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基于虚拟现实的计算机实验室管理模式研究

2018-11-07王继军

电子测试 2018年19期
关键词:虚拟现实实验室计算机

王继军

(陕西国际商贸学院,陕西西安,712046)

1 虚拟现实的计算机实验室管理模式设计

虚拟现实通过对计算机软件和硬件的结合,为用户模拟出逼真的环境和场景。这种场景的独特之处就在于在传感单元的多种类别下,可以和用户随时进行互动,与人类的听觉、视觉及触觉完全结合,为体验者构造一种身临其境的现实场景,这种场景可以对体验者的行为实时记录并做出与逻辑相符的响应,从而达到增强体验者真实感和现实感的目的。虚拟现实技术是一种最新的技术体系,在信息技术及图像处理技术基础上,可以模拟出一个真实世界的三维空间场景。这种虚拟现实技术又可以叫做为体验者制造多种感官信息的高级体验系统。

虚拟现实系统的基本结构由以下5个模块构成:(1)体验者信息检测模块:通过对体验者鼠标、键盘的点击操作检测,语言、眼神和动作的接收,形成一种指令,检测模块接收指令后识别翻译,将数据加入到虚拟的场景中,就可以让虚拟场景根据体验者发出的指令产生变化。(2)传感单元模块:这个模块是一种双向思维逻辑,既可以帮助体验者感受模拟世界,又能将接收到的体验者指令信息作用到虚拟现实系统中。(3)控制单元模块:通过CPU控制传感器,为体验者构建出有感觉的虚拟场景。(4)建设单元模块:在CPU的控制下,运用图形处理技术和矢量计算技术为体验者生成真实的外界环境。(5)3D显示单元模块:体验者可以通过屏幕或者眼罩的视觉形象,借助性能较高的还原显示技术来感受被还原出来的真实世界。

通过对虚拟现实基本结构的分析,设计了一种C/S—B/S相结合的管理模式,整个计算机实验室管理系统运行在WEB的环境里,传感器与C/S-B/S的连接如图1所示。

图1 传感器与C/S-B/S的连接示意图

B/S模式应用于客户端和数据库服务器之间,防止影响客户端专用的应用程序运行。C/S模式应用于数据库服务器和应用服务器之间,可以方便数据库和应用程序中大量数据的访问和调试,使访问数据的方式更方便灵活。全部数据通过数据库服务器来存储,数据发出的指令通过应用程序服务器来完成,运用这两种模式相结合的方法,提高了数据的安全性,也便于后期日常的系统维护。

2 试验

为了验证C/S-B/S模式在计算机实验室管理中起到的作用效果,试验步骤如下。

(1)三维建模。借助传感器、数据收集卡、CPU控制器等开始三维建模,增强计算机实验室环境的真实性。

(2)场景重建。布局设置上一步的三维模型,利用图形编辑软件,生成与实验室相同的实验场景。

(3)界面接口设计。有了实验场景,就要利用图形编辑软件设计接口,使数据卡的接口能和传感器的输出接口保持相同的电流,保证计算机能被正常驱动。

(4)虚拟动作相应。通过上一步的界面接口设计,利用VRML工具设定虚拟动作相应,通过虚拟实验系统对操作者意图的感知,完成虚拟实验。

我们实时记录体验者发出的信息,每隔4分钟,我们在普通模式和加入C/S-B/S两种模式下,进行上述试验过程。试验数据如图2所示。

图2 在不同模式下的三维效果分辨率

试验结论得出,在C/S模式与B/S模式的结合下,借助输入和输出设备,随着体验时间的推遗形成的三维虚拟环境更真实、更清晰,可以模拟出一个真实存在的外部世界。关键问题在于如何根据体验者的视觉、听觉和触觉效果产生一种身临其境的三维空间和虚拟场景,如何将虚拟现实技术应用于现代化教育理念和实践中。要想将虚拟现实技术合理应用于现代化教学中,不仅要建立动态环境模型,还要具有实时的三维图像生成技术。计算机实验室管理效率在虚拟现实技术的应用后得到明显提升,不仅简化了各个操作环节,还能及时补充计算机实验室管理系统中的漏洞。

3 结束语

基于虚拟现实的计算机实验室管理模式的研究,希望人们能够改变传统的教育方式,培养学生对计算机学习的兴趣。希望在教学管理中引入虚拟现实技术,能够为以后的教学方式合教学效果提供帮助。

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