分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)Web服務(wù)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：本論文采用JSP編寫的一個(gè)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的Web服務(wù)器，其中包括用戶登錄、新用戶注冊(cè)、場(chǎng)景選擇、人物選擇、用戶信息查詢，用戶信息修改等幾個(gè)模塊。JSP將內(nèi)容的生成和顯示進(jìn)行分離，一次編譯隨處運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)；Web服務(wù)器；Jsp

中圖分類號(hào)：TP391.9

1 緒論

分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就是把虛擬現(xiàn)實(shí)和網(wǎng)絡(luò)兩項(xiàng)技術(shù)結(jié)合在一起，在一組以網(wǎng)絡(luò)互連計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。要利用虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶在一個(gè)虛擬環(huán)境中彼此協(xié)調(diào)地交互。

1.1 分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：（1）國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的研究與開發(fā)最早開始在80年代初，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)項(xiàng)目研究和美國(guó)陸軍共同制定了一項(xiàng)SIMNET研究計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃的目標(biāo)是開發(fā)一個(gè)供軍事訓(xùn)練用的、低價(jià)格的、聯(lián)網(wǎng)的分布式軍用虛擬環(huán)境，它的研制成功，為后來分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，到90年代，隨著分布式虛擬設(shè)備的發(fā)展，分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)才得到較大的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列工具和應(yīng)用。（2）國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。國(guó)內(nèi)的一些院校和科研單位，在90年代初也陸續(xù)開展了VR技術(shù)的研究。北京航空航天大學(xué)實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境DVENET等，例如球面屏幕顯示和圖像隨動(dòng)等都具有不少獨(dú)特的方法。

1.2 web服務(wù)器的功能。Web服務(wù)器是基于XML消息傳遞分布式計(jì)算的一種實(shí)現(xiàn)方式，它通過向外界暴露出一個(gè)能夠通過Web實(shí)現(xiàn)程序和程序之間的消息交換。它由一族協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)所組成，只要實(shí)現(xiàn)了以上協(xié)議和規(guī)范，任何應(yīng)用程序、不管他們的實(shí)現(xiàn)語言和運(yùn)行平臺(tái)是否相同，都可以實(shí)現(xiàn)相互之間的查找、自我描述以及編程互操作。

1.3 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介。本系統(tǒng)采用了Web服務(wù)器提供的基于WWW的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，用戶通過站點(diǎn)的方式進(jìn)入分布式虛擬環(huán)境系統(tǒng)。服務(wù)器在接受客戶端請(qǐng)求后，要通過到數(shù)據(jù)庫進(jìn)行身份驗(yàn)證，如是新用戶要進(jìn)行注冊(cè)才能登錄。注冊(cè)后的用戶在輸入正確的個(gè)人信息通過驗(yàn)證就可進(jìn)入虛擬環(huán)境系統(tǒng)。

進(jìn)入虛擬環(huán)境系統(tǒng)的用戶，可以選擇人物進(jìn)入不同的場(chǎng)景。另一方面系統(tǒng)用戶也具有對(duì)用戶的信息進(jìn)行查詢和修改的管理功能。

1.4 開發(fā)工具。JSP簡(jiǎn)介：JSP是由Sun Microsystems公司倡導(dǎo)和其他公司一起建立的一種動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它的規(guī)范是在傳統(tǒng)網(wǎng)頁加入Java程序片段和JSP標(biāo)記，就構(gòu)成了JSP網(wǎng)頁。Web服務(wù)器在遇到訪問JSP網(wǎng)頁請(qǐng)求時(shí)，所有程序操作都在服務(wù)器端執(zhí)行，網(wǎng)絡(luò)上傳送給客戶端的只是結(jié)果，對(duì)客戶瀏覽器要求最低，可以實(shí)現(xiàn)無ActiveX，無Java Applet，甚至無Frame。

JSP的技術(shù)的特點(diǎn)：（1）將內(nèi)容的生成和顯示進(jìn)行分離及采用標(biāo)識(shí)簡(jiǎn)化頁面開發(fā)。使用JSP技術(shù)，Web頁面開發(fā)人員可以使用HTML或者XML標(biāo)識(shí)來設(shè)計(jì)和格式化最終頁面。使用JSP標(biāo)識(shí)或者小腳本來生成頁面上的動(dòng)態(tài)內(nèi)容。生成內(nèi)容的邏輯被封裝，并且捆綁在小腳本中，所有的腳本在服務(wù)器端運(yùn)行。這樣Web管理人員和頁面設(shè)計(jì)者，能夠編輯和使用JSP頁面，而不影響內(nèi)容的生成。（2）強(qiáng)調(diào)可重用的組件。絕大多數(shù)JSP頁面依賴于可重用的，開發(fā)人員能夠共享和交換執(zhí)行普通操作的組件，基于組件的方法加速了總體開發(fā)過程，并且使得各種組織在他們現(xiàn)有的技能和優(yōu)化結(jié)果的開發(fā)努力中得到平衡。

2 軟件設(shè)置

2.1 軟件平臺(tái)簡(jiǎn)介。本系統(tǒng)采用J2sdk+Tomcat聯(lián)合配置。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是兼有可擴(kuò)展性和安全性。J2sdk是整個(gè)Java的核心。Tomcat是一個(gè)開放源代碼、運(yùn)行 servlet 和JSP。Web應(yīng)用軟件是基于Java的Web應(yīng)用軟件容器。

2.2 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境配置：（1）j2sdk配置環(huán)境變量。在安裝j2sdk以后，需要配置環(huán)境變量，選擇我的電腦鼠標(biāo)右健->屬性->單擊高級(jí)選項(xiàng)->環(huán)境變量->設(shè)置系統(tǒng)變量。（2）Tomcat配置。安裝Tomcat后，在我的電腦->屬性->高級(jí)->環(huán)境變量->系統(tǒng)變量中添加環(huán)境變量。然后修改環(huán)境變量，把tomcat安裝目錄下的servlet.jar追加到classpath中。啟動(dòng)tomcat，在IE中訪問http：//localhost：8080，看到歡迎頁面說明安裝成功。

2.3 建立自己的jspapp目錄。在Tomcat下->webapps，在webapps目錄下新建一個(gè)目錄，這里假定命名為zch；zch文件夾下新建目錄WEB-INF。WEB-INF下新建文件web.xml，這個(gè)文件夾是必須的，功能是通過這個(gè)文件夾里的文件執(zhí)行Java的標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽，只有通過執(zhí)行這個(gè)文件才能運(yùn)行Jsp的頁面。在zch下新建測(cè)試的Jsp頁面，文件名為index.jsp，重啟Tomcat。打開瀏覽器，輸入http：//localhost：8080/zch/index.jsp 看到頁面說明就成功了。

2.4 數(shù)據(jù)庫和JDBC技術(shù)。JDBC為Java開發(fā)者使用數(shù)據(jù)庫提供了統(tǒng)一的編程接口，它由一組Java類和接口組成。JDBC使得開發(fā)人員使用純Java方式來連接數(shù)據(jù)庫，于是進(jìn)行操作。

本系統(tǒng)采用了純Java驅(qū)動(dòng)程序數(shù)據(jù)庫驅(qū)動(dòng)程序，該類型的驅(qū)動(dòng)程序是本地協(xié)議完全Java技術(shù)性能的驅(qū)動(dòng)程序，在客戶端不需要安裝任何中間件或者運(yùn)行庫?，F(xiàn)在大部分廠商都提供這類驅(qū)動(dòng)程序支持。

3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 登錄界面主要功能是驗(yàn)證用戶登錄，在這里主要采用的是JSTL技術(shù)。JSTL是標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽庫，通過使用它可以大大降低JSP頁面的復(fù)雜度，并使代碼最大程度地重用。例如有URL標(biāo)簽、XML標(biāo)簽、SQL標(biāo)簽。

這些標(biāo)簽主要是在第一個(gè)界面中當(dāng)輸入用戶名和密碼后點(diǎn)擊提交轉(zhuǎn)入驗(yàn)證頁面，在這個(gè)頁面中標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)簽庫，用到常用標(biāo)簽和SQL標(biāo)簽。驗(yàn)證用戶輸入的內(nèi)容在數(shù)據(jù)庫中是否能找到，如果找到說明用戶存在，用戶驗(yàn)證通過，那么將通過的時(shí)間和用戶登錄的IP地址記入到數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)然不通是不進(jìn)行記錄的。

3.2 用戶進(jìn)入第二個(gè)界面，通過選擇人物進(jìn)行場(chǎng)景的選擇，這里的場(chǎng)景指的是三個(gè)Flash動(dòng)畫。人物有三個(gè)分別是男性、女性和小孩。

3.3 在管理員界面中管理員可以對(duì)用戶的信息進(jìn)行管理。

4 系統(tǒng)界面

4.1 用戶界面。在配置好運(yùn)行環(huán)境并連接好數(shù)據(jù)庫后進(jìn)入到登錄界面。如果是新用戶就要在頁面中進(jìn)行注冊(cè)。在登錄界面中輸入用戶名和密碼到數(shù)據(jù)庫中驗(yàn)證，通過驗(yàn)證就會(huì)彈出一個(gè)用戶通過驗(yàn)證的對(duì)話框。

4.2 主界面。用戶在把以上的工作做完以后，就會(huì)提交到系統(tǒng)的主界面在系統(tǒng)主界面中，實(shí)現(xiàn)題目要求的出現(xiàn)三個(gè)人物圖像，圖像下面的按紐分別鏈接到一個(gè)Flash動(dòng)畫。在這個(gè)頁面的下方還有一個(gè)鏈接：用戶信息瀏覽與修改 點(diǎn)擊以后進(jìn)入系統(tǒng)要求的第三個(gè)頁面。

4.3 系統(tǒng)界面：（1）在信息瀏覽頁面中輸入本人的用戶名后，進(jìn)入查詢或修改頁面，在查詢和修改時(shí)也是采用JSTL技術(shù)，這里是準(zhǔn)備顯示查找到的數(shù)據(jù)顯示。修改同查詢一樣都是采用同一種技術(shù)。（2）當(dāng)在主界面中輸入了管理員的用戶名和密碼后就會(huì)進(jìn)入下面的界面。如果想對(duì)用戶的信息進(jìn)行修改就點(diǎn)擊用戶后面的修改按鈕就可對(duì)相應(yīng)用戶進(jìn)行修改提交成功以后就會(huì)出現(xiàn)修改成功的對(duì)話框。

在制作系統(tǒng)的過程中我深刻的體會(huì)到考慮問題應(yīng)當(dāng)全面、部分的為整個(gè)系統(tǒng)著想，而不能只為某個(gè)模塊來著想，這樣做起來才不會(huì)走回頭路。

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作者簡(jiǎn)介：張彩虹（1983.07-），女，河南永城人，計(jì)算機(jī)教研室主任，助教，學(xué)士學(xué)位，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

作者單位：鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，鄭州 451450