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基于主機的3D網(wǎng)絡(luò )應用的研究和實(shí)現
論文關(guān)鍵詞：虛擬現實(shí) 語(yǔ)音識別 主機 網(wǎng)絡(luò )應用
論文摘要：目前虛擬現實(shí)技術(shù)、語(yǔ)音識別技術(shù)正迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )應用開(kāi)發(fā)架構向3D化，語(yǔ)音化發(fā)展已成為大勢所趨。同時(shí)，快速發(fā)展的主機技術(shù)為大型的網(wǎng)絡(luò )應用程序提供了穩定的后臺支持。將虛擬現實(shí)、語(yǔ)音識別、現有網(wǎng)絡(luò )應用開(kāi)發(fā)架構、主機四項技術(shù)結合，創(chuàng )建一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò )應用，在當前的網(wǎng)絡(luò )應用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有重大意義。在這四大技術(shù)的基礎上，考慮其各 自特點(diǎn)，給 出了一套基于主機的3D網(wǎng)絡(luò )應用平臺的設計方案。
0 引 言
目前絕大多數網(wǎng)絡(luò )應用均采用二維網(wǎng)頁(yè)的方式同用戶(hù)交互。這種“填表單”式的交互方法，勢必對一些初涉的用戶(hù)產(chǎn)生障礙。
而目前正在蓬勃發(fā)展的虛擬現實(shí)技術(shù)和全 3D的操作則正在打破初級用戶(hù)同計算機之間的隔閡。同時(shí)，隨著(zhù)語(yǔ)音識別技術(shù)已經(jīng)13趨成熟，識別的準確率不斷提高。將虛擬現實(shí)技術(shù)同語(yǔ)音識別技術(shù)相結合 ，來(lái)構建新型的網(wǎng)絡(luò )應用平臺的前臺界面，無(wú)疑將對現階段的網(wǎng)絡(luò )應用產(chǎn)生深刻的影響。
鑒于目前多數、、行業(yè)的系統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)一般需要海量的數據，如果用分布式平臺進(jìn)行數據存儲需要多臺服務(wù)器協(xié)同工作，這樣在跨平臺系統維護和數據統一等方面的開(kāi)銷(xiāo)迅速增長(cháng)。另一方面，這些行業(yè)對系統的穩定性 、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(huì )是他們的最佳選擇。因此，基于主機平臺的應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 )應用開(kāi)發(fā)架構 、基于主機平臺構建語(yǔ)音交互式的三維網(wǎng)絡(luò )應用平臺進(jìn)行了研究。在比較 目前已有系統的基礎上，重點(diǎn)對平臺實(shí)現、技術(shù)可行性方面進(jìn)行了論述。
目前較為成熟的網(wǎng)絡(luò )應用開(kāi)發(fā)技術(shù)有 J2EE，CORBA和NET(DCOM)。其中，Sun公司在其 Java技術(shù)的基礎上推出了應用于 B／S架構的 J2EE開(kāi)發(fā)和應用平 臺，Microsoft也在其DCOM技術(shù)的基礎上推出了主要面向 B／S應用的．NET開(kāi)發(fā)和應用平臺。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，體現了 J2EE的開(kāi)放性。相較于．NET和CORBA，J2EE在軟件開(kāi)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 )應用平臺，特別是 business server，多采用ORACLE、DB2開(kāi)放平 臺等大型數據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(kāi)放平臺上維護開(kāi)銷(xiāo)越來(lái)越大，并且安全性也得不到保證。而基于主機的網(wǎng)絡(luò )應用在降低開(kāi)銷(xiāo)，提高安全性、穩定性方面的優(yōu)勢顯而易見(jiàn)。同時(shí)，全 3D網(wǎng)絡(luò )操作平臺也是下一代網(wǎng)絡(luò )應用的發(fā)展方向，基于主機的3D網(wǎng)絡(luò )應用有著(zhù)廣闊的發(fā)展前景。
為此，我們以IBM的產(chǎn)品為主要工具，構建了如圖1所示的基于主機的3D網(wǎng)絡(luò )應用系統。
在上述系統中，三維網(wǎng)絡(luò )應用平臺起著(zhù)很重要的作用。從三維空間獲得的用戶(hù)請求信息，將通過(guò) 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(hù)請求數據。服務(wù)器捕獲請求數據后，將其放入消息中間件 IBMMQ消息管道，在主機上觸發(fā)一個(gè)CICS事務(wù)，CICS事務(wù)調用與其綁定的COBOL程序，實(shí)現業(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(guò) HttpResponse反饋給用戶(hù)。
目前大多數的主機用戶(hù)，都不同程度擁有大量已經(jīng)安全穩定運行數十年的 COBOL程序。另外，出于安全 、穩定性的考慮，完全采用一個(gè)全新技術(shù)開(kāi)發(fā)的系統會(huì )有很高的風(fēng)險。因此，重用這些代碼將會(huì )極大保證系統的持續性、穩定性，并可以改進(jìn)性能，提供新服務(wù)。
在本系統中，由 CICS來(lái)實(shí)現最終的業(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請求中的數據，并將數據放入消息隊列，進(jìn)而傳送到主機上供 CICS使用。系統這樣設計可以在很大程度上重用已有的 COBOL代碼，并在系統拓展方面有很大優(yōu)越性。
在應用系統界面上，我們也采用具有語(yǔ)音交互和三維場(chǎng)景特點(diǎn)的使用方式。
2 語(yǔ)音交互式三維場(chǎng)景的系統操作界面
(1)語(yǔ)音模塊設計其中我們采用了微軟公司推出的語(yǔ)音包。根據微軟提供的語(yǔ)音 API，設計語(yǔ)音識別邏輯，識別用戶(hù)的語(yǔ)音輸入，并參照語(yǔ)料庫來(lái)給出相應的整形返回信息。
(2)3D場(chǎng)景設計 3D場(chǎng)景設計方面，我們根據需要，設計了指定位置的攝像機視口，并將采用 3DSMAX制作的完整 3D場(chǎng)景以wrl格式輸出，嵌入到網(wǎng)頁(yè)中。
(3)各個(gè)模塊協(xié)同工作的實(shí)現為實(shí)現各個(gè)模塊的協(xié)同工作，我們首先將該語(yǔ)音識別邏輯制作成 DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫，嵌入到 Java中，并留出同網(wǎng)頁(yè)層Javaseript交互用的接口。再嵌入到HTML網(wǎng)頁(yè)中。與此同時(shí)，將 wrl格式的文件也嵌入到 HTML網(wǎng)頁(yè)中。這樣，語(yǔ)音模塊、3D場(chǎng)景模塊就集成到了網(wǎng)頁(yè)中。其次，設計 Javascript中的接 口。3D場(chǎng)景的控制接El和后 臺控制接口，前者主要負責觸發(fā) 3D場(chǎng)景的動(dòng)畫(huà)設置，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，保證了數據的傳輸。
用戶(hù)通過(guò)輸入語(yǔ)音，將所得到的反饋信息直接作用于 3D場(chǎng)景中并顯示出來(lái)，并能夠連接后臺數據庫完成實(shí)際的業(yè)務(wù)操作。同時(shí)后臺反饋回來(lái)的信息也可以通過(guò) Javaseript接 口直接作用于 3D場(chǎng)景，顯示出后臺業(yè)務(wù)操作的結果。
3 系統業(yè)務(wù)邏輯層的實(shí)現
客戶(hù)端三維語(yǔ)音操作平臺經(jīng)過(guò) Http請求最終將數據傳給應用服務(wù)器內的Servlet。它定義了一個(gè)框架，擴展了應用服務(wù)器的能力，同時(shí)定義了一套標準的API接口作用于應用服務(wù)器，這使得其具有 良好的可移植性。Servlet采用請求響應的模式來(lái)接受用戶(hù)的請求，提供 web服務(wù)。當客戶(hù)端發(fā)送一個(gè)請求到服務(wù)器，服務(wù)器將該請求交付給一個(gè) Servlet線(xiàn)強來(lái)處理，處理完畢后將處理結果再返 回給客戶(hù)。在整個(gè) web業(yè)務(wù)當中，Servlet發(fā)揮了一個(gè)關(guān)鍵性的作用。
Servlet通過(guò) IBM MQ提供的應用程序接 12I來(lái)實(shí)現同消息中間件 MQ的交互。Servlet在接受到來(lái) 自客戶(hù)端的消息后，將消息放人 IBM MQ的消息隊列里，數據可以通過(guò)消息隊列傳送到主機上。當?肖息隊列中出現 CICS處理后的結果后，會(huì )觸發(fā)相應的Servlet從消息隊列中取得 CICS處理結果的數據。
CICS是IBM公司的事務(wù)中間件，支持Online的操作，其駐留在主機內存中。當有事務(wù)需要處理時(shí)，CICS啟動(dòng)一個(gè) Task，同時(shí)觸發(fā)一個(gè) COBOL程序的執行，當用戶(hù)沒(méi)有操作的時(shí)候 ，Task退出內存，并不占有資源。CICS作為 IBM主機產(chǎn)品中的一棵常青樹(shù)，在進(jìn)行主機開(kāi)發(fā)時(shí)，有極其重要的地位。CICS是Online的，在用戶(hù)沒(méi)有進(jìn)行操作的時(shí)候 ，CICS不駐留內存。同時(shí)，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(kāi)放平臺的媒介，Servlet通過(guò) MQ管道同 CICS進(jìn)行交互。在主機上 ，CICS也 是通過(guò) MQ提供的AP1，同 MQ進(jìn)行數據交互。當要反饋 CICS的處理結果給終端用戶(hù)時(shí)，可以將其放入消息隊列。Servlet發(fā)送來(lái)的數據也在消息隊列中，CICS從消息隊列中獲得數據。
CICS在獲得數據之后，可以通過(guò) COBOL進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現。CICS通過(guò)嵌入式 SQL語(yǔ)句 ，進(jìn)行數據庫操作。在主機上，數據庫是主機 DB2。主機 DB2是 IBM公司的關(guān)系數據庫產(chǎn)品，在安全性可靠性方面有很多優(yōu)點(diǎn)。
4 結束語(yǔ)
在目前網(wǎng)絡(luò )應用越來(lái)越普遍的情況下，傳統的網(wǎng)頁(yè)式操作平臺雖然可以在一定程度上完成其應有的功能，但是一種三維的可語(yǔ)音交互的平臺無(wú)疑更具親和力。本文著(zhù)重論述了如何實(shí)現這樣一個(gè)在交互性方面有巨大優(yōu)勢的平臺。結合了目前流行的 J2EE架構，考慮了傳統的主機應用平臺，是一種完全新穎的網(wǎng)絡(luò )應用開(kāi)發(fā)技術(shù)。系統在三維的下載時(shí)間，用戶(hù)等待時(shí)間和系統性能等方面尚待改進(jìn)，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(jiàn)，對于將來(lái)的網(wǎng)絡(luò )應用平臺開(kāi)發(fā)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，無(wú)疑有重要的參考價(jià)值。
參考文獻
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