基于VRML技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)研究

1、基于VRML技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)研究論文關(guān)鍵詞：虛擬實(shí)現(xiàn)vrl虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)論文摘要：虛擬實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)引起了實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的一場(chǎng)新的革命本文借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。分析虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)形式及體系構(gòu)造，并根據(jù)虛擬實(shí)驗(yàn)過程研究了主要功能的實(shí)現(xiàn)本文為虛擬實(shí)驗(yàn)方面的研究提供了一定的參考借鑒虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)是基于一定技術(shù)進(jìn)展的實(shí)驗(yàn)，是信息時(shí)代開展的產(chǎn)物，是人類的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和研究才能進(jìn)入一個(gè)新開展階段的標(biāo)志學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)的思想和方法、儀器的構(gòu)造及原理的理解獲得較好的效果，到達(dá)培養(yǎng)才能、學(xué)習(xí)技能、深化知識(shí)的目的1虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)11虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)形式虛擬實(shí)驗(yàn)室的建立，使得處于不同位置的學(xué)習(xí)者可以同時(shí)對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)工程進(jìn)展實(shí)

2、驗(yàn)工作eb為虛擬實(shí)驗(yàn)室的實(shí)現(xiàn)提供了一種根底平臺(tái)，基于eb的bs構(gòu)建形式是實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)室的一種根本形式完善的虛擬實(shí)驗(yàn)室包含下面幾個(gè)重要的組成部分：第一，能處理大量模擬操作數(shù)據(jù)的效勞器(女口超級(jí)計(jì)算機(jī)中心高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))；第二，用于存儲(chǔ)模擬數(shù)據(jù)初始條件和邊界條件以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；第三，連接于網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器及合作工具等；第四，實(shí)驗(yàn)處理軟件，每一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)都是基于專業(yè)的仿真軟件系統(tǒng)的，它們用于數(shù)據(jù)處理、分析、存儲(chǔ)并使這幾個(gè)過程可視化這幾個(gè)部分的嚴(yán)密結(jié)合就組成了一個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室12虛擬實(shí)驗(yàn)的體系構(gòu)造虛擬實(shí)驗(yàn)根據(jù)參與感知交互方式的不同，主要分為三類：桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、座艙式虛擬現(xiàn)實(shí)系

3、統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)后兩類虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)需要昂貴的設(shè)備，創(chuàng)立一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的花費(fèi)是相當(dāng)宏大的，無論是從軟件還是從硬件，普通的用戶都無法承擔(dān)因此在目前階段還不可能大規(guī)模應(yīng)用，其僅僅運(yùn)用在軍事和航空航天等方面囝i本文研究的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)屬于第一類，即桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和用軟件編程方法在輸出設(shè)備(如顯示器)上輸出逼真的具有虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)特征的三維場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用的是vrl-java同步協(xié)調(diào)技術(shù)總體的設(shè)計(jì)思想如下：(1)系統(tǒng)構(gòu)造為3層bs構(gòu)造，由客戶端、網(wǎng)絡(luò)效勞器和數(shù)據(jù)庫效勞器組成bs構(gòu)造簡(jiǎn)化了客戶端軟件，只須安裝eb閱讀器作為客戶端的運(yùn)行平臺(tái)，采用該構(gòu)造實(shí)現(xiàn)的共享虛擬環(huán)境比較穩(wěn)定和強(qiáng)健，可擴(kuò)展性

4、較好系統(tǒng)版本的晉級(jí)及維護(hù)均在eb效勞器端進(jìn)展的，用戶需要訪問時(shí)才動(dòng)態(tài)下載，這就保證了用戶每次使用的都是最新版本(2)客戶端與效勞器端的通信采用基于tp/p協(xié)議的1avasket通信技術(shù)，java對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信提供了強(qiáng)有力的支待，其中javanet包中的inetaddress、url、sket等類對(duì)tpip協(xié)議提供了良好的支持獨(dú)立運(yùn)行的效勞器應(yīng)用程序主線程負(fù)責(zé)監(jiān)聽客戶端的連接懇求，連接上后生成另外一個(gè)線程與客戶端通過iepip進(jìn)展通信在效勞器上建立一個(gè)共享對(duì)象的數(shù)據(jù)庫上面有所有變動(dòng)對(duì)象的當(dāng)前信息當(dāng)一個(gè)新用戶連接進(jìn)來的時(shí)候，他的信息將寫入該共享對(duì)象數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)通過該數(shù)據(jù)庫讀取共享對(duì)象的信息，并將這些

5、信息在本地機(jī)器上的vrl世界中表現(xiàn)出來(3)效勞器與數(shù)據(jù)庫的通信技術(shù)是基于jdb(4)vrl與java間的通信是基于sai綜上所述，系統(tǒng)采用eb、vrl、sai、java、jdb、sql等主要開發(fā)技術(shù)虛擬單元作為實(shí)驗(yàn)的主體，提供不同的設(shè)定參數(shù)，以javaapplet形式運(yùn)行，并通過vrl腳本編程接口sai與java進(jìn)展通信翻13虛擬實(shí)驗(yàn)的功能層次構(gòu)造虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)遵循模塊化設(shè)計(jì)的原那么，采取類is協(xié)議的分層技術(shù)，無論是什么課程的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，最終的程序遵循以下的層次構(gòu)造：上層是實(shí)驗(yàn)接口層；中間是eb效勞接口、仿真效勞接口以及中間件等下層是后臺(tái)效勞程序(1)用戶實(shí)驗(yàn)接口的主要功能：作為虛擬實(shí)驗(yàn)室客

6、戶端模塊的一部分，主要完成“所見即所得功能，給用戶提供一個(gè)良好的界面(實(shí)驗(yàn)環(huán)境)同時(shí)引導(dǎo)用戶理解、熟悉、掌握虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的根本使用方法；搜集用戶設(shè)置的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和數(shù)據(jù)；檢查用戶的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是否配置正確提供與eb效勞接口的相關(guān)函數(shù)另外，還要完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的采集、處理、優(yōu)化和顯示，可以包括各種數(shù)據(jù)的圖形化、圖表、動(dòng)畫顯示及打印輸出具備簡(jiǎn)單的智能分析功能，給用戶提供方便的處理接口(2)eb效勞接口的主要功能：負(fù)責(zé)管理虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一般eb效勞懇求，負(fù)責(zé)承受虛擬實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)，向客戶端發(fā)送虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果負(fù)責(zé)通知消息的發(fā)布，統(tǒng)計(jì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，調(diào)整用戶權(quán)限等(3)效勞接口的主要功能：負(fù)責(zé)調(diào)度后臺(tái)虛擬效勞程序，接收上層接口傳遞的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，記錄用戶的實(shí)驗(yàn)過程(4)a0間件模塊的主要功能：為仿真后臺(tái)程序和仿真效勞接口模塊提供通用的接口，向下負(fù)責(zé)發(fā)送調(diào)度指令和接收結(jié)果，向上負(fù)責(zé)接收調(diào)度指令和發(fā)送結(jié)果(5)效勞程序的主要功能：第三方效勞程序，提供相應(yīng)的效勞2虛擬實(shí)