導語：如何才能寫好一篇交互技術(shù)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

1．1LBA系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

LBA系統(tǒng)（LearningByAsking，LBA）主要包括3部分：web服務器、客戶端和視頻服務器。事先錄制專家講課或會談過程，將該視頻在視頻流服務器中存儲，同時提供互聯(lián)網(wǎng)訪問權(quán)限，每個視頻會由許多分主題構(gòu)成，并按內(nèi)容將這些數(shù)字視頻再分成許多獨立的片段，每個片段對應一個特定的主題。此外，系統(tǒng)還標示了每個片段的時間段，以提供一個基于內(nèi)容的結(jié)構(gòu)支持。作為快捷實用的系統(tǒng)，用戶僅需在計算機里安裝1個web瀏覽器，1個Realplayer播放器和1個聲卡，就能獲取在線學習資料。在web服務器上創(chuàng)建元數(shù)據(jù)圖書館，同時包括視頻片段的各種數(shù)據(jù)，如題名，關鍵詞，講授者，文件大小，起始／終止時間等。元數(shù)據(jù)圖書館和其他相關的教學資料（如Powerpoint幻燈片、教學課件等）都存儲在相關數(shù)據(jù)庫（relational）中，當用戶發(fā)出在線授課請求時，LBA系統(tǒng)根據(jù)請求內(nèi)容，從數(shù)據(jù)庫中檢索符合要求的結(jié)果發(fā)送給用戶。目前，LBA普遍采用Apache作為web和RealSystem服務器。在LBA系統(tǒng)中，采用交互式電子課堂模式實驗進行驗證。電子教室可模仿傳統(tǒng)教室的設備，創(chuàng)造一個在線學習環(huán)境，系統(tǒng)在同一個界面中實時展示授課者的視頻、Powerpoint幻燈片和授課筆記。當播放授課視頻時，系統(tǒng)可以自動展示所對應的幻燈片和該主題的所有筆記。假如學習者在某個學習階段不作任何操作，系統(tǒng)將按既定程序從頭至尾再次播放。視頻區(qū)用來播放教學視頻錄像；Power－point幻燈片向用戶提供與教學視頻同步的多媒體影像資料；交互區(qū)用來課程的選擇、提出相關問題并通過查詢得到某些問題的回答。學習者可以隨時介入，通過界面控制按鈕來控制學習內(nèi)容和進度。交互式多媒體技術(shù)提供了一個交互式的電子課堂在線學習環(huán)境，通過用戶與內(nèi)容間的連續(xù)交互進行學習。

1．2LBA系統(tǒng)的多媒體技術(shù)支持

多媒體是將文本、圖像、音頻、視頻、動畫等多種通信媒介連接在一起的技術(shù)。多媒體技術(shù)是基于計算機，集成了2種或2種以上媒介信息的傳遞方式。通過多媒體課件的生動展示，可以吸引讀者更加關注學習內(nèi)容。而多媒體教學適合進行強化教育、有利于實現(xiàn)學習個體化。LBA系統(tǒng)采用交互式多媒體技術(shù)，增強了學習者與虛擬教師間的實時交流，而且只用1臺計算機就能展現(xiàn)聯(lián)合文本、圖像、音頻、視頻等多種媒介，運用相關鏈接和工具，使用戶能夠瀏覽、創(chuàng)建和進行交流，并允許用戶有改變音頻、視頻顯示系統(tǒng)的權(quán)限，從而提供靈活、便捷的學習環(huán)境。

2實驗

2．1實驗內(nèi)容

本實驗通過衡量學習者考試成績的等級和學習者的滿意度，調(diào)查E－Learning系統(tǒng)的學習效果。實驗進行如下假設：1）相同授課時間的情況下，處在基于交互式多媒體技術(shù)的E－Learning環(huán)境（即LBA系統(tǒng)）中的學生將比傳統(tǒng)教學環(huán)境中的學生取得更高的成績。2）處在基于交互式多媒體技術(shù)的E－Learning環(huán)境中的學生將比傳統(tǒng)教學環(huán)境中的學生有更大的教學滿意度。本文將通過實驗描述驗證以上2個假設。實驗者是39個在校大學生，都在學程，平均年齡19．6歲，其中男生22人，女生17人。提供給實驗者相同的授課時間和學習資料，而且保證實驗者在此之前沒有任何E－Learning的經(jīng)歷。實驗者隨機分為2個對照組，每組又被隨機安排或使用LBA在線聽課，或在傳統(tǒng)課堂聽課。2個組分別講授Internet搜索引擎的內(nèi)容，傳統(tǒng)課堂組在日常教室里上課，在線聽課組則在一個特殊實驗室里上課，該實驗室配置了30個NT工作站，安裝了所有必要的軟件。每人1臺電腦，并配備耳機，使實驗者在能聽到教學視頻資料聲音的情況下不打擾他人。實驗過程作如下控制：2個對照組的授課時間和授課學習內(nèi)容一致；事先準備在線資料的教師和課堂組的教師是同一人，在線教師用同樣的資料給課堂組上課；2個組都進行相同內(nèi)容的考試；2組被實驗人員在實驗前均不知道授課內(nèi)容。

2．2實驗步驟

實驗者被告知按照他們在實驗中的個人成績，將給予5個額外的學分。在線聽課的學生均按以下步驟進行：1）簡要描述實驗目的和步驟。2）預測試。要求實驗者在筆試中回答某些問題，問題涉及相關講課內(nèi)容的一些基本概念。目的是在線授課前檢驗實驗者對課程的了解程度。3）進入LBA系統(tǒng)訓練。通過一個生動的描述，使實驗者懂得如何使用LBA系統(tǒng)的電子課堂。4）在線授課過程。系統(tǒng)訓練結(jié)束后，實驗者有45min時間觀看在線授課內(nèi)容，預先準備的授課視頻大約持續(xù)29min，因此，在開始進行下一步實驗前，實驗者有時間復習前面所學內(nèi)容。5）最后進行測試。實驗結(jié)束后，實驗者進行另一場筆試：包括判斷題、多項選擇題和2個基于授課內(nèi)容的論述題。最后測試的問題與預測試的問題雖然類似，但不相同，其更難，也更趨向?qū)I(yè)性。最后，每位實驗者填一張調(diào)查表，明確其個人背景信息，同時反饋實驗者對實驗的滿意度。由于實驗者相互討論會影響其的個人成績，所以在線授課期間，實驗者不允許互相討論。已錄制了在線授課視頻的教師在正常上課時間給課堂組的實驗者上同樣的課程，并按照與在線組相近的步驟進行實驗，只有第3步和第4步改用45min正常課堂時間進行聽講和復習，并允許實驗者象平時上課一樣，進行課堂提問和做筆記。預測試和最后測試均為閉卷考試，滿分為50分。實驗者的個人學習成績通過最后測試成績與預測試成績的差額（即學習所得成績）進行衡量。

2．3實驗結(jié)果

實驗者學習所得成績的平均分和標準偏差值如表2所示。由表2可知，在線組實驗者的學習成績高于課堂組的成績，該結(jié)果滿足第1個假設，即使用LBA系統(tǒng)的實驗者比傳統(tǒng)課堂的實驗者取得的成績更好。實驗者滿意度衡量標準：1－極端不滿意，2－很不滿意，3－不滿意，4－一般，5－滿意，6－非常滿意，7－極端滿意。在線組和課堂組實驗者滿意度如表3所示，表3中，2組實驗者的滿意度相當，因此，假設2不成立。

2．4實驗結(jié)果分析

實驗結(jié)果表明，E－Learning環(huán)境可為多媒體教學和互動性提供基于內(nèi)容的結(jié)構(gòu)支持，并提高學習效率。因此，LBA組實驗者的學習成績高于課堂組的原因如下：1）LBA系統(tǒng)可以提高學習者的能動性。如果學習者沒有聽懂視頻資料中的某部分內(nèi)容，其可以重復播放，返回復習，直到弄懂為止；也可以在任何時候選擇點擊視頻資料的某一段進行深入學習。但在傳統(tǒng)教學課堂上，學習是以授課者為中心的連續(xù)過程。盡管授課者提倡鼓勵學習者提問題，但由于多種原因，許多學習者即使聽不懂授課者的授課內(nèi)容，也不會在課堂上詢問或要求重復講授，因此，失去了正確理解和深入學習的機會。2）在基于多媒體技術(shù)的新環(huán)境中學習，通過生動的多媒體教學手段可以引發(fā)學習者的學習興趣，且比在傳統(tǒng)課堂上更能集中精力。與傳統(tǒng)教學環(huán)境相比，E－Learning系統(tǒng)能給學習者更大的參與性和靈活性，能幫助學習者更好地理解和掌握學習資料。

3結(jié)束語

篇2

關鍵詞：中央服務器無線呼叫系統(tǒng)防碰撞技術(shù)同步信號

隨著科技的進步以及對生活質(zhì)量要求的不斷提高，人們要求在消費中得到的服務更加快捷、方便、舒適；同時處于激烈競爭環(huán)境中的服務性企業(yè)也需要吸引顧客，提高企業(yè)自身的服務檔次和形象。無線呼叫系統(tǒng)能夠為顧客創(chuàng)造良好的消費環(huán)境，使其得到方便及時的服務；企業(yè)也能隨時掌握顧客需要的服務，提高服務效率。它可以廣泛應用于酒店、銀行、醫(yī)院、娛樂場所等服務性行業(yè)中。因此，研究出一種簡單可靠、高效率的無線呼叫系統(tǒng)，對于提高我服務行業(yè)的服務水平，改進人們的生活方式，促進社會生活的信息化，具有重要的理論、實用和商用價值。

1無線呼叫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

圖1所示給出了由一臺中央服務器CSS（CentralSeverSystem）和多臺終端呼叫器MTCU（MultipleTerminalCallUnit）構(gòu)成的多點對單點無線通信系統(tǒng)。中央服務器CSS與每一臺呼叫器CU（CallUnit）之間以雙向方式傳遞數(shù)據(jù)，傳輸數(shù)據(jù)量大，實時性要求高。同傳統(tǒng)的線呼叫系統(tǒng)相比，無線呼叫系統(tǒng)的使用更加靈活，無需在工作環(huán)境中鋪設有線物理網(wǎng)絡，極大降低了投資成本。

系統(tǒng)工作在ISM頻段433MHz附近，該頻段無需申請許可證。呼叫器作為數(shù)據(jù)載體通常由用戶即服務的申請方來控制，每個呼叫器有一個唯一的識別碼。當用戶按其上的發(fā)射鍵后，識別碼被發(fā)射出去，等待中央接收器的響應；中央服務器接收到服務申請后，根據(jù)識別碼鑒定出是由哪一臺呼叫器發(fā)出的申請，并給出聲音提示和顯示呼叫器的識別號。

在酬、醫(yī)院、娛樂業(yè)等經(jīng)營場所中，中央服務器置于服務臺或值班室中，呼叫器安放在客戶里、病床邊或顧客身邊。顧客隨時可以發(fā)出服務申請，中央服務器接收到申請后，發(fā)出提示音和顯示識別號碼，通知服務員向提出服務申請的顧客提供服務。

2防碰撞技術(shù)

2.1防碰撞問題的提出

在服務行業(yè)的營業(yè)場所中，顧客需要服務人員能夠提供準確、及時的服務，因此要求所設計的系統(tǒng)有很好的實時性和可靠性。一方面，顧客提出的申請能夠很快地得到響應，使顧客感覺不到時間的浪費；另一方面，中央服務器不能由于接收到的是錯誤信息，使服務員打擾并未提出服務申請的顧客。

針對系統(tǒng)的要求，可以得出導致服務中出現(xiàn)錯誤的原因有二：一是由于無線信道的復雜性，信息在無線信道的傳輸過程極易受到干擾而產(chǎn)生錯誤，接收端不能接收到正確的信息；其二是由于多個呼叫器同時競爭通信信道向中央服務器發(fā)出呼叫，各個呼叫器發(fā)出的數(shù)據(jù)相互干擾，使中央服務器不能正確地辨別是哪一臺呼叫器發(fā)出的申請。這兩種錯誤可能使沒有發(fā)出呼叫申請的顧客得到了不需要的服務，而有服務要求的顧客又得不到滿足，反而降低了服務的效率和準確度，起不到服務行業(yè)中需要的無線呼叫系統(tǒng)的作用。對于前一種情況可以采用適當?shù)男＜m錯方式，降低中央服務器向服務員提供錯誤呼叫信息的概率，無需本文詳細討論。而對后一種情況，需要找到一種合適的反碰撞方法，這正是本文要解決的問題。

2.2無線呼叫系統(tǒng)的防碰撞技術(shù)

數(shù)據(jù)的碰撞問題即無線通信中的多路存取問題。我們把多個通信通路競爭一個通信信道的最大數(shù)據(jù)傳輸率以及供它使用的時間片確定的，故分配給每個用戶的通路容量必須滿足：當有多個發(fā)射器同時把數(shù)據(jù)傳輸給同一個接收器時，不能出現(xiàn)互相干擾（碰撞）。在無線電技術(shù)中，多路存取問題的存在由來已久。因此，出現(xiàn)了許多方法，可以把不同的用戶信號分開。比較典型的方法有四種：空分多路法、頻分多路法、時分多路法以及碼分多路法。這些經(jīng)典的多路存取問題解決方法用于移動通信、衛(wèi)星通信等系統(tǒng)中時，可以將不間斷的數(shù)據(jù)流傳輸給用戶，并且保證一次分配的通信容量能夠保持足夠長的時間，如同話音通信所需要的那樣（例如在一次通話的整個交談過程）。

圖3系統(tǒng)通信時序圖

對無線呼叫系統(tǒng)來說，中央服務器與呼叫器之間只存在很短的動作周期，這種周期被較長的不等非工作間歇所中斷。呼叫器發(fā)出的數(shù)據(jù)在數(shù)十ms的時間內(nèi)被鑒別，讀出和寫入；接著，中央服務器在較長的時間內(nèi)不會上到呼叫器發(fā)出的信號。但這并不意味我們不需要考慮多個呼叫器同時向服務器傳輸數(shù)據(jù)的可能性。我們需要的是一種高效的多路存取法，使用戶感覺不到時間的損失就完成了數(shù)據(jù)的區(qū)分、顯示及對用戶的響應。見圖2，許多呼叫器試圖“圖時”將數(shù)據(jù)傳輸給服務器。

現(xiàn)在比較常用的多路存取方法有頻分復用和時分復用法。頻分復用法（FDM，F(xiàn)requency-DivisionMultiplexing）是在呼叫器與接收器之間建立多條不同帶的通信信道。但這種方法實現(xiàn)上過于復雜，硬件上需要增加濾波器組；并且由于信道的非線性會產(chǎn)生交調(diào)失真和高次諧波，引起信號的串路，因而不適合所設計的無線呼叫系統(tǒng)在本系統(tǒng)使用的是時分復用法（TDM，Time-DivisionMultiplexing）。TMD同F(xiàn)DM相比較具有電路實現(xiàn)簡單可靠，對系統(tǒng)的非線性失真要求不高。

2.3中央服務器與呼叫器之間的通信過程

時分復用的主要特點是利用不同時隙來傳送各路不同的信號，每路信號在時域上是分割開的。我們?yōu)槊颗_呼叫器分配的，可與中央服務器通信的時間段是不同的。因此，要求我們所設計的系統(tǒng)具有良好的同步機制，解決中央服務器與所有呼叫器之間時鐘的步問題。在同步信號的指揮下，每個呼叫器都能在分配給自己的時間段內(nèi)發(fā)送信息。

系統(tǒng)由中央服務器產(chǎn)生的步信號作為整個系統(tǒng)同步的基準信號，這就為所有呼叫器建立了一個能夠計算出各自可以發(fā)出呼叫申請時間的起點。這里的同步信號是使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作的同步信號，而并不要求單個呼叫器與中央服務器采用同步通信方式的幀同步信號，呼叫器與央服務器之間的通信仍然可以采用異步通信的方式。呼叫器從收到系統(tǒng)同步信號后，開始計算可以發(fā)送信號的延遲時間。延遲時間的長度是在系統(tǒng)設計時就已經(jīng)約定的，每臺呼叫器對應不同的延遲時間，使各個呼叫器與服務器通信的時間是錯開的，不會產(chǎn)生重疊，也就防止了中央服務器時收到多臺呼叫器的服務申請，避免了數(shù)據(jù)之間的碰撞。中央服務器產(chǎn)生的系統(tǒng)同步信號是周期性的，這個周期的大小與系統(tǒng)中呼叫器的個數(shù)、呼叫器與服務器之間完成一次通信所需要的時間有關，也與硬件設計的系統(tǒng)時鐘大小和數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈视嘘P。圖3給出了中央服務器與呼叫器之間通信的時序圖。

從圖3中，我們按照時分復用的原則，得出系統(tǒng)能夠正常工作的條件：

系統(tǒng)處于工作狀態(tài)后，中央服務器先發(fā)出同步信號SYN。該信號是周期信號，在兩個同步信號之間，服務器處于接收狀態(tài)。呼叫器CUi接收到同步脈沖后等待Ti時間，并在這臺呼叫器有顧客發(fā)出服務申請的情況下才能向服務器傳輸信息。呼叫器CUi與中央服務器通信一次的時間片的長度為ti，在時間片內(nèi)呼叫器可向服務器重復傳送n次信息，時間片內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸仍然采用異步通信的方式。由于所有呼叫器在兩個SYN之間均有一次機會可與中央服務器通信，所以劃分的時間片越長，同步信號的周期也截止大。但若同步信號的周期時間太長，超過顧客對服務等待時間的滿意程度，也就不能滿足系統(tǒng)的實時性要求。所以在保證通信質(zhì)量的前提下，應提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈?，縮短通信時間片的長度，確定系統(tǒng)中呼叫器的適當?shù)臄?shù)量。

3系統(tǒng)的硬件設計

圖4給郵了無線呼叫系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)框圖。系統(tǒng)的中央服務器與呼叫器的控制功能由單片機實現(xiàn)，射頻收發(fā)模塊主要由一塊射頻集成芯片構(gòu)成。此外，中央服務器還有LED顯示電路以及發(fā)音電路。

單片機使用Atmel公司的AT89C51，其中集成了4KBFlashROM，主要用來控制射頻集成芯片的收發(fā)，數(shù)據(jù)的識別和提取，進行反碰撞處理。此外，還要控制LED顯示呼叫器的識別號碼及給出提示音。

射頻集成芯片選用Nordic公司的nRF401。NRF401j單片機集成收發(fā)芯片，可工作于433.92MHz/434.33MHz兩個頻道，最大數(shù)據(jù)傳輸率為20kbps，調(diào)制方式為FSK，功耗低，且發(fā)射功率可以調(diào)整，最大發(fā)射功率為+10dBm。當工作于等機模式，待機電流僅為8μA，因此很適合用于便攜式的無線通信設備中。連接nRF401的天線是以差分方式連接到nRF401的。在實際設計中，呼叫器的天線采用差分環(huán)型天線，這種天線可直接刻蝕在PCB板上。中央服務器的天線采用高靈每度的單端天線，但是單端天線與nRF401之間也必須通過一個差分轉(zhuǎn)換匹配網(wǎng)絡連接起來。圖5所示的硬件連接原理圖中的各個引腳的功能如下所列。

CS：頻道選擇，CS=0選擇工作頻道1，即433.92MHz；CS=1選擇工作頻率2，即434.33MHz。連接AT89C51的P2.5腳。

DOUT：數(shù)據(jù)輸出，連接AT89C51串口RXD。

DIN：數(shù)據(jù)輸入，連接AT89C51串口TXD。

PWR_UP：節(jié)能控制，PWR_UP=1正常工作狀態(tài)，PWR_UP=0低功耗節(jié)能狀態(tài)。連接AT89C51的P2.6腳。

TXEN：發(fā)射接收控制，TXEN=1時，nRF401為發(fā)射狀態(tài)；TXEN=0時，nRF401為接收狀態(tài)。連接AT89C51的P2.7腳。

NRF401射頻模塊硬件電路的具體設計。為了獲得最佳的RF性能，推薦使用1.6mmFR4板材的雙面PCB；nRF401的直流供電必須使用高性能的RF電容去耦；在PCB板上應該避免長的電源走線；所有的開關數(shù)字信號和控制信號都不能經(jīng)過nRF401的PLL環(huán)路濾波元件和VCO電感附近。

4無線呼叫系統(tǒng)的軟件設計

4.1通信協(xié)議

為了保證通信成功，通信雙方必須嚴格遵循通信協(xié)議的約定。由于nRF401的最大數(shù)據(jù)傳輸率為20kbps，為獲得中央服務器和呼叫器之間大的通信速率，單片機的系統(tǒng)時鐘頻率為11.0582MHz時，我們將串口的波特率選定在19.2kbps。

由中央服務器向所有呼叫器發(fā)系統(tǒng)同步信號。根據(jù)設計要求和測試結(jié)果，我們將同步信號序列SYN定義為雙同步字符：0xAA和0xAA。所有呼叫器接收到該字符串后，開始計算各自的可以發(fā)送呼叫信息等時間Ti。

當對應呼叫器與中央服務器建立起通信關系后，在可通信時間片內(nèi)采用異步通信的方式。呼叫器向服務器發(fā)出握手信號：0xBB；服務器接收到握手信號后發(fā)回應答信號：0xCC，接收到應答信號后呼叫器開始傳送數(shù)據(jù)塊。設計中的數(shù)據(jù)塊可以直接是使用VCD碼表示的呼叫器的識別號，能很方便地在服務器的LED上顯示出來，還可以傳輸對其它相應服務編碼得到數(shù)據(jù)。收、發(fā)雙方的數(shù)據(jù)校驗方式采用計算發(fā)送數(shù)據(jù)塊的“校驗和”。呼叫器對所發(fā)數(shù)據(jù)求出“校驗和”，在數(shù)據(jù)塊發(fā)完后將其發(fā)到中央服務器中；服務器計算所收數(shù)據(jù)塊的“校驗和”，并與從呼叫器發(fā)來的“校驗和”相比較。若兩者相等，收正確，服務器應答一個“0x00”；叵不等，說明接收器接收到“0x00”的答復后，結(jié)束發(fā)送。又因為呼叫器發(fā)出的服務請求只能在規(guī)定時間片段內(nèi)完成，故必須的服務請求。系統(tǒng)直到等待時間最長的那個呼叫器的時間片過去以后，中央服務器又再次向所有呼叫器發(fā)出系統(tǒng)同步信號.

圖6收發(fā)程序流程

4.2收發(fā)程序設計

因為系統(tǒng)分配給各個呼叫器的可與中央服務器完成一次呼叫申請的時間片的長度是固定的，這個時間長度既要保證呼叫器發(fā)出的申請能準確的傳到服務臺上，又要盡量短，才可縮小同步信號的周期。因此收發(fā)程序的執(zhí)行時間十分關鍵，必須短而高效。圖6給出了中央服務器和呼叫器的收發(fā)程序流程。

篇3

1.“1循環(huán)互輔”實踐教學方法

“循環(huán)互輔”實踐教學方法建立在“建構(gòu)主義的學習觀”的基礎上，建構(gòu)主義的學習觀認為：知識不能簡單地通過教師傳授得到，而是每個學生在一定的情境下通過自主探索、小組協(xié)作等學習方式，達到對所學知識意義的主動建構(gòu)。傳統(tǒng)的電力電子技術(shù)實踐教學，學生的自主學習能力沒有得到有效培養(yǎng)。因此，探索新的實踐教學方法具有十分重要的意義?！把h(huán)互輔”即老師分項目分別輔導N個學生，然后由學生分項目相互循環(huán)輔導。“循環(huán)互輔”實踐教學方法主要分以下步驟進行：

1)調(diào)整優(yōu)化教學內(nèi)容，教師在授課前對教學內(nèi)容要認真篩選，注意課程體系的前后銜接，理論夠用原則，降低理論的難度，以應用為主線，精心選擇N個教學項目。

2)根據(jù)學生的興趣特點和基礎，由學生自主選擇自己負責的項目，選擇同一項目的同學為一組，把全班同學分成N組。針對每個項目，教師輔導負責該項目的一組學生。

3)經(jīng)教師培訓后的項目負責人指導其他同學完成該項目，教師監(jiān)控各個項目的完成情況，及時解決項目負責人無法解決的問題，保證項目順利進行。實踐教學過程中，教師多采用啟發(fā)式進行指導，主要是多引導，多啟發(fā)，提出分析問題的方法，指出解決問題的途徑，讓學生通過獨立思考和小組合作，找出解決問題的具體方案，并在實踐中加以檢驗，提高學生分析問題和解決問題的能力。

4)為了保證“循環(huán)互輔”實踐教學方法順利進行，需要改革原有的課程考核評價方式，課程評價主體和評價內(nèi)容應多元化，評價方式應多樣化，可構(gòu)建“教師評價、學生自評、學生互評”相結(jié)合的評價機制。在學生考核評價中，應全面客觀地反映學生的真實情況，重點考核與評價學生的職業(yè)技能和職業(yè)素質(zhì)，對學生的學習態(tài)度、學習能力、溝通與合作能力、創(chuàng)新精神等進行全面考察。堅持過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合，過程性評價是在學生自主學習過程中對學生的學習態(tài)度、日常表現(xiàn)等各方面情況進行的評價，結(jié)果性評價是學生學習完成后對學生整體技能情況的評價。

1.2“循環(huán)互輔”實踐教學方法在電力電子技術(shù)課程中的具體應用

下面從教學項目的選取和實踐教學過程的實施兩個方面探討“循環(huán)互輔”實踐教學方法在電力電子技術(shù)課程中的具體應用。

1)隨著電力電子新器件的不斷涌現(xiàn)以及各種變流電路的不斷發(fā)展，電力電子技術(shù)課程的教學內(nèi)容日益增長，在學時有限的情況下，以電力電子技術(shù)應用最廣泛的實際案例為載體，設計了以下六個項目作為教學內(nèi)容：

(1)單相半波整流調(diào)光燈電路；

(2)單相橋式全控整流調(diào)光燈電路；

(3)單相交流調(diào)壓調(diào)光燈電路；

(4)同步電機勵磁電源電路；

(5)開關電源電路；

(6)中頻感應加熱電源電路。

2)根據(jù)學生的興趣特點和基礎，由學生自主選擇自己負責的項目，選擇同一項目的同學為一組，把全班同學分成6組。以單相半波整流調(diào)光燈電路為例，教師負責輔導選擇該項目的7-8個學生。再由這些學生負責指導班上其余同學完成該項目。教師監(jiān)控各個項目的完成情況，及時糾正錯誤。

3)循環(huán)互輔實踐教學方法，不僅要求學生自己學會，還要教會別人。這就要求學生對自己選擇的項目需要進行大量的準備工作。教師利用大學城空間，建設電力電子技術(shù)空間資源課程，包括多媒體課件、參考教材、各種變換電路的仿真模型及仿真參數(shù)設置實例，實驗指導、各章習題及其學習指導等。學生進入教師空間后，可自主開展學習，通過發(fā)表評論在線分享學習心得，通過電力電子技術(shù)交流群組與教師、同學進行在線交流?！把h(huán)互輔”實踐教學方法在電力電子技術(shù)課程中的應用實踐表明：

(1)實踐教學過程中，由于每位同學都得到了充分有效指導，因此故障率、儀器設備損壞率降低了。

(2)該方法最大限度地調(diào)動了學生學習的積極性和主動性，發(fā)展每一個學生的優(yōu)勢潛能，有效培養(yǎng)了學生自主學習和分析問題解決問題的能力，取得了較好的教學效果。

2結(jié)束語

篇4

護生在學校接受職業(yè)教育時期正是心理可塑性強的時期，也是護士職業(yè)心理素質(zhì)形成的關鍵時期[4]。但是，有研究表明，目前護理專業(yè)大學生心理素質(zhì)總體水平較低，人際管理素質(zhì)和職業(yè)能力素質(zhì)的得分較低[5]。同時，我院通過對黃岡市轄11個縣市的醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)進行的護理專業(yè)調(diào)研問卷中顯示醫(yī)療機構(gòu)均強調(diào)要提高護生的職業(yè)道德和素質(zhì)。

2通過基礎護理技術(shù)教學培養(yǎng)護生的心理素質(zhì)

2.1在基礎護理技術(shù)教學中培養(yǎng)護生的社會責任感和職業(yè)道德

大量臨床工作實踐證明，整個醫(yī)院的醫(yī)療質(zhì)量與護士的責任心和業(yè)務技術(shù)水平關系極大[7]。而護生的社會責任感直接關系到將來醫(yī)療護理工作中的責任意識、服務質(zhì)量和社會的和諧穩(wěn)定。因受到當前社會大環(huán)境中一些不良方面的影響和護生自身的原因（大多是獨生子女），導致護生的社會責任感普遍欠缺。所以，教師應加強對護生社會責任感的培養(yǎng)，在教學中可以通過一些相關的事例，比如由于工作責任心不強，導致醫(yī)療差錯事故，造成病人生理和心理上的痛苦，病程遷延甚至危及生命，使護生認識到以后自己工作的重要性，提高護生的責任意識；另外，在基礎護理技術(shù)操作技能的實訓練習中，可以讓護生參與實訓的組織、管理，培養(yǎng)護生良好的職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)。教師還應培養(yǎng)護生的理想信念和責任意識，向護生講述護理界一些優(yōu)秀工作者的先進事跡，用實際事例感染護生、號召護生，使護生對護理事業(yè)有堅定的信念，熱愛護理事業(yè)，愿意為人民的健康服務。

2.2在基礎護理技術(shù)教學中培養(yǎng)護生的人文關懷

護理的服務對象是人，現(xiàn)代護理學的理論將人看作是由生理、心理、社會、精神文化等方面組成的整體。因此，人文關懷已成為護理的基本要素和核心內(nèi)容之一，是護士必備的素質(zhì)和能力。有研究表明，護生在校時期建立起來的人文關懷能力有助于其將來關懷護理工作的開展[8]。教師可以在基礎護理技術(shù)教學中靈活采用多種教學方法和教學形式引導護生體驗、感悟和實施關懷。具體做法是：教師在進行護理技術(shù)操作示范教學時，將關懷知識和關懷技能清晰而準確地展示給護生，使護生體驗到關愛，知道該如何在操作中去關愛服務對象。如教師在演示鼻飼法時設置臨床案例：25床，李紅,女,47歲,中學教師。因“舌癌”入院行手術(shù)切除，病人術(shù)后第一天，神志清楚，生命體征平穩(wěn)，但比較虛弱，遵醫(yī)囑給予鼻飼流質(zhì)飲食，補充營養(yǎng)。教師在準確細致地進行操作示范的同時隨時運用關懷語言,如“您好，因為手術(shù)的原因您需要進行鼻飼補充營養(yǎng)來幫助您早日恢復健康。鼻飼的時候需要從鼻腔插入胃管，插胃管時可能有些不舒服，但如果配合好會很順利的，一會兒在操作時我會隨時提醒您怎樣配合，操作時我的動作也會很輕柔的，所以請您不要緊張，好嗎？”在插管的時候，當插至咽喉部（約14～16cm）時，囑咐病人“請您現(xiàn)在做吞面條的動作，對,好的,您做得非常好”在用注射器抽取溫水和流質(zhì)飲食后，先將注射器在自己的手腕處試一下溫度，感覺溫度合適了再灌注到病人胃內(nèi)。通過教師的語言、態(tài)度和行為引導護生觀察和評判。在隨后的實訓教學中，還可以讓護生用角色扮演法，分別扮演護士和病人進行真人的鼻飼操作練習，然后讓護生分別反思“在今天的操作中你關心病人了嗎？你的關心體現(xiàn)在哪些方面呢？你覺得還有需要改進的地方嗎？“”你在扮演病人接受操作時心里有什么感受呢？你對‘護士’的操作滿意嗎？”等等，請護生之間先互相評價，然后教師再對護生的操作及關懷行為進行評價，針對問題給出正確的信息，并將鼓勵性和建設性的評價及時反饋給學生。通過上述環(huán)節(jié)，逐步形成和發(fā)展護生的關懷意識和能力。

2.3通過基礎護理技術(shù)教學培養(yǎng)護生的人際溝通能力

溝通是人際關系建立的基礎，在護理工作中，良好的護患關系是保證各項工作順利進行的前提，也是開展優(yōu)質(zhì)護理服務的重要組成部分。然而，在教學中發(fā)現(xiàn)，大部分護生更傾向于對操作技能的掌握，卻不知道該如何有針對性地與病人進行溝通。因此，作為擔任基礎護理技術(shù)這一專業(yè)核心課程教學的教師要積極承擔起指導護生人際交往的任務，在課堂上為護生創(chuàng)造盡可能多的交流溝通機會，有意識地鍛煉和培養(yǎng)護生的人際溝通能力。在基礎護理技術(shù)教學中，采取課前發(fā)言、課堂提問的方式既可以考察護生對于基本理論和知識的掌握，還能鍛煉護生的語言表達能力。有的學生在發(fā)言或回答問題時，聲音很小，這時教師要及時鼓勵學生再次大聲復述一遍，并告訴學生為什么要這樣做。在進行操作技能的傳授時，教師可以靈活采用案例、情景、角色扮演、護理雙向體驗等教學方法培養(yǎng)學生的溝通交流能力。在進行操作示范時，教師首先要做好與“患者”的解釋和溝通；在進行操作練習時，教師要向?qū)W生強調(diào)操作前、操作中、操作后和“患者”解釋和交流的重要性，并在操作考核時，將護患溝通記入成績，引起學生的重視，并促使學生主動練習和強化。

2.4培養(yǎng)護生探索實踐的創(chuàng)新精神

教師可利用基礎護理技術(shù)的操作實訓課培養(yǎng)護生勇于探索實踐的創(chuàng)新精神。為此，教師首先做到“以學生為主體、教師為主導、臨床護士典型工作任務為內(nèi)容”來精心設計教學活動，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新意識；其次，采取“教學做合一”的教學模式，實行任務驅(qū)動、項目導向，結(jié)合護士實際崗位的工作過程，將必需的知識和技能的傳授貫穿在完成項目的過程中，學生邊做邊學，教師邊做邊教。教師在“教”的過程中更多地強調(diào)基礎護理操作原則，而不去過分地強調(diào)具體的操作步驟，讓護生有機會在實踐中思索、探討，不斷改進和完善護理技術(shù)操作方法。

3結(jié)論

篇5

(一)ICT技術(shù)、普惠金融對農(nóng)民增收的影響

在ICT技術(shù)對農(nóng)民增收的影響方面，通過模型1與模型3 -6的回歸結(jié)果，發(fā)現(xiàn)農(nóng)民移動手機擁有量對農(nóng)民收入有顯著正向影響，結(jié)果較為穩(wěn)健。根據(jù)模型1的結(jié)果，當每百戶移動手機擁有量增加1%，農(nóng)民人均收入將增加0. 122%。這表明，移動手機在農(nóng)村的普及，提高了信息的傳輸效率，為農(nóng)民做出正確的生產(chǎn)投資決策提供了重要參考，對其收入增加起到一定的積極作用;與此同日寸，移動手機的使用，使農(nóng)民能夠及時掌握市場信息，拉近了農(nóng)民與市場之間的距離，農(nóng)民能夠及時掌握農(nóng)產(chǎn)品價格的變化，在銷售農(nóng)產(chǎn)品時會賣得高價，進而增加農(nóng)民銷售收入。許竹青等在研究ICT技術(shù)對農(nóng)民農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)產(chǎn)品銷售收入的影響時，發(fā)現(xiàn)ICT技術(shù)對易腐農(nóng)產(chǎn)品銷售收入的回報率為19. 720%，而對耐儲農(nóng)產(chǎn)品銷售收入的回報為6. 180%，均高十本研究的結(jié)果，這是由十只估算了銷售收入的影響，沒有扣除掉成本，而本研究中的收入為純收入，是扣除各種成本之后的收入，從而使得回報率較小。

在普惠金融對農(nóng)民增收的影響方面，每萬人農(nóng)村金融機構(gòu)數(shù)量在模型2一5中對農(nóng)民收入有顯著正向影響，在模型6中影響不顯著。盡管如此，其系數(shù)仍然為正，說明金融機構(gòu)在農(nóng)村地區(qū)的鋪設，一方面，可以方便農(nóng)民進行金融活動;另一方面，有助十農(nóng)村金融機構(gòu)向農(nóng)民宣傳金融知識，讓農(nóng)民充分了解金融活動，從而提高了農(nóng)民的金融市場參與程度，這對十發(fā)揮金融機構(gòu)調(diào)節(jié)配置資金的作用有一定幫助，從而有助十促進農(nóng)民收入的增加。這與李明賢和葉慧敏的研究結(jié)論相悖，其原因是在他們研究中沒有充分考慮到變量間相關性的影響，模型中同時放入了金融機構(gòu)分布密度與從業(yè)人員密度，而這兩個指標具有高度相關性，從而導致金融機構(gòu)分布密度對農(nóng)民增收沒有顯著影響;對十人均貸款變量，除模型6中對農(nóng)民收入影響不顯著外，其余模型中均有顯著正向影響，根據(jù)模型2的估計，人均貸款每提高1%，農(nóng)民收入將增加0. 102%。農(nóng)民獲得貸款后，會用十農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或非農(nóng)項目的投資，實現(xiàn)金融資產(chǎn)向資本的轉(zhuǎn)化，為收入增加提供了有效途徑。

(二)交互作用對農(nóng)民增收的影響

研究ICT技術(shù)與普惠金融的交互效應對農(nóng)民收入的影響，是本文的重點研究內(nèi)容。為探究這一影響，在模型3一6中加入了ICT技術(shù)與農(nóng)村普惠金融發(fā)展指標的交互項。估計結(jié)果顯示，除模型5外，移動手機使用量與人均農(nóng)村金融機構(gòu)數(shù)量交互項的系數(shù)在所有模型中顯著為負，即移動手機擁有量的提高會弱化銀行物理網(wǎng)點的收入增長效應，同理銀行物理網(wǎng)點的增加也會弱化移動手機的收入增長效應。這表明移動手機擁有量與銀行網(wǎng)點擁有量在增加農(nóng)民收入方面呈現(xiàn)出一定的替代性，這是因為一方面基于ICT技術(shù)的農(nóng)村金融創(chuàng)新業(yè)務對傳統(tǒng)的依靠物理網(wǎng)點進行的農(nóng)村金融服務具有一定的替代作用，前者一更能促進農(nóng)民增收;另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)物理網(wǎng)點的增加使得農(nóng)民更傾向十選擇人土服務，畢竟手機銀行、自助銀行等電子化金融服務對農(nóng)民而言是新事物。這在一定程度上不利十先進ICT技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展，如降低智能手機、互聯(lián)網(wǎng)普及速度等，從而會降低ICT技術(shù)在促進農(nóng)民增收中的作用。因此，這一結(jié)果從側(cè)面證實了ICT技術(shù)與普惠金融的深度融合更利十農(nóng)民增收;mobile與loan的交互項系數(shù)在所有模型中顯著為正，即移動手機擁有量的提高會強化銀行貸款的收入增長效應，同理銀行人均貸款的增加也會強化移動手機的收入增長效應。ICT技術(shù)的普及和運用，使信息的傳輸速度變快，對十銀行來說，可以借助ICT技術(shù)提高對農(nóng)民經(jīng)營活動監(jiān)督的時效性，有效防范道德風險的發(fā)生，提高了農(nóng)民貸款服務的可得性。對十農(nóng)民來說，通過利用ICT技術(shù)進行貸款的中請和還款，與傳統(tǒng)方式相比，手續(xù)更加方便快捷，降低了中貸與還貸過程的交易成本，會對傳統(tǒng)的親友間借貸的模式產(chǎn)生替代效應，進一步放大了貸款所帶來的收入增長效應。此外，農(nóng)民借助ICT技術(shù)獲得便利的貸款服務的同時，也進一步掌握了相應的ICT技術(shù)，并通過連鎖反應，向其它未使用過這一創(chuàng)新金融服務的農(nóng)民進行言傳身教，使更多農(nóng)民參與其中。而借助ICT的貸款服務，需要現(xiàn)代化的ICT技術(shù)。從而整體提高了ICT技術(shù)在農(nóng)村的發(fā)展水平，利十ICT技術(shù)促進農(nóng)民增收作用的發(fā)揮。同時，也為農(nóng)民憑借ICT技術(shù)所獲得的生產(chǎn)投資信息提供資金支持，進一步放大了ICT技術(shù)的促進農(nóng)民增收的效果。因此，這一結(jié)果直接證實了ICT技術(shù)與普惠金融交互效應，可以促進農(nóng)民增收。

篇6

關鍵詞：體感交互技術(shù)；體感交互學習；資源研發(fā)

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）21-0096-03

國內(nèi)外體感交互學習資源建設現(xiàn)狀述評

體感交互技術(shù)是當前教育信息化研究應用的十大關注技術(shù)領域之一。在教學中，體感交互學習具有多媒體視聽性和人機交互便利性等特點，它能夠高效構(gòu)建學習情境，融合信息感知，提供一種寓教于樂的信息化教學方法，并有助于支撐創(chuàng)新教學模式的實踐探索。

近幾年，國內(nèi)外各科研及教學單位的技術(shù)開發(fā)者都在積極地研究拓展體感交互學習的應用，并取得了一定的進展。目前，體感交互學習研究主要集中在兒童體感游戲、孤獨癥兒童康復訓練等方面的技術(shù)可行性和零散案例建設，其中微軟公司開發(fā)的各種游戲體感軟件已進入家庭。這些產(chǎn)品和研究均表明體感交互學習具有實際使用價值及廣闊的應用前景。然而，對其在各教學應用場景、各學段、各學科中應用的研究，卻尚未進入一定深度和廣度的資源體系建設階段。下面，筆者對南京市展開的體感交互學習資源的研究與開發(fā)進行分析與總結(jié)，以期能夠充分發(fā)揮體感交互技術(shù)在教育中的應用。

體感交互學習資源的研究與開發(fā)

1.研發(fā)背景

2014年，南京市電化教育館制訂了《〈南京市教育信息化兩年行動計劃（2014―2015年）〉行動方案》，方案中的六大行動工程之一“基于網(wǎng)的教育”行動工程明確指出南京市要大力開展新技術(shù)、新媒體的研究與實驗，并圍繞中小學部分學科課程，在全市建設新技術(shù)教育應用體驗中心（基地），逐步形成探索和推廣的機制。

在此背景下，南京市電化教育館開始了新技術(shù)在教育教學中的應用研究，體感技術(shù)被納入研究之列。南京市第五幼兒園、南京市光華東街小學、南京市攝山中學、南京華之聚信息科技有限公司開展了體感交互學習資源在幼兒園、小學、中學中的開發(fā)與建設。筆者作為團隊成員之一參與了體感交互學習資源的研究與開發(fā)。

2.研發(fā)思路

本項目的總體研發(fā)思路是針對不同學段及不同學科，有側(cè)重地進行體感交互學習資源的開發(fā)建設。首先，從資源體系架構(gòu)層面，綜合考慮應用場景、學科、學段等因素。其次，體感交互學習資源建設緊扣學習指導綱要，發(fā)揮體感交互和測評兩大技術(shù)特色，瞄準實際需求點，明確教學目標，選定適切題材，以游戲互動為形式，強調(diào)學生自主探究、參與度和趣味性。最后，通過“試用―反饋―論證”，提煉體感交互學習的不可替代的應用規(guī)律，總結(jié)其教育價值和使用效益，從而為體感交互學習資源建設路線圖提供必要的案例和理論支撐。

研究表明，在學前教育領域，體感游戲不僅能夠為幼兒提供視聽與動作的多維度綜合刺激，符合兒童學習感知和生理心理特點，潛移默化地培養(yǎng)走、跑、鉆、爬、跳等動作技巧、音律舞蹈訓練、常識認知、觀察表達能力及其他適齡教學目標，而且能夠促進兒童探索環(huán)境、理解世界、游戲與交流、表達自我、解決問題。

在基礎教育領域，體感交互技術(shù)在創(chuàng)設情境及行為測評方面擁有顯著優(yōu)勢，能夠彌補常規(guī)教學手段的某些局限性。教學者可以圍繞特定的教學目標（如安全自護和感統(tǒng)訓練等），采用“情境引導+自主行為+智能測評融合”的智能交互功能，實現(xiàn)教學流程和效果測評，從而更好地激發(fā)學生的自主學習興趣，養(yǎng)成自我管理意識及良好的認知思維習慣。此外，針對高年級小學生和初中生身心發(fā)育階段特點，教育者可以弱化體感交互學習的低齡游戲化形式，強調(diào)學習輔助及效果測評工具屬性。同時，體感技術(shù)還可用于體育或類似的教學場景，提供學生動作姿態(tài)的定量捕捉和測評數(shù)據(jù)，以信息化手段和數(shù)據(jù)來驅(qū)動教學方法創(chuàng)新。

3.建設目標

體感交互學習的研究推廣需要豐富和持續(xù)的資源體系支撐。首先，需要針對場景、學科和學段的若干維度，歸納總結(jié)案例經(jīng)驗，建立體感交互學習資源建設的創(chuàng)新性、可行性、適切度、不可替代性、性價比等標準。其次，通過內(nèi)容開發(fā)、案例建設、效果評估、標準論證的螺旋上升式的、循序漸進的研究過程，構(gòu)建科學均衡的資源體系架構(gòu)，提供資源建設路線圖和內(nèi)容開發(fā)指導，并加速實現(xiàn)其規(guī)模推廣態(tài)勢。

根據(jù)體感交互學習自身的特點，研究團隊從架構(gòu)和內(nèi)容兩方面構(gòu)建體感交互學習資源體系，其內(nèi)容為：①確定幼兒園、小學和初中學段體感互動學習適切開發(fā)的題材；②制作系列體感交互學習軟件；③研究體感交互學習應用開發(fā)流程和使用環(huán)境參數(shù)；④建設應用案例，形成使用輔導材料和視頻資源；⑤通過案例回顧、效果測評、文獻調(diào)研、專家論證，建立資源建設路線圖。

4.技術(shù)支撐

體感交互學習需要技術(shù)的支撐及硬件的保障。筆者所在的研究團隊聯(lián)合專業(yè)技術(shù)團隊，采用了國際領先的Kinect體感開發(fā)軟硬件平臺、Unity3d跨平臺游戲引擎、數(shù)字媒體動畫創(chuàng)意制作、OpenCV計算機視覺開源平臺及若干自研圖形、圖像和信號處理算法等手段來開發(fā)體感交互學習軟件、課件和游戲等資源。

當然，僅僅依靠這些技術(shù)手段還是遠遠不夠的，還必須具有界面的藝術(shù)設計和接受學習內(nèi)容策劃方面的專家指導，才能夠為資源開發(fā)提供全面高效的技術(shù)支撐。

5.階段性成果

項目執(zhí)行兩年來，筆者所在的項目團隊針對體感人機交互技術(shù)手段在若干學習場景下的可行性及適用性進行了研究探索，從體感安全自護模擬訓練、幼兒情境扮演游戲、體能技能訓練游戲、感統(tǒng)交互訓練和體育測評等五個系列構(gòu)建了體感交互學習資源體系，并開發(fā)了配套的軟件和課件資源。經(jīng)過試用和迭代改進，這些軟件和課件滿足了基本的使用要求，并在開展各項研究和展示的活動中獲得了一定的好評。

（1）體感安全自護模擬訓練

針對學生在學校、家庭和社會中可能遇到的各種險情場景，項目團隊通過技術(shù)模擬，構(gòu)建了安全的代入式學習環(huán)境，由學生自主探究，以對應動作驅(qū)動虛擬場景的發(fā)展及動作因果的反饋，從而實現(xiàn)體感交互模擬演練。展開生命教育，培養(yǎng)學生的生存技能，強化逃生及安全自護意識。

目前已開發(fā)的資源有：①火場逃生資源：針對虛擬的校園火警突況，由學生動作驅(qū)動的體感模擬逃生訓練軟件，具有練習和游戲模式；②交通安全資源：學生在虛擬三維街道場景內(nèi)學習過馬路常識的體感模擬練習軟件。

上述的資源均已在試點學校取得了較好的應用效果。接下來，項目團隊還將繼續(xù)開發(fā)諸如逃生路線演練資源，家庭和商場等公共場所的火場和地震逃生演練游戲、防襲擊訓練等社會實踐和安全自護系列的資源。

（2）幼兒情境扮演游戲

項目團隊從幼兒發(fā)展五大領域中選取合適的題材，構(gòu)建了虛擬情境，讓幼兒以角色動作進行互動扮演游戲。

目前已開發(fā)的資源有：①虛擬場景角色扮演游戲（小紅帽郊游記、三只小豬、雪地狂歡等）；②實景視頻和虛擬道具融合的交互游戲（超級舞者、職業(yè)換裝扮演、兒童實像與虛擬玩偶互動游戲等）；③實景人物摳圖融合虛擬場景的交互體驗游戲（海底星空、世界大觀等）。

（3）體能技能訓練游戲

該系列資源屬于融合體質(zhì)、體能和技能學習目標的體感游戲。游戲通過屏幕虛擬場景動態(tài)引導學生運動、統(tǒng)計動作數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)隨時隨地可運動的游戲化體育應用形態(tài)。

目前已經(jīng)開發(fā)的資源有：龜兔賽跑、踢足球（小學版、幼兒版）、保齡球（體驗、拋擲方向）、貓接蛋（側(cè)向走停折返跑）、體感彈球（側(cè)向折返+上肢運動）、打地鼠（手眼協(xié)調(diào)）、切水果（手眼協(xié)調(diào)）、太空Boom（體質(zhì)+反應）等。

（4）感統(tǒng)交互訓練

針對特殊兒童的特點，項目團隊利用體感交互技術(shù)的優(yōu)勢，結(jié)合人與器械、人與計算機的多重交互，輔助腦癱、唐氏綜合癥、孤獨癥等感統(tǒng)及官能康復訓練，提供測評數(shù)據(jù)。

目前已經(jīng)開發(fā)的資源有：沉香救母感統(tǒng)平衡木和8字環(huán)訓練軟件資源（結(jié)合小學語文教材內(nèi)容），并已在開展特殊兒童隨班就讀的南京市光華東街小學進行了常態(tài)化的應用。

（5）體育測評系列

體育測評具有依托體感（人置、姿態(tài)追蹤和三維空間測距）技術(shù)實現(xiàn)對學生的動作進行捕捉、檢測、指標判定及結(jié)果反饋的定量、定標測評功能。

目前已經(jīng)開發(fā)的資源有：單杠引體向上、跳繩等體質(zhì)鍛煉測評軟件。

反思與展望

兩年來，南京市的體感交互學習資源建設取得了一些成績。項目基本達成了預期的階段性開發(fā)目標，驗證了體感技術(shù)在游戲活動、安全自護、智障個性化訓練、體育測評等應用場景的技術(shù)可行性和場景適用性，也取得了諸多的應用需求點的信息和思路，并初步地應用了資源開發(fā)成果。

篇7

關鍵詞：增強現(xiàn)實；展示設計；前景

虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為熱門詞匯，但并不是近些年才開始發(fā)展的。事實上，早在1965年，美國學者伊凡•蘇澤蘭就在國際信息處理聯(lián)合會中首次提出了具有聲音提示、交互圖形顯示和力反饋設備的虛擬現(xiàn)實構(gòu)想。隨后，人類開始了用實際行動探索虛擬現(xiàn)實技術(shù)。1966年，美國麻省理工學院研制出了基于模擬力量和觸覺的力反饋裝置的頭戴式顯示器。1989年，VPL公司提出“VirtualReality”的概念，并推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)走向商業(yè)化道路。如今，計算機軟硬件技術(shù)和數(shù)字交互技術(shù)快速發(fā)展，特別是GoogleProjectGlass的出現(xiàn)，使增強現(xiàn)實技術(shù)備受關注。隨著增強現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，增強現(xiàn)實技術(shù)在飛行器與尖端武器研發(fā)、虛擬訓練、娛樂與藝術(shù)、數(shù)據(jù)模型可視化等領域凸顯出明顯的優(yōu)勢與價值，基于增強現(xiàn)實技術(shù)的游樂設施、會展模式也不斷涌現(xiàn)。可以預見，增強現(xiàn)實技術(shù)在將來會迎來更廣闊的發(fā)展前景。文章以展示設計行業(yè)為例，分析增強現(xiàn)實技術(shù)在展示設計行業(yè)應用的可行性與優(yōu)勢，并展望該項技術(shù)在展示設計行業(yè)的發(fā)展前景。

一、展示設計行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

展示設計是通過空間與平面設計創(chuàng)設特定主題的空間，不斷調(diào)動觀眾的感官，吸引觀眾參與，以實現(xiàn)展品的宣傳、促銷目的。近年來，在黨和政府的支持下，國內(nèi)展覽展示行業(yè)規(guī)模不斷擴大，并保持著良好的發(fā)展態(tài)勢。數(shù)據(jù)顯示，2015年全國共舉辦展覽9283場，同比增長15.9%，在展覽會面積、觀展人數(shù)上均顯現(xiàn)出強勁的發(fā)展動力。當前，國內(nèi)展示設計行業(yè)顯現(xiàn)出展示手段不斷更新、展館類型不斷豐富、展示內(nèi)容與空間高度融合等新趨勢，這些趨勢均體現(xiàn)出以下共性特征：一是數(shù)字技術(shù)輔助實物展示。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，展示設計的展示手段、類型、內(nèi)容等也日新月異。傳統(tǒng)展示設計主要以文字、圖片、模型的靜態(tài)形式呈現(xiàn)，手段單一、內(nèi)容單薄，不足以充分引起參觀者的興趣，也難以全面展現(xiàn)設計師的才華?；跀?shù)字技術(shù)的展示設計能盡可能調(diào)動聲、光、電、影視等多項資源，且形式多樣、展示內(nèi)容豐富，可最大限度調(diào)動觀眾的視覺、聽覺、觸覺等多個感官，極大提升觀眾的參與積極性與參觀體驗感。二是注重情境參與性與趣味性。在互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)環(huán)境下，觀眾習慣了交互式、趣味性的信息接收方式，因而交互式、趣味性的展示模式更容易吸引觀眾的眼球。未來，展示設計必將引入更多創(chuàng)新技術(shù)，讓觀眾享受跨越時空界限、如同身臨其境的體驗，使其能在展廳中暢游，獲得視覺、聽覺和觸覺一體化的感知效果。

二、增強現(xiàn)實技術(shù)在展示設計行業(yè)的應用現(xiàn)狀

增強現(xiàn)實技術(shù)(AugmentedReality，簡稱AR)基于網(wǎng)絡跟蹤、計算機顯示、交互及定位技術(shù)，將計算機的虛擬信息在現(xiàn)實場景中顯示，充分調(diào)動人們的視覺、聽覺、觸覺等感官，從而實現(xiàn)對現(xiàn)實場景的增強，強化觀眾對現(xiàn)實世界的體驗?？傮w來看，增強現(xiàn)實技術(shù)具有顯著的三維配準、實時交互和虛實結(jié)合特征?；谠鰪姮F(xiàn)實技術(shù)的展示設計可有效提升用戶體驗，借助RFID、自然圖像識別等技術(shù)，可對室內(nèi)三維空間坐標進行準確定位，從而將現(xiàn)實空間擴大到虛擬現(xiàn)實領域。國外在增強現(xiàn)實技術(shù)應用于展示設計行業(yè)方面積累了較多的經(jīng)驗。如，2012年印度的一場汽車展上，主辦方基于增強現(xiàn)實技術(shù)，將象征新車XUV500靈魂的虛擬的野生豹帶到車展現(xiàn)場，在現(xiàn)場引起了熱烈的反響，成功吸引了全場所有觀眾的目光和興趣，成功聚集了人潮并創(chuàng)造了話題。在該次車展中，計算機實時計算野生豹的運動軌跡，并調(diào)整攝影機影像的角度與位置，輔以相應的圖像技術(shù)，使虛擬的野生豹得以在現(xiàn)實世界中展現(xiàn)并與人進行互動（圖1）。國內(nèi)增強現(xiàn)實技術(shù)在展示設計行業(yè)的應用仍處于初級發(fā)展階段，較典型的有華堂展業(yè)在互動控制和多媒體技術(shù)等領域的探索，相關科研人員在增強現(xiàn)實領域研究了體感互動、智能體感手環(huán)控制大屏系統(tǒng)、卡片識別增強現(xiàn)實、移動終端增強現(xiàn)實等技術(shù)，在展廳設計上掌握了增強現(xiàn)實、多點觸摸、多媒體顯示屏、全息成像等核心技術(shù)。如，華堂展業(yè)為足球展館設計的互動體驗方案（圖2），基于增強現(xiàn)實技術(shù)，利用攝像頭捕捉人們的踢球動作并觸發(fā)相應的射門動作，將虛擬的場景與真實世界的人物行為相結(jié)合，大大提升了觀眾的參與興趣。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、人臉識別技術(shù)的全面推進，這些技術(shù)與增強現(xiàn)實技術(shù)配合在展覽業(yè)內(nèi)獲得了廣泛應用，為展示設計的形式、內(nèi)容、手段和技巧注入了活力，極大地提升了會展服務的水平和效率，為行業(yè)發(fā)展提供了更大的想象空間。目前，由于人才、資金限制，會展活動對增強現(xiàn)實技術(shù)的應用不足，仍多采用傳統(tǒng)的展示方式。展覽中大多采用櫥窗、展柜、貼墻的傳統(tǒng)方式陳列商品，每件商品貼有對應的紙牌標簽，用寥寥幾行文字介紹商品品名、基本情況等，周邊雖然也配有講解員，但是對展品的介紹點到為止。這種單向的、缺乏交互的展示模式難以打動觀眾，因而也難以獲得理想的展示效果。由此看來，在展示設計行業(yè)引入增強現(xiàn)實技術(shù)，從而增強展示與觀眾之間的互動，拉近展示與觀眾的距離，激發(fā)觀眾的參觀興趣，顯得尤為重要。在未來的展示設計中，必須結(jié)合網(wǎng)絡虛擬展示與實地展示等多方優(yōu)勢，通過品牌文化展示、科技展示、使用體驗、促銷互動游戲等方式提升展示的互動性、趣味性，從而最大限提升產(chǎn)品的展示效果。

三、增強現(xiàn)實技術(shù)在展示設計中的應用前景

1.對未來會展服務形式的影響

增強現(xiàn)實技術(shù)可以將過去以實物展示為主的展會服務形式轉(zhuǎn)變?yōu)榛诖罅縿討B(tài)數(shù)字音頻、數(shù)字模型及大容量計算機儲存技術(shù)的虛擬實物和實景再現(xiàn)形式，通過生動、全面的虛擬現(xiàn)實場景增強觀眾的感官體驗。以房地產(chǎn)展會為例，房產(chǎn)銷售商組織展會的目的是將樓盤配套齊全、規(guī)劃合理等優(yōu)勢展現(xiàn)給觀眾，而僅靠傳統(tǒng)的手冊、噴繪畫、沙盤等展示形式是比較困難的。結(jié)合增強現(xiàn)實技術(shù)，通過設計AR情景播放的宣傳片、經(jīng)過特殊處理的視頻、基于AR的大屏互動、立體閱讀、游戲等場景，可以為觀眾營造更為震撼、真實的展會氛圍，通過極強的互動性與真實性給客戶帶來全新的感受；亦可通過VR設備+AR顯示的模式展現(xiàn)小區(qū)的虛擬現(xiàn)實場景，所有關于產(chǎn)品的信息介紹均以文字、圖像、音頻、視頻的形式添加在虛擬現(xiàn)實場景中，使觀眾無需講解員就可了解產(chǎn)品的詳細信息，身臨其境地感受自己的未來生活，從而大大提升了會展活動的舉辦效果，在未來會展服務中必將擁有良好的發(fā)展前景。

2.對未來會展服務效率的提升

隨著增強現(xiàn)實技術(shù)與會展行業(yè)的結(jié)合，會展服務效率將得到大大提升。傳統(tǒng)會展服務模式大多是講解員向觀眾以無差異、灌輸式的方式進行會展服務，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)的引入將會注入更多個性化、自主式、體驗式的元素。觀眾在參與過程中可沉浸在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，個性化選取所需講解內(nèi)容，亦可實現(xiàn)與虛擬環(huán)境的互動交流。同時，增強現(xiàn)實技術(shù)在展示中增加聲、光、電、影視等元素，極大地增強了會展的趣味性、真實感和互動性，通過3D模型創(chuàng)設虛擬現(xiàn)實場景，使抽象的產(chǎn)品展示更加形象化、可視化，便于觀眾理解。由于基于AR技術(shù)的會展模式可以為觀眾展現(xiàn)全方位、互動化的虛擬現(xiàn)實場景，將主辦方想表達的內(nèi)容通過易為觀眾接受的形式予以表達，將會顯著提升會展服務效果，也為企業(yè)提供了更多的商業(yè)機會。

3.對未來會展服務的創(chuàng)新的影響

增強現(xiàn)實技術(shù)不僅為會展服務形式注入了新鮮的血液，而且加快了會展服務的創(chuàng)新腳步。就AR技術(shù)本身的發(fā)展來說，當前較為流行的是人手交互的人機交互模式，即向機器傳輸手指、手掌和手勢等信息實現(xiàn)人機交互。業(yè)界關于AR技術(shù)的研究不斷推進，像基礎3D模型、透明視頻、場景展現(xiàn)、AR游戲、VR結(jié)合、大屏互動都是常見的AR技術(shù)表現(xiàn)形式。隨著增強現(xiàn)實技術(shù)的行業(yè)滲透力不斷增強，尤其是物聯(lián)網(wǎng)、人臉識別技術(shù)、人工智能的不斷發(fā)展，增強現(xiàn)實技術(shù)在展示設計中如虎添翼，增強現(xiàn)實技術(shù)的應用與研究也在不斷推進。未來，普及度高、攜帶方便的智能移動設備將成為AR技術(shù)的重要載體，憑借智能手機的高清攝像頭、GPS定位、強勁的CPU等，無須配置任何外部設備即可方便運行AR應用，如果將其應用于展會中，無疑將會成為吸引觀眾眼球的亮點。

結(jié)語

增強現(xiàn)實技術(shù)的核心理念在于人機交互，而展示的目的在于項目方與客戶的交互。因此，基于增強現(xiàn)實技術(shù)的展示設計必然需要強調(diào)人機交互理念，通過品牌文化展示、科技展示、使用體驗、促銷互動游戲等方式吸引觀眾的眼球，從而最大限度提升產(chǎn)品的展示效果。當前，國內(nèi)展示設計行業(yè)的增強現(xiàn)實技術(shù)仍存在許多技術(shù)難題需要攻克，如3D圖像成像性能、自然圖像識別的準確性及應用界面人機交互性能等，這些關鍵技術(shù)直接影響用戶體驗。隨著計算機軟硬件技術(shù)、數(shù)字交互技術(shù)、計算機圖形學及微電子傳感器設備的不斷發(fā)展，基于增強現(xiàn)實技術(shù)的展示設計行業(yè)必將迎來光明的發(fā)展前景。

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關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；三維虛擬環(huán)境；人機交互；三維圖形引擎；沉浸式

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2012）33-8066-03

伴隨著制造企業(yè)信息化進程的不斷發(fā)展，仿真建模在產(chǎn)品制造中的應用也由分散到集成，由局部到全局，并且更加注重可視化技術(shù)的應用和與用戶之間的交互[1]。采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)為相關裝置構(gòu)造虛擬環(huán)境可以擺脫傳統(tǒng)仿真培訓系統(tǒng)中所存在的一些不足，例如在軟件仿真中，主要以圖、圖表、照片和現(xiàn)場錄像等傳統(tǒng)多媒體方式為表現(xiàn)手段，真實感和臨場感都較為欠缺；而在物理仿真中，系統(tǒng)復雜、龐大難于實現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在很大程度上提高場景的沉浸感和真實感。

1　三維虛擬環(huán)境框架

虛擬環(huán)境的開發(fā)涉及了網(wǎng)絡技術(shù)、并行處理技術(shù)、人工智能、高性能計算技術(shù)、模式識別、傳感技術(shù)、計算機圖形學、圖像處理等技術(shù)，還涉及社會學、美學、氣象、通信、物理、數(shù)學等學科，復雜程度可想而知。虛擬現(xiàn)實要達到實現(xiàn)自然實時交互和逼真的多種感覺的要求，其組成主要應包括幾方面：虛擬環(huán)境生成系統(tǒng)，產(chǎn)生實時的圖像；用以確定參與者位置和動作的定位跟蹤系統(tǒng)；提供虛擬空間多用戶協(xié)同交互功能的網(wǎng)絡接口；含有CAVE、PowerWall、立體顯示設備的沉浸式顯示系統(tǒng)；提供立體聲源和判定空間位置的音效系統(tǒng)；提供參與者感知力與壓力的反饋的觸覺和力反饋系統(tǒng)。

虛擬環(huán)境[2]框架的功能主要體現(xiàn)在：首先支持對象的屬性和交互的訂購，同時提供回調(diào)和事件的通知機制，支持HLA的各種時間管理策略，從而達到在全部聯(lián)邦范圍內(nèi)的對象可以根據(jù)已給定的時序和消息傳遞關系來工作；其次是提供與各種對象定位、創(chuàng)建、刪除等相關的服務，并且分類、統(tǒng)一組織管理不同功能和不同性質(zhì)的仿真實體，即是對虛擬場景的結(jié)構(gòu)和組織管理；最后還可以通過事件驅(qū)動和回調(diào)函數(shù)機制和場景對象組織、仿真對象管理功能集成，沉浸式人機交互設備和接口的集成。

根據(jù)軟件模塊[3]的分層結(jié)構(gòu)，我們把系統(tǒng)分為三個層次，如圖2所示，即用戶界面層、交互層和數(shù)據(jù)服務，虛擬環(huán)境和仿真管理層。

界面層提供的用戶界面輸入可以接收用戶對數(shù)據(jù)的訪問請求，然后經(jīng)環(huán)境和仿真層的相關轉(zhuǎn)換成為對數(shù)據(jù)服務層的訪問請求，然后數(shù)據(jù)服務層將其處理后通過中間層傳送給界面層進行最終的輸出。

實現(xiàn)虛擬場景的基礎是三維圖形引擎?，F(xiàn)在，開發(fā)者較多使用可以提供功能強大模塊的較為流行的繪制引擎，例如OpenGVS、CG2公司的Vtree和Multigen公司的Vega等，但是它們也存在很多不足：商業(yè)引擎開發(fā)缺乏靈活性，因為其一般都不提供底層開發(fā)接口，從而限制功能的擴展；商業(yè)引擎無法渲染出較為逼真的場景效果，浪費GPU的處理能力從而影響系統(tǒng)實時性；由于其功能繁多，產(chǎn)生冗余代碼也多，影響其運行效率。

介于以上圖形引擎的諸多不足，OpenSceneGraph（OSG）作為虛擬場景圖形引擎，是一個跨平臺的、開放源碼的、高效的三維圖形引擎，目前應用于高性能圖形設計領域中，例如虛擬現(xiàn)實、游戲、仿真、科學可視化等。OSG不僅提供基于OpenGL的面向?qū)ο蟮目蚣?，還有加快圖形應用開發(fā)的附加功能模塊和可擴展接口庫。

2　基于情景上下文的虛擬交互

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展以及人機交互在其中所占有的重要地位，虛擬環(huán)境和其參與者的人機交互作用賦予了新的內(nèi)涵。沉浸式虛擬環(huán)境[4-5]讓用戶有一種“身臨其境”的感覺，這也正是用戶與對象之間進行交互的過程，其歸根結(jié)底要解決如何操作和改造虛擬環(huán)境中的對象。

2.1　語義對象與交互行為

“信息透鏡”概念指的是界面對象通過視圖的不同縮放比例來顯示相對應的外觀信息，這是Jazz在可伸縮用戶界面中提出的早期語義對象的概念；再如“按需提供細節(jié)（the　mantra　of　detail.on.demand）”的技術(shù)[6]是Ben　Shneiderman在信息可視化系統(tǒng)中提出的。

語義對象的定義可以從實現(xiàn)面向語義的高層交互隱喻的目標這個角度來詮釋，一個語義對象由交互構(gòu)件（interaction　component）、圖形構(gòu)件（graphics　component）、規(guī)則構(gòu)件（rule　component）、和應用構(gòu)件（application　component）　行為構(gòu)件（behavior　componen0構(gòu)成.在虛擬環(huán)境中的虛擬對象，它的語義一般包括一系列行為狀態(tài)和規(guī)則事件。換句話說，存在于虛擬環(huán)境中為用戶所感知的對象或者物體（包含其交互上下文的語義信息和外觀幾何信息）按照相應的規(guī)則反饋和相應所發(fā)生的交互事件，繼而完成相應任務。

通過我們分析觀察的上文所提及的事件，　在人機交互中多由用戶所觸發(fā)，一般分為虛擬場景中用戶化身的位置變化即化身位置感應（PositionRps）和用戶在虛擬對象[7]上進行各種交互操作的用戶手勢操作（GestOpt）。語義模型可以很好的解決場景圖處理不好交互語義的問題，它是具有特定應用含義和組織形式的場景構(gòu)成模式，達到易于操作處理用戶界面的目的。

在實際操作中，我們一般會遇到的例如對象在化身可操作范圍內(nèi)時處于“可操作”狀態(tài)，離開操作范圍后變?yōu)椤安豢刹僮鳌睜顟B(tài)，或者鼠標的各項操作和三維手勢等。

1）規(guī)則構(gòu)件[8]：在我們的現(xiàn)實世界里，有很多操作都會有特定的先后順序，比如先倒水再喝水，在虛擬世界中我們把它看作是是否響應事件和如何響應事件，規(guī)則構(gòu)件則表達了虛擬對象的交互規(guī)則和約束。另外，在現(xiàn)實世界里某些對象具有特定的供給屬性，比方說人可以在水里游泳卻不可以在陸地上，這就說明了水具有可以游泳的供給，而陸地不具備，所以規(guī)則構(gòu)件還含有某些特定的供給屬性，這也同時決定了某些對象的交互特性。

2）圖形構(gòu)件：在某些情況下，當我們需要對圖形構(gòu)件進行更進一步的抽象來實現(xiàn)高層交互語義時，接收的輸入內(nèi)容含有復雜的交互行為指令，這時圖形構(gòu)件就發(fā)揮了作用。它包含了虛擬對象的諸如紋理、顏色、材質(zhì)、形狀等屬性、語音信息以及動態(tài)特征等，方便同一層次中的交互行為。

3）應用構(gòu)件：當用戶和虛擬環(huán)境發(fā)生交互時，當圖形構(gòu)件提供相應的視聽覺方面的線索于反饋時，應用構(gòu)件表達與之相關的應用任務，并由交互構(gòu)件觸發(fā)執(zhí)行。

4）交互構(gòu)件：交互構(gòu)件可以處理基本的交互事件如點擊和拖拽等，還可以處理完成給復雜的例如三維手勢的交互性操作。它主要做了處理接收和交互分發(fā)的工作，處理接收轉(zhuǎn)化用戶的交互操作以及語義對象能夠相應的交互事件，將其發(fā)送給行為構(gòu)件來執(zhí)行。為實現(xiàn)復雜的交互操作，分析和推理交互事件通過調(diào)用規(guī)則構(gòu)件來進行。

5）行為構(gòu)件：行為構(gòu)件反應了虛擬環(huán)境中相應對象的各種行為，在人機交互的過程當中，通過調(diào)用圖形構(gòu)件的功能來實現(xiàn)執(zhí)行對象的行為。這些行為描述了語義對象對對象狀態(tài)變化和語義對象對用戶交互動作的響應。行為構(gòu)件接收交互構(gòu)件所發(fā)來的查詢命令，將反饋狀態(tài)的信息發(fā)送給交互構(gòu)件，交互構(gòu)件因此來分析判斷最終決定執(zhí)行何種交互行為。

語義對象體系結(jié)構(gòu)[9]中的各個構(gòu)件之間通過查詢規(guī)則狀態(tài)、反饋對象的行為規(guī)則及狀態(tài)或者功能調(diào)用來實現(xiàn)它們之間的通信，實現(xiàn)從輸入“事件”到輸出“反饋”的流程。在虛擬環(huán)境中，通過加入交互語義IS=來識別虛擬對象需要執(zhí)行的交互任務。交互對象為Object，用謂詞邏輯演算表達式來描述的觸發(fā)交互行為的規(guī)則為rule，參與者和相應的交互對象所產(chǎn)生的動作為action，交互結(jié)果即所執(zhí)行的交互任務為task，交互產(chǎn)后后的多感知通道級視聽覺和觸覺等的反饋為feedback。

綜上所述，我們通過一張圖來說明語義對象解析和響應交互事件的過程：首先，經(jīng)過系統(tǒng)的分析整合，用戶的實際操作封裝成交互事件傳遞給正在交互的虛擬對象；其次，語義動作的生成，通過查詢該虛擬對象的語義規(guī)則然后將交互事件附上特定的語義屬性；最后，系統(tǒng)判斷做動作反饋還是進行導航，還是選擇、操作或者控制任務，如果是反饋，則包括紋理、材質(zhì)或顏色等可視化表達信息和旋轉(zhuǎn)平移等幾何變換。

如何讓用戶根據(jù)實際感知來和虛擬環(huán)境進行交互？通過人機接口系統(tǒng)將虛擬環(huán)境中的壓力、音響、圖像等信息傳送到這個封閉回路系統(tǒng)中的重要角色用戶的感官，并及時的將用戶的行為反應通過傳感器進行測試來調(diào)整生成的序列。

所以，隨著技術(shù)的日益完善，人已不再是被動的接受者于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)相對立，而是一個不可或缺的關鍵角色，這種觀念引導著更加和諧的人與虛擬環(huán)境的關系，也讓人機交互更加的人性化、真實化。

3　結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實主要通過使用計算機及其外部設備生成虛擬環(huán)境，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對其中的實體進行控制和交互操作。操作者能夠很好地融入到虛擬環(huán)境中，達到一種身臨其境的感覺。

它是集傳感器技術(shù)、計算機圖形學、計算機仿真、人工智能、人機接口等多種高科技為一體的人機交互技術(shù)。作為一種高級的人機交互技術(shù)，虛擬現(xiàn)實的研究主要圍繞著提高系統(tǒng)的構(gòu)想性、沉浸感、交互性來進行。隨著對人類感知系統(tǒng)的不斷深入研究，三維圖形技術(shù)和多傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實作為一項實用技術(shù)，廣泛的應用于很多領域，例如娛樂、訓練、產(chǎn)品原型設計、教育、醫(yī)療、遙控操作等。

虛擬現(xiàn)實研究的熱點也是重要的研究領域為虛擬環(huán)境，它是通過計算機生成聽、視、觸覺等感覺作用于用戶，使用戶產(chǎn)生“身臨其境”感覺的交互式視景仿真系統(tǒng)。該文所構(gòu)建的仿真虛擬環(huán)境的沉浸感還不足，可以通過結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的傳感器技術(shù)、人工智能等技術(shù)來加強，考慮逐步增加其它交互通道。

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論文摘要:本文分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑領域中的應用．井對相關問題進行了研究，最大限度地實現(xiàn)對建筑設計、施工、裝修等的現(xiàn)實可行性與指導性。

“虛擬現(xiàn)實”(簡稱VR)，是一項綜合性計算機圖形交互技術(shù)，它利用計算機生成一種模擬的實物與環(huán)境，通過多種傳感器設備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境的直接交互。目前，VR技術(shù)已經(jīng)在各個領域被廣泛應用，如在建筑設計領域、城市建設領域等等。

一、計算機技術(shù)的引入

計算機技術(shù)用于建筑設計領域已有多年，但最早的建筑設計領域是先模仿傳統(tǒng)工具的使用方式，表現(xiàn)為簡單地模仿傳統(tǒng)的圖紙、圖板、針管筆等的使用方法。例如計算機輔助設計(CAD)主要是幫助設計者把設計、計算、畫圖、數(shù)據(jù)存儲和處理等繁重工作交給計算機完成，而設計者把主要精力用于創(chuàng)造性構(gòu)思。計算機可通過圖形設備向設計者展示設計結(jié)果。之后發(fā)展起來的虛擬現(xiàn)實技術(shù)(簡稱VR)能創(chuàng)造身臨其境的感覺，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是迅速發(fā)展的一項綜合性計算機圖形交互技術(shù)。它集成了計算機圖形學、多媒體、人工智能、多傳感器、網(wǎng)絡并行處理，利用計算機生成的三維空間圖像實現(xiàn)的目標合成技術(shù)，通過視、聽、觸覺，以圖表及動畫方式呈現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的計算機輔助設計被動靜態(tài)的信息傳遞方式。目前，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在各個領域被廣泛應用，如在建筑設計領域、建筑施工領域、建筑裝修領域等等。

二虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑領域的應用

1．建筑設計領域

在建筑設計中既要進行空間形象思維，又要考慮到以用戶的感受，是一系列的創(chuàng)新過程，包括規(guī)劃、設計等。建筑物的實際效果受設計者的藝術(shù)素養(yǎng)、生活閱歷、知識水平、設計水平、設計經(jīng)驗等主觀因素的影響和限制，不同的設計者對于同樣功能要求的建筑所設計的作品在外觀上、環(huán)境的協(xié)調(diào)上可能截然不同。然而，如果應用基于真實感三維圖形的虛擬現(xiàn)實技術(shù)則可以將設計者心目中的建筑方案以可視、可觸、可聽的方式展現(xiàn)給專家、用戶，使他們能“身臨其境”，提出自己寶貴的意見，達到優(yōu)化設計的目的。同時還能大大減輕設計人員的勞動強度，縮短設計周期，提高設計質(zhì)量，節(jié)省投資。

2．建筑施工領域

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑施工方面，也大有用武之地，可以進行大量方案的比較和優(yōu)選。例如進行大型土方工程挖運系統(tǒng)的設計，最優(yōu)設計是在日挖土量一定的情況下，如何確定挖土機與運土載重汽車的最優(yōu)匹配，使挖運系統(tǒng)取得最好的整體效益。大型土方工程挖運系統(tǒng)的挖土機與載重汽車的匹配有很多方案，若要把全部方案的效益都計算出來進行比較，幾乎是不可能的。對這一類問題采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來比較、優(yōu)選，則很容易實現(xiàn)。再如對于有風險的大型工程項目，投資一旦失敗，將會遭到巨大的經(jīng)濟損失。對這一類問題，可以利用虛擬現(xiàn)實仿真技術(shù)，進行仿真試驗和評估，然后做出決策。同時還可以對不確定因素進行預先模擬。

3．建筑裝修領

建筑裝修設計是一個復雜的綜合過程。在傳統(tǒng)的設計過程中，裝修設計師根據(jù)建筑圖紙構(gòu)造出虛擬的室內(nèi)模型，并將其設計理念應用于室內(nèi)模型，最后以多面視圖、效果圖、家具圖、大樣圖和結(jié)構(gòu)圖等手段表達設計效果。然而，這種離散的平面表現(xiàn)模式使得客戶和施工方難以全面地了解裝修效果。另外，繁瑣的工程量和造價估算過程也使得客戶難以準確快速地對裝修方案進行評估平選。如果在計算機中輸入實際房間的模型，設計者身處所需裝飾的房間，按照自己的構(gòu)思去裝飾、修改，并且可以變換自己在房間中的位置，去觀察裝飾的效果，直到滿意為止，一切就將變得簡單輕松。可以設想，在未來的裝飾工程中虛擬現(xiàn)實技術(shù)將會代替現(xiàn)有的實際模型而顯示出其強大的生命力。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效地提高了裝修設計的效率，并且能夠增強設計師和客戶之間的溝通，增加客戶對設計方案的滿意程度。超級秘書網(wǎng)

三、虛擬現(xiàn)實的動態(tài)漫游技術(shù)

利用VR技術(shù)在空間數(shù)據(jù)庫的支持下可以構(gòu)造三維虛擬環(huán)境，人在進入這一環(huán)境后可以和計算機實現(xiàn)以視覺為主體的全方位的動態(tài)交互。一個建筑模型進行可視化具有多角度觀察、放大、漫游、旋轉(zhuǎn)、任意選定路線的飛行或點面結(jié)合行駛效果的動態(tài)顯示及可視點的判別等功能。虛擬現(xiàn)實建筑設計還可以讓人在虛擬的建筑環(huán)境甚至城市空間里，以不同的角度去窺視或欣賞其外部空間和內(nèi)部空間的動感形象和平面布局特點。它所產(chǎn)生的融合性，要比模型或效果圖更形象、完整和生動。

視景仿真和動態(tài)漫游技術(shù)，同時也是進行方案審察和評估的重要手段。利用VR技術(shù)在設計工程中可實時動態(tài)展示設計方案，可實時審視檢查規(guī)劃設計方案，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時修改方案和細節(jié)。

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關鍵詞：企業(yè)應用集成；Web Services；SOA；邏輯結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)29-7137-02

企業(yè)應用集成（Enterprise Application Integration，簡稱EAI）通過將一系列的方法、技術(shù)和工具組織在一起實現(xiàn)對不同應用的合并與協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)企業(yè)信息系統(tǒng)的集成。目前，傳統(tǒng)的企業(yè)應用集成方案有：基于應用編程接口（API）的方案；基于分布式對象技術(shù)的方案等。傳統(tǒng)的EAI方案在使用過程中，當用戶群非常龐大時，通過點到點的傳統(tǒng)集成方法就會變得非常困難；再加上各種技術(shù)規(guī)則不統(tǒng)一也阻礙了企業(yè)應用集成。因此，研究新的集成方案是是開發(fā)人員亟待解決的技術(shù)難題。。

伴隨著網(wǎng)絡技術(shù)的高速發(fā)展，人們提出一種新的利用網(wǎng)絡進行企業(yè)應用集成的解決方案――Web服務（Web Services）。Web服務提供了分布式的計算技術(shù)，用來在因特網(wǎng)上通過標準XML協(xié)議和信息格式來展現(xiàn)商務應用服務。使用標準的XML協(xié)議使得Web Services平臺、開發(fā)語言和者之間相互獨立，已成為EAI解決方案的一個理想候選者。因此，本文在研究了Web服務技術(shù)的基礎上，探討了使用Web服務進行EAI的必要性，并進行EAI的邏輯架構(gòu)和框架設計，并對基于Web服務的應用集成框架的安全性進行了分析。

1 Web Services技術(shù)介紹

1.1 Web Services技術(shù)

Web Services是部署在網(wǎng)絡上的對象（或組件）集合。它采用對象/組件技術(shù)、使用標準的Internet協(xié)議、將功能展示在互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部，使用標準的Internet協(xié)議、將功能展示在互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部。Web服務的核心技術(shù)分別有：1）可擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML），它可以作為定義數(shù)據(jù)描述語言的語言，如標記語法或詞匯、交換格式和通信協(xié)議，用來實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部和企業(yè)之間的電子數(shù)據(jù)交換；2）Web服務描述語言（Web Services Description Language，WSDL），它是描述服務的基礎規(guī)范，描述了Web服務的調(diào)用接口；3）簡單對象訪問協(xié)議（Simple Object Access Protocol，SOAP），它用于Web Service調(diào)用XML消息。SOAP是一個基于XML的，用于分布式計算環(huán)境下數(shù)據(jù)交換的簡單、輕量級協(xié)議。Web服務使用SOAP作為它的標準通信協(xié)議；4）統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成協(xié)議（Universal Description，Discovery and Integration，UDDI），是Web服務架構(gòu)下的服務描述、發(fā)現(xiàn)和集成機制。

SOAP、WSDL、UDDI都是基于XML的協(xié)議，這三種技術(shù)通過使用XML協(xié)議來實現(xiàn)EAI，從而可以使數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)層上實現(xiàn)一致，解決了不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或、不同系統(tǒng)平臺之間的差異，從而可以將復雜的數(shù)據(jù)能夠簡單的集成在一起。

1.2 Web Services的體系模型

Web服務體系結(jié)構(gòu)是基于三種角色（即服務提供者、服務注冊中心和服務請求者）之間的交互，交互主要有、查找和綁定操作，這些角色和操作共同作用于Web服務組件，即Web服務軟件模塊及其描述。在Web應用過程中，服務提供者可將用于訪問的應用軟件模塊進行托管，描述Web服務相關信息，并將服務描述到服務注冊中心；服務請求者使用查找操作來從服務注冊中心檢索服務描述，然后通過服務描述和服務提供者進行綁定操作，并調(diào)用Web服務實現(xiàn)信息交互，將這樣的Web服務稱為面向服務的體系結(jié)構(gòu)（SOA），如圖1所示。

從圖1可以看到，面向服務的體系結(jié)構(gòu)（SOA）共有三種角色：

1）服務提供者：自己的服務，并且對服務請求進行響應；

2）UDDI服務注冊中心：是主要用于注冊已經(jīng)的Web服務，然后進行分類，并向服務請求者提供檢索服務；

3）服務請求者：通過利用UDDI服務注冊中心，來檢索查找自己所需的服務，然后使用該服務。

如果應用程序需要調(diào)用Web服務，必須有三種操作，分別是：

1）操作：即服務描述，使服務提供者向服務注冊中心注冊自己的訪問接口；

2）查找操作：即尋找和發(fā)現(xiàn)服務描述，使服務請求者通過服務注冊中心查找特定種類的服務；

3）綁定操作：即使用服務描述來綁定和調(diào)用服務，服務請求者可使用服務提供者提供的服務。

2 Web服務進行EAI的邏輯架構(gòu)

在企業(yè)內(nèi)部中使用的應用系統(tǒng)中，在相應的應用服務器上進行系統(tǒng)集成，通過從多個內(nèi)部應用，例如企業(yè)資源計劃（ERP）、客戶關系管理（CRM）等獲取用于集成的有效信息，并提供一個入口點，來實現(xiàn)包括全部應用的業(yè)務處理。企業(yè)中集成應用系統(tǒng)通過內(nèi)部應用程序使用私有UDDI注冊中心來獲取用于提供Web服務的相關技術(shù)，并且在企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)上使用這些服務。企業(yè)內(nèi)部應用系統(tǒng)之間同樣可以利用UDDI注冊中心來實現(xiàn)、查閱相關的Web服務，達到實現(xiàn)系統(tǒng)之間不同功能模塊的可重用性、共享數(shù)據(jù)、系統(tǒng)之間的無縫集成。而在企業(yè)外部，用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)與企業(yè)集成應用系統(tǒng)交互，可通過以瀏覽器為主的形式呈現(xiàn)給用戶，也可以作為用戶接口層來使用。相應的經(jīng)常被調(diào)用的Web服務信息以綁定的形式將在應用服務器中進行緩存，可以避免在動態(tài)綁定過程中花費巨大的系統(tǒng)資源和程序響應時間。

基于Web服務的EAI企業(yè)門戶網(wǎng)站工作流程步驟如下：

1）在企業(yè)內(nèi)部集成應用服務上提供各種Web服務，并在私有的UDDI注冊中心進行注冊；

2）用戶在登錄企業(yè)應用系統(tǒng)后，用戶可向應用程序發(fā)出各種應用請求；

3）支持Web服務框架的企業(yè)集成應用程序通過查閱私有UDDI注冊中心，就可以獲得關于如企業(yè)資源計劃（ERP）等各種應用的Web服務的相關技術(shù)信息，并將綁定信息發(fā)送給應用服務器，其中這些技術(shù)信息包括Web服務器的地址即WSDL綁定信息；

4）企業(yè)集成應用程序通過SOAP交互技術(shù)調(diào)用如客戶關系管理（CRM）應用的Web服務器來獲取相關的個人信息；與此同時，同樣企業(yè)集成應用程序也是通過SOAP交互技術(shù)調(diào)用如企業(yè)資源計劃（ERP）應用的Web服務獲取相關信息；同理，企業(yè)集成應用程序利用基于SOAP交互技術(shù)調(diào)用其它應用程序提供的Web服務完成必需的操作，使用系統(tǒng)之間的各種應用程序；

5）企業(yè)集成應用程序?qū)@取的信息驚醒格式化后，通過IE瀏覽器提供給用戶使用。

3 基于web服務的EAI框架設計

目前J2EE技術(shù)和.NET技術(shù)是實現(xiàn)企業(yè)應用集成（EAI）和Web服務中兩個最重要的集成平臺，本論文重點探討在.NET平臺下基于Web服務的信息系統(tǒng)集成（EAI）研究。

在各個分布式系統(tǒng)中抽取相關的Web服務，并結(jié)合企業(yè)辦公自動化系統(tǒng)，進行系統(tǒng)集成，把相關的Web服務在辦公自動化系統(tǒng)中進行調(diào)用。企業(yè)隨時可以開發(fā)新的Web服務，并集成到辦公自動化系統(tǒng)中去。

基于Web Services的EAI框架圖如圖2所示，其中，最底層的數(shù)據(jù)庫主要用來保證企業(yè)重要數(shù)據(jù)的存儲、管理與備份工作；中間層中的數(shù)據(jù)服務子層利用ADO技術(shù)來訪問數(shù)據(jù)庫，來操作企業(yè)數(shù)據(jù)，同時也可以對獲取的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，例如轉(zhuǎn)換XML文件與數(shù)據(jù)集之間的數(shù)據(jù)； Web服務子層則可通過調(diào)用數(shù)據(jù)服務子層的提供的數(shù)據(jù)訪問組件獲取數(shù)據(jù)集，來實現(xiàn)相關業(yè)務邏輯。而IIS則是服務器對外Web服務的應用平臺，在Windows系統(tǒng)中常用。

表現(xiàn)層中主要是企業(yè)向用戶提供的各種服務，包括Web服務、企業(yè)應用程序等，可以分為客戶應用程序和企業(yè)規(guī)則子層兩層。其中，企業(yè)規(guī)則子層中主要是一些企業(yè)規(guī)則組件，企業(yè)規(guī)則組件利用HTTP協(xié)議或SOAP協(xié)議來連接IIS提供的Web服務，實時讀取數(shù)據(jù)或訪問Web服務；同時，企業(yè)規(guī)則組件還可以使用一些技術(shù)手段來滿足特定用戶的各種需求功能?？蛻魬贸绦蚧蝽搩?nèi)代碼通過訪問企業(yè)規(guī)則組件來開發(fā)出滿足特定用戶需要的客戶程序。其中，客戶應用程序通過.NET Remoting技術(shù)訪問企業(yè)規(guī)劃子層，而網(wǎng)絡表單則是本地調(diào)用企業(yè)規(guī)則組件。

4 小結(jié)

通過合理使用EAI，企業(yè)能后利用現(xiàn)有資源來提供新的服務。另外，由于采用標準集成方式取代種類繁多的專業(yè)集成設計，EAI大大簡化了企業(yè)應用程序間的互聯(lián)。更為重要的是，可以利用先進的技術(shù)結(jié)構(gòu)作為開發(fā)基礎，因此，采用EAI技術(shù)的新應用程序能比傳統(tǒng)開發(fā)方式開發(fā)的應用程序更快的投入使用?？梢哉f，Web服務為實現(xiàn)EAI提供了更多的技術(shù)服務和更好的發(fā)展空間。

參考文獻：

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