VRML的計算機(jī)組裝實驗探析

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的逐步提升，促進(jìn)了計算機(jī)發(fā)展和運(yùn)用領(lǐng)域空間的逐漸擴(kuò)大。在計算機(jī)組裝過程中，由于計算機(jī)的硬件更新周期比較長，導(dǎo)致計算機(jī)的組裝水平很難提升。當(dāng)前，在計算機(jī)組裝中運(yùn)用VRML虛擬實驗系統(tǒng)，可以對計算機(jī)的硬件實現(xiàn)虛擬仿真、實驗，對于提升計算機(jī)的組裝水平有著重大意義。本文主要對VRML的計算機(jī)組裝實驗進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：VRML；計算機(jī)組裝；虛擬實驗

中圖分類號：TP305.3-4

計算機(jī)技術(shù)是一項新興教學(xué)方式，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展的趨勢下體現(xiàn)的作用越來越突出。而在計算機(jī)的組裝實驗中，由于受到實驗條件的限制與計算機(jī)的硬件更新速度較慢等相關(guān)因素的影響，嚴(yán)重制約了計算機(jī)組裝實驗水平的進(jìn)一步提升。而VRML也就是虛擬現(xiàn)實的建模語言運(yùn)用，為現(xiàn)實世界的虛擬仿真提供了三維場景的建模語言，從而對硬件設(shè)備完成虛擬仿真、實驗，能夠有效提升計算機(jī)的組裝實驗直觀性及實踐性。

1 VRML的計算機(jī)組裝實驗近況

從理論角度講，VRML和計算機(jī)的組建平臺并沒有直接性或是間接性的聯(lián)系，但是作為一項場景模型或是建模語言，自身的交互性和沉浸性及構(gòu)想性等特點，使VRML在計算機(jī)的組裝實驗中發(fā)揮著重要作用[1]。在現(xiàn)階段計算機(jī)技術(shù)水平逐漸發(fā)展的前提下，以VRML為基礎(chǔ)建立計算機(jī)組裝實驗已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。在進(jìn)行計算機(jī)的組裝實驗時，首先必須對計算機(jī)的組裝過程有一定了解，保證后續(xù)的組裝實驗可以順利展開。目前計算機(jī)系統(tǒng)主要包含硬件與軟件兩個部分，其中硬件系統(tǒng)的主機(jī)板塊包含了中央處理器與內(nèi)存儲器，而外圍板塊主要有三個方面的內(nèi)容，第一個是外存儲器，比如軟磁盤、硬磁盤和光盤等；第二個是輸入設(shè)備，例如鍵盤和掃描儀等；第三個是輸出設(shè)備，比如顯示器和打印機(jī)等。

計算機(jī)組裝的模擬實驗系統(tǒng)不但有設(shè)備三維瀏覽和組裝演示及組裝實驗，而且包含了對應(yīng)的實驗說明。其中三維瀏覽主要依賴VRML來實現(xiàn)，是一項三維仿真技術(shù)，可以利用多角度的方式展開詳細(xì)觀察，并且計算機(jī)的設(shè)備更新也會同步到虛擬設(shè)備中，在一定程度上緩解了現(xiàn)實實驗的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。另外，過程演示通常是重復(fù)性播放實驗過程，可以有效降低現(xiàn)實計算機(jī)實驗組裝的次數(shù)。而試驗說明主要是對計算機(jī)的組裝模擬試驗中目的和原理及注意事項及實驗儀器等進(jìn)行相關(guān)介紹。

2 基于VRML的計算機(jī)組裝實驗設(shè)計實現(xiàn)

2.1 RML的計算機(jī)組裝實驗重要性

在現(xiàn)實教學(xué)過程中，計算機(jī)的組裝教學(xué)作為一門實踐性和直觀性非常強(qiáng)的操作技能類型課程。在進(jìn)行計算機(jī)的組裝教學(xué)時，因為計算機(jī)的各個部件缺乏和部件更新速度較慢等原因，一旦利用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，那么就會導(dǎo)致計算機(jī)的組裝教學(xué)效果無法達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。雖然部分教師運(yùn)用了二維多媒體的實驗系統(tǒng)完成輔助教學(xué)，可是計算機(jī)的組裝交互性和真實感也無法明顯的體現(xiàn)出來，使學(xué)生在觀看計算機(jī)的組裝全過程時不能感知到計算機(jī)的真實組裝過程。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對計算機(jī)的組裝過程實現(xiàn)一定的仿真試驗，從而使學(xué)生可以真正參與到計算機(jī)組裝中來，計算機(jī)組裝的虛擬實驗系統(tǒng)被逐漸開發(fā)和普遍用在現(xiàn)實教學(xué)活動中具有重大意義。

2.2 VRML技術(shù)和網(wǎng)頁的結(jié)合

虛擬實驗系統(tǒng)的主要目的就是突破學(xué)習(xí)與實驗項目進(jìn)行時的地域性限制，從而完成實驗環(huán)境的共享?，F(xiàn)階段，第二代VRML技術(shù)是以網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計語言作為基礎(chǔ)，可以建立三維立體的網(wǎng)絡(luò)世界先進(jìn)技術(shù)方式，同時和網(wǎng)頁的融合是完成實驗共享的技術(shù)前提[2]。另外計算機(jī)系統(tǒng)里HTML代碼具有支持引用文件的作用，同時VRML格式的文檔可以在標(biāo)簽的具體作用下融合到網(wǎng)頁中，從而實現(xiàn)連接VRML文檔和網(wǎng)頁文檔目錄的任務(wù)，這也是不必可少的運(yùn)用路徑。如果不運(yùn)用上述的路徑，就必須對VRML文檔中絕對路徑做出詳細(xì)描述。

2.3 建立虛擬實驗?zāi)Ｐ?/p>

建立虛擬實驗?zāi)Ｐ褪峭瓿商摂M實驗的重要步驟，必須保證其精細(xì)度與復(fù)雜度，從而保障計算機(jī)組裝的模擬試驗系統(tǒng)成功進(jìn)行。此虛擬試驗?zāi)Ｐ偷慕M成部分主要有物理模型與幾何模型，虛擬幾何模型一般對三維模型里的紋理、外表和形狀及位置等進(jìn)行表達(dá)，是計算機(jī)的組裝模擬實驗中設(shè)施的靜態(tài)特點體現(xiàn)[3]。在技術(shù)的重要性方面看，運(yùn)用第三方的建模技術(shù)方式具有的技術(shù)含量比較高，此技術(shù)的主要對象是現(xiàn)實實驗過程中的實驗室，根據(jù)各個設(shè)備的復(fù)雜度高低進(jìn)行分別建模。利用VRML編程優(yōu)化可以在一定程度上減小文件的存儲空間，然而第三方的建模技術(shù)在減小編程復(fù)雜度方面發(fā)揮著重要作用。在進(jìn)行第三方建模時，3DS MAX技術(shù)作為比較常用的技術(shù)之一，必須在建模之前對設(shè)備的尺寸和比例等進(jìn)行綜合分析，保證虛擬現(xiàn)實世界具有真實性。另外，建模完成之后的導(dǎo)出工作主要包含模型數(shù)據(jù)存儲和VRML文件的處理及設(shè)備模型的貼圖收編。

2.4 虛擬試驗的交互式操作

交互式操作作為計算機(jī)組裝的虛擬實驗系統(tǒng)中第二步，在此環(huán)節(jié)中，必須組裝完畢各個部件的模型。主要操作如下：在設(shè)備虛擬模型庫里檢索出計算機(jī)的組裝設(shè)備相關(guān)格式文件和相關(guān)屬性，利用節(jié)點比如Transform對此部分的部件設(shè)備完成編組處理與幾何變化，使其組成想要的虛擬實驗場景。本文以內(nèi)存條組裝為案例，組裝工作人員可以把內(nèi)存條與主板設(shè)備模型抽調(diào)到設(shè)備的虛擬模型庫中，檢索到相應(yīng)的文件，這是后臺程序就可以完成自動編組與幾何變換，最終形成統(tǒng)一的計算機(jī)組裝虛擬實驗場景。

2.5 虛擬實驗中需要注意的問題

在進(jìn)行計算機(jī)組裝的虛擬實驗過程中，應(yīng)該注意實驗操作系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)組成也就是實驗說明和計算機(jī)各個部件的三維瀏覽及計算機(jī)每個部件的組裝實驗過程演示。而在學(xué)生參與計算機(jī)組裝虛擬實驗時，教師要引導(dǎo)學(xué)生重點探究實驗的目的和試驗原理以及對虛擬實驗過程中注意的相關(guān)事項完成歸納總結(jié)。與此同時必須明確計算機(jī)中部件三維瀏覽具有的作用，運(yùn)用計算機(jī)部件虛擬三維仿真，在各個角度上觀察計算機(jī)的組裝演示效果，還能夠隨時依據(jù)計算機(jī)部件相關(guān)更新狀況，對VRML下計算機(jī)組裝的虛擬實驗?zāi)Ｐ腕w系做出合理修改，從而促進(jìn)計算機(jī)組裝虛擬實驗的穩(wěn)定發(fā)展。另外，VRML技術(shù)的運(yùn)用不僅在一定程度上降低了更換計算機(jī)硬件的成本，還可以隨時播放計算機(jī)組裝的虛擬實驗過程，使學(xué)生在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，可以熟練掌握計算機(jī)的組裝各種實驗科目，從而提升計算機(jī)的組裝教學(xué)效果。

3 結(jié)束語

創(chuàng)建以VRML技術(shù)為基礎(chǔ)計算機(jī)組裝的虛擬實驗系統(tǒng)對計算機(jī)的組裝實驗的發(fā)展有著重大意義。利用VRML不但可以使人們了解計算機(jī)組裝的詳細(xì)過程，而且很好地解決了資源不足和條件有限等相關(guān)問題。在進(jìn)行虛擬化計算機(jī)組裝仿真實驗時，確保學(xué)生可以參與到其中，并且獲取的經(jīng)驗相對比較可靠。不管是在降低實驗成本還是在遠(yuǎn)程實驗的實現(xiàn)方面看，計算機(jī)組裝的虛擬實驗都發(fā)揮著重要作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳蘭.基于VRML的計算機(jī)組裝虛擬實驗的研究與實現(xiàn)[J].長沙大學(xué)學(xué)報，2011（02）.

[2]湯嘉立，姚正軍，黃斌.基于VB和VRML的虛擬仿真實驗系統(tǒng)[J].計算機(jī)工程與設(shè)計，2012（12）.

[3]嚴(yán)繼康，甘國友，孫加林.基于VRML的電子陶瓷虛擬實驗室[J].昆明理工大學(xué)學(xué)報（理工版），2013（01）.

作者單位：裝甲兵工程學(xué)院計算中心，北京 100072