計算機網絡硬件通信虛擬實驗系統

[摘 要]計算機通信技術課程是一門專業技術要求較為嚴苛的課程，主要包含通信及電子方面的知識，也是實驗課程教學中的重要組成部分，在教育中具有關鍵作用。但是在傳統通信技術教學過程中，院校經常由于資金或者是設施等問題，導致通信技術教學質量較低。虛擬實驗系統是在虛擬現實技術基礎上形成的，對于教育領域發展建設具有關鍵性作用，在實際應用中通過計算機技術，能夠為教師與學生營造一個全方位的教學環境，讓學生能夠全面提高自身專業技能水平。

[關鍵詞]計算機網絡；硬件通信；虛擬實驗系統

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.22.083

[中圖分類號]TP391.9 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）22-0-02

0 引 言

虛擬實驗系統，能夠有效突破時間及空間的限制，使人們的相互溝通更加便捷。虛擬實驗系統內包含多種技術，例如多媒體技術、傳感器技術與圖形處理技術，還包含多種編寫語言，例如JA-VA與VC++。通過先進模式方式，能夠為虛擬實驗系統提供更加強大并且穩定的功能，讓人們隨時隨地就能夠溝通交流。

1 虛擬實驗系統研究的背景

1.1 社會需求背景

伴隨著計算機與互聯網技術的快速發展，各種媒體技術開始逐漸參與到人們生活工作中。人們開始對于多媒體技術與仿真技術之間的結合十分關注，希望能夠利用先進技術獲得更加逼真的體驗。實驗系統在部分領域上面的應用需要受到一定限制，例如醫學、航空航天、軍事，等等，這些領域在實際學習過程中無法提供更加直觀并且真實學習環境，因此，虛擬實驗系統從推出之后就得到了社會各界的廣泛關注。

1.2 技術背景

在開發網絡上面有較大的技術，現在應用較為廣泛的技術大約有三種，分別是Java技術、VC++技術與VRML技術。

1.2.1 Java技術

Java屬于一種匯編語言，在實際應用中具有較高的安全性能，與計算機硬件結構關系無關等。Java技術在實際應用中具有二進制編碼的解釋功能，這樣能夠讓Java技術在任何的計算機設備上面實際應用，具有較高的兼容性，這樣能夠讓計算機內資源在全世界范圍內共享。Java程序在應用過程中，系統能夠直接分配，程序感染病毒的可能性較低，系統安全性能夠顯著提高。Java技術在技術封裝上面，積極將類的概念應用其中，具有封裝與繼承的特點，有效提高程序編碼編譯便捷性。更是因為Java技術在信息技術與傳遞上面所具有的便捷性與低錯誤性，能夠有效縮短程序編寫時間。但是不可以忽視的是，Java技術在實際應用中運行速度較慢，所擁有的字節碼較高，能源消耗十分嚴重。

1.2.2 VC++技術

VC++技術屬于一種可視化的編程語言，與傳統編程語言在實際應用上面擁有更多優勢。VC++技術在數據封裝上面允許數據抽象化，能夠對于數據及函數進行封裝，并且還能夠按照不同數據與函數類別給予不同權限，大致上可以分為三種，分別是私有成員、公有成員與保護成員。VC++技術在對于對象選擇上面一個十分重要的特點，類別以外的函數能夠訪問私有成員，突破系統封裝性。VC++技術在實際應用中，能夠同時對多個對象基進行處理，稱之為定義虛函數。正是由于VC++技術在實際應用中所具有的靈活性，應用字節較少，并且運行效率還較高，人們在理解上面更加不連接，在創建與管理檔案所需要的經濟成本較為低廉。

1.2.3 VRML技術

VRML技術是一種新型技術，其中包含多媒體技術與互聯網等技術，在虛擬實驗系統應用VRML技術能夠讓實驗系統依托互聯網技術創建三維多媒體形式。VRML技術在實際應用中主要具有5個特點：①VRML技術在實際應用中能夠創建分布式文件，進而能夠在分布式環境上面應用；②VRML技術應用在服務器或者是訪問客戶系統上面，資源下載更加便捷，完成信息實際傳輸；③虛擬實驗系統要是應用VPML技術，能夠有效突破傳統3D著色引擎上面的局限性，VRML技術能夠應用“6+1”自由度，讓虛擬實驗系統能夠在3個方向上面移動，提高虛擬實驗系統的交互性；④VRML技術中的二進制文本格式，在實際應用中擁有良好的壓縮性；⑤VRML技術擁有良好的伸縮性，能夠在各種配置上面計算機中高效穩定運行。現在VPML技術研究雖然并不是十分完善，但是VRML技術在功能上面所具有的優勢讓其擁有良好的發展前景。

2 虛擬實驗系統分析與設計

2.1 虛擬實驗系統的平臺總體分析

虛擬實驗系統在實際應用中需要以計算機作為媒介，通過虛擬現實技術與多媒體技術為人們提供仿真虛擬的畫面，讓人們能夠獲得視覺與聽覺上面的體驗，進而完成教學或者是訓練的教學任務。在實際應用中，虛擬實驗系統能使客戶使用各種虛擬設計，解決傳統實驗系統在實踐或者是空間上的限制，有利于虛擬實驗技術順利應用。正是由于虛擬實驗系統在計算機上面的應用，整個系統在實際應用中更加便捷靈活，客戶可以根據自身實際要求，進行適當的調整，進而選擇適合客戶自身應用的形式。虛擬實驗系統在實際運行過程中，主要有兩點要求。

2.1.1 具備虛擬現實功能及特點

虛擬現實技術上面具有人機溝通界面，主要目的就是希望能夠模擬人的實際生活方式，讓人們獲得感官上的體驗，這樣人們在操作上更加容易理解，充分認識到虛擬現實技術所具有的優勢。

2.1.2 仿真控制

虛擬實驗系統在進行模式實驗中，需要對于整個實驗過程都進行仿真控制。客戶在操作虛擬實驗系統過程中，能夠獲得感知上的體驗，這主要是依托交互功能形式。

2.2 實驗系統平臺的性能要求

2.2.1 虛擬系統

實驗系統平臺要具有虛擬系統，需要依托Web桌面。仿真技術所具有的真實性，主要表現在空間特點、物理特點或者是交互形式上面。通過將虛擬世界與現實生活相連接，提高人們在操作過程中對于環境要求。在虛擬系統運行過程中，都是依托Web來創建有針對性的模擬環境，客戶通過鼠標就可以對實驗對象進行可視化處理。

2.2.2 適應性

虛擬實驗系統必須在任何操作平臺上面都可以應用，這樣就會有效保證虛擬實驗系統在不同操作平臺上面應用時不會存在任何故障。

3 沒有實驗支撐的純虛擬實驗模式

在沒有實驗支撐的純虛擬實驗模式過程中，整個實驗所需要分析的數據全部都來自于互聯網，并且應用仿真技術與虛擬現實技術，創建與客戶現實生活相吻合的虛擬環境，這樣客戶在操作過程中能夠獲得真實感的體驗。值得關注的是，沒有實驗支持的純虛擬實驗模式過程中，不會應用到任何實驗設備，整個虛擬過程都依托計算機開展，整個模式示意圖如圖1所示。

這種實驗方式能夠有效解決傳統實驗系統在儀器或者是設備上面的限制，讓更多人們都能夠參與到實驗過程中，有效降低實驗所需要的經濟成本，但是這種實驗方式在技術上面還要受到一定限制，虛擬實驗系統現在還不能在人們的生活工作過程中得到穩定應用。

4 結 語

虛擬實驗系統現在已經受到廣泛的關注。在教育領域上面，遠程教育能夠有效解決傳統教育方式在時間與空間上面的限制，進而讓更多的人能夠接受良好的教育，創建平等學習平臺。在軍事或者建筑領域上面，虛擬實驗系統能夠有效節約該領域在發展建設上面所需要的經濟成本，提高領域建設的安全性能，能夠為這些領域在發展建設中提供更加精準的數據，解決軍事或者建筑領域在設備或者是技術等方面的困難。現在虛擬實驗系統在研究上面還并不是十分成熟，運行上面還需要受到通信技術與虛擬現實技術等限制，研究工作主要還停留在理論階段。伴隨著我國科學技術的發展，虛擬實驗技術研究也會更加成熟，進而為我國經濟建設作出更大的貢獻。

主要參考文獻

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[3]潘新民.計算機通信技術[M].北京：電子工業出版社，2002.