基于主機(jī)的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究和實(shí)現(xiàn)

基于主機(jī)的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的研究和實(shí)現(xiàn)

作者：夏曉冰黃獻(xiàn)彬常磊吳永明論文關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)語(yǔ)音識(shí)別主機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用論文摘要：目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)正迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)架構(gòu)向3D化，語(yǔ)音化發(fā)展已成為大勢(shì)所趨。同時(shí)，快速發(fā)展的主機(jī)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(tái)支持。將虛擬現(xiàn)實(shí)、語(yǔ)音識(shí)別、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)架構(gòu)、主機(jī)四項(xiàng)技術(shù)結(jié)合，創(chuàng)建一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)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(diǎn)，給出了一套基于主機(jī)的3D網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的設(shè)計(jì)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(yè)的方式同用戶交互。這種“填表單”式的交互方法，勢(shì)必對(duì)一些初涉計(jì)算機(jī)的用戶產(chǎn)生障礙。而目前正在蓬勃發(fā)展的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和全3D的操作環(huán)境則正在打破初級(jí)用戶同計(jì)算機(jī)之間的隔閡。同時(shí)，隨著語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)已經(jīng)13趨成熟，識(shí)別的準(zhǔn)確率不斷提高。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，來(lái)構(gòu)建新型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)的前臺(tái)界面，無(wú)疑將對(duì)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)銀行、證券、金融行業(yè)的系統(tǒng)仍然采用主機(jī)平臺(tái)作為后臺(tái)服務(wù)器平臺(tái)。這是因?yàn)?，一方面，這些行業(yè)一般需要管理海量的數(shù)據(jù)，如果用分布式平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要多臺(tái)服務(wù)器協(xié)同工作，這樣在跨平臺(tái)系統(tǒng)維護(hù)和數(shù)據(jù)統(tǒng)一等方面的開(kāi)銷迅速增長(zhǎng)。另一方面，這些行業(yè)對(duì)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(jī)平臺(tái)將會(huì)是他們的最佳選擇。因此，基于主機(jī)平臺(tái)的應(yīng)用仍然提供了很大的市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展前景。為此，本文對(duì)以J2EE為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開(kāi)發(fā)架構(gòu)、基于主機(jī)平臺(tái)構(gòu)建語(yǔ)音交互式的三維網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行了研究。在比較目前已有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)、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(yīng)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(chǔ)上推出了應(yīng)用于B／S架構(gòu)的J2EE開(kāi)發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)，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(kāi)發(fā)和應(yīng)用平臺(tái)。CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture)是在1992年由OMG(OpenManagementGroup)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通信，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(kāi)放性。相較于．NET和CORBA，J2EE在軟件開(kāi)發(fā)成本、周期、跨平臺(tái)性及軟件的維護(hù)方面占有巨大優(yōu)勢(shì)。對(duì)于分布式網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用平臺(tái)，特別是businessserver，多采用ORACLE、DB2開(kāi)放平臺(tái)等大型數(shù)據(jù)庫(kù)作為其后臺(tái)存儲(chǔ)層。但由于PC本身能力的限制，把businessserver放在開(kāi)放平臺(tái)上維護(hù)開(kāi)銷越來(lái)越大，并且安全性也得不到保證。而基于主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用在降低開(kāi)銷，提高安全性、穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。同時(shí)，全3D網(wǎng)絡(luò)操作平臺(tái)也是下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展方向，基于主機(jī)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(jī)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(tái)起著很重要的作用。從三維空間獲得的用戶請(qǐng)求信息，將通過(guò)httpRequest向IBMWebsphere服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器Servlet處理HttpRequest請(qǐng)求，并從HttpServletRequest中獲取用戶請(qǐng)求數(shù)據(jù)。服務(wù)器捕獲請(qǐng)求數(shù)據(jù)后，將其放入消息中間件IBMMQ消息管道，在主機(jī)上觸發(fā)一個(gè)CICS事務(wù)，CICS事務(wù)調(diào)用與其綁定的COBOL程序，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯處理。主機(jī)上的businessserver處理完成后，反饋消息由MQAPI放入消息隊(duì)列里，Servlet從}肖息隊(duì)列中取得處理后的消息，通過(guò)HttpResponse反饋給用戶。目前大多數(shù)的主機(jī)用戶，都不同程度擁有大量已經(jīng)安全穩(wěn)定運(yùn)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(gè)全新技術(shù)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)會(huì)有很高的風(fēng)險(xiǎn)。因此，重用這些代碼將會(huì)極大保證系統(tǒng)的持續(xù)性、穩(wěn)定性，并可以改進(jìn)性能，提供新服務(wù)。在本系統(tǒng)中，由CICS來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的業(yè)務(wù)邏輯，這樣可以在很大程度上發(fā)揮CICS和主機(jī)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(qǐng)求中的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)放入消息隊(duì)列，進(jìn)而傳送到主機(jī)上供CICS使用。系統(tǒng)這樣設(shè)計(jì)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(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(tǒng)操作界面(1)語(yǔ)音模塊設(shè)計(jì)其中我們采用了微軟公司推出的語(yǔ)音包。根據(jù)微軟提供的語(yǔ)音API，設(shè)計(jì)語(yǔ)音識(shí)別邏輯，識(shí)別用戶的語(yǔ)音輸入，并參照語(yǔ)料庫(kù)來(lái)給出相應(yīng)的整形返回信息。(2)3D場(chǎng)景設(shè)計(jì)3D場(chǎng)景設(shè)計(jì)方面，我們根據(jù)需要，設(shè)計(jì)了指定位置的攝像機(jī)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(xiàn)為實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的協(xié)同工作，我們首先將該語(yǔ)音識(shí)別邏輯制作成DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，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(shè)計(jì)Javascript中的接口。3D場(chǎng)景的控制接El和后臺(tái)控制接口，前者主要負(fù)責(zé)觸發(fā)3D場(chǎng)景的動(dòng)畫設(shè)置，后者主要負(fù)責(zé)觸發(fā)后臺(tái)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。3系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯層的實(shí)現(xiàn)客戶端三維語(yǔ)音操作平臺(tái)經(jīng)過(guò)Http請(qǐng)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(gè)框架，擴(kuò)展了應(yīng)用服務(wù)器的能力，同時(shí)定義了一套標(biāo)準(zhǔn)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(qǐng)求響應(yīng)的模式來(lái)接受用戶的請(qǐng)求，提供web服務(wù)。當(dāng)客戶端發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到服務(wù)器，服務(wù)器將該請(qǐng)求交付給一個(gè)Servlet線強(qiáng)來(lái)處理，處理完畢后將處理結(jié)果再返回給客戶。在整個(gè)web業(yè)務(wù)當(dāng)中，Servlet發(fā)揮了一個(gè)關(guān)鍵性的作用。Servlet通過(guò)IBMMQ提供的應(yīng)用程序接12I來(lái)實(shí)現(xiàn)同消息中間件MQ的交互。Servlet在接受到來(lái)自客戶端的消息后，將消息放人IBMMQ的消息隊(duì)列里，數(shù)據(jù)可以通過(guò)消息隊(duì)列傳送到主機(jī)上。當(dāng)?肖息隊(duì)列中出現(xiàn)CICS處理后的結(jié)果后，會(huì)觸發(fā)相應(yīng)的Servlet從消息隊(duì)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(jī)內(nèi)存中。當(dāng)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(zhí)行，當(dāng)用戶沒(méi)有操作的時(shí)候，Task退出內(nèi)存，并不占有資源。CICS作為IBM主機(jī)產(chǎn)品中的一棵常青樹(shù)，在進(jìn)行主機(jī)開(kāi)發(fā)時(shí)，有極其重要的地位。CICS是Online的，在用戶沒(méi)有進(jìn)行操作的時(shí)候，CICS不駐留內(nèi)存。同時(shí)，主機(jī)因?yàn)槠鋸?qiáng)大的10能力在此可作為強(qiáng)勁的業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)器。MQ管道是溝通主機(jī)和開(kāi)放平臺(tái)的媒介，Servlet通過(guò)MQ管道同CICS進(jìn)行交互。在主機(jī)上，CICS也是通過(guò)MQ提供的AP1，同MQ進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。當(dāng)要反饋CICS的處理結(jié)果給終端用戶時(shí)，可以將其放入消息隊(duì)列。Servlet發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)也在消息隊(duì)列中，CICS從消息隊(duì)列中獲得數(shù)據(jù)。CICS在獲得數(shù)據(jù)之后，可以通過(guò)COBOL語(yǔ)言進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。CICS通過(guò)嵌入式SQL語(yǔ)句，進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作。在主機(jī)上，數(shù)據(jù)庫(kù)是主機(jī)DB2。主機(jī)DB2是IBM公司的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，在安全性可靠性方面有很多優(yōu)點(diǎn)。4結(jié)束語(yǔ)在目前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來(lái)越普遍的情況下，傳統(tǒng)的網(wǎng)頁(yè)式操作平臺(tái)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