基于主機的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究和實現(xiàn)

時間：2023-03-03 16:27:17 計算機網(wǎng)絡(luò)畢業(yè)論文我要投稿

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　　論文關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實語音識別主機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

　　論文摘要：目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)、語音識別技術(shù)正迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)架構(gòu)向3D化，語音化發(fā)展已成為大勢所趨。同時，快速發(fā)展的主機技術(shù)為大型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供了穩(wěn)定的后臺支持。將虛擬現(xiàn)實、語音識別、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)架構(gòu)、主機四項技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建一個全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在當前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)領(lǐng)域具有重大意義。在這四大技術(shù)的基礎(chǔ)上，考慮其各自特點，給出了一套基于主機的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺的設(shè)計方案。

　　0 引言

　　目前絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用均采用二維網(wǎng)頁的方式同用戶交互。這種“填表單”式的交互方法，勢必對一些初涉的用戶產(chǎn)生障礙。

　　而目前正在蓬勃發(fā)展的虛擬現(xiàn)實技術(shù)和全 3D的操作則正在打破初級用戶同計算機之間的隔閡。同時，隨著語音識別技術(shù)已經(jīng)13趨成熟，識別的準確率不斷提高。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)同語音識別技術(shù)相結(jié)合，來構(gòu)建新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺的前臺界面，無疑將對現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用產(chǎn)生深刻的影響。

　　鑒于目前多數(shù)、、行業(yè)的系統(tǒng)仍然采用主機平臺作為后臺服務(wù)器平臺。這是因為，一方面，這些行業(yè)一般需要海量的數(shù)據(jù)，如果用分布式平臺進行數(shù)據(jù)存儲需要多臺服務(wù)器協(xié)同工作，這樣在跨平臺系統(tǒng)維護和數(shù)據(jù)統(tǒng)一等方面的開銷迅速增長。另一方面，這些行業(yè)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性和性能有較高要求，這些因素共同決定了主機平臺將會是他們的最佳選擇。因此，基于主機平臺的應(yīng)用仍然提供了很大的和廣闊的發(fā)展前景。

　　為此，本文對以J2EE為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)架構(gòu) 、基于主機平臺構(gòu)建語音交互式的三維網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺進行了研究。在比較目前已有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，重點對平臺實現(xiàn)、技術(shù)可行性方面進行了論述。

　　目前較為成熟的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)有 J2EE，CORBA和NET(DCOM)。其中，Sun公司在其 Java技術(shù)的基礎(chǔ)上推出了應(yīng)用于 B／S架構(gòu)的 J2EE開發(fā)和應(yīng)用平臺，Microsoft也在其DCOM技術(shù)的基礎(chǔ)上推出了主要面向 B／S應(yīng)用的．NET開發(fā)和應(yīng)用平臺。CORBA (Common Object Request Broker Architecture)是在 1992年由 OMG(Open Management Group)組織提出的。．NET中涵蓋的 DCOM技術(shù)和 CORBA一樣，在網(wǎng)絡(luò)傳輸層均采用 TCP／IP協(xié)議，也有自己的 IDL規(guī)范。所不同的是，在TCP／IP之上，CORBA采用 GIOP／IIOP協(xié)議，所有 CORBA服務(wù)器以IIOP，形成了 ORB軟件通道；而 Sun的 J2EE采用RMI／IIOP傳輸協(xié)議，體現(xiàn)了 J2EE的開放性。相較于．NET和CORBA，J2EE在軟件開發(fā)、周期、跨平臺性及軟件的維護方面占有巨大優(yōu)勢。

　　對于分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺，特別是 business server，多采用ORACLE、DB2開放平臺等大型數(shù)據(jù)庫作為其后臺存儲層。但由于 PC本身能力的限制，把 business server放在開放平臺上維護開銷越來越大，并且安全性也得不到保證。而基于主機的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在降低開銷，提高安全性、穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢顯而易見。同時，全 3D網(wǎng)絡(luò)操作平臺也是下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展方向，基于主機的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展前景。

　　為此，我們以IBM的產(chǎn)品為主要工具，構(gòu)建了如圖1所示的基于主機的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。

　　在上述系統(tǒng)中，三維網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺起著很重要的作用。從三維空間獲得的用戶請求信息，將通過 httpRequest向IBM Websphere服務(wù)器發(fā)出請求，服務(wù)器Servlet處理HttpRequest請求，并從 HttpServletRequest中獲取用戶請求數(shù)據(jù)。服務(wù)器捕獲請求數(shù)據(jù)后，將其放入消息中間件 IBMMQ消息管道，在主機上觸發(fā)一個CICS事務(wù)，CICS事務(wù)調(diào)用與其綁定的COBOL程序，實現(xiàn)業(yè)務(wù)處理。主機上的 business server處理完成后，反饋消息由MQAPI放入消息隊列里，Servlet從}肖息隊列中取得處理后的消息，通過 HttpResponse反饋給用戶。

　　目前大多數(shù)的主機用戶，都不同程度擁有大量已經(jīng)安全穩(wěn)定運行數(shù)十年的 COBOL程序。另外，出于安全、穩(wěn)定性的考慮，完全采用一個全新技術(shù)開發(fā)的系統(tǒng)會有很高的風(fēng)險。因此，重用這些代碼將會極大保證系統(tǒng)的持續(xù)性、穩(wěn)定性，并可以改進性能，提供新服務(wù)。

　　在本系統(tǒng)中，由 CICS來實現(xiàn)最終的業(yè)務(wù)，這樣可以在很大程度上發(fā)揮 CICS和主機的優(yōu)越性。服務(wù)層的 Servlet不處理具體的業(yè)務(wù)邏輯，本層僅僅獲得 http請求中的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)放入消息隊列，進而傳送到主機上供 CICS使用。系統(tǒng)這樣設(shè)計可以在很大程度上重用已有的 COBOL代碼，并在系統(tǒng)拓展方面有很大優(yōu)越性。

　　在應(yīng)用系統(tǒng)界面上，我們也采用具有語音交互和三維場景特點的使用方式。

　　2 語音交互式三維場景的系統(tǒng)操作界面

　　(1)語音模塊設(shè)計其中我們采用了微軟公司推出的語音包。根據(jù)微軟提供的語音 API，設(shè)計語音識別邏輯，識別用戶的語音輸入，并參照語料庫來給出相應(yīng)的整形返回信息。

　　(2)3D場景設(shè)計 3D場景設(shè)計方面，我們根據(jù)需要，設(shè)計了指定位置的攝像機視口，并將采用 3DSMAX制作的完整 3D場景以wrl格式輸出，嵌入到網(wǎng)頁中。

　　(3)各個模塊協(xié)同工作的實現(xiàn)為實現(xiàn)各個模塊的協(xié)同工作，我們首先將該語音識別邏輯制作成 DLL動態(tài)鏈接庫，嵌入到 Java中，并留出同網(wǎng)頁層Javaseript交互用的接口。再嵌入到HTML網(wǎng)頁中。與此同時，將 wrl格式的文件也嵌入到 HTML網(wǎng)頁中。這樣，語音模塊、3D場景模塊就集成到了網(wǎng)頁中。其次，設(shè)計 Javascript中的接口。3D場景的控制接El和后臺控制接口，前者主要負責觸發(fā) 3D場景的動畫設(shè)置，后者主要負責觸發(fā)后臺服務(wù)器端的操作。這樣，Javaseript就作為幾大模塊的“連接橋”，連接起了各大模塊，保證了數(shù)據(jù)的傳輸。

　　用戶通過輸入語音，將所得到的反饋信息直接作用于 3D場景中并顯示出來，并能夠連接后臺數(shù)據(jù)庫完成實際的業(yè)務(wù)操作。同時后臺反饋回來的信息也可以通過 Javaseript接口直接作用于 3D場景，顯示出后臺業(yè)務(wù)操作的結(jié)果。

　　3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層的實現(xiàn)

　　客戶端三維語音操作平臺經(jīng)過 Http請求最終將數(shù)據(jù)傳給應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)的Servlet。它定義了一個框架，擴展了應(yīng)用服務(wù)器的能力，同時定義了一套標準的API接口作用于應(yīng)用服務(wù)器，這使得其具有良好的可移植性。Servlet采用請求響應(yīng)的模式來接受用戶的請求，提供 web服務(wù)。當客戶端發(fā)送一個請求到服務(wù)器，服務(wù)器將該請求交付給一個 Servlet線強來處理，處理完畢后將處理結(jié)果再返回給客戶。在整個 web業(yè)務(wù)當中，Servlet發(fā)揮了一個關(guān)鍵性的作用。

　　Servlet通過 IBM MQ提供的應(yīng)用程序接 12I來實現(xiàn)同消息中間件 MQ的交互。Servlet在接受到來自客戶端的消息后，將消息放人 IBM MQ的消息隊列里，數(shù)據(jù)可以通過消息隊列傳送到主機上。當?肖息隊列中出現(xiàn) CICS處理后的結(jié)果后，會觸發(fā)相應(yīng)的Servlet從消息隊列中取得 CICS處理結(jié)果的數(shù)據(jù)。

　　CICS是IBM公司的事務(wù)中間件，支持Online的操作，其駐留在主機內(nèi)存中。當有事務(wù)需要處理時，CICS啟動一個 Task，同時觸發(fā)一個 COBOL程序的執(zhí)行，當用戶沒有操作的時候，Task退出內(nèi)存，并不占有資源。CICS作為 IBM主機產(chǎn)品中的一棵常青樹，在進行主機開發(fā)時，有極其重要的地位。CICS是Online的，在用戶沒有進行操作的時候，CICS不駐留內(nèi)存。同時，主機因為其強大的10能力在此可作為強勁的業(yè)務(wù)服務(wù)器。

　　MQ管道是溝通主機和開放平臺的媒介，Servlet通過 MQ管道同 CICS進行交互。在主機上，CICS也是通過 MQ提供的AP1，同 MQ進行數(shù)據(jù)交互。當要反饋 CICS的處理結(jié)果給終端用戶時，可以將其放入消息隊列。Servlet發(fā)送來的數(shù)據(jù)也在消息隊列中，CICS從消息隊列中獲得數(shù)據(jù)。

　　CICS在獲得數(shù)據(jù)之后，可以通過 COBOL進行業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)。CICS通過嵌入式 SQL語句，進行數(shù)據(jù)庫操作。在主機上，數(shù)據(jù)庫是主機 DB2。主機 DB2是 IBM公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，在安全性可靠性方面有很多優(yōu)點。

　　4 結(jié)束語

　　在目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越普遍的情況下，傳統(tǒng)的網(wǎng)頁式操作平臺雖然可以在一定程度上完成其應(yīng)有的功能，但是一種三維的可語音交互的平臺無疑更具親和力。本文著重論述了如何實現(xiàn)這樣一個在交互性方面有巨大優(yōu)勢的平臺。結(jié)合了目前流行的 J2EE架構(gòu)，考慮了傳統(tǒng)的主機應(yīng)用平臺，是一種完全新穎的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)。系統(tǒng)在三維的下載時間，用戶等待時間和系統(tǒng)性能等方面尚待改進，但這樣一種新穎的平臺在可交互性方面的優(yōu)勢顯而易見，對于將來的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺開發(fā)技術(shù)的進一步發(fā)展，無疑有重要的參考價值。

　　參考文獻

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