李士琦 田亮 高海濤 楊健 楊濤

摘 要：虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的一種虛擬系統(tǒng)體系，在我國現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域的發(fā)展以及建設(shè)具有至關(guān)重要的作用。將虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)際的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)課程中，不僅能夠在一定程度能夠避免傳統(tǒng)的通信技術(shù)中的資金以及建設(shè)問題所導(dǎo)致的教學(xué)質(zhì)量差等問題，而且能夠改變現(xiàn)階段的教學(xué)系統(tǒng)與教學(xué)環(huán)境，全面提高學(xué)生在專業(yè)技術(shù)方面的實(shí)際學(xué)習(xí)與應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；硬件通信；虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

0 引言

所謂的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是一種運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)化計(jì)算機(jī)教學(xué)系統(tǒng)，是面向教學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)室。與此同時(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在一定程度上能夠打破人們在時(shí)間上一級空間上的阻礙，最大程度的突破時(shí)間、地點(diǎn)以及設(shè)備數(shù)量的限制。更加方面人們之間的相互溝通以及相互交流。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有其他系統(tǒng)所不能比擬的自身優(yōu)勢，其充分的將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)完美融合與實(shí)際的計(jì)算機(jī)通信課程中，并且建設(shè)速度較快，成本相對較低，且在實(shí)際的管理過程中便于管理人員的管理工作等特點(diǎn)。

1 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究的背景

1.1 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所體現(xiàn)的社會需求

改革開放以來，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)發(fā)展領(lǐng)域，從而使人們對各種各樣的媒體技術(shù)的認(rèn)知度逐漸加深，并將這種各種計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活中來。人們不僅對新鮮的多媒體技術(shù)的漸漸重視，同時(shí)也隨之對一切能夠與多媒體技術(shù)相互融合的仿真技術(shù)非常注重，因?yàn)橹挥懈鞣N先進(jìn)的多媒體技術(shù)與仿真技術(shù)這種先進(jìn)的技術(shù)才能夠帶給人們更加真實(shí)逼真的切身體驗(yàn)。但是任何技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中都會都到一些外部因素的限制阻礙，對于虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用在一定程度上也具有較大局限性。在類似航空航天、醫(yī)學(xué)研究以及軍事管理等這些專業(yè)技術(shù)相對較大的技術(shù)領(lǐng)域，將虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用與這些領(lǐng)域時(shí)，在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)應(yīng)用過程中并不能為人們提供一個(gè)更加直觀并且真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。

1.2 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中的技術(shù)背景

1.2.1 JAVA技術(shù)

20世紀(jì)90年代，JAVA技術(shù)第一次被應(yīng)用于網(wǎng)頁之中，不僅在其發(fā)展歷程中的重要里程碑，同時(shí)也標(biāo)志著JAVA技術(shù)成為了一種獨(dú)立的開發(fā)工具。從廣義上來講，所謂的JAVA技術(shù)就是指一門面向?qū)ο缶幊陶Z言，其之所以能夠被廣泛應(yīng)用，主要是源于其自身所具備有的安全性較高，與所構(gòu)成計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)兩者之間無直接關(guān)系。為了能夠讓JAVA技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中可以具備相對較高的兼容性，在最初的編程設(shè)計(jì)中賦予其較為使用的二進(jìn)編碼的屆時(shí)功能，而且也能夠使所儲存于計(jì)算機(jī)中的內(nèi)部資源在全世界范圍之內(nèi)進(jìn)行有效的共享。另外，JAVA系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，對其可以直接進(jìn)行系統(tǒng)性的分配，不僅在一定程度上能夠有效降低病毒感染系統(tǒng)程序的可能性，而且還能夠顯著提高系統(tǒng)整體的安全性。但是在運(yùn)行過程中還應(yīng)當(dāng)注意的是JAVA技術(shù)較慢的運(yùn)行以及較高的字節(jié)碼，直接導(dǎo)致對能源的巨大消耗以及浪費(fèi)。

1.2.2 VC++技術(shù)

MicrosoftVisualC++（簡稱VisualC++、MSVC、VC++或VC）隸屬與編程語言行列之中，但是與其他編程語言存在一定的差異即其是一種可視化的編程語言，相對于其他傳統(tǒng)的編程語言而言，VC++技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用以及運(yùn)行上具備傳統(tǒng)編程語言所不具備的特點(diǎn)。VC++技術(shù)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽象化現(xiàn)象是VC++技術(shù)在數(shù)據(jù)封裝上的一大特點(diǎn)，不僅僅能夠?qū)⑾嚓P(guān)的數(shù)據(jù)以及函數(shù)進(jìn)行封裝，而且可以根據(jù)不同的數(shù)據(jù)以及函數(shù)的分類賦予其不同的權(quán)限，大致上可以分為3種，分別是私有成員、公有成員與保護(hù)成員。此外，VC++技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中所具有的靈活性，應(yīng)用字節(jié)較少，并且運(yùn)行效率還較高，人們在理解上面更加不連接，在創(chuàng)建與管理檔案所需要的經(jīng)濟(jì)成本較為低廉。

2 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

2.1 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的平臺總體分析

多媒體計(jì)算機(jī)作為虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用的主要媒介，主要是依靠將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及多媒體技術(shù)相互結(jié)合所于人們的是一種仿真虛擬的畫面場景，使人們能夠在視覺以及聽覺上充分是實(shí)際感受體驗(yàn)，進(jìn)一步更加完美的完成教學(xué)以及練習(xí)的教學(xué)任務(wù)。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，主要包括2個(gè)方面的要求：①具備虛擬現(xiàn)實(shí)功能及特點(diǎn)。人與機(jī)器能夠相互溝通是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最主要的技術(shù)優(yōu)勢及特點(diǎn)，設(shè)置的主要目的是通過對人們現(xiàn)實(shí)生活中的各種場景以及各種活動(dòng)進(jìn)行一比一的模擬，使人們在感官上得到充分的體驗(yàn)，不單單使人們更加清楚的了解其主要的操作步驟以及操作方法，而且在一定程度上也使人們充分的認(rèn)識到虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)其自身的巨大優(yōu)勢。②仿真控制。虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在進(jìn)行模式實(shí)驗(yàn)中，若果想要仿真技術(shù)更加逼真，更加具有一定的真實(shí)性需要對于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都進(jìn)行仿真控制?？蛻粼诓僮魈摂M實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)過程中，能夠獲得感知上的體驗(yàn)，這主要是依托交互功能形式。

2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)平臺的性能要求

2.2.1 虛擬系統(tǒng)的性能要求

虛擬系統(tǒng)是整個(gè)虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)得以盡情施展優(yōu)勢的主要平臺，主要是通過將Web桌面作為主要的平臺。仿真技術(shù)具備一定的真實(shí)性，其真實(shí)性主要是表現(xiàn)于空間、物力以及交互形式上。通過將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)生活相連接，提高人們在操作過程中對于環(huán)境要求，在虛擬系統(tǒng)運(yùn)行過程中，都是依托Web來創(chuàng)建有針對性的模擬環(huán)境，客戶通過鼠標(biāo)就可以對實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行可視化處理。

2.2.2 適應(yīng)性的性能要求

虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)必須在任何操作平臺上面都可以應(yīng)用，這樣就會有效保證虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在不同操作平臺上面應(yīng)用時(shí)不會存在任何故障。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種新型的計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷的涌現(xiàn)，而作為其中最受人們關(guān)注的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)也應(yīng)用的越來越廣。不僅能夠在教育領(lǐng)域，幫助學(xué)校創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)以及發(fā)展平臺，同時(shí)，在軍事領(lǐng)域也能夠保障軍事領(lǐng)域的安全性能以及減少成本的投入等?，F(xiàn)階段，我國對虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究工作尚未達(dá)到成熟。在許多層面上具有一定的局限性，需要我們不斷的攻堅(jiān)克難，為互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)健康良好的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]潘新民.計(jì)算機(jī)通信技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

（作者單位：海洋石油工程股份有限公司）