計(jì)算機(jī)應(yīng)用論文發(fā)表期刊推薦《現(xiàn)代計(jì)算機(jī)》,《現(xiàn)代計(jì)算機(jī)》雜志于1985年創(chuàng)刊,由中山大學(xué)主管主辦,是一本面向計(jì)算機(jī)全行業(yè)的綜合性學(xué)術(shù)刊物,一直以來致力于營造一個融洽的學(xué)術(shù)交流平臺,幫助讀者對象在學(xué)業(yè)、事業(yè)上更上一層樓。
摘要:本文首先引出目前虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在我國的情況,接著介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征和類型,然后介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺的應(yīng)用,最后建議在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺中還應(yīng)不斷探索虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的新應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺,應(yīng)用
0引言
將計(jì)算機(jī)技術(shù)作為核心的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),結(jié)合其他相關(guān)技術(shù),可以生成在視覺、聽覺和嗅覺等多個方面與真實(shí)環(huán)境相似的數(shù)字環(huán)境,用戶通過一些輔助裝備與數(shù)字環(huán)境中擬合出的對象相互影響,并進(jìn)行交互活動,這樣可以產(chǎn)生與真實(shí)環(huán)境十分逼真的體驗(yàn)和感受。當(dāng)前,該技術(shù)已經(jīng)在航空航天、軍事訓(xùn)練、建筑設(shè)計(jì)和娛樂游戲等諸多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)領(lǐng)域,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)雖然正在處于起步階段,但卻迅速地發(fā)展。
1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述
虛擬現(xiàn)實(shí)作為綜合集成技術(shù),它涉及到人機(jī)交互、人工智能、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)等多項(xiàng)領(lǐng)域,采用計(jì)算機(jī)生成形象逼真的三維感覺(視、聽、嗅覺等),使得參與者借助一些輔助裝置對虛擬世界中的對象產(chǎn)生交互和體驗(yàn)作用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是依靠計(jì)算機(jī)技術(shù)而生成的高科技模擬系統(tǒng),人們通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這種全新方式可以使得計(jì)算機(jī)對復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化的交互與操作。
1.1虛擬現(xiàn)實(shí)基本特征
虛擬現(xiàn)實(shí)具有多感知性、交互性、浸沒感和構(gòu)想性的基本特征。
(1)多感知性
虛擬現(xiàn)實(shí)多的感知性特征強(qiáng)調(diào)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)該具有人所具備的一切感知功能。它除了具有一般的計(jì)算機(jī)技術(shù)的視覺感知外,還應(yīng)該具有聽覺、力覺、觸覺、嗅覺、味覺和運(yùn)動感知功能。但是目前由于受到傳感等相關(guān)技術(shù)的限制,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)常常只能夠具有視覺、力覺、觸覺、聽覺和運(yùn)動這幾種感知功能。
(2)交互性
虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性特征是指用戶通過輔助設(shè)備對于虛擬環(huán)境中對象可操作的程度和從虛擬環(huán)境中得到反饋的程度。比如,用戶可以直接用手去抓取虛擬環(huán)境中物體,手能夠感覺到物體重量,同時還能夠觀察到手推動物體移動的效果。
(3)浸沒感
虛擬現(xiàn)實(shí)的浸沒感特征強(qiáng)調(diào)了作為主角的用戶可以感受到存在于虛擬環(huán)境中的真實(shí)程度。虛擬環(huán)境的最高境界就是用戶都無法分辨真假,全身心投入到已經(jīng)創(chuàng)建好的虛擬環(huán)境中,在這個環(huán)境中,用戶看到的一切、聽到的一切和觀察到的一切等等都被認(rèn)定為是真實(shí)存在的,跟現(xiàn)實(shí)世界的感覺完全相同。
(4)構(gòu)想性
虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)想性特征強(qiáng)調(diào)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給用戶提供了非常廣闊的想象空間,有效地拓寬了人類的認(rèn)知范圍。該技術(shù)不僅可以使用再現(xiàn)存在的真實(shí)環(huán)境,同時還可以在不自覺中構(gòu)想一些客觀不存在或者不可能出現(xiàn)的環(huán)境。
1.2虛擬現(xiàn)實(shí)類型
結(jié)合學(xué)者們對國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)項(xiàng)目的研究成果,依照用戶參與虛擬現(xiàn)實(shí)的形式不同和浸沒程度不同,可以將虛擬現(xiàn)實(shí)分為以下四大類:
(1)桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)
該類型的虛擬現(xiàn)實(shí)是在低級別工作站或者個人計(jì)算機(jī)上進(jìn)行圖片圖像的仿真展現(xiàn),用戶借助于屏幕提供的虛擬平臺,采用輸入設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境之間的交互作用。參與者可以通過虛擬平臺對虛擬環(huán)境進(jìn)行全方位的觀測,同時還可以使用向鼠標(biāo)這種輸入設(shè)備來控制虛擬環(huán)境中的對象。該類型的虛擬現(xiàn)實(shí)最大的缺陷就是參與者不能夠完全沉浸在虛擬環(huán)境中,但是由于它的低成本和低技術(shù)的特征得到了廣泛地應(yīng)用。
(2)浸沒式虛擬現(xiàn)實(shí)
該類型的虛擬現(xiàn)實(shí)著重于用戶完全沉浸于虛擬環(huán)境中的感覺。一般情況下,它都需要借助像頭盔式的顯示器這種特殊設(shè)備,將用戶的視覺、嗅覺和聽覺等完全等比在已經(jīng)設(shè)置好的空間中,通過操作位置聲音跟蹤器和數(shù)據(jù)手套等高端輸入設(shè)備產(chǎn)生全心投入和身臨其境的感受。
(3)增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)
該類型的虛擬現(xiàn)實(shí)是把真實(shí)現(xiàn)象與虛擬環(huán)境中的景象有機(jī)結(jié)合起來的技術(shù),這樣既利于對虛擬環(huán)境中操作物體更加方便,還可以減少進(jìn)行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行環(huán)境模擬的開銷。增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)不僅是對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行虛擬與整合,還利用了特殊技術(shù)增強(qiáng)用戶對真實(shí)現(xiàn)象的感受,也就是說用戶利用增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以感受到在真實(shí)世界中很難感知或者不能感知到的能量。
(4)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)
該類型的虛擬現(xiàn)實(shí)是指地理位置互不相關(guān)的多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時地連接起來,共同暢游在同一個虛擬環(huán)境中,一起體驗(yàn)虛擬環(huán)境的樂趣。目前流行的網(wǎng)絡(luò)游戲基本上都是采用的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同位置的用戶通過網(wǎng)絡(luò)平臺同時出現(xiàn)在同一個虛擬場景中,并進(jìn)行不同的操作。
2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺的應(yīng)用
近幾年來,隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備層出不窮,網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)方式也呈現(xiàn)出多種多樣的局面。因?yàn)樾畔⒒慕ㄔO(shè)都需要將網(wǎng)絡(luò)建設(shè)作為基礎(chǔ),因此高水平的網(wǎng)絡(luò)人才的迫切需求成為時代的鮮明特征。由于高水平的網(wǎng)絡(luò)人才通常需要進(jìn)行大量的實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn),所以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)就應(yīng)該跟得上節(jié)拍,但是受到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價格昂貴、容易損壞等缺點(diǎn)的限制,很難使用真實(shí)的設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展使得這些困境得到解決,改善了實(shí)驗(yàn)條件,所以我們就應(yīng)該利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)設(shè)計(jì)一套計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn),具體的應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
(1)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的三維展示
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺的基本功能之一就是要為用戶展示三維的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供其實(shí)驗(yàn),這是超越普通模擬軟件所具有的一大亮點(diǎn)。通過植入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),將現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備形象逼真地放入模擬環(huán)境中構(gòu)造3D模式,用戶通過一些特殊的輔助設(shè)備對模擬環(huán)境中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)生交互作用,比如在網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)過程中用戶可以平移、放縮和旋轉(zhuǎn)其中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從而滿足實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)需求。
(2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)
虛擬組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺的首要目標(biāo),該平臺通過采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以給用戶提供一個虛擬的組網(wǎng)平臺來進(jìn)行設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)。從這層意義上來講,設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞墓δ苁怯?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺的重要功能。實(shí)驗(yàn)者可以在虛擬環(huán)境中從備選區(qū)域中選擇合適的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及連接線設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù),比如利用連接線綁定和連接設(shè)備、加載設(shè)備和連接線、自由拖動設(shè)備和連接線、保存網(wǎng)絡(luò)圖片以及打印、放大和縮小網(wǎng)絡(luò)圖片等等多種操作。實(shí)驗(yàn)者在虛擬環(huán)境中進(jìn)行的這些操作無疑都能給他們一種身臨其境的感受,從而保證了實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性。
(3)硬件設(shè)備的檢測
在利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺進(jìn)行組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)的過程中,實(shí)驗(yàn)者可能由于對組網(wǎng)的知識沒有全面地了解而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接出現(xiàn)錯誤,組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行下去。所以應(yīng)該采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將現(xiàn)實(shí)生活中的錯誤通過特殊技術(shù)轉(zhuǎn)入虛擬環(huán)境中,使得用戶可以在組網(wǎng)平臺中利用網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備檢測功能來檢測所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫欠癯霈F(xiàn)錯誤,常見的鏈接錯誤主要由設(shè)備與連接線、設(shè)備與設(shè)備之間的錯誤。對于虛擬環(huán)境中錯誤的處理,可以督促用戶全身心的投入到實(shí)驗(yàn)中,以免出現(xiàn)任何差錯。
(4)設(shè)備的智能糾錯
在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺中將現(xiàn)實(shí)背景中的糾錯功能通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)移植到虛擬環(huán)境中,然后當(dāng)實(shí)驗(yàn)者由于一時疏忽或者對相關(guān)知識不熟悉而導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D中設(shè)備出現(xiàn)問題時,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺可以檢測到錯誤,然后根據(jù)錯誤所對應(yīng)的處理措施智能地去判斷修改設(shè)備故障的方式,并羅列出相應(yīng)的學(xué)習(xí)文檔和知識點(diǎn),給實(shí)驗(yàn)者提出建議供其日后學(xué)習(xí)。
(5)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置
組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)需要使用眾多的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備并非連接完就可以正常的使用,許多復(fù)雜的設(shè)備(如路由器、交換機(jī)等)還應(yīng)該配置相應(yīng)的軟件。所以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺設(shè)計(jì)中,需要將復(fù)雜設(shè)備的配置流程通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)移植到虛擬環(huán)境中,這樣可以使得用戶在設(shè)計(jì)玩網(wǎng)絡(luò)之后需要進(jìn)行逼真的軟件設(shè)置,從而給用戶營造一種逼真的虛擬環(huán)境。比如提供交換機(jī)軟件配置程序、PC終端功能軟件配置程序和路由器軟件配置程序等。
(6)配置信息的保存
對復(fù)雜設(shè)備進(jìn)行逼真的軟件設(shè)置之后,為了營造逼真的虛擬效果,還應(yīng)該保存軟件的配置信息,而并不是臨時配置。所以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺中設(shè)備配置的信息保存和讀取可以給予實(shí)驗(yàn)者更加真實(shí)的感受。
3小結(jié)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺在我國剛剛起步,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用能夠使其更加真實(shí)、生動、直觀和實(shí)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善,我國需要不斷探索出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)平臺中的新應(yīng)用,推動平臺建設(shè)步入新的發(fā)展階段!
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