（教育技術(shù)學(xué)專業(yè)論文）三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù).pdf

四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 教育技術(shù)學(xué)專業(yè) 摘要：針對(duì)移動(dòng)設(shè)備訪問三維虛擬場(chǎng)景受到網(wǎng)絡(luò)帶寬和終端計(jì)算能力的制 約，使得在線利用虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)效率不高，基于此提出了基于普適計(jì) 算的自適應(yīng)優(yōu)化選擇技術(shù)。為了使得系統(tǒng)能夠很好地在普適計(jì)算環(huán)境下進(jìn)行自 適應(yīng)訓(xùn)練，系統(tǒng)全面按照自適應(yīng)框架進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)在整體框架上按照 現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和可實(shí)現(xiàn)的理論基礎(chǔ)，通過移動(dòng)設(shè)備與服務(wù)器端的交互流程進(jìn) 行框架設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)當(dāng)中用到了j 越廠a 、j 2 e e 框架、w u r f l 、j e n a 2 推理 機(jī)、x 3 d 等關(guān)鍵技術(shù)。w u r f l 實(shí)現(xiàn)了普適計(jì)算環(huán)境的搭建；j e n a 2 技術(shù)實(shí)現(xiàn) 了自動(dòng)推理機(jī)的建立：x 3 d 是用來作為三維原資源和目標(biāo)資源；通過這些技 術(shù)的有效整合使得系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。通過建立普適計(jì)算環(huán)境，利用s o a p 實(shí)現(xiàn) 對(duì)設(shè)備端和服務(wù)器端的資源交換，w u r f l 幫助系統(tǒng)在服務(wù)器端收集設(shè)備端信 息，系統(tǒng)又通過j e n a 2 的自動(dòng)推理機(jī)制從而訓(xùn)練服務(wù)器做自適應(yīng)選擇。按照現(xiàn) 有的設(shè)備和理論依據(jù)，首先通過w u r f l 對(duì)手持移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行采樣獲取移動(dòng)設(shè) 備參數(shù)，然后利用o w l 語(yǔ)言通過r d f 描述工具對(duì)三維實(shí)體進(jìn)行語(yǔ)義描述。 用p r o t 6 9 6 編輯器建立基于j e n a 2 的自動(dòng)推理機(jī)，從而結(jié)合普適計(jì)算場(chǎng)景使服 務(wù)器得到訓(xùn)練從而建立相應(yīng)的優(yōu)化選擇模型。在此基礎(chǔ)上將建立好的優(yōu)化模 型，安裝結(jié)果分析和普適規(guī)則計(jì)算進(jìn)行通過推理機(jī)進(jìn)行優(yōu)化模型選擇。最后將 選擇的結(jié)果進(jìn)行定性分析。采用此方法后進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明經(jīng)過自適應(yīng)選擇 后手持移動(dòng)設(shè)備獲取三維虛擬場(chǎng)景資源的速度和效率得到明顯提高。 關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；移動(dòng)學(xué)習(xí)；普適計(jì)算；本體；語(yǔ)義；自適應(yīng) ba s e do np e r v a s i v ec o m p u t i n gf o rt h ev i r t u a l s c e n ea d a p t i v en e t w o r kr e l e a s e dr e s e a r c h a b s t r a c t ：t h em o b i l el e a r n i n gb yt h eo n l i n ev i r t u a lr e a l i t yi sn o te f f i c i e n tf o r t h em o b i l ed e v i c e st oa c c e s st h e3 dv i r t u a ls c e n e ，b e c a u s eo ft h ec o n s t r a i n t so f n e t w o r kb a n d w i d t ha n dt e r m i n a lc o m p u t i n gp o w e r b a s e do l lt h i sw er a i s e dt oa t e c h n o l o g yw h i c ht h es y s t e mp e r f o r m sa d a p t i v eo p t i m i z a t i o ns e l e c t i o ni np e r v a s i v e c o m p u t i n ge n v i r o n m e n t i no r d e r t om a k et h e s y s t e mw e l lp e r f o r m a n c ew i t h a d a p t i v et r a i n i n gi nap e r v a s i v ec o m p u t i n ge n v i r o n m e n t ，t h es y s t e ma r c h i t e c t u r e b u i l to nt h ea d a p t i v ef r a m e w o r k t h em o b i l ed e v i c e sw e l lp e r f o r m e dt h ei n t e r a c t p r o c e s sw i t ht h ef r a m e ，w h i c hd e s i g n e d i na c c o r d a n c ew i t he x i s t i n gl a b o r a t o r y e q u i p m e n ta n dt h e o r e t i c a lb a s i st h a tc a l lb ea c h i e v e d t h es y s t e mb u i l d i n gi sb a s e d o nj a v a ，j 2 e ef r a m e w o r k , w u r f l ，j e n a 2i n f e r e n c ee n g i n ex 3da n do t h e rk e y t e c h n o l o g i e s t h ew u r f la c h i e v e s s t r u c t u r e so ft h eb u i l d i n gf o rp e r v a s i v e c o m p u t i n ge n v i r o n m e n t j e n a 2h e l p st o r e a l i z et h ee s t a b l i s h m e n to fi n f e r e n c e e n g i n e x 3 di su s e da st h e3 do r i g i n a lr e s o u r c e sa n dt a r g e tr e s o u r c e s t h r o u g h t h e e f f e c t i v ei n t e g r a t i o no ft h e s et e c h n o l o g i e s ，i ta l l o w st h es y s t e mt ob er e a l i z e d u s i n gs o a pt o a c h i e v et h ee x c h a n g eo fr e s o u r c e so i lt h ed e v i c e - s i d ea n d s e r v e r - s i d e ，w u r f lh e l ps y s t e mt oc o l l e c tt h ed e v i c e s i d ei n f o r m a t i o no nt h e s e r v e rs i d et h r o u g ht h eb u i l d i n go fp e r v a s i v ec o m p u t i n ge n v i r o n m e n t a f t e r w o r l d s t h es y s t e mg o tt r a i n i n gb yj e n a 2r e f e r e n c ee n g i n e h a n d h e l dm o b i l ed e v i c e si n a c c o r d a n c ew i t he x i s t i n ge q u i p m e n ta n dt h et h e o r e t i c a lb a s i s ，f i r s tb yt h ew u r f l s a m p l i n gt oo b t a i nam o b i l ed e v i c ep a r a m e t e r s ，a n dt h e nu s et h eo w ll a n g u a g e s e m a n t i cd e s c r i p t i o no ft h et h r e e d i m e n s i o n a ls o l i dd e s c r i b e db yr d ft o o l s p r o t e g ee d i t o re s t a b l i s h e st h ej e n a 2r e f e r e n c ee n g i n e ，a n dt h es y s t e mi st r a i n e dt o b u i l dt h ea p p r o p r i a t eo p t i m i z a t i o ns e l e c t i v em o d e lt h a tc o m b i n e dw i t hp e r v a s i v e 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) c o m p u t i n gs c e n e o nt h i sb a s i si tw i l lc r e a t eg o o do p t i m i z a t i o nm o d e l r e s u l t so ft h e i n s t a l l a t i o na n du n i v e r s a lr u l e st oc a l c u l a t i o n sb yt h ei n f e r e n c ee n g i n et oo p t i m i z e m o d e ls e l e c t i o n f i n a l l y , t h es y s t e mw i l la n a l y z et h er e s u l t s t e s t i n gt h i sm e t h o d , t h er e s u l t ss h o wt h a ta f t e ra d a p t i v es e l e c t i o no fh a n d - h e l dm o b i l ed e v i c e st og e tt h e s p e e da n de f f i c i e n c yo ft h er e s o u r c e so ft h r e e d i m e n s i o n a lv i r t u a ls c e n eh a sb e e n m a r k e d l yi m p r o v e d k e y w o r d s ：v i r t u a lr e a l i t y ；m o b i l el e a r n i n g ；p e r v a s i v ec o m p u t i n g ；o n t o l o g y ； s e m e t i c ；a d a p t a t i o n i i i 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 第1 章緒論 1 1 研究背景及意義 隨著智能手持設(shè)備的不斷更新發(fā)展，移動(dòng)學(xué)習(xí)已經(jīng)逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和接 受。用戶借助智能手持設(shè)備可以不受時(shí)間和空間的約束，在大范圍地點(diǎn)內(nèi)可以 實(shí)現(xiàn)通過3 d 虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)成的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源。但是，由于受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的制約 和智能移動(dòng)設(shè)備計(jì)算能力的局限性，用戶不能夠快速的獲取虛擬現(xiàn)實(shí)資源，導(dǎo) 致難以實(shí)時(shí)利用虛擬現(xiàn)實(shí)進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)。 目前，大部分研究工作都是局限于如何對(duì)三維模型進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)智能移 動(dòng)設(shè)備快速獲取三維資源的研究較少?；诖宋覀兲岢鲈谝延械膬?yōu)化模型基礎(chǔ) 上進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化選擇。我們提出選取優(yōu)化算法模型可結(jié)合普適計(jì)算技術(shù)以及 本體語(yǔ)意( s e m a n t i c ) 規(guī)則描述。通過自適應(yīng)優(yōu)化選擇后，移動(dòng)設(shè)備訪問3 d 資 源的效率和速度有顯著提高。 1 2 相關(guān)研究工作 移動(dòng)學(xué)習(xí)是數(shù)子化學(xué)習(xí)發(fā)展到一定程度的延伸和擴(kuò)張，移動(dòng)學(xué)習(xí)與一般的 數(shù)字化學(xué)習(xí)存在著差異。移動(dòng)學(xué)習(xí)借助移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，使學(xué)習(xí)者不受時(shí)間和空 間的限制，在任何地點(diǎn)、時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)。借助移動(dòng)計(jì)算設(shè)備，學(xué)習(xí)者能夠高效 的獲得學(xué)習(xí)內(nèi)容，并且能夠跨越時(shí)空及時(shí)的展開師生互動(dòng)。移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)是對(duì) 學(xué)習(xí)者利用移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的有效整合，通過在數(shù)字化學(xué)習(xí)的發(fā)展基礎(chǔ)上，隨時(shí) 隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種全新的體驗(yàn)。移動(dòng)學(xué)習(xí)被認(rèn)為是一個(gè)學(xué)習(xí)的模式，在將來 的學(xué)習(xí)模式中不可缺少的學(xué)習(xí)模式。移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)是在移動(dòng)計(jì)算技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng) 技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的工具，從而來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)計(jì)算設(shè)備尤其是移動(dòng)電話和其他手持 移動(dòng)設(shè)備的小型化區(qū)域流動(dòng)性學(xué)習(xí)。 首先，移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)是在數(shù)字化學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開發(fā)的。這樣可以擴(kuò)大學(xué)習(xí) 者的數(shù)量，這同一般的學(xué)習(xí)模式是不同的。s u n 公司的電子學(xué)習(xí)專家邁克爾溫 格，以他的見解和他的觀點(diǎn)來看，移動(dòng)學(xué)習(xí)不是什么新的事物，在傳統(tǒng)的學(xué)習(xí) 印刷課本當(dāng)中也同樣有良好的功能支持學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地在任何地方學(xué)習(xí)。比如 教科書在不久前已成為一種支持移動(dòng)學(xué)習(xí)的工具，移動(dòng)學(xué)習(xí)其實(shí)已經(jīng)伴隨在我 們的身邊。因此，現(xiàn)在的移動(dòng)學(xué)習(xí)作為一個(gè)新事物的新概念，它必須是開放的 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 有別于傳統(tǒng)教育，并且和傳統(tǒng)教育是有區(qū)別的否則將失去自身存在的意義。 其次，隨著無線網(wǎng)絡(luò)和資源庫(kù)的發(fā)展，在逐步形成適應(yīng)移動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境的基 礎(chǔ)上，已經(jīng)形成了國(guó)家、區(qū)域和應(yīng)用三個(gè)層次的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和發(fā)展主題。構(gòu)建好 的學(xué)習(xí)環(huán)境資源，完成這一階段將會(huì)持續(xù)4 8 年。移動(dòng)服務(wù)供應(yīng)商和制造商 m a i n l y d r i v e n 報(bào)道說，這個(gè)發(fā)展會(huì)推動(dòng)手持設(shè)備生產(chǎn)商和移動(dòng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商的 發(fā)展。 上述調(diào)查分析論證過程可看出移動(dòng)學(xué)習(xí)是當(dāng)今創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式的熱點(diǎn)和未 來學(xué)習(xí)方式的趨勢(shì)。但是由于受到移動(dòng)設(shè)備的制約和網(wǎng)絡(luò)帶寬等瓶頸，學(xué)習(xí)者 不能通過移動(dòng)設(shè)備充分的利用網(wǎng)絡(luò)資源特別是當(dāng)今3 d 技術(shù)的發(fā)展，我們已 經(jīng)可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。但由于w e b 3 d 的發(fā)展，3 d 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 己開始步入網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。學(xué)習(xí)者可通過客戶端瀏覽器或其它客戶端軟件訪問遠(yuǎn)程 服務(wù)器端3 d 虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源。用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更多的交互性行為， 這樣就可以逼真的與用戶進(jìn)行在線3 d 虛擬課堂。可是由于我們是進(jìn)行移動(dòng)教 學(xué)，那么所持移動(dòng)設(shè)備就要能夠根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)帶寬及移動(dòng)設(shè)備的配置獲得相應(yīng) 匹配的3 d 資源。那么，目前對(duì)服務(wù)器端3 d 優(yōu)化處理的研究國(guó)內(nèi)還不多，所以 我通過現(xiàn)有開發(fā)資源及技術(shù)理論針對(duì)這個(gè)問題開發(fā)一個(gè)新的服務(wù)器優(yōu)化系統(tǒng)。 這個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)3 d 資源發(fā)布平臺(tái)，有識(shí)別客戶端配置信息作出相應(yīng)優(yōu)化 動(dòng)作的功能，并及時(shí)返回客戶端。該系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源發(fā)布，促進(jìn)學(xué)習(xí)者 高效利用移動(dòng)設(shè)備獲得3 d 網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。 目前，國(guó)內(nèi)的一些研究者提出過采用遞進(jìn)傳輸模式進(jìn)行基于w e b 的交互 式三維發(fā)布系統(tǒng)。這種方式提出的模式可運(yùn)用在基于b r o w s e r s e r v e r 訪問方 式中。一部分移動(dòng)手持設(shè)備可在理想網(wǎng)絡(luò)帶寬環(huán)境下通過m o z i l l i a 瀏覽器安 裝相關(guān)插件對(duì)3 d 虛擬現(xiàn)實(shí)資源訪問。但存在問題是模式比較固定，沒有普片 適應(yīng)的算法對(duì)資源進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)三維場(chǎng)景建模缺乏領(lǐng)域含義的問題，有人提 出一種基于語(yǔ)義的三維場(chǎng)景概念關(guān)系建模方法陸1 ，但該方法只針對(duì)如何通過語(yǔ) 義規(guī)則建立三維場(chǎng)景。為了節(jié)省寶貴的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，需要對(duì)三維網(wǎng)格模型數(shù) 據(jù)進(jìn)行壓縮h 1 ，有人提出了通過渲染流水線技術(shù)對(duì)3 d 圖形進(jìn)行優(yōu)化h 1 的方案模 型，但該方案只是嵌入到手機(jī)客戶端做優(yōu)化，而我們解決的問題是根據(jù)客戶端 請(qǐng)求在服務(wù)器端進(jìn)行優(yōu)化，再將優(yōu)化后的目標(biāo)資源發(fā)回客戶端。i o a nm a r i u s 2 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) b i l a s c o 等人提出基于語(yǔ)義規(guī)則的三維場(chǎng)景自適應(yīng)技術(shù)，即d s e a mm o d e l n l 模 型。 圖1 1d s e a mm o d e l 該模型是描述3 d 實(shí)體建立語(yǔ)義規(guī)則，根據(jù)語(yǔ)義規(guī)則完成自適應(yīng)，但該模 型不能夠針對(duì)移動(dòng)設(shè)備請(qǐng)求資源時(shí)做出實(shí)時(shí)的自適應(yīng)響應(yīng)。 但要找到能通過獲取移動(dòng)設(shè)備參數(shù)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行分析而建立的語(yǔ)義規(guī)則從 而進(jìn)行普片自適應(yīng)優(yōu)化選擇是我們的研究重點(diǎn)。 通過對(duì)手持設(shè)備獲取設(shè)備參數(shù)。利用普適計(jì)算技術(shù)可以進(jìn)行目標(biāo)計(jì)算的自 適應(yīng)選擇。我們可以利用本體語(yǔ)義建立普片適應(yīng)的規(guī)則。通過對(duì)目標(biāo)資源的需 求分析進(jìn)行優(yōu)化方案選取。利用普適計(jì)算建立多服務(wù)思想，從而解決發(fā)布系統(tǒng) 的自適應(yīng)功能。 1 2 1 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析 1 2 1 1 國(guó)內(nèi)當(dāng)前移動(dòng)學(xué)習(xí)用戶群調(diào)查 我國(guó)2 0 0 9 年遠(yuǎn)程大會(huì)的主題就是移動(dòng)學(xué)習(xí)，業(yè)內(nèi)廠商對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的重視 程度可見一般，也已經(jīng)陸續(xù)有廠商推出自己的產(chǎn)品并廣為應(yīng)用。關(guān)于移動(dòng)學(xué)習(xí) 市場(chǎng)，在一佳一與多普達(dá)合作的移動(dòng)學(xué)習(xí)調(diào)查中，共收到有效問卷3 0 7 份，受 訪者中表達(dá)對(duì)此類手機(jī)商務(wù)課程非常感興趣和感興趣的人數(shù)共2 6 0 人，占樣本 總數(shù)的8 4 9 。這項(xiàng)數(shù)據(jù)也被發(fā)布于在線教育網(wǎng)上，給業(yè)內(nèi)人士極大振奮。移 動(dòng)的應(yīng)用雖然相比美國(guó)等算是少數(shù)，不過因?yàn)橹袊?guó)的手機(jī)在線人數(shù)在世界上占 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，中國(guó)的移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用前景值得期待。 1 o p e n g ls e 技術(shù)的發(fā)展 在o p e n g le s ( o p e n g l 的嵌入式系統(tǒng)) 是o p e n g l 三維圖形設(shè)計(jì)用于嵌 入式設(shè)備，如手機(jī)，p d a 和游戲機(jī)等都是在a p i 的一個(gè)子集基礎(chǔ)上開發(fā)的。 k h r o n o s 集團(tuán)定義作為推廣k h r o n o sa p i ，是一個(gè)圖形化的硬件和軟件行業(yè)協(xié) 會(huì)，該協(xié)會(huì)專注于圖形和多媒體的開放標(biāo)準(zhǔn)。 由于o p e n g ls e 技術(shù)的發(fā)展使得普通用戶通過手持智能手機(jī)就可瀏覽遠(yuǎn) 程3 d 數(shù)字媒體資源，用戶在手機(jī)客戶端通過智能手機(jī)操作系統(tǒng)調(diào)用o p e n g l s ea p i 就可呈現(xiàn)出較好質(zhì)量的三維圖形。 2 國(guó)內(nèi)對(duì)遠(yuǎn)程三維資源優(yōu)化處理發(fā)布平臺(tái)研究情況 目前，由于大量持有手機(jī)設(shè)備的國(guó)內(nèi)用戶都有潛在的移動(dòng)學(xué)習(xí)需求，所以 解決好網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器資源優(yōu)化處理工作勢(shì)在必然。國(guó)內(nèi)目前對(duì)三維發(fā)布平臺(tái)的研 究只有三維g i s 發(fā)布平臺(tái)m a p o k 、三維數(shù)字地球發(fā)布平臺(tái)、基于三維影像的 房產(chǎn)三維綜合信息管理與發(fā)布平臺(tái)等方面的研究。由于o p e n g ls e 技術(shù)才開 始處于一個(gè)發(fā)展期，國(guó)內(nèi)針對(duì)三維移動(dòng)學(xué)習(xí)資源優(yōu)化處理的研究還很少。我們 國(guó)內(nèi)研究才剛剛起步，所以我們的研究工作需要查閱大量國(guó)外文獻(xiàn)資料口 3 國(guó)外對(duì)于移動(dòng)設(shè)備o p e n g ls e 快速渲染r a n d e r i n g 的研究現(xiàn)狀 意大利烏內(nèi)達(dá)大學(xué)d e p t o f m a t ha n dc o m p u t e rs c i e n c eu n i v e r s i t yo f u d i n e ( 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)系) 的h c il a b ( 人機(jī)交互實(shí)驗(yàn)室) 研發(fā)了種m o b i x 3 d p l a y e r 的x 3 d 手機(jī)客戶端播放器。由于智能手機(jī)的快速發(fā)展以及3 g 網(wǎng)絡(luò)的建 設(shè)，g o o g l e 與2 0 0 6 年發(fā)布了a n d r o i d 移動(dòng)設(shè)備操作系統(tǒng)，之后第三代智能手 機(jī)平臺(tái)已經(jīng)迅速開始發(fā)展。h c i 項(xiàng)目組與2 0 0 7 年停止該播放器的研發(fā)，目前 h c i 主要提出一些概念級(jí)框架設(shè)計(jì)的模型。h c i 有一篇題為2 0 0 6 年發(fā)表的題 為r e n d e r i n go fx 3 dc o n t e n to i lm o b i l ed e v i c e sw i t ho p e n g le s 的論文，該文 章雖沒有重點(diǎn)討論客戶端和服務(wù)器交互，但文中為我們提供了實(shí)現(xiàn)怎樣快速并 渲染x 3 d 文件后在移動(dòng)設(shè)備中播放的理論依據(jù)。由此可見，只有將3 d 資源 發(fā)布的研究重點(diǎn)放在移動(dòng)設(shè)備和服務(wù)器端的智能交互上才可以有所突破。 4 中間件技術(shù)的利用 以往的一些文獻(xiàn)提到對(duì)中間件技術(shù)的利用，但對(duì)于中間件技術(shù)當(dāng)中如何進(jìn) 4 四j i i 師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 行重用性的探討不多，本人找到的文獻(xiàn)有對(duì)如何進(jìn)行系統(tǒng)化的中間件重用探討 的文獻(xiàn)。在我的研究當(dāng)中對(duì)于在普適計(jì)算環(huán)境下中間件的利用不僅要有可重用 性，而且對(duì)于上下文感知能力還要具備反射性的功能。所以，我突破了以往的 研究而是利用了具有反射性的可重用中間件的技術(shù)，并且將這種中間件進(jìn)行系 統(tǒng)化的可重用。整個(gè)系統(tǒng)的構(gòu)建是一個(gè)從硬件網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的搭建到中間服務(wù)器和 中間件的集成一直到前端客戶端的推送等的一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的構(gòu)建。其實(shí)，這個(gè) 系統(tǒng)是有很多現(xiàn)成技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于普適計(jì)算的服務(wù)器中間環(huán)節(jié)可以利用 w u r f l ；對(duì)于服務(wù)器的異構(gòu)系統(tǒng)連接可以利用基于s o a p 的w e bs e r v i c e ：對(duì)于服 務(wù)器端運(yùn)用的a p p 可以利用s s h 框架進(jìn)行搭建；可以利用師大虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn) 室提供的無線網(wǎng)絡(luò)終端和服務(wù)器的硬件架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)來進(jìn)行基礎(chǔ)平臺(tái)搭建。 1 3 移動(dòng)學(xué)習(xí)在國(guó)內(nèi)外的研究情況分析 由于信息技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的學(xué)習(xí)方式呈現(xiàn)出多元化的。信息資源的 利用成為了當(dāng)今各個(gè)國(guó)家和研究機(jī)構(gòu)的重點(diǎn)如果不能夠很好地利用信息資 源，那么只是單方面的建立信息資源庫(kù)，這些資源也會(huì)成為信息孤島，于是在 這樣的大背景下催生出來了移動(dòng)學(xué)習(xí)。國(guó)內(nèi)目前的研究情況都是在移動(dòng)學(xué)習(xí)的 理論和方式上，一般情況下對(duì)于利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)通常稱為e 1 e a r n i n g ， 而在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家由于移動(dòng)學(xué)習(xí)的出現(xiàn)，以美國(guó)為例移動(dòng)學(xué)習(xí)又稱之為 m 1 e a r n i n g ?！? 8 l 1 3 1 國(guó)內(nèi)移動(dòng)學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀 從來2 0 0 0 起我國(guó)開始了移動(dòng)學(xué)習(xí)方面的研究，在2 0 0 0 年時(shí)我國(guó)共誕生了 兩篇關(guān)于移動(dòng)學(xué)習(xí)方面的重要論文【1 9 1 。其中有一篇由丁興富親手翻譯的i r i s h 遠(yuǎn)程教育專家d e s m o n dk e e g a n 的題為從遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)到電子學(xué)習(xí)再到移動(dòng)學(xué)習(xí) 的學(xué)術(shù)報(bào)告?！? 9 】這篇文獻(xiàn)集中的體現(xiàn)了如何在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)學(xué)習(xí)繼承了學(xué)習(xí) 概念的基石上開發(fā)出來的，同時(shí)也說明的移動(dòng)學(xué)習(xí)的概念、方法及定義?！? 9 】 根據(jù)國(guó)外研究現(xiàn)狀的報(bào)告顯示：2 0 0 1 起我國(guó)對(duì)于移動(dòng)學(xué)習(xí)方面的研究陸陸續(xù) 續(xù)開始了，2 0 0 1 年底由國(guó)家教育部高教司出臺(tái)制定了關(guān)于“移動(dòng)教育 等方 面的研究確立為專項(xiàng)立項(xiàng)目通知后，【1 9 】移動(dòng)學(xué)習(xí)的研究被這一通知推波助瀾 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 的推向了高潮。從2 0 0 3 到2 0 0 8 年開始移動(dòng)學(xué)習(xí)的研究從理論到技術(shù)研發(fā)，從 相關(guān)政策和專家參與指導(dǎo)到社會(huì)各界尤其像中國(guó)移動(dòng)等大型通信運(yùn)營(yíng)商的支 持，的移動(dòng)學(xué)習(xí)己由概念提出到理論體系建立到現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目開發(fā)得到 了廣泛的發(fā)展。2 0 0 9 年我國(guó)移動(dòng)學(xué)習(xí)的熱點(diǎn)再次達(dá)到高潮，碩士論文和博士 論文的發(fā)表數(shù)量達(dá)到了近幾年的一個(gè)巔峰。尤其是博士論文的發(fā)表更是加深了 我國(guó)對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)的研究。 1 3 2 國(guó)外移動(dòng)學(xué)習(xí)研究現(xiàn)狀 國(guó)外尤其像美國(guó)信息科技較發(fā)達(dá)，在很早的時(shí)就開始建設(shè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施， 并將利用網(wǎng)絡(luò)資源深入到教育的項(xiàng)目確定為國(guó)家教育發(fā)展的重要戰(zhàn)略。 1 9 9 5 年起，美國(guó)開始了對(duì)移動(dòng)學(xué)習(xí)方面的研究。到了2 0 0 8 年美國(guó)開始了移動(dòng) 學(xué)習(xí)方面的運(yùn)用項(xiàng)目開發(fā)，由各個(gè)大學(xué)建設(shè)移動(dòng)教學(xué)資源庫(kù)發(fā)展為向社會(huì)推出 的終生教育移動(dòng)學(xué)習(xí)教學(xué)資源庫(kù)。而且，美國(guó)在移動(dòng)學(xué)習(xí)發(fā)展的過程中不斷地 朝智能化、終身教育和大眾化等方向前進(jìn)。國(guó)外學(xué)者通常將移動(dòng)學(xué)習(xí)分為以下 幾個(gè)方面的內(nèi)涵： 1 便捷形式下的學(xué)習(xí)方式；2 對(duì)于學(xué)習(xí)的內(nèi)容和學(xué)習(xí)者及資源推送端得互 動(dòng)性研究；3 學(xué)習(xí)環(huán)境是多元化的可以借助手機(jī)設(shè)備各種電子媒體和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 等傳播介質(zhì)，即信息源和信宿都是數(shù)字化資源為基礎(chǔ)進(jìn)行傳播的：4 學(xué)習(xí)活動(dòng) 是與環(huán)境變化關(guān)聯(lián)的，這種關(guān)聯(lián)性體現(xiàn)在學(xué)習(xí)活動(dòng)可以超出時(shí)間和空間的制約 但又與學(xué)習(xí)環(huán)境能夠產(chǎn)生互動(dòng)；5 學(xué)習(xí)的時(shí)間性和空間性【塌】。國(guó)外研究移動(dòng)學(xué) 習(xí)，是從移動(dòng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的整個(gè)理論到實(shí)際運(yùn)用到如何通過移動(dòng) 通信互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有效的獲取教育資源來進(jìn)行理論與實(shí)踐的全方位的研究。美國(guó)研 究移動(dòng)學(xué)習(xí)的同時(shí)，還不斷與社會(huì)各種大學(xué)、機(jī)構(gòu)、公司、組織和個(gè)人等進(jìn)行 全方位的研究，美國(guó)的研究目的是要改變?nèi)祟愐酝膶W(xué)習(xí)方式。要把學(xué)習(xí)鑒定 為個(gè)人終身成長(zhǎng)的終身學(xué)習(xí)，而利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)學(xué)習(xí)可以使人們不受種 族、身份、年齡和社會(huì)地位等的限制，無條件的在任何時(shí)間和地點(diǎn)來接收教育。 所以，研究移動(dòng)學(xué)習(xí)不管是解決技術(shù)問題，更多還要涉及到教育科學(xué)社會(huì)科學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)等交叉學(xué)科的綜合研究。 6 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 1 4 研究的目標(biāo)與方法 1 4 1 研究目標(biāo) 我的課題主要研究目標(biāo)是移動(dòng)設(shè)備客戶端通過網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求服務(wù)器端三維教 學(xué)資源時(shí)，服務(wù)器端能夠做出自適應(yīng)計(jì)算并優(yōu)化處理目標(biāo)資源。 具體為當(dāng)客戶端請(qǐng)求服務(wù)器端目標(biāo)資源時(shí)，服務(wù)器端能夠識(shí)別客戶端設(shè)備 及網(wǎng)絡(luò)配置情況，對(duì)目標(biāo)資源進(jìn)行自適應(yīng)計(jì)算并作出優(yōu)化處理動(dòng)作，最后把優(yōu) 化后資源返回給客戶端。 1 4 1 1 服務(wù)器端處理過程如下 1 對(duì)于服務(wù)器端我們將重點(diǎn)放在w e b s e r v i c es o a p 對(duì)手機(jī)客戶端的識(shí)別。 2 之后服務(wù)器作出一個(gè)對(duì)目標(biāo)資源的自適應(yīng)計(jì)算。 3 并通過s o a p 調(diào)用相應(yīng)p a r s e r 解析程序來執(zhí)行優(yōu)化處理。 4 運(yùn)用j 2 e e 的s s h 架構(gòu)與客戶端進(jìn)行交互，把結(jié)果資源返回客戶端。 1 4 1 2 手機(jī)客戶端處理過程如下 1 客戶端播放器請(qǐng)求服務(wù)器端 2 等待服務(wù)器端返回資源，中間過程可調(diào)用線程做等待和數(shù)據(jù)緩沖處理。 3 接收服務(wù)器端返回的資源并調(diào)用o p e n g ls e 做相應(yīng)的3 d 圖形處理。 4 將結(jié)果呈現(xiàn)給用戶 對(duì)于手機(jī)客戶端x 3 d 軟件可調(diào)用x j 3 d 插件及o p e n g ls ea p i 。我們的 最終研究目的是設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)資源發(fā)布系統(tǒng)，讓用戶能夠在普通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下 快速使用3 d 教學(xué)資源。用戶在此系統(tǒng)環(huán)境中可以比以往的網(wǎng)絡(luò)帶寬更快速的 得到所請(qǐng)求的服務(wù)器端3 d 資源。 1 4 2 研究方法 采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析法，通過開發(fā)該系統(tǒng)軟件，搭建w i f i 網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。獲取 手機(jī)系統(tǒng)訪問服務(wù)器3 d 資源速度的數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析從而改進(jìn)實(shí)驗(yàn) 方法。最終拿到最優(yōu)數(shù)據(jù)結(jié)果。研究成果與創(chuàng)新之處主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 7 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 1 4 2 1 擬采取的研究方法 運(yùn)用軟件工程開發(fā)模式完成需求分析，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)，并進(jìn)行 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。在此在開發(fā)系統(tǒng)過程中運(yùn)用采用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析法，通過查閱文獻(xiàn) 資料設(shè)計(jì)解決方案，建立數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì)自適應(yīng)算法。用統(tǒng)計(jì)辦法進(jìn)行數(shù)據(jù)比較， 并用軟件測(cè)試學(xué)在實(shí)驗(yàn)中研究分析系統(tǒng)性能。最后，分析得到的結(jié)果數(shù)據(jù)看是 否達(dá)到預(yù)期效果。 1 4 2 2 實(shí)施方案 首先，完成系統(tǒng)的需求分析。設(shè)計(jì)其架構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)。搭建軟硬件開發(fā)環(huán)境， 我們需要開發(fā)系統(tǒng)軟件的p c 要求有較好的圖形處理芯片，如帶有a t i 獨(dú)立顯 卡的p c 。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭建一個(gè)w i f i 局域網(wǎng)絡(luò)。架設(shè)好服務(wù)器，利用開發(fā)工具 進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)。最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 進(jìn)程，最終完成研究項(xiàng)目開發(fā)。 1 4 2 3 可行性研究 這個(gè)系統(tǒng)是參考了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外的一些研究報(bào)告和最新進(jìn)展，通過調(diào)查分析 后運(yùn)用移動(dòng)學(xué)習(xí)理論和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)知識(shí)分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的條件。在現(xiàn)有的實(shí) 驗(yàn)室環(huán)境下，我們完成系統(tǒng)的開發(fā)是可能的。在現(xiàn)有技術(shù)條件，軟硬件實(shí)驗(yàn)條 件是可以獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)的。對(duì)于這個(gè)研究的可能性是有依據(jù)的。在導(dǎo)師和學(xué) 校提供的實(shí)驗(yàn)環(huán)境下我們可以完成該系統(tǒng)的開發(fā)工作。 1 4 2 4 課題的創(chuàng)新性 此課題的研究是當(dāng)前3 g 移動(dòng)時(shí)代智能手持設(shè)備在推進(jìn)移動(dòng)學(xué)習(xí)方面的多 個(gè)目標(biāo)，國(guó)內(nèi)對(duì)于這個(gè)方面的資料很少國(guó)外也是為數(shù)不多。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)3 d 的研 究國(guó)內(nèi)才開始，而且對(duì)于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端的3 d 資源優(yōu)化處理國(guó)內(nèi)還沒有多少。 對(duì)于基于3 g 智能手機(jī)請(qǐng)求3 d 資源進(jìn)行自適應(yīng)優(yōu)化選擇技術(shù)就更是空白。本 文所研究的優(yōu)化選擇方法比起傳統(tǒng)在客戶端做優(yōu)化渲染方法，在獲得3 d 資源 的速度方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于3 g 智能手機(jī)請(qǐng)求3 d 服務(wù)器資源的優(yōu)化處理 將會(huì)成為3 g 移動(dòng)學(xué)習(xí)時(shí)代的研究熱點(diǎn) 8 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 1 5 文章的組織結(jié)構(gòu) 本文主要是以移動(dòng)設(shè)備向遠(yuǎn)程服務(wù)器端請(qǐng)求3 d 資源時(shí)，服務(wù)器根據(jù)設(shè)備 的性能識(shí)別以及帶寬變化率對(duì)已有的3 d 優(yōu)化模型做自適應(yīng)選擇展開研究，文 章主要機(jī)構(gòu)安排如下： 第1 章介紹了研究背景和研究意義。分析了國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，同時(shí)論述 了整個(gè)研究工作采取的研究方法和研究目標(biāo)。 第2 章介紹了自適應(yīng)技術(shù)的整體框架和在實(shí)習(xí)過程中采用的技術(shù)手段以 及相關(guān)工具。 第3 章詳細(xì)討論了對(duì)x 3 d 文件的關(guān)鍵信息捕獲，在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)已有的三 維場(chǎng)景進(jìn)行本體語(yǔ)義描述。最后，本章論述了利用r d f 建立語(yǔ)義關(guān)系的常量庫(kù)。 第4 章討論了利用w u r f l 的在普適環(huán)境下對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行樣本采集。首先， 本章分析了樣本采集的原理。通過推理建立靜態(tài)樣本集，最后在靜態(tài)樣本集的 基礎(chǔ)上，依據(jù)普適計(jì)算原理根據(jù)帶寬變化因子p 的變化率基礎(chǔ)上建立聯(lián)動(dòng)反應(yīng) 模型，最終通過對(duì)移動(dòng)設(shè)備性能參數(shù)的采集建立動(dòng)態(tài)樣本集。 第5 章首先介紹了j e n a 2 的自動(dòng)推理機(jī)原理。在建立好的本體語(yǔ)義常量庫(kù) 和移動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)樣本集的基礎(chǔ)上用o w l 和r d f 對(duì)推理過程建模。最后，本章討 論了對(duì)推理模型的描述。通過這章的研究工作，在后面做自適應(yīng)選擇的時(shí)候就 可調(diào)用相應(yīng)的推理模型。 第6 章首先討論了建立普適計(jì)算規(guī)則。本章介紹了整個(gè)普適優(yōu)化選擇的框 架。對(duì)本體模型和動(dòng)態(tài)樣本集進(jìn)行對(duì)象抽取，最后根據(jù)p 變化率推導(dǎo)出優(yōu)化選 擇的四種方式。 第7 章討論了實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析。本章提出了實(shí)驗(yàn)的原理和方 法，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)用三線表給出詳細(xì)報(bào)告。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果作小結(jié)和分 析。 第8 章是對(duì)整個(gè)研究工作的創(chuàng)新成果進(jìn)行總結(jié)，然后提出了不足和需要改 進(jìn)的地方。最后，本章提出了對(duì)3 d 資源優(yōu)化選擇技術(shù)在今后的研究工作中進(jìn) 一步需要解決的問題。 9 四川師范大學(xué)碩十畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 第2 章基于普適計(jì)算的自適應(yīng)整體框架設(shè)計(jì) 普適計(jì)算技術(shù)皆在解決動(dòng)態(tài)環(huán)境變化的情況下，所獲得的服務(wù)推送不因環(huán) 境變化因子受到干擾。反而，在普適計(jì)算環(huán)境下用戶獲得服務(wù)資源的同時(shí)感覺 不到資源提供端受到環(huán)境變化因子的干擾。 2 1 相關(guān)概念 2 1 1 普適計(jì)算環(huán)境 普適計(jì)算平臺(tái)能夠在不斷變化的環(huán)境當(dāng)中使人們?cè)诶梅?wù)器資源時(shí)隨 時(shí)隨地的對(duì)請(qǐng)求做出回應(yīng)，隨著需求不斷增長(zhǎng)的過程中普適計(jì)算能力可以得到 有效訓(xùn)練，當(dāng)達(dá)到一定效能時(shí)被請(qǐng)求端就能成為自適應(yīng)系統(tǒng)。普適計(jì)算強(qiáng)調(diào)的 各種計(jì)算設(shè)備能夠嵌入到環(huán)境中，在環(huán)境中建立一個(gè)充分的計(jì)算和交互通信的 機(jī)制，使人們感覺到計(jì)算設(shè)備在人們的可視范圍內(nèi)消失，從而返回到潛在需求 的任務(wù)上來。這樣使得人們關(guān)注的焦點(diǎn)最終與周圍環(huán)境相融成為一體。1 1 2 j 普 適計(jì)算與不同于主流的分布式系統(tǒng)，主流的分布式系統(tǒng)是負(fù)責(zé)完成不同的任 務(wù)。在普適計(jì)算環(huán)境下，系統(tǒng)能夠識(shí)別具有上下文的交互請(qǐng)求，類似于游牧承 接是無所不在的，自適應(yīng)的，永恒的。1 1 1 作為在普適計(jì)算環(huán)境的軟件是能夠 具有上下文感知的，自我訓(xùn)練的，達(dá)到與周圍環(huán)境融合的軟件系統(tǒng)。這樣的軟 件系統(tǒng)是具有較強(qiáng)的感知能力，能夠識(shí)別不斷變化的環(huán)境和多方位的需求，同 時(shí)能夠及時(shí)調(diào)整自身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部行為，如圖2 1 所示。 圖2 1 具有上下文感知的普適計(jì)算環(huán)境結(jié)構(gòu)圖 1 0 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 2 1 2 自適應(yīng)中間件及反射機(jī)制的運(yùn)用 為了能夠讓我們的自適應(yīng)系統(tǒng)能夠滿足在普適計(jì)算環(huán)境下的運(yùn)用，需要將 硬件連接是間歇性的，并與對(duì)方互操作從而實(shí)現(xiàn)了松耦合的狀態(tài)。自適應(yīng)中間 件當(dāng)中應(yīng)該有一個(gè)開放的，動(dòng)態(tài)的，可重構(gòu)，以及其它可適應(yīng)性的功能?！? 2 】 前文提到系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要能夠具有上下文感知能力，那么將反射機(jī)制運(yùn)用到自 適應(yīng)中間件達(dá)到系統(tǒng)的松耦合是較好的方案?？梢詫⒎瓷錂C(jī)制作為種支撐技 術(shù)，這種反射支撐機(jī)制能夠有效的對(duì)外界環(huán)境的變化達(dá)到一種高性能識(shí)別，不 斷地收集來自外界信息達(dá)到自我感知，是對(duì)自我狀態(tài)和行為的一種動(dòng)態(tài)描述。 圖2 2 揭示了這種機(jī)制和中間件及上下文的層級(jí)關(guān)系。 圖2 2 具有反射機(jī)制的中間件層次圖 反射系統(tǒng)具有元層和基層，元層由各種接口、情境元素、框架模型和自描 述組成。其中，元層具有對(duì)來自外界的自我反應(yīng)和做出自描述的行為，它能夠 對(duì)隨著不斷變化的外部世界行為有感知，并且能夠把感知轉(zhuǎn)化成為實(shí)際的行 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 為。這種行為會(huì)隨著外部請(qǐng)求的增加而得到有效訓(xùn)練。元層還能夠沿著外部環(huán) 境的交互產(chǎn)生變量因子，并且和自己在元級(jí)，相應(yīng)設(shè)計(jì)的變化是一個(gè)反射系統(tǒng) 的核心，同時(shí)也是中間件設(shè)計(jì)的內(nèi)核?；鶎邮菍?duì)特定的某些領(lǐng)域的問題進(jìn)行解 決，基層可以做到對(duì)相關(guān)的問題做出描述。 那么，反射系統(tǒng)的構(gòu)建為中間件的利用提供了基石，要想使中間件做到連 接上下文而且能夠達(dá)到相互交互的松耦合力度最小，元層起到了至關(guān)重要的作 用。我們不難想象，設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)要使其能夠適應(yīng)周圍環(huán)境的變化有白適應(yīng)的 能力，我們不凡要考慮具有智能判斷的諸如反系統(tǒng)的中間件的利用。任何一個(gè) 大型的系統(tǒng)，都需要考慮各組件的高效利用，以及其相互件的松耦合度。上面 提到的這個(gè)圖也為我提供一個(gè)概念做了鋪墊，作為一個(gè)能夠提供多服務(wù)的普適 計(jì)算平臺(tái)也是基于s o a 的概念衍生出來的。s o a ( s e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) 即為面向服務(wù)的架構(gòu)。自從面向服務(wù)s o a 的提出，軟件變得不 再是提供已有設(shè)定好的計(jì)算模型功能給用戶，而是用戶不斷提需求給軟件服務(wù) 提供端即服務(wù)器端，服務(wù)器根據(jù)用戶的需求r e q u e s t 不斷推送服務(wù)給用戶，用 戶能夠按需所選的享受到來自服務(wù)器端服務(wù)。那么，真正意義上的軟件即服務(wù) ( s a a s ) s o f t w a r e 弱as e r v e r 的概念也隨之得到實(shí)現(xiàn)。在我的研究的系統(tǒng)當(dāng)中， 這一概念將會(huì)在中間件技術(shù)集成基礎(chǔ)上，服務(wù)器端會(huì)根據(jù)客戶端請(qǐng)求變化得到 相應(yīng)的多服務(wù)推送，利用w u r f l 這一中間件技術(shù)完成了代理推送多服務(wù)的功 能，這樣也就基本實(shí)現(xiàn)了我們所提到的軟件即服務(wù)的理念。普適計(jì)算平臺(tái)也是 要真正體現(xiàn)這樣一個(gè)概念，這樣才能真正做到自適應(yīng)的應(yīng)答系統(tǒng)構(gòu)架。 通常情況下基于普適計(jì)算的環(huán)境會(huì)被分為多個(gè)區(qū)域，主要有三個(gè)。即用戶， 系統(tǒng)和環(huán)境等域。我們的系統(tǒng)應(yīng)該能夠有用戶的感知，接觸環(huán)境和物理環(huán)境的 變化對(duì)于這種變化感知能力我們應(yīng)當(dāng)讓系統(tǒng)能夠收集信息、組織信息，并且 能夠表示和存儲(chǔ)這些信息?；谶@種情況我提出了對(duì)情境進(jìn)行建模的辦法，要 把情境內(nèi)的實(shí)體抽象成對(duì)象，再對(duì)對(duì)象進(jìn)行建模。對(duì)空間中的實(shí)體對(duì)象我采用 了對(duì)實(shí)體間的位置、空間關(guān)系，平面和三維的場(chǎng)景相互關(guān)系，為了準(zhǔn)確的描述 這些實(shí)體的相互關(guān)系可以一張語(yǔ)義關(guān)系表來說明實(shí)體語(yǔ)義定義關(guān)系。可以對(duì)這 些有相互關(guān)系的實(shí)體的行為定義為事件，把這種抽象的行為用事件定義進(jìn)行描 述就可以構(gòu)建反應(yīng)式系統(tǒng)。對(duì)于這些實(shí)體的活動(dòng)可以定義為事件，事件驅(qū)動(dòng)體 1 2 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 系結(jié)構(gòu)實(shí)際是對(duì)反應(yīng)式系統(tǒng)的抽象描述，這樣可以對(duì)這個(gè)反應(yīng)抽象的行為進(jìn)行 放射的中間件調(diào)用。有了反射中間件就可對(duì)行為進(jìn)行通過接口進(jìn)行調(diào)用，那么 這樣設(shè)計(jì)系統(tǒng)就可以達(dá)到系統(tǒng)各個(gè)模塊的松耦合。 2 1 3a n d r o i d 系統(tǒng)框架簡(jiǎn)介 我們的系統(tǒng)測(cè)試過程主要是通過a n d r o i d 作為客戶端進(jìn)行服務(wù)器訪問，那 么這里有必要對(duì)安卓系統(tǒng)做一個(gè)簡(jiǎn)介。下圖為a n d r o i d 系統(tǒng)各層次模塊的簡(jiǎn) 圖： a p p l i c a t i o n s 暖 e 量 匿量專1 巨司譬j a p p l i c a t i o nf r e a m w o r k m a c t i v i 匆je m w 卸i n d 州o wi 除c o n t 砷e n t 門瞄v i e 。e w 譬j 霹習(xí) l i b r a r i e s a n d r o i dr u n t i m e f 菩j 臣一m e d 嗍i a7 s q l i t e 刁 rd a l v i kv i r t u a l1 r 。r e ? ? e _ l i n u xk e m e l 醫(yī)i d 階i s i p v l e a r y 習(xí)e c 。a d m 垤a m r 習(xí)邑b 。l u e t v o e o r t h 習(xí) 7 j ? “。習(xí) 圖2 3a n d r o i d 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 a n d r o i d 系統(tǒng)主要分為四大塊，即運(yùn)用層( a p p l i c a t i o n s ) ，運(yùn)用框架層 ( a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ) ，組件庫(kù)層和虛擬機(jī)j 罷( l i b r a r i e s & a n d r o i d r u n t i m e ) 同為并行層，最底層為l i n u x 系統(tǒng)核心層( l i n u xk e r n e l ) 。其中包括： 1 運(yùn)用層( a p p l i c a t i o n s ) 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文 三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) 運(yùn)用層是常見的一些運(yùn)用組件，如e m a i l 、s m s 短信( s h o r tm e s s a g e s ) 、 日歷( c a l e n d a r ) 、g o o g l e 地圖、w e bb r o w s e r 等。這一層的所有運(yùn)用都是用j a v a 語(yǔ)言編寫的。 2 運(yùn)用框架層( a p p l i c a t i o nf r a m e w o r k ) 運(yùn)用框架層是提供了很多能夠滿足核心層業(yè)務(wù)調(diào)用的a p i ，這一層有很多 的框架組件。開發(fā)人員可以在運(yùn)用層方便的調(diào)用這一層的各種框架。在這一層 提供了很多可復(fù)用的框架( f r a m e w o r k ) ，那么這一層的執(zhí)行調(diào)用有很多的執(zhí)行 過程還會(huì)涉及到安全機(jī)制，如果有些涉及到底層的安全系統(tǒng)調(diào)用都會(huì)有一個(gè)報(bào) 告( n o t i f i c a t i o n ) ，這樣的調(diào)用都會(huì)被禁止。其實(shí)，隱藏在這一層的后面都會(huì)有 一系列方便用戶調(diào)用和替換的重用組件。同時(shí)在這些框架的內(nèi)部還有一些 s e r v i c ei n t e r f a c e 這些i n t e r f a c e 可以方便用戶調(diào)用這些s e r v i c e 。用戶調(diào)用這些 s e r v i c e 就可以通過這些對(duì)應(yīng)i n t e r f a c e 的p r o x y 代理到對(duì)應(yīng)的f r a m e w o r k 。這樣 的設(shè)計(jì)可以達(dá)到系統(tǒng)中間層的d e c o u p l e 即松耦合。這些服務(wù)和系統(tǒng)其中包括： l 具有豐富性和具有可擴(kuò)張性的v i e w 即視圖。有這樣的視圖就可以在 運(yùn)用層呈現(xiàn)諸如對(duì)話框、文本框、按鈕及內(nèi)嵌入式的w e bb r o w s e r c o n t e n tp r o v i d e r 即內(nèi)容呈現(xiàn)提供容器。實(shí)現(xiàn)各個(gè)f r a m e w o r k 間的數(shù)據(jù) 通信交互及共享。 3 r e s o u r c ee x p l o r e r 即資源管理器。提供了系統(tǒng)所管理的各種資源的管理 支持和訪問，其中包括文件資源、字符串資源、圖形資源等。 4 n o t i f i c a t i o nm a n a g e m e n t 即通知管理器，提供在狀態(tài)欄上的各種通知信 息的s e r v i c e 調(diào)用。 5 a c t i v i t ym a n a g e m e n t 即活動(dòng)管理器。在a n d r o i d 開發(fā)中經(jīng)常會(huì)遇到調(diào) 用a c t i v i t y ，比如某一屏和另一屏的切換就是一個(gè)a c t i v i t y 切換到另一個(gè) a c t i v i t y 的調(diào)用，而且這里也同時(shí)涉及到a c t i v i t y 的生命周期管理。 組件庫(kù)層和虛擬機(jī)層( l i b r a r i e s & a n d r o i dr u n t i m e ) 6 這一層涉及到了一套包括：c c + + 的函數(shù)庫(kù)、l b c 、m e d i af r e a m w o r k 、 w e b k i t 、s g l 、o p e n g l e s 、s q l i t e 等。這一層經(jīng)常會(huì)被運(yùn)用到a n d r o i d 的各 種運(yùn)用組件中 1 4 四川師范大學(xué)碩士畢業(yè)論文三維場(chǎng)景在移動(dòng)學(xué)習(xí)中的自適應(yīng)選擇優(yōu)化技術(shù) r u n t i m ee n v i r o n m e n t 即運(yùn)行時(shí)環(huán)境。該核心庫(kù)有l(wèi) i n u x 系統(tǒng)的核心做系統(tǒng) 支撐，然后提供了j a v a 語(yǔ)言核心庫(kù)的大多數(shù)功能。 l i n u xk e r n e l 即l i n u x 系統(tǒng)。該核心層提主要是基于l i n u x 2 6 2 3 內(nèi)核獨(dú)立 開發(fā)設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)添加了一個(gè)g o l d f i s h 的虛擬c p u 和安卓運(yùn)行時(shí) 所需要的特定驅(qū)動(dòng)代碼。這個(gè)底層系統(tǒng)提供了各種系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所要用的s e r v i c e 管理，如進(jìn)程性能，內(nèi)存檢查，安全管理，堆棧機(jī)制和各種驅(qū)動(dòng)處理過程模塊 管理。該層可以說是上層運(yùn)用重用戶u 到硬件系統(tǒng)的接口。有了這個(gè)系統(tǒng)接 口的調(diào)用，開發(fā)人員可方便的調(diào)用系統(tǒng)a p i 使用戶完成對(duì)硬件使用的操作。 安卓系統(tǒng)以交互性強(qiáng)、計(jì)算功能強(qiáng)大、智