基于流媒體技術(shù)的虛擬實驗系統(tǒng)的研究與實現(xiàn).pdf

1、虛擬實驗是美國University of Virginia的William Wolf教授于1989年提出來的，至今已有二十年時間了，其廣闊的應(yīng)用前景，吸引了各國的研究者進(jìn)行研究和開發(fā)。我國也開展了虛擬實驗系統(tǒng)方面的研究工作，并取得了一些進(jìn)展。構(gòu)建虛擬實驗教學(xué)平臺可為學(xué)生創(chuàng)建一個接近真實的實驗環(huán)境，進(jìn)行實驗操作時，學(xué)生與虛擬環(huán)境中的三維實體互動，有身臨其境的感覺。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)存在著傳輸時間長，傳輸質(zhì)量差的弊端。采用流媒體技術(shù)

2、(Streaming Media)可以使多媒體信息邊下載邊播放，有效突破網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸。目前，虛擬實驗教學(xué)已成為遠(yuǎn)程教育的重要應(yīng)用之一。 本文以行為主義學(xué)習(xí)理論和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)思想，將流媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和遠(yuǎn)程控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，構(gòu)建了一個基于流媒體技術(shù)的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)平臺，并以《計算機(jī)組成原理》這門課程為例進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)。 本文從設(shè)計思想、理論依據(jù)、需求分析、功能模塊以及實現(xiàn)技術(shù)五個方面，詳細(xì)闡述了基于

3、流媒體的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。完成的主要工作如下： 所做的工作主要有以下幾點： ·介紹了國內(nèi)外虛擬實驗教學(xué)研究發(fā)展的現(xiàn)狀，對現(xiàn)有虛擬實驗系統(tǒng)的研究進(jìn)行了分析，歸納出了目前虛擬實驗教學(xué)存在的一些主要問題，分析了開發(fā)基于流媒體技術(shù)的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的必要性和可行性。 ·結(jié)合現(xiàn)代教育理論，圍繞系統(tǒng)設(shè)計所需的關(guān)鍵技術(shù)，如流媒體技術(shù)，遠(yuǎn)程控制技術(shù)和Socket套接字通信技術(shù)，深入介紹了流媒體技術(shù)的原理特點，遠(yuǎn)程控制

4、的概念與應(yīng)用，Socket套接字原理及主要函數(shù)，深入探討了這些關(guān)鍵技術(shù)在虛擬實驗教學(xué)中的應(yīng)用。 ·依據(jù)當(dāng)前虛擬實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和需求，運(yùn)用a/s(衩IJ覽器/服務(wù)器)三層架構(gòu)模型，結(jié)合系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，對虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)的整體框架進(jìn)行分析，并對系統(tǒng)所用到的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行了論述，構(gòu)建了一個基于流媒體技術(shù)的虛擬實驗教學(xué)模型。 ·系統(tǒng)以Asp.net+SQL Server為開發(fā)平臺工具，將整個虛擬實驗系統(tǒng)分為學(xué)生實驗子系統(tǒng)

5、模塊和教師管理子系統(tǒng)模塊，用模塊化設(shè)計方法對兩個子模塊分別進(jìn)行概要設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，學(xué)生實驗子模塊中重點設(shè)計遠(yuǎn)程學(xué)生端在線實驗；在教師管理子模塊中，重點設(shè)計教師端實驗教學(xué)和教學(xué)管理；然后以《計算機(jī)組成原理》課程為例，對整個虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行代碼實現(xiàn)。 在Web環(huán)境下，基于流媒體技術(shù)設(shè)計虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)是一個新的嘗試。本文基于流媒體技術(shù)研究和開發(fā)的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，具有一定的實用價值和理論意義。由于時間有限，該系統(tǒng)的功能有待增強(qiáng)，