計算機網(wǎng)絡(luò)硬件通信虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計研究

胡仕明

（嘉應(yīng)學(xué)院計算機學(xué)院，廣東梅州，514015）

0　引言

通信虛擬實驗系統(tǒng)是一種采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)仿真實驗的一項網(wǎng)絡(luò)計算機技術(shù)，主要面向教學(xué)虛擬實驗室。通過構(gòu)建虛擬實驗系統(tǒng)，在很大程度上可以打破時間上一級空間阻礙，突破時間、空間、設(shè)備量的限制。從而加強人們之間的溝通與交流。虛擬實驗系統(tǒng)相比其他系統(tǒng)具有很強的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與實驗的完美融合，并且在構(gòu)建當(dāng)中成本更低、速度更快、方便管理。為了能夠全面發(fā)揮硬件通信虛擬實驗系統(tǒng)的積極作用，需要做好系統(tǒng)設(shè)計工作，保證系統(tǒng)高效、平穩(wěn)運行。

1　計算機網(wǎng)絡(luò)硬件通信虛擬實驗系統(tǒng)技術(shù)背景

1.1　Java技術(shù)

Java技術(shù)是一種軟件編程語言嗎，在計算機領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛，由于Java技術(shù)自身的安全性更高，與計算機硬件結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生沖突。為了能夠提高Java技術(shù)應(yīng)用中的兼容性，在初期編程當(dāng)中需要設(shè)計二進編碼功能，也可以讓存儲在計算機硬盤中的資源在網(wǎng)絡(luò)平臺上實現(xiàn)共享。再者，應(yīng)用Java技術(shù)可以加強系統(tǒng)分配，這樣不僅可以在一定程度上減少感染病毒的幾率，提高系統(tǒng)安全性。但也要關(guān)注Java技術(shù)的弊端，包括運行慢、字節(jié)碼高，從而造成資源浪費。

1.2　VC++技術(shù)

VC++技術(shù)是一種編程語言，但是和其他編程語言存在差異，主要表現(xiàn)在VC++技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)可視化，具有傳統(tǒng)編程技術(shù)無法替代的特點。VC++技術(shù)可以將函數(shù)、數(shù)據(jù)進行封裝操作，結(jié)合不同數(shù)據(jù)與函數(shù)賦予不同權(quán)限，通?？梢詣澐譃槿N，包括私有成員、公有成員、保護成員。同時，應(yīng)用VC++技術(shù)更具靈活性、應(yīng)用字節(jié)少、運行效率高，是當(dāng)今應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)之一。

2　計算機網(wǎng)絡(luò)硬件通信虛擬實驗系統(tǒng)設(shè)計

2.1　虛擬實驗系統(tǒng)平臺整體設(shè)計

虛擬實驗系統(tǒng)中的主要應(yīng)用媒介就是多媒體技術(shù)，通過將虛擬實現(xiàn)技術(shù)和多媒體技術(shù)相融合，從而構(gòu)造出更加真實的虛擬場景，加強人們的視聽體驗，更好的在虛擬實驗當(dāng)中完成教學(xué)任務(wù)。在虛擬系統(tǒng)運行當(dāng)中，平臺設(shè)計的要求主要表現(xiàn)在：(1)具有虛擬現(xiàn)實功能。虛擬實驗系統(tǒng)出現(xiàn)的最終目的就是加強人機交流，設(shè)置主要目的是通過對現(xiàn)實生活各類場景、活動進行仿真模擬，這樣即可全面加強人們的視聽感受，不僅讓人們更好的掌握整個系統(tǒng)操作步驟和方法，也要在一定程度上虛擬實驗系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢。(2)仿真控制。虛擬實驗系統(tǒng)在實際運營過程中，想要讓所模擬的實驗內(nèi)容更加逼真，需要具有一定的真實性需求，并對整個實驗過程進行仿真控制。客戶在虛擬實驗系統(tǒng)當(dāng)中，可以增強感知體驗，這主要是利用了交互依托功能形式。操作用戶可以通過交互系統(tǒng)來實現(xiàn)自己感知要求。并且計算機硬件設(shè)備要求是特殊器具，如3D鼠標(biāo)等。

2.2　通信虛擬實驗系統(tǒng)設(shè)計性能

（1）基于WEB桌面計算機網(wǎng)絡(luò)硬件通信虛擬試驗系統(tǒng)。仿真模擬過程中的真實性主要包括了空間、交互方法以及物理特性的三方真實性要求。結(jié)合虛擬空間和現(xiàn)實空間融合與隔離，從而提出標(biāo)準的技術(shù)規(guī)范和要求，從而將整個虛擬系統(tǒng)劃分為三類，包括沉浸式、桌面式、增強虛擬。這三種虛擬系統(tǒng)可以實現(xiàn)WEB虛擬環(huán)境，構(gòu)建三維立體空間，并在交互過程中采用3D鼠標(biāo)完成操作。

（2）系統(tǒng)運行效率與成像質(zhì)量。通過對虛擬實驗系統(tǒng)構(gòu)建機理可知，在實際應(yīng)用中要掌握整個系統(tǒng)在單機形態(tài)下運行情況，這就對計算機硬件提出了更高的要求，硬件性能會直接影響到虛擬實驗開展效果。所以，在展開虛擬系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，不僅要考慮整個系統(tǒng)的使用要求，也要結(jié)合用戶要求合理選擇硬件設(shè)施，確保符合實際標(biāo)準。

（3）實驗設(shè)備拓展。當(dāng)今，計算機技術(shù)革新?lián)Q代非?？欤貏e是在計算機硬件設(shè)備，例如因特爾在今年推出了第八代CPU、10系列顯卡等。為了能夠延長計算機系統(tǒng)的整體應(yīng)用空間，避免使用周期過短的情況。所以，在計算機硬件投資過程中，需要預(yù)留一定的拓展空間，這樣即可延長整個實驗系統(tǒng)的使用周期。

（4）虛擬系統(tǒng)實則就是基于web桌面所構(gòu)建一種平臺。仿真技術(shù)在實際使用過程中具有一定真實性，主要表現(xiàn)在空間、物理、交互形式方面上。通過讓虛擬世界和現(xiàn)實世界相融合，可以提高人們在操作當(dāng)中對客觀環(huán)境的要求，在虛擬系統(tǒng)實際使用當(dāng)中，通過web結(jié)合用戶需求創(chuàng)建虛擬環(huán)境，用戶只需要通過鼠標(biāo)等即可對整個虛擬實驗進行可視化處理。

2.3　實驗系統(tǒng)模式

虛擬實驗系統(tǒng)模式可以劃分為兩類，主要包括實驗室半虛擬和無實驗室全虛擬。半虛擬是一種融合計算機系統(tǒng)和硬件設(shè)備實現(xiàn)的虛擬儀器面板到硬件設(shè)施中的物理轉(zhuǎn)化。該模式的應(yīng)用重點就是信息收集與控制，通過接口將相關(guān)設(shè)備插入到計算機中，通過物理相連的方法即可傳輸信號數(shù)據(jù)，并在計算機中進行處理，把模擬信號直接轉(zhuǎn)變成為數(shù)據(jù)。全虛擬系統(tǒng)運行中主要是依托于互聯(lián)網(wǎng)，采用了仿真技術(shù)和虛擬技術(shù)，打造一個與現(xiàn)實環(huán)境類似的實驗環(huán)境，在虛擬實驗室當(dāng)中，用戶體驗與感知也非常逼真。但通常都是使用半虛擬模式，這是因為全虛擬技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，VR、AR等技術(shù)還處于初期發(fā)展階段，但隨著虛擬技術(shù)進一步發(fā)展，全虛擬模式普及度也會逐漸提高。

3　結(jié)束語

隨著我國計算機信息技術(shù)不斷發(fā)展，也衍生出了硬件通信虛擬實驗系統(tǒng)，由于該項技術(shù)可以將虛擬和現(xiàn)實融合，所以在教育、科研領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。整體來說，虛擬技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，在使用過程中存在著一定局限，這就需要不斷的突破阻礙，加強對虛擬技術(shù)的研究，給人們?nèi)粘Ｉ钐峁└颖憷浴?/p>