虚拟仪器–软件便是仪器
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一、导言
当时多媒体核算机、信息高速公路和核算机网络是核算机信息科学的三个重要开展方向。它们彼此联络、彼此促进、共同开展，现已渗透到人们日常作业、日子、学习、文娱的各个方面，逐渐地由办公室、实验室走向家庭。
虚拟实践是多媒体核算机的一个重要运用范畴，多媒体技能是虚拟实践的技能根底。虚拟实践（VirtualReality）是运用多媒体核算机技能生成的一个具有传神的视觉、听觉、触觉及嗅觉的模仿实践环境。用户能够用人的天然技能对这一虚拟的实践进行交互体会，而用户体会到的成果－－该虚拟实践的反响与用户在相应的实在实践中的体会成果类似或完全相同。虚拟实践的概念包含如下三个层次的意义：
1、虚拟实践是运用核算机技能而生成的传神的实体，人们对该实体具有实在的三维视觉、立体听觉、质感的触觉和嗅觉。
2、人们能够经过天然技能与虚拟实践进行对话，即人的头、眼、四肢等的各种动作在虚拟实践中的反响具有实在感。
3、虚拟实践技能往往要凭借一些三维传感设备来完结交互动作，如头盔式立体显现器、数据手套、数据衣服、三维操纵器等。
虚拟实践技能尽管现在还处于初级阶段，但已在科学可视化、CAD、飞行器／轿车／外科手术、虚拟仪器等的操作模仿等方面得到了运用。现已在航空航天、国防军事、生物医学、教育培训、文娱游戏、旅行等范畴显现出宽广的运用远景。
虚拟仪器(VirtualInstrument–VI)是虚拟实践在仪器仪表范畴中的一个重要运用，现在已在国际上悄然兴起。虚拟仪器是以多媒体核算机作为根底，运用图形界面编程技能，模仿实践仪器的面板、功用和操作，然后生成完结各种使命的专用仪器。
因为科学技能的高度开展，导致了各种功用强壮、越来越杂乱的仪器不断涌现，其间许多仪器都以核算机作为根底，呈现了仪器核算机化的趋势，其首要表现为：
1、硬件与核算机的接口规范化
2、硬件软件化
3、软件模块化
4、模块控件化
5、体系集成化
6、程序规划图形化
7、科学核算可视化
8、硬件接口软件驱动化
因为核算机软、硬件技能的不断开展，加之实践运用的需求，使人们对虚拟仪器的爱好越来越稠密，研发虚拟仪器也成为了实践的或许。研发虚拟仪器首要源于以下意图：
1、节约仪器开发的时刻和经费
2、充分运用核算机数据处理和剖析的功用
3、一致仪器的用户界面
4、增强仪器的功用和适用规模
5、集成仪器的需求
6、使仪器简略扩展
虚拟仪器首要由以下几部分组成：
1、界面控件库
2、数据输入、输出
3、数据处理办法库
4、数据表明库
5、数据存储与办理
6、恣意信号发生
7、图形界面编程环境
界面控件库中包含一些常用仪器的面板部件，如指示器、计量表、发光二极管、按钮、转盘、刻度盘、滑动条等，每个控件都带有可编程的函数与特色。
数据输入与输出是指从外部设备获取数据进入核算机或从核算机输出数据去操控外部设备，需求树立与数据收集板、串并口、以及其他规范化接口（IEEE-488、GPIB、RS-232、RS-422、SCSI、VXI等）通讯的驱动软件，然后扩展仪器的适用
规模与运用范畴。
数据处理办法库中集中了许多数据处理办法，如FFT核算、滤波、建模、参数估计等，并供给这些处理办法的编程接口，只需把这些办法简略的组合即可完结各种杂乱的使命。
数据表明是指用必定的办法来显现数据和处理成果，其间包含数字显现、曲线显现、直方图、散点图、二维图形、三维网格图形、三维填充图形、四维图形、图象甚至动态图形或图象等，使得数据表明非常直观，易于了解。
数据存储与办理首要是指供给数据存储的格局、数据查询办法、数据阅读办法等。
信号发生是指根据需求发生恣意信号，其间一些规范信号能够用于仪器测验和自检之用。
图形编程环境是指用户能够恣意组合控件与办法，将其联接成一个全体，构成专用仪器的东西。运用虚拟仪器用户能够象搭积木相同很快生成所需求的各种仪器。
二、现有虚拟仪器与集成环境举例
1、MATLAB：高性能数值核算和数据剖析软件
MATLAB是由美国Mathworks公司研发的高性能数值核算和数据剖析软件。它现已成为工程和科学研究的工业规范，它具有共同的用户交互界面、杂乱的数值核算、强壮的数据剖析、灵敏的科学图形、快速的核算、便利的扩展等特色，是高产和创造性科学研究的首选软件。
MATLAB的基本功用有：
※矩阵运算
※矩阵分化
※矩阵特征值与特征向量核算
※信号卷积
※谱估计
※复数运算
※一维和二维FFT
※滤波器规划与滤波
※曲线拟合
※三次样条拟合
※贝赛尔函数
※非线性优化
※线性方程组求解
※微分方程
MATLAB包含的东西箱有：
※数字信号处理东西箱
※操控体系规划东西箱
※体系辨识东西箱
※自扩展东西箱
MATLAB包含的绘图函数：
※直方图
※散点图
※曲线图
※三维网格图
※三维填充图
※等值线图
※极坐标图形
※X－Y绘图
※图象显现
