虚无，但真正被化为虚无的不是空间，而是我们对空间的感觉。我们因此失去了属于我们自身的一部分。"年轻、激进、好奇的古诺，想要找回物理世界。他说："人就是尺度，人的双脚是距离的尺度，他的手是拥有的尺度，他的身体更是所有可爱、可欲和强壮的事物的尺度。"由此揭示出人机冲突的实质：我们人类的每一个成员终会死去，而机器会实实在在地活下去；我们制造机器的目的是为了让它执行我们的意愿，我们难道甘心让自己服从于它？
法西蒂被这些反叛的想法吓呆了，但只能让儿子自己去面对命运，因为她知道机器对这种通过隔代遗传的想法无能为力。短暂的中断之后，她回到了她的蜂窝--机器襁褓之中。小说的结局与《圣经》的启示录类似，作为世界替代品的机器突然地停了下来……
智能环境和混杂实在使虚拟实在与真实实在的界限消逝成为"既定事实"。由此，在"好"的智能环境中，混杂实在实现了虚拟与真实的无缝联结。从认知层面看，这将使得笛卡尔意味的"心灵－主体"和梅洛－庞帝意味"身体－主体"出现合一的趋势吗？这将使"知觉－幻觉"感知模式与理性认知模式取得相同的地位吗？这将使"我向幻觉行为"变得无害并因此取得合法性吗？对于这些问题的回答现在无疑为时过早。更进一层次的问题则是，人们可能使所有的由欲念发出的想象和幻觉与真实实在实现无缝联结吗？如果说虚拟实在即智能化的混杂实在必须依靠理性的计算，存在如此完备的理性吗？如果没有绝对完备的理性认知，而人们又经受不住智能环境的诱惑（地板上随时可以伸出的"小手"？），人们会选择次优的理性认知吗？如何判断不同理性认知的优劣呢？谁来作判断？通过什么程序作出判断？判断的程序何以产生？……
佛斯特的预见不一定会出现，但由虚拟实在与真实实在的混杂而生成的智能环境的确是一个值得深思的问题。显然，这个问题已经超越了微观的个体认知层面，而必须从文化和哲学层面方能对其加以更加全面深入的关照。
三、虚拟实在的文化哲学意涵
通过微观经验的层面考察，我们分析和讨论了使用者在虚拟实在中的沉浸体验。毋庸置疑，欲进一步理解虚拟实在这种技术－文化现象，还应该突越微观认知体验层面，从更加宏阔的社会文化视角审视其文化哲学意涵。在本节中，我们先介绍鲍德里亚对虚拟实在出现的社会文化背景──晚近资本主义文化──的分析，再述评他从表征危机的视角对虚拟实在作出的社会文化批判，最后从人、技术和世界三者的关系这一技术哲学层面对虚拟实在进行现象学反思。
1．仿真、拟象和超真实
虽然虚拟实在是一种现代技术文化现象，但其中所涉及的文化价值论可以追溯至古希腊时期。针对艺术与真实的关系，柏拉图认为诗和艺术是对物质表象的摹仿（mimesis）和复制，真实存在于理念而不在表象之中，故诗和艺术是对真实的双倍远离。亚里士多德的《诗学》则主张，诗和艺术不仅是摹仿，而且还通过形式创新再现(representation)真实[xxii]。这些有关摹仿的讨论坚持真实原型与人为摹仿的区别，即原型是真实的、第一位的，而摹本是对真实原型的摹仿和再现，因而是从属的、第二位的。
然而，自文艺复兴之来，原型与摹仿之间的区分逐渐淡化，特别是随着信息社会的来临，信息符码和仿真模型四处充斥，原型与摹仿的传统区分甚至出现了消融的趋势。为了解释这一变化，法国后现代思想家让·鲍德里亚（JeanBaudrillard）提出了符号交换理论和仿真（simulation）理论。他认为，进入人类生活世界的事物不仅是物品，也是一种符号，社会文化价值是由具有象征意义的符号决定的，人类社会活动也可以视为符号交换；而对事物和符号的摹仿就是仿真[xxiii]，摹本即仿真物（simulacrumy）。在传统社会中，符号是与种性相关联的，"在种性等级森严的社会里，没有时尚，没有社会流动，只有社会分发。在这样的社会里，符号受到禁令保护"[xxiv]。到了文艺复兴时期，随着封建秩序的解体，在符号拥有这一层面上，出现了公开竞争──符号开始被仿真。自然规律帮助人们消除了符号的神秘性，人们开始利用自然规律仿造以往被禁止拥有的东西（如天使像）。随着古典工业革命的来临，生产出了一代全新的物品，这些物品中蕴涵的符号是没有传统的，相互之间也无原物和赝品之别，而是互相转换成对方的仿真物，但它们的价值可以由其所象征的声誉和社会地位与权力来衡量，在资本主义社会中完全由市场价值规律决定。鲍德里亚声称，目前我们所处的是一个新型的仿真时代，随着计算机、信息处理、媒体、自动控制系统等技术的出现，人类的仿真能力日益强大，使仿真不再仅仅意味着对原型的摹仿，仿真物发展为没有原型的事物的摹本──拟象（又译为类像，simulacra）。此时，仿真物完全从符号化的模型中衍生出来，其价值不再由仿制品的逼真度或产品的交换决定，而取决于符号代码和代码间的关联和替换，结构价值规律取代了商品价值规律。
鉴于上述认识，鲍德里亚指出，自文艺复兴以来，人类的文化价值经历了三个"仿真"序列：（1）从文艺复兴到工业革命的"古典"时期，文化价值的主导形式是仿造（counterfeit）；（2）在工业化时代，文化价值的主导形式是生产（production）；（3）在被符码主宰的当前历史阶段，文化价值的主导形式是仿真。三种文化秩序下的拟象分别遵循自然价值规律、商品价值规律和结构价值规律。[xxv]
显然，鲍德里亚对三个序列的划分的目的并非廓清文化价值的主导形式的变迁，其讨论的重心是当前历史阶段。在他看来，由于拟象和仿真物的大规模出现，而且类型化、系列化，使得真实和原型被它们所取代，世界因而变得拟象化了。在西方晚近资本主义世界中，人们被各种信息图象、复制商品和仿真环境所包围，逐渐进入了一个由拟象与仿真所主宰的世界。尤其是信息技术的发展，使当前的时代成为一个由模型、符号和控制论所支配的信息与符号时代。鲍德里亚描绘了从"冶金术（metallurgic）社会向符号制造术（semiurgic）社会的过渡"，在此过渡中，符号本身成为一种独立的存在，并建构出一种由模型、符码和符号组成的新的社会秩序。
至此，鲍德里亚的技术决定论的旨趣暴露无遗。由于他未能揭示这个过程背后的经济理念和社会利益群体，而认定模型和符号将成为新的社会秩序的首要决定因素。所以，他认为，在拟象社会中，人们的经验完全由模型和符号建构，使模型与真实之间的差异销蚀。他借用麦克卢汉的内爆（implosion）概念宣称，在后现代世界中，形象或拟象与真实之间的界限已经内爆，与此相联系，人们以前对"真实"的体验和真实的基础均告消失。于是"拟象不再是对某个领域、某种指涉对象或某种实体的模拟。它无需原物或实体，而是通过模型来生产真实：一种超真实（hyperreality）"[xxvi]。超真实一词的前缀超表明用模型生产出来的真实比真实还要真实。由此，真实不再单纯是一些现成之物（如自然风景），而是人工生产或再生产出的"真实"（如模拟环境），后者不是显得不真实和荒诞，而是显得比真实还真实，成为一种在"虚幻的自我相似"中被精雕细琢的真实[xxvii]。鲍德里亚指出，模型已经成为真实的决定因素，超真实与日常生活的界限已被抹平。在他看来，迪斯尼乐园中的美国模型比真实的美国更为真实，好像美国变得越来越像迪斯尼乐园一样[xxviii]。这样一来，晚近资本主义社会的生活就成了一个完全符号化的幻像。传统的基础主义或哲学本体论中所设定的"实在"、"本质"、"真实"等概念都受到了根本的质疑，日常生活成为一个对模型加以摹仿的过程：从服饰家居到隐秘的性生活，都被"理想化"的模式所主导。
鲍德里亚有关拟象、仿真和超真实的论述是激进的。他认为，从今以后，那些通常被认为是完全真实的东西──政治的、社会的、历史的以及经济的──都将带上超真实主义（hyperrealism）的拟象特征，真实实在会完全消失在影像和符号的迷雾之中。这显然不是对晚近资本主义的全面中肯的评价，但它又确实揭示了晚近资本主义社会文化现象的一些特征。仿真、拟象和超真实等晚近资本主义社会文化现象表明，虚拟实在的出现既不是单纯技术发展的结果，也不是一种孤立现象，而是整个晚近资本主义文化发展的一个方面。实际上，鲍德里亚希望揭示的是，晚近资本主义社会文化发展已经面临一种深刻的危机，即表征危机，并由此展开对虚拟的文化批判。
2．表征危机和对虚拟的文化批判
超真实主义的出现，反映了晚近资本主义社会文化的表征危机。所谓表征危机（crisisofrepresentation），就是指仿真与拟象的出现，使原型与摹本之间的再现关系完全失效，仿真物与拟象除了表现自己，在现实中毫无根据和所指。这种表征危机不仅表现为仿真与拟象以虚假替代真实、以空洞替代实在，而更具破坏力的是真实的对立面的消失，这使得对表征的所有理性解释与批判都从根本上遭到了拒斥。以传媒为例，传统的媒介往往标榜为再现真实的镜子，但现在却用以制造比真实还要真实（realer-than-real）的信息与意象，真实的历史事件反而成为次要的了。因此，鲍德里亚为表征危机描述的前景极其黯淡："信息将意义和社会消解为一种云雾弥漫、难以辨认的状态，由此所导致的绝不是创新的过剩，而是与此相反的全面的熵增。"[xxix]
鲍德里亚在对拟象、仿真和超真实的分析之后，进一步转向对形而上学的思考。在《宿命的策略》中，他提出了所谓"后现代的形而上学"。他认为，西方传统的形而上学都是主张主体优先于客体的主体性形而上学，但随着后现代的来临，主体丧失了对客体的控制权，作为大众、信息、媒体和商品的"客体"，形成了一股仿真的流变，它们摆脱了主体的控制，不断地超越界限，"诱惑"主体去"创新"和"仿真"。他极端悲观地指出，在新的高科技社会中，客体已经取代了主体的地位，并主宰了不幸的主体，主体的唯一出路是向客体世界投降，学习客体的计谋和策略，根本放弃对客体的主宰[xxx]。
回过头来看虚拟实在，如果沿着鲍德里亚的思路，我们似乎不难在拟象与仿真和符号制造术中找到其位置，还可以从沉浸于虚拟实在这一现象推出虚拟实在吞噬真实实在的命题。为什么会出现这种推论并非偶然，这是因为鲍德里亚在思考仿真和拟象时所用的主要思想素材就是实时控制和虚拟实在等信息技术，而且还用虚拟技术来概括信息技术、生命科技等新技术的实质。在1995年的新作《完美的罪行》中，他对虚拟技术和虚拟实在进行了许多论述。他认为，虚拟技术的发展已经使得"客体、个人和情境都成为一种虚拟的’制成品’（ready-made）"[xxxi]，虚拟的社会现实正在发展为一种"完美的罪行"。"影像不再能让人想像现实，因为它就是现实。影像也不再能让人幻想实在的东西，因为它就是其虚拟的实在。"[xxxii]他运用新技术的隐喻来定义虚拟实在，指出虚拟实在就是高清晰度地克隆实在。于是，虚拟就有了高清晰度的意味并被推而广之为虚拟系列：影像的虚拟（虚拟实在）、音乐的虚拟（高保真）、性的虚拟（春宫）、思维的虚拟（人工智能）、语言的虚拟（数字语言）、身体的虚拟（遗传基因与染色体组）。这样一来，虚拟实在就成了广义的虚拟系列中的一部分。同时，鲍德里亚还注意到了与虚拟密切相关的另一个概念──实时，并指出实时的实质是：在信息中，事件及其复制品的瞬时接近。他不无反讽地指出："在实时尽情放纵地生活吧──直接在屏幕上生活和受苦吧。在实时思索吧──你们的思维直接被电子计算机译成电码。在实时们的革命吧──不是在大街上，而是在录音室里。在实时体验你们的爱情吧──在其整个发展过程中都有录像。在实时深入了解你们的身体吧──体内视频检查、你们的血液流动、你们自己的内脏，就像在你们里面一样。"[xxxiii]而虚拟与实时的结合，正在使人们对世界丰富的想像力（鲍德里亚称其为幻觉）耗尽，把世界引向终结："如同对影像的幻觉在虚拟的实在中消失，对身体的幻觉在其遗传说明的文字中消失，对世界的幻觉在其技术赝像中消失一样，在人工智能中这样消失的是世界（超）自然的智能……"[xxxiv]
鲍德里亚对虚拟实在的批判有较为深刻的一面：虚拟实在使想像具体化而破坏了主体的对实在的丰富的想像力，即虚拟实在使主体按照程序的预处理去认知实在，这会使主体自身的认知能力和想像力退化。但是，由于鲍德里亚仅仅看到了"客体"的作用，而忽视了主体的主动性和创造性，没有看到主体对实在与虚拟实在的辨别能力。因此，虽然鲍德里亚对晚近资本主义社会文化现象有较为深刻的描述，但其形而上学层面的结论却是荒谬的。简单地讲，在现象上，鲍德里亚所揭示的表征危机与批判理论批判的"物化"和"异化"有相似之处，但他却用客体对主体的主宰将"物化"这一现象莫名其妙地消除了：拟人化的客体的诡计替代了"物化"背后的社会经济利益和生产关系。在《后现论》一书中，美国左派批评家凯尔拉和贝斯特批评了鲍德里亚理论的腐蚀性："一个世纪以前，马克思揭示了资本主义社会商品生产中的神秘拜物教特征──在这种商品拜物教中，客体的价值仿佛是客体本身所固有的，而不是剥削性社会关系的产物，不是榨取工人阶级剩余价值的结果。一个世纪后的今天，鲍德里亚却将自己打扮成一名客体世界里的超级拜物教徒。他忠实地实现着资本主义梦寐以求的目标──颠倒主客体之间的地位。鲍德里亚给客体赋予了自主的权力，这样它们就可以独立于社会生产关系而运转。"[xxxv]
3．对虚拟实在的技术哲学反思
那么，应该如何全面理解虚拟实在的文化意涵呢？抽象地讲，虚拟实在所获得的就是鲍德里亚所称的拟象和仿真，是一种用符号制造拟象世界的技术。但实际上，鲍德里亚将世界完全还原为符号的诠释方式是片面的，正是由于那些无法用符号还原的方面──主体的创造欲和自由意志──被过滤掉了，鲍德里亚所获得的只是某种"片面的深刻"。拟象与仿真隐喻的问题在于，将虚拟实在视为一种自主的与人无关的技术赝象，而未将虚拟实在理解为一个设计者、使用者、技术因素和文化暗示的共同建构过程，要全面理解虚拟实在，还须在人、技术和世界三者之间的关系这一技术哲学层面进行思考。
技术哲学家唐·伊德（Donihde）将人、技术和世界的关系概括为四种：体现（embodiment）关系、解释学（hermeneutic）关系，他性（alterity）关系和背景（background）关系[xxxvi]，如果从这四个方面思考人、虚拟实在和世界三者的关系，我们可以较拟象和仿真之类的技术决定论的视角更进一步地理解虚拟实在。
（1）体现关系。所谓体现关系，是指技术能够在一定程度上被体现或包容在人的活动之中，即技术成为人的某方面能力（躯体）的一种延伸，在某种程度上与人合为一体。在这种情况下，技术是一种"透明"的工具，例如，人通过眼镜看世界、透过显微镜观察细胞。实际上，许多虚拟实在是对真实实在的透视，而不是替代，虚拟实在如同眼镜、显微镜等一样使世界得到体现（embodiment）。当人们使用虚拟实在进行外科手术时，就属于这种情况。在这种情况下，一方面，虚拟的实在不仅是独立存在的拟象和仿真，而且还与真实实在同在并发生相互作用；另一方面，主体可以明确区分虚拟实在与真实实在。例如，在利用虚拟实在辅助技术进行外科手术时，采用Ct扫描数据合成的虚拟内脏结构就需要不断地由原型校对修正，操作者在使两者形成映射式的关联时，无疑是能够区分虚拟实在与真实实在的。
（2）解释学关系。在解释学关系中，技术不是像体现关系中那样，帮助人们直面世界，而是对世界作出抽象的解释。例如，用望远镜看远方是体现关系，而通过地图找一个地方就是解释学关系。此时，人是通过绘图技术使用的抽象的符号去面对世界的，技术所显示出的不是体现关系中的躯体的延伸，而是一种语言的延伸。在解释学关系中，世界先被技术转换成一种文本，然后再由人去解读。人、虚拟实在和世界三者的关系有时也是一种解释学关系。例如，在科学家运用虚拟实在建构Dna模型、蛋白质分子模型等可感知的理论模型时，就存在解释学的关系。当人们进入描述蛋白质构造的虚拟实在时，他们所看到的不是对真实实在的直接的拟象，而是波普尔的世界3中的客观知识的具体化模型，需要一定的知识背景和规则才能加以理解和诠释。换言之，此时的虚拟实在是对真实实在的解释，因而不会与真实实在混同：人们可以借助理论模型的虚拟实在进一步研究真实实在，但总不至于将研究目的定位于解释虚拟实在本身，那就成了解释的循环了。
（3）他性关系。他性关系源于人对于"自动化"的追求，其初衷是人希望制造出一个不仅体现人的意志，而且能够替代人的作用的替代物，即人们希望技术代替他们去与世界发生关系。在前面两种关系中，人们致力于使技术的力量纳于"我"的力量之中；而在他性关系中，人们反过来将自己的意愿和力量投射到技术替代物之中。值得指出的是，在他性关系中，世界是"我"可以控制（输入指令即可获得输出，并能用反馈调适）的世界，或者说是属于"我"的意愿的世界。当人沉浸于虚拟实在之中的时候，他性关系就显现出来了：虚拟实在可以根据人的行为动态地展现在人的视野之中，让人感觉到它们的存在，它们还可以是反常（违反因果律和自然规律）的，甚至随人的意愿所动。此时，虚拟实在既是"我"的替代物，又是"我"的意愿中的世界，其实质是"我"的意志的循环。在这种关系中，最为突出的特征是可控性。例如，在虚拟实在中发生虚拟性关系时，参与者的对象与其说是虚拟实在，毋宁说是参与者的性幻想的具体化，而这种性幻想又不同于性梦，其对象是可控的。此时，可能的"异化"出现在两个方面：一方面，虚拟实在中的"我"习惯了对"他"的完全控制，这会使主体的权力意志得到膨胀，而影响到日常生活中对待他人和他物的态度；另一方面，"我"的潜意识又希望"他"是真的，便依据日常经验欺骗自己，将虚拟实在假想为具有某种自主性的"他"。由此可见，虚拟实在不仅是鲍德里亚所揭示的"客体的诡计"，同时也体现了主体的权力意志，其"异化"不仅来自客体的"诱惑"，更源于主体的控制世界的欲望。
（4）背景关系。当人们生活环境中的技术成为习以为常的生存背景的时候，就出现了人与技术的第四种关系：背景关系。建筑物、天然气、家具、电话、电视、电脑等使人在其中（海德格尔称为"在世界中存在"）的技术，构成了一个特殊的世界──"技术茧"，使人由此而能够相对地独立于"技术茧"之外的世界而生活。背景关系表明，技术已经部分地融合到我们的生存之中，成为我们生存的背景，昭示着我们的生存状态及其流变。在背景关系中，人、技术和世界之间的罅隙消失了，技术成为人性的一部分，成为世界的工艺结构。就虚拟实在而言，在两种情况下可能发生背景关系。其一，当人沉浸于虚拟实在中时，虚拟实在构成了一种特殊的生活环境，对于处于其中的人来说，虚拟实在就是一个典型的"技术茧"。由于虚拟实在的"清晰度"再高，也难以与真实实在混同，故对于虚拟情境中的人来说，虚拟实在不仅仅是真实实在的拟象，实际上更意味着实在的一种新形式：它为人们构建的是一个相对独立的新环境和新世界，人们沉浸于虚拟实在之中，过前所未有的新生活。其二，如果不是过于保守，我们都可以接受的一个前景是，虚拟实在将成为人类生活环境和世界的有机组成部分。在这个前景中，虚拟实在与真实实在是互补融合的关系，而不是替代和被替代的关系。
透过以上分析，我们看到，虚拟实在的文化意义绝不仅是鲍德里亚所揭示的表征危机，而拥有更为丰富的文化意蕴。它向人们显现的是多个文化向度：体现关系表明，虚拟实在是人类知觉的延伸，它使人所感知的世界更宽广、更具纵深感；解释学关系表明，虚拟实在是人的认知的延伸，它使人能够具体地省察人所理解的世界；他性关系表明，虚拟实在是人的欲望的投射物，它使人得以体味主体在人所欲求的世界中的生活；背景关系表明，虚拟实在既可能形成相对独立的生活世界，也可能与真实实在共存而拓展生活世界，它昭示了人与技术共在的可能性，即人所建构的世界将随人的实践进程而不断延拓。因此，虚拟实在以及广义的虚拟技术是作为主体的人的诸世界──人所感知、理解、欲求和建构的世界──的新发展，而不是客体战胜主体的最后一道堑壕。
[i]马克·史洛卡著：《虚拟入侵》，远流出版公司，台北，1998年。
[ii]约翰·L·卡斯蒂著：《虚实世界：计算机仿真如何改变科学的疆域》，上海科技教育出版社，1998。第217－222页。
[iii]andrewCalcutt(1999),whitenoise:ana－ZoftheContradictioninCyberculture.newYork:St.maRtin’SpReSS,inC.p131.
[iv]LanceStrate,RonaldJacobson,StephanieB.Gibson.(ed.)(1996)Communicationandcyberspace:socialinteractioninanelectronicenvironment.Cresskill,newJersey:Hamptonpress,inc.p86.
[v][美]詹姆斯.特拉菲尔，未来城，中国社会科学出版社，2000年。252。
[vi]迈克尔·海姆著：金吾伦、刘钢译：《从界面到网络空间：虚拟实在的形而上学》，上海科技教育出版社，2000。第111－119页。
[vii]R.霍伊卡著：《宗教与现代科学的兴起》，四川人民出版社，1999。第70页。
[viii]马克·第亚尼著：《非物质社会》，四川人民出版社，1998。第244页。
[ix]依据法国社会学家卡隆（m.Callon）和拉图尔（B.Latour）的操作子网络方法（actor-network）方法，技术并非单纯的同质要素的组合，而是由人、技术、文化等各种异质性的要素互动混合和联接而成的网络。参见，m.Callon,Societyinthemaking:thestudyoftechnologyasatoolforsociologicalanalysis,inw.e.Bijker,t.p.Hughes,andt.J.pinch(ed.)(1987),thesocialconstructionoftechnologysystem.Cambridge:mitpress,1987.p83-106.
[x]R.舍普等著：《技术帝国》，三联书店，1999。第98页。
[xi]参见，勒内·贝尔内著：《欢腾和虚拟：复杂性是升天还是入地？》，载《第欧根尼》，1997（2）。第23－45页。
[xii]赵敦华著：《西方哲学简史》，北京大学出版社，2000。第95页。
[xiii]R.舍普等著：《技术帝国》，三联书店，1999。第99－100页
[xiv]笛卡尔著：《第一哲学沉思集》，商务印书馆，1996。第33页。
[xv]LanceStrate,RonaldJacobson,StephanieB.Gibson.(ed.)(1996)Communicationandcyberspace:socialinteractioninanelectronicenvironment.Cresskill,newJersey:Hamptonpress,inc.p115.
[xvi]迈克尔·海姆著：金吾伦、刘钢译：《从界面到网络空间：虚拟实在的形而上学》，上海科技教育出版社，2000。序言。
[xvii]赵敦华著：《现代西方哲学新编》，北京大学出版社，2000。第214－216页。
[xviii]andrewCalcutt(1999),whitenoise:ana－ZoftheContradictioninCyberculture.newYork:St.maRtin’SpReSS,inC.p132.
[xix]LanceStrate,RonaldJacobson,StephanieB.Gibson.(ed.)(1996)Communicationandcyberspace:socialinteractioninanelectronicenvironment.Cresskill,newJersey:Hamptonpress,inc.p116.
[xx][美]威廉.J.米切尔，比特之城，三联书店，1999年。167。
[xxi]peterDroege,(ed.)intelligentenvironment,amsterdam:elsevierScienceB.V.1997.p386-419.
[xxii]赵一凡著：《欧美新学赏析》，中央编译出版社，1996。第170页。
[xxiii]在鲍德里亚的文章中，仿真和拟像有广义和狭义之分，广义的仿真意指的摹仿，包括仿造、生产和狭义的仿真等；在广义的上仿真物即广义的拟像；狭义的仿真则指超真实的再现，其仿真物为狭义的拟像。在本文中，仿真根据语境取广义和狭义，拟像则只取狭义。
[xxiv]让·鲍德里亚著：《象征交换与死亡》，载汪民安等主编：《后现代性的哲学话语》，浙江人民出版社，2000。第317页。
[xxv]让·鲍德里亚著：《象征交换与死亡》，载汪民安等主编：《后现代性的哲学话语》，浙江人民出版社，2000。第302－328页。
[xxvi]JeanBaudrillard:Simulations.newYork:Semiotext(e),1983.p2.
[xxvii]ibid.p.23.
[xxviii]ibid.p.25.
[xxix]JeanBaudrillard:intheshadowofthesilentmajorities.newYork:Semiotext(e),1983.p100.“有”版权所
[xxx]道格拉斯·凯尔拉，斯蒂文·贝斯特著：《后现论》，中央编译出版社，1999。第143－189页。
[xxxi]让·博德里亚尔著：《完美的罪行》，商务印书馆，2000。第31页。
[xxxii]同上。第8页。
[xxxiii]让·博德里亚尔著：《完美的罪行》，商务印书馆，2000。第28－29页。
[xxxiv]同上。第35页。
虚拟制造技术的定义篇6
1.1虚拟现实技术定义
虚拟现实可以被划分为综合性的集成技术,它包含有计算机的图形技术,显示技术,人与机器交互的技术,传感技术还有人工智能技术,它的覆盖面非常广泛,以网络技术为基础,可以将它看成为一种技术性较高模拟的系统[1]。我们从狭义角度审视,虚拟现实技术的定义是:结合网络技术给人一种仿佛身临其境的感觉,让使用者通过特殊渠道对这种虚拟设计进行体验,并且在这个视听过程当中可以随心畅享、自由进行交流互动。打个比方,使用者在移动过程中,网络连接辅助设备能够对使用者的位移进行感应,通过一系列运算,用3D影像传输到使用者所用设备上面,从而达到让使用者真实对设计环境有所感受的目的。我们再来从广义角度看,虚拟现实技术的定义是:世上有关联的环境或者事物,通过物理意义亦或是功能意义方式存在,用实际操作能够实现亦或是没有办法实现,比如像赛伯空间[2]。
1.2虚拟现实技术构成与分类
一般科技技术都有软件与硬件两个部分,在这当中的硬件技术包含有计算机或其他一些基础的设备。对于现如今计算机输入与输出设备当中,视觉与听觉设备发展的相对比较成熟,但是有关于嗅觉与味觉硬件设备还需要进一步进行完善。我们结合虚拟现实技术运用特点,把虚拟现实技术划分成二维模型的虚拟方式还有全景图式的虚拟方式。再由交互程度与浸入方式可以把虚拟现实技术划分成分布式VR系统,叠加式VR系统,沉浸式VR系统还有桌面式VR系统。这些虚拟系统当中,因为桌面式的虚拟系统用不到依靠大规模服务器与处理器,所以制作的成本相对低廉,只需要通过个人网络便能够做到二维虚拟的空间场景设计。
2浅析虚拟现实技术在建筑景观设计中的应用
2.1结合虚拟现实技术为建筑景观设计工作流程做铺垫
建筑景观设计过程当中,虚拟现实技术我们可以把它大致划分为三个流程。首先对建筑景观平面图的绘制,结合CaD这些软件技术对建筑景观平面布局的绘制与处理进行构思。其次用已完成平面图作为前提,对相关数据进行收集与调查,再把构思好场景模型放到平面图上面,这其中的场景模型我们把它分成水位模型,建筑模型,绿化模型,道路模型等等。在做模型构建的时候,要收集大量图片,并结合纹理填图方式,进一步对虚拟场景真实效果进行增强[3]。因为虚拟场景构建过程当中要通过渲染达到增加它真实度的效果,所以对虚拟的建筑景观进行构建的同一时间也应当对模型的数据量做某种程度的控制,假使较额定数据有所超出再做一下优化处理。再次将平台视为前提做景观建筑合成工作。最近几年时间网络技术飞速发展的大前提下,虚拟现实技术在实现方法上面也进行了升迁,比如像VRmi、JaVa3D、VRmap、CUtF3D、VRp等,每种方法具备自身独特优势,在这当中VRp与VRmap是现今比较流行虚拟现实技术软件,被用在石油化工,遥感测绘,数字城市,地质监测等各行各业。
2.2结合虚拟现实技术为建筑景观设计主义事项做铺垫
一个基本VR模型要包含模型归类,尺寸,命名,纹理格式,纹理尺寸,场景单位,节点编辑,纹理等这些内容也应当一一遵循虚拟现实技术制作规范。虚拟现实技术构建过程当中,模型文件的制作规范、面数精简与归类清晰是提升程序控制在管理效率方面关键性因素。虚拟现实技术在建模过程当中应当着重注意下面几个方面:首先,尺寸及比例。对模型进行构建之前需要对模型尺寸及比例进行确定,使用单位一般是mm。场景内的单体制作要依照CaD图做CaD建模处理,没有CaD图做参照的时候,可以将符合常理照片、有关联的物体尺寸或是一些视频作为参照,进一步对模型进行构建。其次,贴图及材质。建模依照材质标准我们将其划分成两类:一类为标准材质,另一类是多维材质。前期准备要把max进行合理设置,为了避免map当中Glossiness与SpecularLeve属性调节时遇到麻烦。把Diffuse与ambient默认成灰色,当中Selfillumination设置成二十到三百子材质,并且子材料iD应全部成可连续的状态。
3结语
虚拟制造技术的定义篇7
原告李某为某网络游戏的玩家，一日发现自己iD内所有的虚拟装备丢失，包括生化装备10件、毒药2个、生命水2个、战神甲1件等。李某与网络游戏运营商联系，该运营商仅能查询装备的流向：寄给玩家XX。李某向运营商索要玩家XX的详细资料，运营商以玩家资料属于个人隐私为由而拒绝提供。于是李某将该运营商告到法院，要求运营商赔偿其丢失的装备。该运营商认为，网络游戏中的装备等财产只是游戏中的信息，实质上只是一组电脑数据，本身并不以“物”的形式存在，运营商不能为不存在的东西负责。
【法院判决】
法院认为，虽然虚拟装备是无形的且存在于特殊的网络游戏环境中，但并不影响虚拟物品作为无形财产的一种获得法律上的适当评价和救济。由于玩家在网络游戏预先设定的环境下进行活动，活动的自主性受环境设定的限制，而运营商掌握服务器的运行，并可控制服务器数据，因此要对玩家承担更严格的保障义务。法院认定运营商应对李某虚拟物品的丢失承担保障不利的责任，判决运营商通过技术手段将查实丢失的李某虚拟装备予以恢复。
【法理透析】
通过判决对网络游戏中的虚拟财产予以法律保护，这在我国的司法实践中还是第一例。做出这一判决的法官的智慧与勇气非常值得赞赏，但尤为值得赞赏的，是这一判决给我们带来了更多的理论联想。
显而易见，网络游戏中形成的虚拟财产具备许多与现实财产相同的属性。例如，虚拟财产最终是通过编程等劳动而形成，具有形成价值的客观基础；虚拟财产可以带来玩家参与网络游戏的愉悦感并满足玩家占有和增加财产的成就感，具有独特的使用价值；虚拟财产可以用来交换，具有交换价值；从法律视野来看，虚拟财产同样可以被占有、使用、收益和处分，并因此可以成为法律关系的客体。所以，本案法官认为“虽然虚拟装备是无形的且存在于特殊的网络游戏环境中，但并不影响虚拟物品作为无形财产的一种获得法律上的适当评价和救济”，这是一个十分正确的判断。但是，如何把握法律对虚拟财产的评价和救济的适当性，却是一个在理论和实务上更为重要的问题。两个玩家可以在虚拟世界中结婚并把虚拟财产作为家庭财产，如果这两个玩家后来闹离婚，并为如何分配虚拟财产而产生纠纷，现实世界的法院是否会为双方裁决虚拟财产如何分配？网络游戏可以年复一年地玩下去，如果某一拥有亿万虚拟财产的玩家不幸去世，现实世界的法院是否要把这些虚拟财产直接纳入遗产，并在现实世界中通过继承程序予以分配？可见，现实世界的法院并不能对任何虚拟财产纠纷都予以判决，进而言之，现实世界的法律并不能对虚拟财产给予概括性的保护。
自从网络技术出现以来，我们的世界就被割裂成两部分：一个是不用网络技术即可感知的现实世界，另一个是必须利用网络技术才能感知的虚拟世界。网络中的虚拟世界是对现实世界的模仿和设想，其中必有许多与现实世界同构与类似之处。虚拟财产与现实财产之间的相似性，实质上并不是其获得法律保护的根据。法律之所以保护某类财产，不在于它是“物”，不在于它有价值、使用价值和交换价值，而在于其上存在着法律必须保护的社会关系。法律只调整社会关系，由于财产是社会关系的客体时，才成为法律保护的客体。
实际上，在我们以工具意义看待网络世界时，它仍是现实世界的一部分，是现实世界中的人们进行信息交流的技术手段之一，例如在电子商务、网上银行等社会经济活动中网络联系的地位与作用。在我们以本体意义看待网络世界时，它却用独立的信息处理和记忆方式，构筑了一个与现实世界相区别的虚拟世界，例如在网络游戏中形成的社会环境。这样在我们的感知范畴就形成了两种社会关系体系：一是现实世界的现实社会关系体系，二是虚拟世界的虚拟社会关系体系。现实的法律只能调整现实的社会关系，如本案中玩家与网络游戏运营商之间的关系。现实的法律不能调整虚拟的社会关系，如网上婚姻及因此形成的共同虚拟财产关系。但是，虚拟世界并不能完全脱离现实世界而存在，虚拟世界需要现实世界的物质和能量的支持才能存续，虚拟世界和现实世界之间存在必要而频繁的信息交流。在虚拟世界与现实世界发生的关系属于社会关系时，它应当属于现实世界的社会关系，如玩家网络游戏中用现实货币购买游戏装备。至此，我们可以给法律是否保护虚拟财产设定一个最为基本的界面限制：只有虚拟财产与现实的社会关系发生具有法律意义的联系时，才能进入现实法律调整的范畴。在本案中，玩家与运营商之间的关系也有两重性：其一是本案所审理的属于现实世界的社会关系，如本案所涉及的属于现实法律调整的娱乐服务合同关系；其二是某一虚拟世界的缔造者和活动者之间的关系，如玩家进入运营商构造的网络游戏环境，按照运营商预定的游戏规则参与游戏等，属于虚拟世界规则调整的虚拟社会关系。法院只能对两者关系中的属于现实社会关系的部分进行判决，因此判断运营商对玩家虚拟装备的安全保障是否违反了现实社会中的娱乐服务合同义务，是本案得以正确处理的关键。由于运营商具备双重身份并且其与玩家的关系具有双重属性，因此有一些问题点是值得讨论的。
第一，在审理与虚拟财产有关的案件时，要避免把虚拟世界的内部事务纳入判决的范畴。所谓虚拟世界的内部事务大概有这样一些要件：主体是虚拟世界中特定的，如玩家自己的iD；主体是以虚拟世界的身份活动的；活动的范围限于虚拟世界，不论其是否遵守虚拟世界的游戏规则；在虚拟世界活动中与现实世界的联系是非法律意义的，如玩家自己为参与网络游戏而付出的能量与信息。如果一个玩家以虚拟世界的身份侵害一个玩家的虚拟财产，不管其行为是否符合该虚拟世界的游戏规则，均应当视为该虚拟世界的内部事务，现实的法律不应当理会；如果运用一个虚拟身份侵害现实财产，如盗取他人网上银行的帐号并窃取其资金，则属于现实世界的事务，应当属于现实的法律调整的范畴；如果以一个现实世界的身份侵害他人的虚拟财产，如运营商随意删除玩家的虚拟财产，也应属于现实世界的事务，可以运用现实的法律对这种行为进行制裁。
第二，要注意区别网络游戏运营商的双重身份。在现实世界，运营商是合同义务的履行者，对其合同义务的履行、过失的认定等，现实法律提供了一般判断标准。在网络游戏的虚拟世界，营运商实际在扮演一个“造物主”的角色，但运营商作为一个有某种缺陷的现实社会主体，实际上不可能成为完美的虚拟世界“造物主”，其构造和保障一个网络游戏环境的能力是有限的，并且是千差万别的，永远面临来自不同方面的技术和信息的挑战或攻击。一个技术保障水平很低的人也可以构造一个网络游戏环境让玩家来玩，至于玩家愿不愿意忍受这种游戏环境，就看玩家的兴趣所在和忍耐程度了。所以，现实的法律不能要求运营商有保障虚拟财产安全的一般能力，而只能要求其拥有符合特定合同约定的安全保障能力。除非现实合同中含有运营商具备或者应当具备某种水平技术保障能力的条款，否则不能用现实世界的法律要求运营商提高对虚拟财产的技术保障能力。
第三，网络数据在体现虚拟财产和现实财产方面的不同意义，也是值得注意的。在电子商务或网络银行的活动中，网络数据只是现实财产的记载。因此，即使因不可抗力而致使记载现实财产的数据库崩溃，运营商仍有义务保障本系统内他人现实财产不受损失。而对于虚拟财产来说，网络数据却是财产本身。如果在运营商没有现实合同履行上的过失的情况下，因外力攻击而致使某个网络游戏环境崩溃，运营商没有义务恢复玩家原有的虚拟财产。就象我们进入现实世界首先就要接受我们出生的时代和国度一样，玩家进入一个网络游戏中，就得接受其既存的网络社会环境包括它的命运。玩家如果认为运营商预设的游戏规则极不合理，其“网管”的技术保障水平低劣得不能容忍，以至无法在这个虚拟世界中生存，可以通过在虚拟世界中的活动改造它，也可以选择在这个虚拟世界中消失。当然，玩家如果愿意的话，也可以在现实世界中向运营商提出商业建议和技术建议，但却不能因此要求现实的法律制裁运营商。
虚拟制造技术的定义篇8
关键词：虚拟装配；虚拟装配环境；虚拟装配应用系统
中图分类号：tp311文献标识码：a文章编号：1009-3044(2011)18-4420-03
SurveyandanalysisofVirtualassembly
YUHai-xia,wanGJia-qi
(DepartmentofComputerScienct,anhuiVocationalandtechnicalCollegeofindustryandtrade,Huainan232007,China)
abstract:theresearchprogressofVirtualassembly(Va)inrecentyearswassummarizedandanalyzedinthispaper.accordingtodifferentfunctionsandobjectives,Vacanbeclassifiedasfouraspects.Virtualassemblytechnologywassummarizedandanalyzedfromthreeaspects:virtualassemblyenvironment,virtualassemblykeytechnologies,andvirtualassemblyapplicationsystems.aimingattheshortcomingsoftraditionalvirtualassemblyenvironment,thetwonewvirtualenvironmentsystemswerestudied.thekeytechnologiesofvirtualassemblysystems,theirresearchesandapplicationsweresummarized,andsomeimportanttechnologiesincludingassemblymodelinginvirtualenvironment,constraint-basedpositioningandassemblyprocessplanningwerestudiedcomprehensively.Fourtypicalvirtualassemblyapplicationsystemsarisinginrecentyearswereintroduced.atlast,technologicalshortcomingsandapplicationobstaclesforVaarepointedout.
Keywords:virtualassembly;virtualassemblyenvironment;virtualassemblyapplicationsystem
1概述
虚拟装配是近些年来被广泛研究的新兴技术，是虚拟现实技术在制造业的典型应用，也是虚拟制造技术研究的重要方向之一。它从产品设计装配的角度出发，综合利用虚拟现实技术、计算机建模与仿真技术、计算机辅助设计技术等，建立一个具有听觉、视觉、触觉的多模式虚拟环境，设计者可在虚拟环境中交互式地进行产品设计、装配操作和规划、检验和评价产品的装配性能，并制定合理的装配方案。
虚拟装配技术可以降低复杂产品的开发难度，缩短开发周期，降低成本，对实现产品的并行开发，提高装配质量和效率具有重要的意义。虚拟装配可以应用于航空航天、汽车、船舶、工程机械、教育等领域。
2虚拟装配的研究概况
1995年，美国华盛顿州立大学和美国国家标准与技术研究院联合，最早开始了对虚拟装配技术的研究，并开发了虚拟装配设计环境VaDe（VirtualassemblyDesignenvironment）。VaDe在装配领域的成功应用，引发了各个国家的高校和研究机构对虚拟装配的研究。20世纪90年代末，国内也开始对虚拟装配技术进行研究，已经取得许多研究成果。虚拟装配技术的研究大致可分为三个阶段：虚拟装配理论的提出和完善阶段，虚拟装配原型系统的研发阶段，虚拟装配技术在工业上的应用研究阶段。目前，国外已经开始了第三阶段的研究应用，国内也开始由第二阶段向第三阶段过渡。
根据实现功能和目的不同，可以将虚拟装配分为四种类型[1]。
1）以产品设计为中心的虚拟装配。
2）以装配工艺规划为中心的虚拟装配。
3）以制造系统规划为中心的虚拟装配。
4）以虚拟原型为中心的虚拟装配。
3虚拟装配的研究内容
虚拟装配的研究内容主要有：虚拟环境的研究、虚拟装配关键技术研究和虚拟装配应用系统的研究[2]。
3.1虚拟环境的研究
虚拟环境是虚拟装配的前提，良好的虚拟环境能使虚拟装配与实际装配过程更接近，为生产实践提供更可靠的指导。传统的虚拟环境可分为四种。
1）桌面式系统
桌面式系统使用普通计算机产生三维虚拟场景，用户通过显示器观看虚拟场景，需要佩戴立体眼镜才可以看到三维立体图像。这种场景系统造价低、简单方便，不足之处是沉浸感差。
2）头盔式系统
头盔式系统利用头盔显示器和数据手套等交互设备把用户与外界环境分隔开来，从而使用户真正成为系统的一个参与者，沉浸感比较强。但头盔式显示器存在约束感较强，分辨率偏低等问题，长时间易引起疲劳。
3）CaVe系统
CaVe系统的主体是一个房间，房间的周围均由大屏幕组成，高分辨率的投影仪将图像投影到这些屏幕上，用户通过立体眼镜便能看到立体图像。CaVe系统实现了大视角、全景、立体且支持多人共享的一个虚拟环境，但其造价太高，参与者被限制在一个有限的小空间内，不能大距离行走。
4）大屏幕投影系统
将多台投影仪拼接起来形成一个逻辑上统一的大屏幕，实现大面积、高分辨率的显示，优点是可以产生大视角、高亮度和高分辨率的立体图像，可使多人沉浸场景之中，具有很强的沉浸感。缺点是成本高，技术难度大，许多关键问题需要解决。
以上各种虚拟环境都存在一个共同的问题是，操作者被限制在一个有限的空间内，行动上受到很大的限制，而现实中，尤其是大型产品的装配中，操作产品并不能移动，往往要求操作人员要有足够的活动空间。为了解决这个问题，很多研究机构提出一些新型的虚拟装配环境，如英国warwick大学研制的Cybersphere系统[3]。Cybersphere系统采用半透明的球体作为显示装置，放置在可以自由旋转的支架上，操作者处于球体内部，可以自由行走。计算机根据操作者的肢体动作产生不断变化的图像，并通过投影系统显示在球体表面，操作者通过立体眼镜看到立体图像。这种方式实现了操作者在虚拟环境中的自由行走。
哈尔滨工业大学也设计了一种可实现操作者自由行走的新型虚拟装配环境系统[3]，如图1所示，该系统也采用球形幕作为显示装置，操作者在一个专门设计的全方位反行走机构上做直线行走或者转向。操作者头部、手部与双脚分别装有3-D位置跟踪器，计算机系统根据接收到的3-D位置跟踪器信号，控制全方位反行走机构的运动，并生成不断变化的三维图像，通过投影系统显示到球形幕上。操作者通过佩戴立体眼镜、数据手套与虚拟环境交互从而生成沉浸感较强的虚拟环境，为大型复杂产品的装配设计、规划和训练提供高逼真度的仿真平台。
3.2虚拟装配关键技术的研究
虚拟装配涉及到的关键技术很多，各种技术的研究情况及应用情况如表1所示。本文只对其中几个重要的关键技术进行论述。
1）装配建模技术
目前，虚拟装配中零部件模型的建立和虚拟装配应用系统的开发主要还是基于CaD系统实现。这种虚拟装配系统易于实现，零件和装配体的建模、装配仿真可在一个系统下进行，操作简单，但真实感和可靠性受到限制，主要用于产品的设计阶段。
基于虚拟现实软件开发的虚拟装配系统，需要将CaD零部件模型及其相关信息转换后导入到虚拟环境，实现交互操作。目前已经取得一定的研究成果，美国的VaDe从pro/engineer系统中提取产品结构树信息、装配约束信息以及零部件几何信息，实现CaD系统和虚拟装配系统的自动转换；新加坡南洋理工大学开发了基于CaD紧密连接的虚拟装配环境；哈尔滨工业大学通过模型转换实现了从Solidworks、pro/engineer系统到虚拟装配系统的输入。
2）约束定位技术
由于虚拟环境缺乏现实环境中存在的各种物理约束和感知能力，虚拟装配过程中零件之间主要依靠几何约束进行精确定位。华盛顿州立大学的S.Jayaram等[4]首先提出约束定位的思想，通过零部件受约束运动以及约束求解，来实现虚拟装配过程中待装配零件的精确定位。英国Heriot-watt大学Richard等[5]提出近似捕捉(proximitysnapping)和碰撞捕捉(collisionsnapping)的方法来解决虚拟环境中零部件的精确定位。英国Salford大学虚拟环境中心的Fernando等[6]研究了基于几何约束的零件精确定位和三维操作，开发了几何约束管理器，用来支持虚拟环境下装配和维修任务。浙江大学刘振宇、谭建荣等[7]在语义识别的基础上，提出了基于语义引导的几何约束识别方法，通过语义和约束识别来捕捉虚拟装配过程中用户的操作意图，从而提高了约束识别速度和准确性。
3）工艺规划技术
设计人员根据经验知识在虚拟环境中人机交互式对产品的三维模型进行试装，规划零部件装配顺序，记录并分析装配路径，选择工装夹具并确定装配操作方法，最终得到经济、合理、实用的装配方案。加拿大Yuan等[8]提出了虚拟环境中交互式装配序列规划的方法。浙江大学的万华根等人[9]在基于虚拟现实的CaD系统中提出用户引导的拆卸方法，基于“可拆即可装”的原理，将拆卸顺序和拆卸路径进行反演，即可得到产品的装配顺序和装配路径。
3.3虚拟装配应用系统的研究
从1995年美国州立大学研制出第一个虚拟装配系统VaDe起，世界各国陆续研制出了多种典型的虚拟装配应用系统，分别应用于不同的工业领域。本文只对几个典型的系统进行介绍。
1）CHDp(CableHarnessDesignandplanning)系统
CHDp系统是英国Heriot-watt大学在2002年开发出来的。它是在早期开发的虚拟装配规划系统UVaVU[10](UnbelievableVehicleforassemblyVirtualUnits)的基础上提出的，主要针对现代产品设计过程中存在的管路和线缆装配的难题。该系统充分利用了虚拟现实人机交互的特点，设计者在虚拟环境中可以充分发挥已有的装配经验和知识，根据周围环境进行快速、直观地布线。
2）V-ReaLiSm系统
V-ReaLiSm[11]系统是新加坡南洋理工大学2003年开发的基于CaD的桌面式虚拟环境系统，可用于虚拟装配、拆卸与维修。该系统充分体现了可视化、交互性和自由导航三个特点；系统包括三个基本功能：提供优化的装配/拆卸序列；提供三维虚拟环境进行操作和导航；将智能装配/拆卸序列规划算法和虚拟现实技术集成到一起。
3）基于虚拟原型的装配验证环境VpaVe
2003年，美国纽约州立大学开发了基于虚拟原型的装配验证环境VpaVe[12](VirtualprototypeassemblyValidationenvironment)。实际生产过程中，零部件在加工过程会引起变形或受机床刀具与夹具的磨损，引起零件最后的尺寸和形状误差。而在传统的面向装配设计系统中，很少考虑到零件的尺寸误差，导致最后加工出来的零件装配不上或装配性能不能满足要求。VpaVe系统就是基于上述不足而提出的。VpaVe系统中采用虚拟原型，通过提取实际加工过程影响参数，建立对装配零件形状精度和尺寸精度的影响模型，利用有限元软件分析零件的受力、变形及残余应力情况，在虚拟环境下进行可装配性分析和评价。
4）paa系统。
2005年，意大利Bologna大学利用增强现实技术开发了基于CaD的装配规划与验证系统paa(personalactiveassistant)[13]。paa实现了CaD装配系统和增强现实系统之间集成，从而提高工程设计模型和真实物理模型之间的集成。paa系统利用CaD工具来有效提高对象识别能力，生成优化装配序列和产生装配操作指令；另一方面，基于增强现实的装配评价工具允许装配设计人员和装配操作人员之间的直接交互，指导操作人员的装配。
4存在问题
虚拟装配在设计与制造领域的应用，具有重要的理论意义和实用价值。国内外研究也取得了很大的进展。但总体上看，虚拟装配技术目前仍存在许多欠缺，一些关键技术还需要亟待解决。
1）缺乏规范化的共享开发平台和统一的标准和规范。虚拟装配系统还不能接受CaD系统的模型信息，实现与主流CaD系统的无缝集成。目前各的虚拟装配系统，都是根据本单位的情况来定制CaD接口，实现信息转换，在数据的提取和表达、信息的存储和管理等方面没有统一的标准和规范。
2）建模能力弱。目前的虚拟装配系统都以理想的零件模型为基础，没有考虑具体的加工和装配环境对零件形状精度和尺寸误差的影响，导致实际生产出来的零件装配不上或装配性能不满足要求。
3）交互操作可靠性和灵活性差。由于基于碰撞检测的交互操作是一个多输入、大计算量的过程，输入系统的灵敏性、碰撞检测的计算效率等因素都影响交互操作的可靠性。
4）功能过于单一。虚拟装配系统除了工艺规划和装配过程仿真外，许多辅助功能还没能实现，如装配力变形分析、工装夹具的设计、装配质量预测、装配人员工效分析等功能。
5）开放性和集成能力弱。由于虚拟装配系统开发的方法、环境差别较大，与其他系统集成和数据交换的能力弱，制约了虚拟装配系统的开发及与现有其他系统的集成。
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虚拟制造技术的定义篇9
论文关键词：虚拟；虚拟实在；异化；超越
人本初使用语言是指代实在的，可是当语言都可以变成“独立王国”或“游戏”时，就将实在“悬置”在一边。语言离开了现实实在，没有了根基，自然重新创造一个实在，即语言文字形式的虚拟实在。在这里，语言可以自由地发展，几乎可以成为“理念国”了。然而，并非人人能接受的是，人们发明了另一种可感观的实在，比语言所创造的实在更实在，这就是网络技术、影视声乐所带来的如同现实中发生，不但可以想象，而且还可以成为想象的材料的实在，感官形式的虚拟实在，也称之为虚拟技术实在。
一、虚拟实在的本质
如果从认识论角度看，虚拟实在是主体与客体关系的条件虚拟技术如同文字符号，在本质上是一种工具和中介系统，它既是主体与客体的中介，也是人和现实世界之间的中介系统。虚拟技术的中介性就渗透、隐蔽在虚拟客体之中，成为虚拟客体的基础或不可分割的一部分。作为人和现实世界之间的中介系统，虚拟技术是人为了解决人和现实世界之间的矛盾而发明创造出来的，最终又要用它来为解决人和现实世界之间的矛盾服务。人可以在虚拟世界中作出多种意想性的探索和选择，作出多种行为方案和决策，并最终选择和确定最佳的方案和决策，但方案和决策的最终实施不可能在虚拟世界中完成,而只能在现实世界中完成。从这种意义上说，虚拟现实不可能是人面对的最终客体和世界，只能是一种中介世界和中介客体。
英国阿伯丁大学技术哲学教授戈登?格雷厄姆在其专著《互联网哲学的探索》中，用“虚拟实在：赛博空间的未来”表达对VR的认识，同时他又将虚拟实在划分为具有现实对象的物理形态的数字虚拟和没有现实对象的“特殊对象的实在”。比如，一个虚拟社会组织不是一个与现实社会组织毫无区别的复制品，而是一个具有特殊性质的新类型的社会组织，是“赛博空间的个人关系网(webofpersonalrelationshipsincyberspace)”。
金吾伦先生对虚拟实在的本质进行了全方位阐述，既保留了汪成为教授关于虚拟实在定义中虚拟实在系统的“三i”基本特征，又在此基础上从社会和哲学层次加以说明，形成虚拟实在本质的三个层次说。第一，从技术上看，VR是一种以动态形式创造一种可选择的数据表达的系统。VR系统的基本特征即3个“i”（immersion沉浸，interaction交互，imagination构想)。第二，从社会层次上看，VR是由技术创作的，不同于精神或意识的人造物，VR是实在的。第三，从哲学层次上看，VR是计算机创造和生成的一种新的实在。它表明了世界的多元性。这里没有说明虚拟实在与精神或意识的人造物之间的关系，也未说清虚拟实在如何表明世界的多元性。这成为后来研究的契入点，胡心智先生指出：“虚拟现实的本质，从严格的意义上讲，它是兼有物质和意识的中性物，电子这个载体就是物质，而各种声像、图形、文字、信息，应该是物发出的物息，而物息就已经开始跨入了意识的门槛，物息的进一步发展就形成了意识。因此，虚拟实在既有物质成分又有意识成分，它是由物质向意识的过渡，是物质向意识转化的中间环节”。
二、虚拟的异化性
虚拟交往也不同于网络交往，网络交往中的电子邮件、电子商务、网络教学等方式不过是利用互联网进行的交往，其目的是满足现实的需要。虚拟交往则是建立在人的虚拟的基础上，其目的并不一定指向现实活动。技术哲学与技术社会学的晚近研究表明，技术不是一种抽象的、与价值无涉的工具，而根植于特定的社会情境，技术的演替由群体利益、文化选择、价值取向和权力格局等社会价值因素决定。这种立场就是所谓的建构论（constructivism），又称情境论(Contextualism)。建构论是一种与技术决定论迥异的立场，其最大差异在于，建构论力图揭示蕴涵于技术化的生活世界中的价值因素，力图从技术与社会互动的角度体现人在其中的作用。虚拟交往突破了制约传统交往的两个主要条件：一是克服了交往主体身体自然状况的限制。传统的交往受到性别、年龄、身体状况等因素的影响。而这些因素在虚拟交往中则不具有决定性的作用；二是克服了人们在传统交往中的社会地位的限制。传统交往具有明显的等级差别，导致等级差别的原因很多，其中交往主体社会地位的不同是一个主要的因素"虚拟交往则很少受到交往主体社会地位的影响。这样，虚拟交往与传统交往相比更加平等和自由。
首先是主体性的异化。所谓虚拟交往的主体性，主要表现为虚拟交往主体的自主性。而虚拟交往主体性又与现实交往的主体性相衔接。所谓主体性，就是人作为主体的规定性。主体是一个关系范畴，只有发生了主客体关系的地方，才有主体。人之所以能够成为主体，是在他同自然、社会以及他自身发生的主客体的关系中确立的。我们谈人的主体性，其用意就在于：把世界还给人，把人还给他自己，从异化的虚拟环境中认识自己。通俗地说，就是以人性的方式和人道的方式认识人、对待人。虚拟环境给人提供了这个空间。“人是社会关系的产物，但并不是社会关系的奴隶；人是环境的产物，但人不仅能够改造环境，也能不断赋予环境以新的意义”。道德异化如同戏剧。网络交往的自主性应以人的公认的道德自律为前提，才能保证其交往的秩序性和安全性。由于网络交往的虚拟性，人们在网络空间中可以任意宣泄自己，人的行为可以不受任何外界限制。在现实世界中会考虑自身的地位、尊严对个人或他人的影响。这种“我”有着特定的定位，“我”在某种程度上是社会性之“我”而在网络空间这个虚拟的世界里，人们实现身份自由，从现实束缚中挣脱出来，展开想象，任意驰骋。在这个空间中不须考虑我是谁。虚拟交往之“我”只受内心道德和自身修养的制约。虚拟之“我”正好能印证弗洛伊德所说的“本我”。此时人在社会进化中被压抑制约的自然属性的弱点便暴露出来了。“自我”和“超我”的控制功能被消弱。因而，网络问题也就滋生和漫延开来。虚拟交往弱化了现实的人际交往规则的权威性。人们在现实的人际交往中都要遵从一定的规则，如诚实、真诚、礼貌等，并相应产生一套交往礼仪和道德规范。如果有人违背了这些规范，就会受到社会道德的谴责，难以在现实交往中获得成功。而虚交往是通过计算机为中介进行的，具有虚拟化和间接性的特点，主体会随时从一种道德环境跳到另一个道德环境。人的道德感无法被固定下来，具有极高的自由性。受现实规则制约的人们往往会在网络空间中寻找心灵的寄托，将更多的个人时间用于虚拟交往，从而使现实的交往规则的权威性弱化。
交往主体的符号化是导致虚拟交往与传统交往不同的主要原因。戴森(estherDyson)把交往主体的符号化称之谓“化名”，他说：“个人给自己取一个法定姓名以外的名字，凭此在网上建立起一个虚假的，但经久不变的身份，这就是化名(pseudonymity)。
三、虚拟的超越性
现实世界成为主体创造性指向的可能世界的一种形式，可能性与现实性的关系被虚拟技术颠倒过来，很多现实性从可能性中引申出来，现实性成为可能性的展开方式。可能性与现实性关系的颠倒，使虚拟认识充满创造性和变动性，表现为一系列目标、确立、模型、设计、可能性空间、可能性程度、优化选择等等。它以巨大的创造性为前导，以虚拟现实为环境，以可经验性、可操作性、可选择性作为自己可能性的证明。立足于可证明的虚拟认识的可能性，可以规范现实。如果现实困难源于认识对象，可以虚拟认识对象的各种情形，以供主体体验、判断和选择。如果现实困难在于认识工具，可以虚拟认识工具，增强人造经验。如果现实困难源于认识主体，可以虚拟足以认识和同化认识对象的主体。经过虚拟，人们可能找到解决现实问题的最佳方案。基于虚拟认识提供的人造经验，现实和实践就不必要去试探多种可行的认识道路和解决困难的各种办法，而是直接选择由虚拟认识提供的方案。
虚拟制造技术的定义篇10
[关键词]虚拟企业船舶制造业企业应用集成webService
一、引言
虚拟企业又称动态联盟，是由两个或两个以上的成员企业组成的一种有时限的、相互依赖、信任、合作的组织，虚拟企业为企业快速、高效地响应市场需求提供了一种新的组织形态，是21世纪主要的企业组织形式。如何保障在成员企业之间方便地、低代价地实现无缝集成和互操作，如何实现动态的虚拟企业应用集成环境是构建虚拟企业的关键问题之一。
二、世界造船业竞争格局
进入21世纪，世界船舶工业的竞争格局发生了明显的变化，中国的地位日益突出，世界造船业正逐步演变成中、日、韩三足鼎立的竞争局面，世界造船业竞争格局演变如图1所示。而国际制造业的产业转移趋势是中国船舶制造业发展面临的最大机遇，未来中国造船企业面临的竞争主要来自日本和韩国的造船企业。面对激烈的竞争环境和与日、韩之间的差距，我国船舶制造业采取系列发展措施。其中，通过信息技术，综合先进制造技术和现代管理模式，建立船舶制造业集成的信息系统就是具体实施措施之一。
图1世界造船业竞争格局演变
三、船舶制造虚拟企业应用集成体系
1.船舶制造虚拟企业应用集成体系
企业应用集成能够将企业的业务流程、应用软件、硬件和各种标准联合起来，在两个或更多的企业应用之间实现无缝集成，以实现企业与企业之间的信息交换、商务协同以及跨企业的业务流程集成。webService是新一代分布式技术，与编程语言无关，与运行平台无关且能够穿越防火墙，因此采用基于webService的解决方案，能够在internet环境下实现各船舶制造企业之间自主式的、极少人工干预的、自动化的应用系统集成，能够方便迅速地集成来自各船舶制造成员企业所提供的服务。船舶制造虚拟企业应用集成架构如图2所示。
图2船舶制造虚拟企业应用集成体系
在该应用集成架构中，共包括三方：船舶制造虚拟企业盟主、船舶制造虚拟企业成员和客户终端。船舶制造虚拟企业盟主即是webServices的请求者，船舶制造虚拟企业成员即是webServices的提供者，而客户终端则是webServices的最终使用者。
2.web服务描述实例
下面提供一个关于船东信息查询的简单web服务wSDL定义，该服务支持名为GetShipownername的操作，通过在Http上运行Soap协议来实现。
下面这部分定义了两个元素的结构(ShipownernameRequest、ShipownernameResult)。
xmlns:soap=“schemas.省略/wsdl/soap/”
xmlns=“schemas.省略/wsdl/”>
xmlns=“省略/1999/XmLSchema”>
下面这部分是具体的web服务的定义。
船东信息查询服务
四、结束语
本文提出的基于webServices的船舶制造虚拟企业应用集成体系立足于当今世界船舶制造业的格局和我国船舶制造业快速发展的现状及潜在需求，为我国船舶制造领域虚拟企业的进一步研究和实际应用提供一些借鉴。
参考文献：
[1]陈剑等:虚拟企业构建与管理[m].清华大学出版社，2002
[2]中国船舶报.世界造船形成新格局[n].2007～11～1
[3]wangRui,LiCongxin.Researchonmetadatainmanufacturing-orientedeai[J].JoURnaLoFSYStemSenGineeRinGanDeLeCtRoniCS,2007,18(2)