摘 要：社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的逐步提升，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)發(fā)展和運(yùn)用領(lǐng)域空間的逐漸擴(kuò)大。在計(jì)算機(jī)組裝過程中，由于計(jì)算機(jī)的硬件更新周期比較長，導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的組裝水平很難提升。當(dāng)前，在計(jì)算機(jī)組裝中運(yùn)用VRML虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可以對計(jì)算機(jī)的硬件實(shí)現(xiàn)虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)，對于提升計(jì)算機(jī)的組裝水平有著重大意義。本文主要對VRML的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：VRML；計(jì)算機(jī)組裝；虛擬實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TP305.3-4

計(jì)算機(jī)技術(shù)是一項(xiàng)新興教學(xué)方式，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展的趨勢下體現(xiàn)的作用越來越突出。而在計(jì)算機(jī)的組裝實(shí)驗(yàn)中，由于受到實(shí)驗(yàn)條件的限制與計(jì)算機(jī)的硬件更新速度較慢等相關(guān)因素的影響，嚴(yán)重制約了計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)水平的進(jìn)一步提升。而VRML也就是虛擬現(xiàn)實(shí)的建模語言運(yùn)用，為現(xiàn)實(shí)世界的虛擬仿真提供了三維場景的建模語言，從而對硬件設(shè)備完成虛擬仿真、實(shí)驗(yàn)，能夠有效提升計(jì)算機(jī)的組裝實(shí)驗(yàn)直觀性及實(shí)踐性。

1 VRML的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)近況

從理論角度講，VRML和計(jì)算機(jī)的組建平臺(tái)并沒有直接性或是間接性的聯(lián)系，但是作為一項(xiàng)場景模型或是建模語言，自身的交互性和沉浸性及構(gòu)想性等特點(diǎn)，使VRML在計(jì)算機(jī)的組裝實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮著重要作用[1]。在現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)水平逐漸發(fā)展的前提下，以VRML為基礎(chǔ)建立計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)的組裝實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先必須對計(jì)算機(jī)的組裝過程有一定了解，保證后續(xù)的組裝實(shí)驗(yàn)可以順利展開。目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包含硬件與軟件兩個(gè)部分，其中硬件系統(tǒng)的主機(jī)板塊包含了中央處理器與內(nèi)存儲(chǔ)器，而外圍板塊主要有三個(gè)方面的內(nèi)容，第一個(gè)是外存儲(chǔ)器，比如軟磁盤、硬磁盤和光盤等；第二個(gè)是輸入設(shè)備，例如鍵盤和掃描儀等；第三個(gè)是輸出設(shè)備，比如顯示器和打印機(jī)等。

計(jì)算機(jī)組裝的模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不但有設(shè)備三維瀏覽和組裝演示及組裝實(shí)驗(yàn)，而且包含了對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)說明。其中三維瀏覽主要依賴VRML來實(shí)現(xiàn)，是一項(xiàng)三維仿真技術(shù)，可以利用多角度的方式展開詳細(xì)觀察，并且計(jì)算機(jī)的設(shè)備更新也會(huì)同步到虛擬設(shè)備中，在一定程度上緩解了現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。另外，過程演示通常是重復(fù)性播放實(shí)驗(yàn)過程，可以有效降低現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)組裝的次數(shù)。而試驗(yàn)說明主要是對計(jì)算機(jī)的組裝模擬試驗(yàn)中目的和原理及注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)儀器等進(jìn)行相關(guān)介紹。

2 基于VRML的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

2.1 RML的計(jì)算機(jī)組裝實(shí)驗(yàn)重要性

在現(xiàn)實(shí)教學(xué)過程中，計(jì)算機(jī)的組裝教學(xué)作為一門實(shí)踐性和直觀性非常強(qiáng)的操作技能類型課程。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)的組裝教學(xué)時(shí)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)的各個(gè)部件缺乏和部件更新速度較慢等原因，一旦利用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，那么就會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)的組裝教學(xué)效果無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。雖然部分教師運(yùn)用了二維多媒體的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)完成輔助教學(xué)，可是計(jì)算機(jī)的組裝交互性和真實(shí)感也無法明顯的體現(xiàn)出來，使學(xué)生在觀看計(jì)算機(jī)的組裝全過程時(shí)不能感知到計(jì)算機(jī)的真實(shí)組裝過程。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對計(jì)算機(jī)的組裝過程實(shí)現(xiàn)一定的仿真試驗(yàn)，從而使學(xué)生可以真正參與到計(jì)算機(jī)組裝中來，計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)被逐漸開發(fā)和普遍用在現(xiàn)實(shí)教學(xué)活動(dòng)中具有重大意義。

2.2 VRML技術(shù)和網(wǎng)頁的結(jié)合

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主要目的就是突破學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)的地域性限制，從而完成實(shí)驗(yàn)環(huán)境的共享?，F(xiàn)階段，第二代VRML技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計(jì)語言作為基礎(chǔ)，可以建立三維立體的網(wǎng)絡(luò)世界先進(jìn)技術(shù)方式，同時(shí)和網(wǎng)頁的融合是完成實(shí)驗(yàn)共享的技術(shù)前提[2]。另外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)里HTML代碼具有支持引用文件的作用，同時(shí)VRML格式的文檔可以在標(biāo)簽的具體作用下融合到網(wǎng)頁中，從而實(shí)現(xiàn)連接VRML文檔和網(wǎng)頁文檔目錄的任務(wù)，這也是不必可少的運(yùn)用路徑。如果不運(yùn)用上述的路徑，就必須對VRML文檔中絕對路徑做出詳細(xì)描述。

2.3 建立虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

建立虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪峭瓿商摂M實(shí)驗(yàn)的重要步驟，必須保證其精細(xì)度與復(fù)雜度，從而保障計(jì)算機(jī)組裝的模擬試驗(yàn)系統(tǒng)成功進(jìn)行。此虛擬試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕M成部分主要有物理模型與幾何模型，虛擬幾何模型一般對三維模型里的紋理、外表和形狀及位置等進(jìn)行表達(dá)，是計(jì)算機(jī)的組裝模擬實(shí)驗(yàn)中設(shè)施的靜態(tài)特點(diǎn)體現(xiàn)[3]。在技術(shù)的重要性方面看，運(yùn)用第三方的建模技術(shù)方式具有的技術(shù)含量比較高，此技術(shù)的主要對象是現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)各個(gè)設(shè)備的復(fù)雜度高低進(jìn)行分別建模。利用VRML編程優(yōu)化可以在一定程度上減小文件的存儲(chǔ)空間，然而第三方的建模技術(shù)在減小編程復(fù)雜度方面發(fā)揮著重要作用。在進(jìn)行第三方建模時(shí)，3DS MAX技術(shù)作為比較常用的技術(shù)之一，必須在建模之前對設(shè)備的尺寸和比例等進(jìn)行綜合分析，保證虛擬現(xiàn)實(shí)世界具有真實(shí)性。另外，建模完成之后的導(dǎo)出工作主要包含模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和VRML文件的處理及設(shè)備模型的貼圖收編。

2.4 虛擬試驗(yàn)的交互式操作

交互式操作作為計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中第二步，在此環(huán)節(jié)中，必須組裝完畢各個(gè)部件的模型。主要操作如下：在設(shè)備虛擬模型庫里檢索出計(jì)算機(jī)的組裝設(shè)備相關(guān)格式文件和相關(guān)屬性，利用節(jié)點(diǎn)比如Transform對此部分的部件設(shè)備完成編組處理與幾何變化，使其組成想要的虛擬實(shí)驗(yàn)場景。本文以內(nèi)存條組裝為案例，組裝工作人員可以把內(nèi)存條與主板設(shè)備模型抽調(diào)到設(shè)備的虛擬模型庫中，檢索到相應(yīng)的文件，這是后臺(tái)程序就可以完成自動(dòng)編組與幾何變換，最終形成統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)組裝虛擬實(shí)驗(yàn)場景。

2.5 虛擬實(shí)驗(yàn)中需要注意的問題

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)該注意實(shí)驗(yàn)操作系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)組成也就是實(shí)驗(yàn)說明和計(jì)算機(jī)各個(gè)部件的三維瀏覽及計(jì)算機(jī)每個(gè)部件的組裝實(shí)驗(yàn)過程演示。而在學(xué)生參與計(jì)算機(jī)組裝虛擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生重點(diǎn)探究實(shí)驗(yàn)的目的和試驗(yàn)原理以及對虛擬實(shí)驗(yàn)過程中注意的相關(guān)事項(xiàng)完成歸納總結(jié)。與此同時(shí)必須明確計(jì)算機(jī)中部件三維瀏覽具有的作用，運(yùn)用計(jì)算機(jī)部件虛擬三維仿真，在各個(gè)角度上觀察計(jì)算機(jī)的組裝演示效果，還能夠隨時(shí)依據(jù)計(jì)算機(jī)部件相關(guān)更新狀況，對VRML下計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腕w系做出合理修改，從而促進(jìn)計(jì)算機(jī)組裝虛擬實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定發(fā)展。另外，VRML技術(shù)的運(yùn)用不僅在一定程度上降低了更換計(jì)算機(jī)硬件的成本，還可以隨時(shí)播放計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，可以熟練掌握計(jì)算機(jī)的組裝各種實(shí)驗(yàn)科目，從而提升計(jì)算機(jī)的組裝教學(xué)效果。

3 結(jié)束語

創(chuàng)建以VRML技術(shù)為基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對計(jì)算機(jī)的組裝實(shí)驗(yàn)的發(fā)展有著重大意義。利用VRML不但可以使人們了解計(jì)算機(jī)組裝的詳細(xì)過程，而且很好地解決了資源不足和條件有限等相關(guān)問題。在進(jìn)行虛擬化計(jì)算機(jī)組裝仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，確保學(xué)生可以參與到其中，并且獲取的經(jīng)驗(yàn)相對比較可靠。不管是在降低實(shí)驗(yàn)成本還是在遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)方面看，計(jì)算機(jī)組裝的虛擬實(shí)驗(yàn)都發(fā)揮著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：裝甲兵工程學(xué)院計(jì)算中心，北京 100072