【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）基于AIR技術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-軟件工程

碩士學(xué)位論文 （專業(yè)學(xué)位） 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 所在院系：軟件學(xué)院 職業(yè)類型：工程碩士 專業(yè)領(lǐng)域：軟件工程 指導(dǎo)教師： 副指導(dǎo)教師： 二 一三年八月 A in 2013 V on IR in 基于同濟(jì)大學(xué) 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解同濟(jì) 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權(quán)書。 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 日 年 月 日 濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開發(fā)表或者沒有公開發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 簽名： 年 月 日同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 摘要 摘要 數(shù)字電視技術(shù)是現(xiàn)在有線電視主要發(fā)展方向，在電視技術(shù)領(lǐng)域里占有重要地位，因而對(duì)于電視技術(shù)方面教學(xué)工作來(lái)說(shuō)，數(shù)字電視技術(shù)方面的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)尤為重要。而在數(shù)字電視的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，數(shù)字電視前端設(shè)備是整個(gè)數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中的核心部分，所以數(shù)字電視前端的發(fā)展和研究備受關(guān)注。目前，由于教育改革的新要求，教師和學(xué)生對(duì)于 數(shù)字電視前端 實(shí)驗(yàn)教 學(xué)的要求和條件也越來(lái)越高，對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、策略以及實(shí)驗(yàn)的器材、學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)等也提出了新的挑戰(zhàn)。舊的 數(shù)字電視前端 實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全面徹底改革勢(shì)在必行，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式迫在眉睫。 在此背景下，本文 在對(duì) 發(fā)展基礎(chǔ)和詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)字電視前端實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需求，提出了一項(xiàng)較合理的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，詳細(xì)的介紹了虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)過(guò)程，本論文主要完成了如下工作：本課題先介紹了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，進(jìn)而闡述了虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究和發(fā)展 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合現(xiàn)在數(shù)字電視前端實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際需求，提出了構(gòu)建數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的必要性與實(shí)際意義。本文對(duì) 術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行的總結(jié)性的比較，在對(duì)相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法的分析基礎(chǔ)上，提出了構(gòu)建這款數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)軟件的解決方案，即采用 術(shù)來(lái)完成該軟件的設(shè)計(jì)。為此，文中詳細(xì)闡釋了 框架技術(shù)以及優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，本文對(duì)軟件的業(yè)務(wù)流程，功能，數(shù)據(jù)處理進(jìn)行了比較詳細(xì)的討論，與此同時(shí)，介紹了設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的難點(diǎn)及其解決方法，并完成了相關(guān)的軟 件測(cè)試和分析。 通過(guò)本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，通過(guò)一種形象生動(dòng)的方式 為 數(shù)字電視前端 實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種新的解決方法，為學(xué)生提供了培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的新途徑 ，促進(jìn)了數(shù)字電視前端相關(guān)教學(xué)活動(dòng)的開展 。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)字電視前端；虛擬實(shí)驗(yàn)； I is V an in V in of is in V V is of V so to of V At to of to of V is V of of is In in on on of of V a of of of of at of of V of In of of on of of to a V IA to To in to in on at in of of a V a a to of V V 濟(jì)大學(xué) 碩士論文 目錄 錄 第 1 章 緒論 . 1 究背景 . 1 在問(wèn)題和設(shè)計(jì)目標(biāo) . 2 在的問(wèn)題 . 2 計(jì)目標(biāo) . 2 擬實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀 . 3 外研究現(xiàn)狀 . 3 內(nèi)研究現(xiàn)狀 . 4 擬實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì) . 5 目主要 內(nèi)容 . 6 文內(nèi)容組織安排 . 7 第 2 章 技術(shù)分析 . 9 擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較 . 9 臺(tái)技術(shù)上劃分 . 9 臺(tái)技術(shù)上劃分 . 9 2.2 術(shù) . 10 事件執(zhí)行的過(guò)程 . 10 技術(shù)特點(diǎn) . 11 優(yōu)勢(shì) . 11 術(shù)架構(gòu)方式 . 11 字電視技術(shù)分析 . 13 息的分析 . 14 I 信息的分析 . 17 用器信息表發(fā)送狀態(tài)現(xiàn)象分析 . 17 術(shù)總結(jié) . 18 第 3 章 需求分析 . 19 統(tǒng)架構(gòu)需求分析 . 19 戶需求分析 . 19 習(xí)者需求 . 20 學(xué)者需求 . 21 能需求 . 21 臺(tái)功能需求 . 22 擬設(shè)備功能需求 . 23 功能性需求 . 25 同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 視頻教學(xué)交互平臺(tái)的設(shè)計(jì) 用性 . 25 靠性 . 25 用性 . 25 移植性 . 26 第 4 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 27 體設(shè)計(jì)目標(biāo) . 27 統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì) . 27 統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) . 29 界面設(shè)計(jì) . 29 星接收機(jī)功能設(shè)計(jì) . 31 用器功能設(shè)計(jì) . 32 擾器功能設(shè)計(jì) . 32 制器功能設(shè)計(jì) . 32 統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) . 33 星接收機(jī)業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) . 34 用器業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) . 35 擾器業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) . 37 制器業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) . 38 字電視模擬接收終端業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì) . 39 據(jù)模型設(shè)計(jì) . 40 第 5 章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) . 42 和對(duì)象的實(shí)現(xiàn) . 42 統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) . 46 據(jù)處理 . 46 頻列表獲取 . 49 據(jù)驗(yàn)證 . 51 建右鍵菜單 . 54 備連線 . 56 入樣式 . 63 統(tǒng)測(cè)試與結(jié)果分析 . 64 試內(nèi)容及結(jié)果 . 64 試結(jié)果分析 . 68 第 6 章 總結(jié)與展望 . 69 作總結(jié) . 69 望 . 69 致謝 . 70 參考文獻(xiàn) . 71 個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 . 73 同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1 第 1 章 緒論 人類社會(huì)已全面進(jìn)入信息化的時(shí)代，盡管每個(gè)人對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)各有不同，但不可否認(rèn)，信息技術(shù)的變革會(huì)給學(xué)校的教育教學(xué)方式帶來(lái)深刻的變化。尤其在高等教育中，教學(xué)的目的不再是簡(jiǎn)單的知識(shí)掌握，而是逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力與解決問(wèn)題的能力，而這些能力的培養(yǎng)主要依賴于 實(shí)踐教學(xué)。 實(shí)踐教學(xué)的主要手段是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它在教學(xué)中起著不可或缺的作用，因?yàn)閷?shí)踐教學(xué)可以將理論和實(shí)踐很好的結(jié)合在一起，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作等行為將所學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)理解得更加透徹深入。 所謂數(shù)字電視，是將傳統(tǒng)的模擬電視信號(hào)經(jīng)過(guò)量化和編碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)代表的數(shù)字式信號(hào)，然后進(jìn)行各種功能的處理、傳輸、存儲(chǔ)和紀(jì)錄，也可以用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、監(jiān)測(cè)和控制。采用數(shù)字技術(shù)不僅使各種電視設(shè)備獲得比原有模擬式設(shè)備更高的技術(shù)性能，而且還具有模擬技術(shù)不能達(dá)到的新功能。 究 背景 我國(guó)在數(shù)字電視領(lǐng)域一開始 便與科技先進(jìn)國(guó)家保持同步。中央電視臺(tái) 1995年開始利用數(shù)字電視系統(tǒng)播出加密頻道，利用衛(wèi)星向有線電視臺(tái)傳送加密電視節(jié)目。 1996 年以后，省級(jí)電視臺(tái)逐步使用數(shù)字壓縮技術(shù)進(jìn)行衛(wèi)星電視節(jié)目傳送覆蓋，所使用的傳輸標(biāo)準(zhǔn)是 1998 年底，中國(guó)廣播衛(wèi)星公司建立起直播衛(wèi)星廣播試驗(yàn)平臺(tái)，將中央電視臺(tái)和各省臺(tái)的上星節(jié)目全部集中起來(lái)，通過(guò)一顆衛(wèi)星上的 4 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器以數(shù)字方式向全國(guó)傳送。 我國(guó)有線數(shù)字電視技術(shù)新體系主要由節(jié)目平臺(tái)、傳輸平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)、監(jiān)管平臺(tái)組成。通過(guò)節(jié)目平臺(tái)集成播出、傳輸平臺(tái)傳輸、服務(wù)平臺(tái)分配把 節(jié)目提供給用戶，構(gòu)成有線數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)的產(chǎn)業(yè)鏈，通過(guò)獨(dú)立于各方的監(jiān)管平臺(tái)監(jiān)督這三個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行，保持公正，保證安全。各個(gè)平臺(tái)按照明確的定位和分工，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，各司其職，各負(fù)其責(zé)。 數(shù)字電視技術(shù)是現(xiàn)在有線電視主要發(fā)展方向，在電視技術(shù)領(lǐng)域里占有重要地位，因而對(duì)于電視技術(shù)方面教學(xué)工作來(lái)說(shuō)，數(shù)字電視技術(shù)方面的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)尤為重要。而在數(shù)字電視的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，數(shù)字電視前端設(shè)備是整個(gè)數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中的核心部分，所以數(shù)字電視前端的發(fā)展和研究備受關(guān)注。 目前，由于教育改革的新要求，教師和學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)課的要求和條件也第 1 章 緒論 2 越來(lái)越高，對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、策略以及實(shí)驗(yàn)的器材、學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)等也提出了新的挑戰(zhàn)。舊的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行全面徹底改革勢(shì)在必行，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式迫在眉睫。由此，虛擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)而生，為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了一種新的解決方法，為學(xué)生提供了培養(yǎng)實(shí)踐創(chuàng)新能力的新途徑。 就數(shù)字電視系統(tǒng)而言，在其教學(xué)過(guò)程中，首要的教學(xué)任務(wù)是讓學(xué)生理解和掌握數(shù)字電視前端系統(tǒng)的構(gòu)成和各個(gè)設(shè)備的工作原理，這需要在教學(xué)的過(guò)程中建立起一個(gè)形象生動(dòng)的數(shù)字電視前端虛擬教學(xué)模型，通過(guò)虛擬操作過(guò)程中對(duì)于數(shù)字電視前端 中設(shè)備的功能、運(yùn)行參數(shù)以及前端系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)的介紹，使得原本抽象的描述可以轉(zhuǎn)化成形象、具體的動(dòng)畫展現(xiàn)，一方面使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)于數(shù)字電視前端有一個(gè)直觀準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，熟悉數(shù)字電視前端的工作原理的效果，提高系統(tǒng)教學(xué)水平；另一方面，對(duì)于教學(xué)者來(lái)說(shuō)，可以使用數(shù)字電視前端虛擬教學(xué)軟件實(shí)現(xiàn)多媒體教學(xué)，形象的課堂演示和講解，比之抽象的語(yǔ)言描述，使得課堂教學(xué)更加豐富、具體，授課內(nèi)容易于理解和記憶，提高教學(xué)者的教學(xué)質(zhì)量。 在問(wèn)題和設(shè)計(jì)目標(biāo) 在的問(wèn)題 在數(shù)字電視的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，數(shù)字電視前端設(shè)備是整個(gè)數(shù)字 電視運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)中的核心部分，所以在教學(xué)過(guò)程中也就成為工作的重點(diǎn)。但是，由于設(shè)備的局限性等各個(gè)方面，在數(shù)字電視前端的教學(xué)上還存在一定的不足。 1、在理論教學(xué)上，由于教室教學(xué)與實(shí)際系統(tǒng)存在一定的差異性，缺乏實(shí)際系統(tǒng)環(huán)境，在教學(xué)的過(guò)程中，會(huì)影響學(xué)生對(duì)于數(shù)字電視前端設(shè)備的認(rèn)知和系統(tǒng)的理解，對(duì)于數(shù)字電視前端的概念理解不清，從而影響到教學(xué)效果。 2、在實(shí)踐教學(xué)上，基于成本方面考慮，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備一般情況下只能搭建單系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)只支持單進(jìn)程操作，這樣影響系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。 3、在面向的對(duì)象上，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)面向?qū)ο蠓秶?相對(duì)狹小，只面向特定區(qū)域的特定用戶，在設(shè)備的使用率和設(shè)備所產(chǎn)出價(jià)值等方面還具有一定程度的不足。 計(jì)目標(biāo) 軟件設(shè)計(jì)的主要目的是對(duì)實(shí)際設(shè)備的模擬仿真，為了達(dá)到一定的應(yīng)用效果，要求達(dá)到的目標(biāo)主要包括： 同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 3 1） 實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星接收機(jī)的模擬：在配置面板上輸入規(guī)定參數(shù)，監(jiān)視器能根據(jù)相關(guān)參數(shù)播放相應(yīng)節(jié)目音畫。 2） 實(shí)現(xiàn)復(fù)用器的模擬：復(fù)用器可根據(jù)衛(wèi)星接收機(jī)的配置情況以及后面板連線情況更新頻道列表，在頻道列表中，模擬節(jié)目的復(fù)用操作。可以對(duì)該節(jié)目的視頻 頻 信息進(jìn)行修改，以及對(duì)節(jié)目的發(fā)送狀態(tài)進(jìn)行操作。 3） 實(shí) 現(xiàn)加擾器的模擬：加擾器可根據(jù)所對(duì)應(yīng)的復(fù)用器狀態(tài)以及連線狀態(tài)獲得節(jié)目列表?？梢阅M加擾操作。點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的頻道，將頻道選擇到節(jié)目包中，并能添加節(jié)目包。 4） 實(shí)現(xiàn) 制器的模擬： 制器可根據(jù)所對(duì)應(yīng)的加擾器狀態(tài)以及連線狀態(tài)獲得節(jié)目列表?？梢赃x擇調(diào)制深度。 5） 后面板的設(shè)備連線是軟件設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，如何利用 儲(chǔ)連線信息，如何選中連線、刪除連線都是需要認(rèn)真思考設(shè)計(jì)的。我將從基本的畫線方法入手，完成設(shè)備連線的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 擬實(shí)驗(yàn) 研究現(xiàn)狀 外研究現(xiàn)狀 目前，虛擬實(shí)驗(yàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家已十分普及 。作為首先提出虛擬實(shí)驗(yàn)概念，并有雄厚科研實(shí)力的美國(guó)，從一開始就十分重視虛擬實(shí)驗(yàn)的研究與開發(fā)，在該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用已處于領(lǐng)先地位。 在美國(guó)，虛擬實(shí)驗(yàn)在大學(xué)的普及程度也相當(dāng)廣泛，其中麻省理工學(xué)院的 程實(shí)驗(yàn)室于 1998 年開發(fā)并投入使用。另外，有美國(guó)俄勒岡大學(xué)物理系主辦的 站包含了天體物理、能量與環(huán)境、力學(xué)、熱學(xué)等方面的幾十種虛擬實(shí)驗(yàn)。該系統(tǒng)采用 言開發(fā)，試驗(yàn)程序需要從服務(wù)器端下載，并運(yùn)行在客戶機(jī)上。美國(guó)霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究會(huì)（ 立的虛擬實(shí)驗(yàn)室是完全交互式的生物醫(yī)學(xué)的實(shí)驗(yàn)室模 擬。 在德國(guó)， 學(xué)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)有關(guān)控制工程的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它通過(guò)直觀的三維場(chǎng)景視覺效果，依賴各虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備的仿真特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的交互式操作。另外，西班牙大學(xué)電子系開發(fā)了電子儀器虛擬工作平臺(tái)。意大利帕瓦多大學(xué)建立了遠(yuǎn)程虛擬教育實(shí)驗(yàn)室。新加坡國(guó)立大學(xué)開發(fā)了遠(yuǎn)程示波器和壓力容器實(shí)驗(yàn)，在遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)方面取得了很大的成果 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 第 1 章 緒論 4 內(nèi)研究現(xiàn)狀 我將用統(tǒng)計(jì)分析的方法了解我國(guó)虛擬實(shí)驗(yàn)的研究現(xiàn)狀。首先從 文獻(xiàn)數(shù)量上分析。研究對(duì)象具體來(lái)自“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫(kù)”、“中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)”、“中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)”、“中國(guó)專利數(shù)據(jù)庫(kù)”、“國(guó)家科技成果數(shù)據(jù)庫(kù)”、“中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)”、“中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù)”以及“中國(guó)年鑒網(wǎng)絡(luò)出版總署”。以中國(guó)知識(shí)資源庫(kù)（ 平臺(tái)，以“虛擬實(shí)驗(yàn)”為題名進(jìn)行檢索。從搜索結(jié)果看，我國(guó)從 1999 年開始對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的相關(guān)研究，近十年呈逐年上升趨勢(shì)。由此可見，在國(guó)內(nèi)，虛擬實(shí)驗(yàn)的研究越來(lái)越受到關(guān)注。 圖 1虛擬實(shí)驗(yàn)”文獻(xiàn)數(shù)量逐年分布 關(guān)于研究?jī)?nèi)容 ，我們可以在另外一份調(diào)查研究的結(jié)果中看到：關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)開發(fā)的文章較多，占總數(shù)量的 48%，說(shuō)明關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)的開發(fā)設(shè)計(jì)是目前研究的熱點(diǎn)。關(guān)于理論介紹研究的文章占 21%，相對(duì)較少。關(guān)于應(yīng)用研究的文章占 12%，可見，目前在教學(xué)應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)的還不多，對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究還不夠重視。關(guān)于工具介紹方面的文章占 8%。關(guān)于現(xiàn)狀趨勢(shì)分析研究的文章只占 6%，可見，沒有太多人對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思及評(píng)價(jià)。最后的 5%是關(guān)于利用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)模式研究的文章，數(shù)量較少，說(shuō)明在這方面的研究還不重視 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 5 圖 1虛擬實(shí)驗(yàn)”研究?jī)?nèi)容分布 以上是從文獻(xiàn)的數(shù)量和內(nèi)容兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行的關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)研究情況的分析，另一方面，虛擬實(shí)驗(yàn)在我國(guó)高校的應(yīng)用也有一定基礎(chǔ)。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)的部分高校都根據(jù)自身教學(xué)需求建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室，典型的有： 1） 浙江大學(xué)的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，是基于 虛擬實(shí)驗(yàn)，以 基礎(chǔ)構(gòu)筑虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，并利用 術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景的人機(jī)交互。 2） 同濟(jì)大學(xué)建筑學(xué)院建成的可以對(duì)建筑景觀、結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真的虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室。 3） 西 安交通大學(xué)開發(fā)的 車駕駛模擬裝置。 4） 清華大學(xué)的“電力系統(tǒng)及大型發(fā)電設(shè)備安全控制和仿真”國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和利用虛擬儀器構(gòu)建的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。 此外，復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、陜西師范大學(xué)等一批高校也相繼開發(fā)了一批虛擬儀器系統(tǒng)供實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研使用 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。 擬實(shí)驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì) 虛擬實(shí)驗(yàn)在不斷發(fā)展，現(xiàn)階段，虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下三點(diǎn)： 一是基于 3D 的純軟件方式開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將成為主流。 從國(guó)內(nèi)外已有的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和應(yīng)用來(lái)看，純軟件方式開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)際物理設(shè)備及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的軟件仿真，其具有構(gòu)建費(fèi)用低、使用方便等特點(diǎn)，第 1 章 緒論 6 在教學(xué)和科研中有廣泛的三、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 發(fā)展 趨勢(shì)應(yīng)用?；?3D 的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及 自然 交互性的要求，豐富了媒體表現(xiàn)形式，其以現(xiàn)實(shí)感強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，在 教育 領(lǐng)域內(nèi)有著極其巨大的應(yīng)用前景。 二是實(shí)現(xiàn)技術(shù)上必將形成多種技術(shù)相融合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的局面。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)建上應(yīng)該研究如何用技術(shù)實(shí)現(xiàn)教育的功能，使網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)達(dá)到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相近和等同的效果。在設(shè)計(jì)與開發(fā)方面，體現(xiàn)在如何對(duì)實(shí)驗(yàn)元件、實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行模擬，如何處理好虛擬環(huán)境與用戶之間的交互，如何實(shí)現(xiàn)多用戶的并發(fā)協(xié)同操作等方面。使用某個(gè)單一技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在某些方面有優(yōu)勢(shì)，在另一方面必然存在不足。因此，一個(gè)優(yōu) 秀的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不可能只通過(guò)單一的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。將多個(gè)技術(shù)相融合開發(fā)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，對(duì)構(gòu)建一個(gè)好的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)顯得十分重要。 三是要增加協(xié)作性。 科學(xué) 實(shí)驗(yàn)常常是一種協(xié)作性的活動(dòng)，與同伴合作是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，因此，多用戶協(xié)同虛擬實(shí)驗(yàn)將成為網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)展的一個(gè)重要方向。 目主要內(nèi)容 結(jié)合數(shù)字電視前端相關(guān)技術(shù)理論以及教學(xué)要求，通過(guò)富媒體技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)字電視前端系統(tǒng)進(jìn)行多媒體模型構(gòu)建、操作虛擬展現(xiàn)、數(shù) 據(jù)處理模擬等過(guò)程，為實(shí)際的數(shù)字電視前端教學(xué)提供服務(wù)。從功能上，本項(xiàng)目主要是實(shí)現(xiàn)以下的功能： 1） 系統(tǒng)構(gòu)成認(rèn)知 在數(shù)字電視前端虛擬教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)中，首先需要數(shù)字電視前端各個(gè)設(shè)備的功能和基本工作原理，通過(guò)多媒體手段展現(xiàn)數(shù)字電視前端各個(gè)設(shè)備的工作原理、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)以及設(shè)備在系統(tǒng)中所起的作用。在掌握前端的基本設(shè)備構(gòu)成后，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)，為學(xué)習(xí)者提供前端設(shè)備之間的虛擬通道搭建、驗(yàn)證等功能，使相關(guān)的學(xué)習(xí)者在虛擬操作的過(guò)程中掌握數(shù)字電視前端系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、格式轉(zhuǎn)換等。這一功能的設(shè)計(jì)將會(huì)使學(xué)習(xí)者更好的認(rèn)識(shí)數(shù)字電視前端系統(tǒng) 的基本構(gòu)成，進(jìn)而更好的掌握數(shù)字電視前端系統(tǒng)。 2） 設(shè)備參數(shù)配置 數(shù)字電視前端參數(shù)配置是數(shù)字電視前端系統(tǒng)設(shè)計(jì)和規(guī)劃過(guò)程中重要的環(huán)節(jié)。不同的參數(shù)配置將會(huì)對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生重要的影響。因而，在實(shí)驗(yàn)軟件上需要實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)設(shè)備的參數(shù)的配置以及對(duì)于參數(shù)配置所產(chǎn)生的其他設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)變化的表征，并在參數(shù)的虛擬配置過(guò)程中，對(duì)于教學(xué)者和學(xué)習(xí)者進(jìn)行必要的引導(dǎo)性提示，以提高虛擬教學(xué)效果。 同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 7 3） 運(yùn)行狀態(tài)模擬 在數(shù)字前端系統(tǒng)中，不同的前端系統(tǒng)構(gòu)成和設(shè)備參數(shù)的配置，將會(huì)在終端產(chǎn)生不同的顯示狀態(tài)，對(duì)于這些現(xiàn)象的模擬，將會(huì)有助于學(xué)習(xí)者 更好的認(rèn)識(shí)數(shù)字電視前端系統(tǒng)中常見故障的認(rèn)識(shí)，因而在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，結(jié)合數(shù)字電視前端運(yùn)行原理，依據(jù)對(duì)于前端的虛擬搭建和設(shè)備虛擬配置的分析，在虛擬實(shí)驗(yàn)終端以實(shí)際數(shù)字電視運(yùn)行狀態(tài)作為參考進(jìn)行狀態(tài)模擬，使用戶對(duì)于數(shù)字電視前端系統(tǒng)具有更加形象的認(rèn)識(shí)。 基于以上幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)，過(guò) 術(shù)以及其他 術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能，作為數(shù)字電視前端實(shí)驗(yàn)室的相應(yīng)的教學(xué)輔助工具和展示工具，提高數(shù)字電視前端的教學(xué)水平。 文內(nèi)容組織安排 針對(duì)以上對(duì)于當(dāng)前項(xiàng)目相關(guān)背景的分析以及項(xiàng)目?jī)?nèi)容的設(shè)計(jì)，本文在軟件工程理論以及相關(guān) 技術(shù)知識(shí)體系的指導(dǎo)下， 以數(shù)字電視前端實(shí)際教學(xué)需要作為設(shè)計(jì)依據(jù)，以 為客戶端應(yīng)用工具，面向于數(shù)字電視前端教學(xué)建立一套相對(duì)完善的、形象的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 在論文內(nèi)容上，主要包含以下幾個(gè)部分： 第一 章，緒論。 首先 對(duì)于目前 數(shù)字電視前端教學(xué)過(guò)程進(jìn)行了必要的分析和研究， 確立了本課題的整體設(shè)計(jì)思想和技術(shù)框架，下面對(duì)于本課題實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵性技術(shù)和處理方法進(jìn)行進(jìn)一步的分析和闡述。 第二 章，相關(guān)技術(shù)。 在第一章的基礎(chǔ)上， 首先對(duì)于目前虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析和比較，并 結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)，結(jié)合軟件工程技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)于 項(xiàng)目開發(fā)的過(guò)程中所需要應(yīng)用的 字電視前端 技術(shù)進(jìn)行必要的闡述和分析，并闡述了各項(xiàng)技術(shù)結(jié)合的優(yōu)缺點(diǎn)，為項(xiàng)目開發(fā)提供了一定的技術(shù)背景。 第三 章 ，在前面兩章分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際的系統(tǒng)需要以及技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和方案的設(shè)計(jì)，包括需求分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析和技術(shù)分析等部分，通過(guò)這部分內(nèi)容使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加合理。 第四 章 ，在對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)于系統(tǒng)進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)，特別是針對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程的設(shè)計(jì) ， 建立必要的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行 數(shù)字電視前端 相關(guān)數(shù)據(jù)操作的表征，建立完整的系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。 第五 章 ，在前面 分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程中所要求的各個(gè)功能，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)于在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，闡述關(guān)鍵功能的實(shí)現(xiàn)方法和手段，并對(duì)于系統(tǒng)的測(cè)試、調(diào)試等方面相關(guān)進(jìn)行了一定的敘述。 第六 章 ，對(duì)于前面五個(gè) 章 進(jìn) 行必要的總結(jié)，并分析了項(xiàng)目目前存在的問(wèn)題和第 1 章 緒論 8 需要進(jìn)一步改進(jìn)的方法。 同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 9 第 2 章 技術(shù)分析 在以上對(duì)于目前的發(fā)展背景和實(shí)際工作需要的基礎(chǔ)上， 本文 對(duì)于目前辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)的相關(guān)開發(fā)技術(shù)和關(guān)鍵性處理過(guò)程進(jìn)行分析和研究，確立了本課題的整體設(shè)計(jì)思想和技術(shù)框架，下面對(duì)于本課題實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的關(guān)鍵性技術(shù)和處理方法 進(jìn)行進(jìn)一步的分析和闡述。 擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較 目前，各個(gè)教學(xué)部門根據(jù)自身的教學(xué)需求，開發(fā)了符合教學(xué)需求的虛擬實(shí)驗(yàn)軟件。對(duì)于虛擬實(shí)驗(yàn)軟件從后臺(tái)技術(shù)和前臺(tái)技術(shù)上，可以做如下的劃分： 臺(tái)技術(shù)上劃分 （ 1）利用 造的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 供了便利的設(shè)備訪問(wèn)能力和強(qiáng)大的實(shí)時(shí)控制能力，尤其是對(duì)虛擬儀器技術(shù)的強(qiáng)大支持，使得僅使用 可以構(gòu)建一個(gè)完整的虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)。它提供的界面功能強(qiáng)大，外觀接近真實(shí)儀器、儀表，不但可以開發(fā)各種虛擬實(shí)驗(yàn)，而且還可以作為訓(xùn)練學(xué)生掌握儀器、 儀表的有力輔助工具，因而成為虛擬實(shí)驗(yàn)室中設(shè)備訪問(wèn)的首選標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）利用 造的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 有強(qiáng)大的仿真和計(jì)算能力，一直是控制領(lǐng)域里最為重要的工具之一 ,自然也被廣泛地用于虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)，尤其是對(duì)于控制類實(shí)驗(yàn)的開發(fā)。 （ 3）自行編程 (C C+， )實(shí)現(xiàn)的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 由于自行開發(fā)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以最大程度地適應(yīng)設(shè)備的性能，靈活定制實(shí)驗(yàn)的功能，因而該類型占據(jù)大多數(shù)。當(dāng)然，在自行實(shí)現(xiàn)相同功能時(shí)，難度也是最大的。 臺(tái)技術(shù)上劃分 (1)利用 造的系 統(tǒng) 由于 面向?qū)ο蟆⒚嫦蚓W(wǎng)絡(luò)、跨平臺(tái)等優(yōu)點(diǎn)，使得該方案成為目前各個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室的首選， 僅提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)用戶界面的圖形功能，而且具有較強(qiáng)的邏輯處理能力。 (2)利用組件 (術(shù)構(gòu)造的系統(tǒng) 組件技術(shù)將單個(gè)的應(yīng)用程序分隔成多個(gè)獨(dú)立的模塊，開發(fā)者可以隨著技術(shù)的第 2 章 技術(shù)分析 10 發(fā)展用新的組件取代己有的組件，使系統(tǒng)不斷趨于完善。目前最為常用的組件技術(shù)規(guī)范有 類。該方案提供了良好的代碼重用性和平臺(tái)無(wú)關(guān)性，適合開發(fā)復(fù)雜的系統(tǒng)。 (3) 基于 其他多媒體手段的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 通過(guò)多媒體技術(shù)手段，采用 術(shù)或者其他多媒體技術(shù)手段，設(shè)計(jì)模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)箱操作界面，以動(dòng)畫和交互手段，實(shí)現(xiàn)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)連線操作過(guò)程。此類虛擬實(shí)驗(yàn)軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的操作特點(diǎn)，但由于局限于數(shù)據(jù)處理方面的問(wèn)題，此類模擬軟件對(duì)于模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果上存在一定的不足，缺乏良好的擴(kuò)展性和應(yīng)用性。 (4)使用非瀏覽器中運(yùn)行的客戶端軟件 該方案不通過(guò)瀏覽器，直接 使用 術(shù)與服務(wù)器相連，直接使用 服務(wù)器相連的。 2.2 術(shù) 一個(gè)高效、免費(fèi)的開放源框架，可用于構(gòu)建具有表現(xiàn)力的 用程序，這些應(yīng)用程序利用 行時(shí)跨瀏覽器、桌面和操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)一致的部署。雖然只能使用 架構(gòu)建 用程序，件可以通過(guò)智能編碼、交互式調(diào)試以及可視設(shè)計(jì)用戶界面布局等功能加快開發(fā)。 客戶端應(yīng)用比 優(yōu)勢(shì)在于有客戶端的優(yōu)勢(shì) ；可以脫機(jī)運(yùn)行，在需要的時(shí)候偶爾連接網(wǎng)絡(luò)。比傳統(tǒng)的客戶端優(yōu)勢(shì)在于跨平臺(tái)，開發(fā)成本低，比如這一特性可以使現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)電子雜志系統(tǒng)輕松實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)。比 平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)在于其術(shù)本身帶來(lái)的更吸引人的交互表現(xiàn)。任何一門技術(shù)都有它自身的約束性和限制性， 術(shù)也不例外，它也有自身的一些門檻：比如其運(yùn)行時(shí)也就是客戶端引擎的下載安裝，將是阻礙這門技術(shù)推廣的門檻；另外它雖然采用的大多是發(fā)技術(shù)，盡管在桌面端有些 擴(kuò)展，但是肯定不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的客戶端的開發(fā)。 事件 執(zhí)行的過(guò)程 從 概念上講， 事件旅程分為三個(gè)階段：捕獲階段，目標(biāo)階段和冒泡階段 。 捕獲階段是事件發(fā)生之后， 沿著顯示列表，從根節(jié)點(diǎn) 碩士學(xué)位論文 基于 術(shù)的數(shù)字電視前端虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11 開始遍歷事件發(fā)生對(duì)象的所有父對(duì)象。捕獲階段截止到發(fā)生事件對(duì)象的父對(duì)象，在遍歷的過(guò)程中， 檢查是否有節(jié)點(diǎn)注冊(cè)了事件監(jiān)聽器，并對(duì)生成的事件對(duì)象賦值，調(diào)用事件監(jiān)聽器方法 。 目標(biāo)階段只涉及一個(gè)對(duì)象，即發(fā)生事件的對(duì)象，在目標(biāo)階段，事件對(duì)象的 象被賦予相同的值，也就是事件發(fā)生的對(duì)象。 冒泡階段與捕獲階段 涉及的節(jié)點(diǎn)完全相同，但遍歷的順序卻恰恰相反，在發(fā)生事件對(duì)象檢查完畢后，將從其直接父容器開始沿著顯示列表向上，最終返回到 節(jié)點(diǎn)。 技術(shù)特點(diǎn) 1、 界面表現(xiàn)能力一流 ： 可以實(shí)現(xiàn)非常華麗和具有動(dòng)態(tài)效果的應(yīng)用程序表現(xiàn)界面 。 2、 對(duì)流媒體的支持 ： 式的流媒體很自然就可以無(wú)縫的在 序中運(yùn)行 。 3、平 臺(tái)的可用性 ： 的程序基本在任何電腦上都能跑 。 4、 跨平臺(tái) ： 夠在 運(yùn)行，也可以在手機(jī)上運(yùn)行 。 優(yōu)勢(shì) 比，具有以下的優(yōu)勢(shì)： 1、 為了迎合更多的 發(fā)者