※编程技术应用实践
应用实践※※
基于分形模型的分布式虚拟现实系统的应用研究
刘鹏
（太原工业学院）
【摘要】比较深入地分析和说明了开发基于分形模型的分布式虚拟现实系统的可行性及其应用价值，并给出了详细的设计方案。
【关键词】分形模型；分布式虚拟现实系统；设计方案
1引言
在分布式虚拟现实系统的分析和设计中，特别关注交互性，这就要求开发出的系统必须具有较快的响应速度和较大的吞吐量【1】。而且，VR系统要求很强的实时性，图形更新速率至少要求16桢/s，图形客体行为反映的滞后要低于0.1s。随着技术的发展，对象的细节层次越来越复杂，就目前计算机图形学的水平而言，只要有足够的时间，就能生成准确度相当高的像照片一样的逼真图像。然而这种提高真实感的方法是采用增加物体多边形来获得，从而使计算复杂，绘图速度大大降低，无法满足DVR系统的需要【2】。
2DVR系统及其特点简介
DVR是指基于网络的虚拟环境，在这个环境中，位于不同物理位置的多个用户和多个
虚拟环境通过网络相连接，并共享信息。它是网络和虚拟现实结合的产物，是一个支持多人通过网络实时进行交互的软件系统，每个用户在一个VR环境中通过计算机与其他用户进行交互。DVR系统一般由显示器，通信和控制设备，处理系统，数据网络四个基本部件组成【3】。
DVR追求良好的交互性，这就使得其对系统的响应速度和吞吐量有较高的要求。为了获得较好的交互反应时间，系统必须由相当少的软件层组成，在客户和服务器之间传递的数据量必须足够小。吞吐量受客户和服务器的处理速度，数据传输率的影响。在远程服务器上的数据必须从服务器进程传递到客户进程，经过两个计算机上若干个软件层。软件层的吞吐量与网络的吞吐量一样重要【1】。与此同时，DVR还要求系统具有良好的实时性，保持较高的图形刷新速率等。
3分形模型及其在DVR系统设计中的应用价值
3.1分形模型概述
正如分形之父Mandelbrot所说的那样，分形是大自然的几何学。分形几何学是描述复杂自然形状及其形成机制的有力手段，为人类构建自然图形提供了一种新的科学基础，形成了一种全新的自然图像——生成论的自然图像。分形几何学能够借助迭代模拟自然界的复杂形状，这正是分形模型的独特魅力所在【4】。目前，发展较为成熟的分形几何模型有L-System（L-系统）与IFS（Iterated Function System，迭代函数系统）。它们都能以极少的存储数据来生成逼真度相当高的复杂自然形状。而且，对于任何自然物形态，都可以通过计算机把它们转换成IFS编码，即数据模型【4】。因此，分形模型具有极其广阔的应用前景。
3.2分形模型在DVR系统设计中的应用价值
传统DVR系统中的几何模型一般用多边形来表示，通常具有两个信息：一个包含点的位置信息，另一个是点的拓扑结构信息，用来说明这些点之间的连接【2】。因此，在生成实体时通常要求较大的数据量，对网络的带宽要求很高。而且，在生成较为复杂的实体模型时，限于大量的数据传输和计算，使得图形的
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生成速度较慢，无法满足DVR 系统的需要。然而分形模型在生成图形时所传输的数据量极少（仅为L-system 文法描述和IFS 编码），其算法完全依照真实世界中自然的生成规律，可以生成逼真度极高的复杂实体图形。因此，研究开发基于分形模型的DVR
系统具有极高的价值。4基于分形模型的DVR 系统的设计方案
4.1系统框架
借助于C/S 结构具有的强大数据操作和事务处理能力，采用三层C/S 结构较为合理，如图1所示。
图1基于分形模型的DVR 系统结构框架
表示层：仿真应用的用户接口部分，担负着实现用户与应用对话的任务，主要实现解码绘图，定时执行桢刷新操作以及向功能层提交用户操作请求的功能。其中，解码绘图是根据功能层传送来的L-System 文法描述，IFS 编码以及场景布局信息利用相应的解码模块实现绘图，而定时执行桢刷新操作则是保障系统实时性的需要。由研发的用户客户端解码软件实现这一层次的全部功能。
功能层：仿真应用的本体，负责将具体的仿真业务处理逻辑编入程序中。其主要的功能有：（1）接收并处理客户端的请求，实现系统的交互性。（2）仿真实际的物理过程和现象。主要是处理多个实体在同一场景中的布局，实体的状态（包括实体的分形几何模型信息，位置，纹理，颜色，表面反射系数等）以及实体之间的自然联系，比如河边植物靠近水的一侧较另一侧茂盛得多【5】。（3）实现对用户的管理，确认用户对仿真应用和数据库存取的权限，以及记录系统处理日志的功能，保障系统安全可靠地运行。由仿真处理服务器实现这一层次的全部功能。
数据层：主要实现的功能有：（1）保存虚拟世界中有关的对象及场景信息。其中，对象信息主要是实体的分形模型信息，位置，纹理，颜色，表面反射系数等；场景信息主要是处于同一场景诸多实体的布局和消隐关系，以及实体间应满足的自然联系。（2）处理多个用户同时对数据库的访问与修改操作，实现系统的并发控制。（3）支持功能层对用户存取数据库的权限进行管理的功能。由虚拟世界数据库服务器实现这一层次的全部功能。
4.2功能实现
客户端解码软件：基于Visual C++.NET 平台实现软件解码功能的开发，调用开放性图形库（Open Graphics Library,OpenGL ）完成对实体纹理的生成。分形模型解码模块的代码设计可参考孙博文的《分形算法与程
序设计——Visual C++实现》【6】。在绘图过程中，利用画家算法实现对景物的消隐处理。为了防止图形的闪
烁，建议采用缓存技术，即先将场景中的所有图形利用画家算法在客户端缓存中全部生成，然后再将缓存中的绘图结果输出至显示器。客户端软件的运行效果如图2所示。
图2基于分形模型的DVR系统客户端软件的运行效果
仿真处理服务器：可以在Visual Studio2005平台上使用C#语言开发此服务器上的仿真应用管理软件。
虚拟世界数据库服务器：可以采用SQL Server2000，Oracle9i，Sybase等关系型DBMS来实现对数据源的管理。建议将实体的分形几何模型信息（L-System文法描述和IFS编码）建立成表来构建基础的分形图形库，将场景信息建立为视图以方便仿真处理服务器对数据源的间接操作并极大程度地减少了数据冗余。在并发控制上，由于客户端软件自身已有极高的桢刷新频率，并且鉴于DVR系统要求具备有尽可能快的交互速度，因此建议采用一级封锁协议来防止丢失更新即可。在数据库安全问题上，创建具备不同权限级别的多种角色，实现对不同用户服务的管理，保障数据库的安全稳定。
4结语
毫无疑问，在构建DVR系统的几何模型时采用分形来表现是相当不错的造形方法。虽然目前分形模型尚处于研究阶段，所生成的实体还只是二维图形。但是，二维交互与三维交互是密切相关的，三维交互从二维交互发展而来，二维交互的概念层次结构以及从二维交互技术的发展中得到的经验教训有助于开发三维交互技术【2】。对基于分形模型的DVR系统的设计，将大大促进这一经过改良的DVR系统的诞生，使得计算机虚拟世界更加细腻而真实。
参考文献
[1](英)George Coulouris,Jean Dollimore,Tim Kindberg著,金蓓弘等译.分布式系统概念与设计.北京：机械工业出版社. 2004:32~35
[2]曾芬芳.虚拟现实技术.上海：上海交通大学出版社.1997:6~29,32~75,172~173
[3]吴重光.仿真技术.北京：化学工业出版社.2000:161~164
[4]林夏水.分形的哲学漫步.北京：首都师范大学出版社.1999
[5]刘鹏.分形在自然景观仿真研究中的进展与展望.工程地质计算机应用.2007年第3期
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关于分布式系统复习题与参考答案 一、填空题(每题n分,答错个扣分,全错全扣g，共计m分) 1．访问透明性是指对不同数据表示形式以及资源访问方式的隐藏。而位置透明是用户无法判别资源在系统中的物理位置。 2. 迁移透明性是指分布式系统中的资源移动不会影响该资源的访问方式。而复制透明是指对同一个资源存在多个副本的隐藏。 3. 一个开放的分布式系统就是根据一系列准则来提供服务，这些准则描述了所提供服务的语法和语义。 4. 集群计算系统一个突出的特征是它的同构性；它提供了最大限度的分布式透明性。可用于单个程序在多台计算机上并行地运行。 5. 网格计算系统具有高度的异构性：其硬件、操作系统、网络、管理域和安全策略等都不尽相同。 6. 网格计算系统一个关键问题是如何把来自不同计算机组织的资源集中起来，使一组人或机构进行协调工作。 7. 分布式事务处理的四个特性是：原子性、一致性、独立性和持久性。 8. 分布式普适系统应用程序的需求归纳为三种，它们是：接受上下文的变化、促使自主合成、认可共享为默认行为。 9. 分布式系统体系结构样式很多，其最重要的有：分层体系结构；基于对象的体系结构、以数据为中心的体系结构以及基于事件的体系结构等四类。 10. 客户/服务器结构的应用程序通常划分为三层，它们是：用户接口层、处理层和数据层。 11. 在结构化点对点体系结构中覆盖网络是用一个确定性的过程来构成的，这个使用最多的进程是通过一个分布式哈希表来组织进程的。 12. 超级对等体通常是维护一个索引或充当一个代理程序的结点。 13. 分布式软件体系结构主要分集中式、非集中式和各种混合形式三大类。其非集中式体系结构又分为结构化的点对点、非结构化的点对点、超级对等体三种。 14. 实现软件自适应的基本技术分为要点分离、计算映像和基于组件的设计三种类型。 15. 分布式的自主系统指的是自我管理、自我恢复、自我配置和自我优化等各种自适应性。 16. 一个线程独立地执行它自己的程序代码。线程系统一般只维护用来让多个线程共享CPU 所必需的最少量信息。 17. 有两种实现线程线程包的基本方法：一是可以构造一个完全在用户模式下执行的线程；二是由内核来掌管线程并进行调度。 18. 分布式系统中的多线程通常有：多线程用户和多线程服务器两大类型。而以分发器/工作者模型组织起来的多线程服务器是最为流行的一种。 19. 虚拟化可采用两种方法，一是构建一个运行时系统，提供一套抽象指令集来执行程序。二是提供虚拟机监视器。 20. 在服务器的组织结构中，迭代服务器是自己处理请求，将响应返回给客户；而并发服务器将请求传递给某个独立线程或其他进程来处理。 21. 服务器集群在逻辑上由三层组成，第一层是逻辑交换机；第二层是应用/计算服务；第三层是文件/数据库系统。 22. 在代码迁移的框架结构中，进程包含三个段，它们是代码段、资源段和执行段三个段。 23. 进程对资源的绑定有三种类型：一是按标识符绑定；二是按值绑定；三是按类型绑定。而三种类型的资源对机器的绑定是未连接资源、附着连接资源和紧固连接资源。 24. 中间件是一种应用程序，它在逻辑上
《虚拟现实》 教学目的和要求： 1、了解虚拟现实的概念； 2、了解虚拟现实的组成及国内 和同外虚拟现实研究的现状。 教学重点： 1、虚拟现实定义； 2、虚拟现实的组成； 3、虚拟现实的应用研究现状； 4、虚拟现实的应用前景。 1.前言 人类有许多梦想，一些梦想已经变为现实，而有一些梦想也许永远都 不可能实现。然而，有一种技术却能使一切梦想全部在感知中实现，这就 是虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）。 虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒 体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，由于它生成的视觉环 境是立体的、音效是立体的，人机交互是和谐友好的，因此虚拟现实技术 将一改人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，即计算机创造的环境将 人们陶醉在流连忘返的工作环境之中。 虚拟现实（VR）技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术， 它集多媒体、网络技术、传感技术等多种先进技术为一体， 是当今前景最好的计算机技术之一。 虚拟现实 虚拟环境 虚拟房间 虚拟汽车 虚拟人 虚拟现实技术的发展 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》（The Ultimate Display）的 论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟 现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现 实系统的研究探索历程。 1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所 取得的一系列成就，美国的Jaron Lanier 在80年代初正式提出了“Virtual Reality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实 技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技 术的广泛关注。1984年，NASA Ames研究中心虚拟行星探测实验室组织开 发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计 算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。 虚拟现实技术的发展 90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机 软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时 动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实 用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统 的发展打下了良好的基础。 例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成 了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚 拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目 的又一件工作。
（VR虚拟现实）虚拟教育 设计方案
虚拟教育设计方案 背景： 随着信息时代的发展，数字化三维虚拟仿真技术以其画面逼真精美、运行高效便捷、功能丰富实用、查询管理信息直观方便等特点逐渐应用在各个领域，国内院校也同样期望着在校园建设成果展示、学校品牌推广、教学辅助与校园资源管理等方面全面实现三维数字化。三维虚拟校园平台系统正是顺应这种需求而产生，在国内迅速普及。 三维虚拟校园平台是指利用计算机虚拟现实技术、网络技术、网络三维技术、数据库技术等对学校的建筑三维数据、建筑室内外结构、建筑相关属性信息、教学设施相关信息和教学资源信息进行处理，建立基于互联网浏览器展示的可交互的三维虚拟校园应用平台，并在此基础上实现学校教学管理所需的各种功能。 三维虚拟校园可以实现三维虚拟校园展示、学校建设成果宣传、楼宇教室查询、自主校园漫游、人机交互体验、网络互动交流、仿真课堂体验、院校设施设备管理等功能，最重要的是其可以直接在互联网网页浏览器中直接登录使用，使用户能够不受时间和空间的限制，直接在线浏览和使用虚拟校园提供的各种应用。 目前国内越来越多的院校已经逐步建设了三维虚拟校园平台系统，比如北京大学、清华大学、浙江大学、北京师范大学、北京外国语大学、上海同济大学等著名高校，众多高职、中职、中小学院校也正在陆续开展网上三维虚拟校园建设。 随着网络时代的来临，网络教育迅猛发展，尤其是宽带技术和校园网大规模应用的今天。国内一些高校已经开始逐步推广、使用虚拟校园教学模式。虚拟现实技
术具有广泛的作用和影响,亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力。主动地去交互，与被动的观看，有质的差别，尤其在虚拟教学、虚拟实验、虚拟仿真校园、科技研究等方面的应用更为广泛性。 虚拟教学系统分为原理教学和动态教学.原理教学主要指的是传统的课件制作,把课件中的图片做成动态三维的形式,改变教育模式,不用再通过乏味的幻灯片技术教学,将教学步骤完美的融合到教学中,让学生不在死守在书本上面,却又心不在焉的想着自己的事情,不同于传统的教育模式,所有的教育步骤一气呵成,使学生学习兴趣浓厚,教学质量显著提升.动态教学就是把物理化学实验中一些大型不易操作的实验或一些因含有有毒气体学生不能进行操作的实验,通过虚拟现实技术,学生可以在网上进行操作,丝毫没有束缚之感,让学生有一种身临其境的感觉.成功案例有 虚拟现实技术划分四类： 1、桌面虚拟现实 桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对较低，因而，应用比较广泛。常见桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实QuickTimeVR、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实、MUD等。 2、沉浸的虚拟现实
一、填空题 1．访问透明性是指对不同数据表示形式以及资源访问方式的隐藏。而位置透明是用户无法判别资源在系统中的物理位置。 2. 迁移透明性是指分布式系统中的资源移动不会影响该资源的访问方式。而复制透明是指对同一个资源存在多个副本的隐藏。 3. 一个开放的分布式系统就是根据一系列准则来提供服务，这些准则描述了所提供服务的语法和语义。 4. 集群计算系统一个突出的特征是它的同构性；它提供了最大限度的分布式透明性。可用于单个程序在多台计算机上并行地运行。 5. 网格计算系统具有高度的异构性：其硬件、操作系统、网络、管理域和安全策略等都不尽相同。 6. 网格计算系统一个关键问题是如何把来自不同计算机组织的资源集中起来，使一组人或机构进行协调工作。 7. 分布式事务处理的四个特性是：原子性、一致性、独立性和持久性。 8. 分布式普适系统应用程序的需求归纳为三种，它们是：接受上下文的变化、促使自主合成、认可共享为默认行为。 9. 分布式系统体系结构样式很多，其最重要的有：分层体系结构；基于对象的体系结构、以数据为中心的体系结构以及基于事件的体系结构等四类。10. 客户/服务器结构的应用程序通常划分为三层，它们是：用户接口层、处理层和数据层。 11. 在结构化点对点体系结构中覆盖网络是用一个确定性的过程来构成的，这个使用最多的进程是通过一个分布式哈希表来组织进程的。 12. 超级对等体通常是维护一个索引或充当一个代理程序的结点。 13. 分布式软件体系结构主要分集中式、非集中式和各种混合形式三大类。其非集中式体系结构又分为 结构化的点对点、非结构化的点对点、超级对等体 三种。 14. 实现软件自适应的基本技术分为要点分离、计算 映像和基于组件的设计三种类型。 15. 分布式的自主系统指的是自我管理、自我恢复、 自我配置和自我优化等各种自适应性。 16. 一个线程独立地执行它自己的程序代码。线程系 统一般只维护用来让多个线程共享CPU所必需的最 少量信息。 17. 有两种实现线程线程包的基本方法：一是可以构 造一个完全在用户模式下执行的线程；二是由内核 来掌管线程并进行调度。 18. 分布式系统中的多线程通常有：多线程用户和多 线程服务器两大类型。而以分发器/工作者模型组织 起来的多线程服务器是最为流行的一种。 19. 虚拟化可采用两种方法，一是构建一个运行时系 统，提供一套抽象指令集来执行程序。二是提供虚 拟机监视器。 20. 在服务器的组织结构中，迭代服务器是自己处理 请求，将响应返回给客户；而并发服务器将请求传 递给某个独立线程或其他进程来处理。 21. 服务器集群在逻辑上由三层组成，第一层是逻辑 交换机；第二层是应用/计算服务；第三层是文件/ 数据库系统。 22. 在代码迁移的框架结构中，进程包含三个段，它 们是代码段、资源段和执行段三个段。 23. 进程对资源的绑定有三种类型：一是按标识符绑 定；二是按值绑定；三是按类型绑定。而三种类型 的资源对机器的绑定是未连接资源、附着连接资源 和紧固连接资源。 24. 中间件是一种应用程序，它在逻辑上位于应用层 中，但在其中包含有多种通用协议，这些协议代表 各自所在的层，独立于其他更加特别的应用。 25. 在RPC操作中，客户存根的功能是将得到的参 数打包成消息，然后将消息发送给服务器存根。 26. 所有DCE的底层编程模型都是客户-服务器模 型。而DCE本身的一部分是由分布式文件服务、目 录服务、安全服务以及分布式时间服务等构成的。 27. IDL编译器的输出包括三个文件，它们是头文件、 客户存根和服务器存根。 28. 在面向消息的通信中，通常分为面向消息的瞬时 通信和持久通信两种机制。 29. 在面向消息的瞬时通信中，通常采用套接字接口 和消息传递接口。 30. 在面向持久的通信中，消息队列系统为持久异步 通信提供多种支持。它提供消息的中介存储能力。 31. 在消息队列系统中，队列由队列管理器来管理， 它与发送或接收消息的应用程序直接交互。 32. 在消息队列系统中，转换是由队列网络中特定结 点完成的，这些结点称为消息转换器。 33. 在面向流的通信中，数据流的传输模式有异步传 输模式、同步传输模式和等时传输模式等三种。 34. 在流与服务质量(QOS)描述中，服务质量特性指 的是数据传输所要求的比特率、创建会话的最大延 时、端到端的最大延时、最大延时抖动以及最大往 返延时等。 35. 流同步有两种类型，一种是在离散数据流与连续 数据流之间保持同步；另一种是连续数据流之间的 同步。 36. 在流同步的机制中，需要研究的两个问题是：一 个是两个流同步的基本机制；二是在网络环境下这 些机制的分布式版本。 37. 应用层多播的基本思想是结点组织成一个覆盖 网络，然后用它来传播信息给其成员。一个重要的 因素是网络路由器不在组成员中。
138 虚拟现实技术的国内外研究现状与发展 杨江涛 （铜仁职业技术学院，贵州铜仁554300） 摘要：虚拟现实技术是一项新兴技术，结合了多种技术如多媒体技术、计算及图形技术、网络技术、人机交互技术、仿真技 术以及立体显示技术等等，前景非常的广阔。文章结合了虚拟现实技术国内外的研究现状对虚拟现实技术的发展趋势进行了分析。关键词：虚拟现实；三维现实；分布式中图分类号：F061.3 文献标识码：A 文章编号：1673-1131（2015）01-0138-01 虚拟现实（Virtual Reality ，简称VR ）是一种综合了多媒体技术、计算机图形技术、网络技术、人机交互技术、仿真技术以及立体显示技术等多种科学技术综合发展起来的计算机最新技术，综合应用了力学、光学、数学、机构运动学等学科。这种技术的特点就是用模仿的方式给用户创造一种虚拟的环境，通过感知行为如视觉、听觉和触觉等让用户有一种身临其境的感觉，并带有交互作用。现在虚拟现实的发展速度越来越快，内容也扩大了很多。 1国外虚拟现实技术研究现状 （1）虚拟现实技术在美国的研究现状。美国是虚拟现实技术的发源地，对于虚拟现实技术的研究最早是在20世纪40年代。一开始用于美国军方对宇航员和飞行驾驶员的模拟训练。随着科技和社会的不断发展，虚拟现实技术也逐渐转为民用，集中在用户界面、感知、硬件和后台软件四个方面。20世纪80年代，美国国防部和美国宇航局组织了一系列对于虚拟现实技术的研究，研究成果惊人。到了现在，已经建立了空间站、航空、卫星维护的VR 训练系统，也建立了可供全国使用的VR 教育系统；乔治梅森大学研制出了一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统；波音公司利用了虚拟现实技术在真实的环境上叠加了虚拟环境，让工件的加工过程得到有效的简化；施乐公司主要将虚拟现实技术用于未来办公室上，设计了一项基于VR 的窗口系统。传感器技术和图形图像处理技术是上述虚拟现实项目的主要技术，从目前来看，时间的实时性和空间的动态性是虚拟现实技术的主要焦点。 （2）虚拟现实技术在欧洲的研究现状。在欧洲，英国在辅助设备设计、分布并行处理和应用研究方面是领先的，在硬件和软件的领域处于领先地位。欧洲其它一些比较发达的国家如德国以及瑞典等也积极进行了虚拟现实技术的研究和应用：德国将虚拟现实技术应用在了对传统产业的改造、产品的演示以及培训三个方面，可以降低成本，吸引客户等等；瑞典的DIVE 分布式虚拟交互环境是一个在不同节点上的多个进程可以在同一个师姐中工作的一直分布式系统。 2国内虚拟现实技术研究现状 我国对于虚拟现实技术的研究和国外一些发达国家还存在相当大的一段距离，但随着计算机系统工程以及计算机图形学等技术的发展速度越来越快，我国各界人士对于虚拟现实技术也越来越重视，正在积极进行虚拟环境的建立以及虚拟场景模型分布式系统的开发等等。国内许多高校和研究机构也都在积极的进行虚拟现实技术的研究以及应用，并取得了不错的成果： 北京航空航天大学时国内最早进行虚拟现实技术研究的 单位之一，建立了一种分布式虚拟环境，可以提供虚拟现实演示环境、实施三维动态数据库、用于飞行员训练的虚拟现实系统以及虚拟现实应用系统的开发平台等等，并对虚拟环境中物体物理特性的表示和处理着重进行了研究，并在虚拟显示的视觉接口硬件方面进行开发，并提出了相关的算法和实现方法。 清华大学国家光盘工程研究中心采用了QuickTime 技术实现了大全景VR 制布达拉宫；哈尔品工业大学计算机系成功解决了表情和唇动合成的技术问题等。 3虚拟现实技术的发展趋势 （1）动态环境建模技术。虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，而动态环境建模技术的目的就是对实际环境的三维数据进行获取，从而建立对应的虚拟环境模型，创建出虚拟环境。 （2）实时三维图形生成和显示技术。在生成三维图形方面，目前的技术已经比较成熟，关键是怎么样才能够做到实时生成，在不对图形的复杂程度和质量造成影响的前提下，如何让刷新频率得到有效的提高是今后重要的研究内容。另外，虚拟现实技术还依赖于传感器技术和立体显示技术的发展，现有的虚拟设备还不能够让系统的需要得到充分的满足，需要开发全新的三维图形生成和显示技术。 （3）适人化、智能化人机交互设备的研制。虽然手套和头盔等设备能够让沉浸感增强，但在实际使用当中效果并不尽如人意。交互方式使用最自然的视觉、听觉、触觉和自然语言的话，能够让虚拟现实的交互性效果得到有效的提高。 （4）大型网络分布式虚拟现实的研究与应用。网络虚拟现实是指多个用户在一个基于网络的计算机集合当中，对新型的人机交互设备进行一个用，介入计算机中，产生适用于用户的虚拟情景环境。分布式虚拟环境系统除了要让复杂虚拟环境计算的需求得到满足之外，还需要让协同工作以及分布式仿真等应用对共享虚拟环境的自然需要得到满足。分布式虚拟现实可以看成是一种基于网络的虚拟现实系统，可以让多个用户同时参与，让不同地方的用户进入到同一个虚拟现实环境当中。目前，分布式虚拟现实系统已经成为了全世界的研究热点，我国也由杭州大学、北京航空航天大学、中国科学院软件所、中国科学院计算所以及装甲兵工程学院等单位共同感开发了一个分布虚拟环境基础信息平台，为我国开展分布式虚拟现实的研究提供了必要的软硬件基础环境和网络平台。 2015 （Sum.No 145） 信息通信 INFORMATION &COMMUNICATIONS 2015年第1期（总第145期）
分布式多媒体信息系统概念建模方法研究 摘要：概念建模是提高需求分析质量的重要技术。针对分布式多媒体信息系统概念建模面临的系统的异构性、海量数据和格式的差异性、时空的不一致性问题，本文介绍了信息系统常见概念建模方法，包括结构化概念建模、面向对象概念建模和本体概念建模，在此基础上，采用基于uml的面向对象概念建模法对分布式多媒体网络教学系统概念模型进行描述和表达，并建立了uml类图到本体模型的转换。 关键词：分布式；多媒体信息系统；概念建模；uml；本体research on the conceptual modeling method in distributed multimedia information system fu da-jie(jiangxi vocational college of finance and economics, jiujiang, jiangxi, 332000) 【abstract】conceptual modeling is the important technology to improve the quality of demand analysis. there are problems in the distributed multimedia information system, which include heterogeneity, different forma of mass data and time-space inconsistency. this paper introduces some mon conceptual modeling methods such as structured conceptual modeling, object-oriented conceptual modeling and ontology conceptual modeling, then describes and represents the concept model of the distributed multimedia internet teaching system using uml class diagram, and establishes the translation of uml class diagram to ontology model.
关于分布式系统复习题 一、填空题(每题n分,答错个扣分,全错全扣g，共计m分) 1．访问透明性是指对不同表示形式以及访问方式的。而位置透明是无法判别在系统中的位置。 2. 迁移透明性是指分布式系统中的不会影响的访问方式。而复制透明是指对资源存在的隐藏。 3. 一个开放的分布式系统就是根据一系列来提供服务，这些描述了所提供服务的和。 4. 集群计算系统一个突出的特征是它的；它提供了最大限度的分布式。可用于单个程序在上并行地运行。 5. 网格计算系统具有高度的：其硬件、、网络、管理域和等都不尽相同。 6. 网格计算系统一个关键问题是如何把来自不同组织的集中起来，使一组人或机构进行工作。 7. 分布式事务处理的四个特性是：、、独立性和。 8. 分布式普适系统应用程序的需求归纳为三种，它们是：、促使自主合成、。 9. 分布式系统体系结构样式很多，其最重要的有：结构；基于的体系结构、以的体系结构以及基于的体系结构等四类。 10. 客户/服务器结构的应用程序通常划分为三层，它们是：、和 11. 在结构化点对点体系结构中覆盖网络是用一个的过程来构成的，这个使用最多的进程是通过一个分布式来组织进程的。 12. 超级对等体通常是维护一个或充当一个程序的结点。 13. 分布式软件体系结构主要分集中式、和各种三大类。其非集中式体系结构又分为、非结构化的点对点、三种。 14. 实现软件自适应的基本技术分为要点分离、和的设计三种类型。 15. 分布式的自主系统指的是自我管理、、自我配置和等各种自适应性。 16. 一个线程地执行它自己的程序代码。线程系统一般只维护用来让多个线程所必需的最少量信息。 17. 有两种实现线程线程包的基本方法：一是可以构造一个完全在执行的线程；二是由线程并进行调度。 18. 分布式系统中的多线程通常有：和两大类型。而以分发器/工作者模型组织起来的是最为流行的一种。 19. 虚拟化可采用两种方法，一是构建一个系统，提供一套抽象来执行程序。二是提供。 20. 在服务器的组织结构中，迭代服务器是请求，将响应返回给；而并发
虚拟现实技术的历史与发展 摘要：虚拟现实技术作为一种综合多种科学技术的计算机领域新技术,已经涉及众多研究和应用领域,被认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。本文介绍了虚拟现实技术的概念、特性以及发展历史和发展趋势，并对虚拟现实技术的应用前景进行展望。 关键词：虚拟现实技术发展历史发展趋势 一、虚拟现实的概念和特性 虚拟现实(Virtual Reality，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物[1]。虚拟现实技术作为一种新的技术，主要有三个特性，分别是沉浸性、交互性和构想性。 1.沉浸性，是指利用计算机产生的三维立体图像，让人置身于一种虚拟环境中，就像在真实的客观世界中一样，能给人一种身临其境的感觉。 2.交互性，在计算机生成的这种虚拟环境中，人们可以利用一些传感设备进行交互，感觉就像是在真实客观世界中一样，比如：当用户用手去抓取虚拟环境中的物体时，手就有握东西的感觉，而且可感觉到物体的重量。 3.构想性，虚拟环境可使用户沉浸其中并且获取新的知识，提高感性和理性认识，从而使用户深化概念和萌发新的联想，因而可以说,虚拟现实可以启发人的创造性思维。 二、虚拟现实技术的发展历程 虚拟现实技术演变发展史大体上可以分为四个阶段：1963 年以前，蕴涵虚拟现实技术思想的第一阶段；1963年~1972 年，虚拟现实技术的萌芽阶段；1973 年~1989 年，虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段；1990 年至今，虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。 第一阶段：虚拟现实技术的前身。虚拟现实技术是对生物在自然环境中的感官和动作等行为的一种模拟交互技术，它与仿真技术的发展是息息相关的。中国古代战国时期的风筝，就是模拟飞行动物和人之间互动的大自然场景，风筝的拟声、拟真、互动的行为是仿真技术在中国的早期应用，它也是中国古代人试验飞行器模型的最早发明。西方人利用中国古代风筝原理发明了飞机，发明家Edwin A. Link 发明了飞行模拟器，让操作者能有乘坐真正飞机的感觉。1962 年，Morton Heilig的“全传感仿真器”的发明，就蕴涵了虚拟现实技术的思想理论。这三个较典型的发明，都蕴涵了虚拟现实技术的思想，是虚拟现实技术的前身。 第二阶段：虚拟现实技术的萌芽阶段。1968 年美国计算机图形学之父Ivan Sutherlan 开发了第一个计算机图形驱动的头盔显示器HMD 及头部位置跟踪系统，是虚拟现实技术发展史上一个重要的里程碑。此阶段也是虚拟现实技术的探索阶段，为虚拟现实技术的基本思想产生和理论发展奠定了基础。 第三阶段：虚拟现实技术概念和理论产生的初步阶段。这一时期出现了VIDEOPLACE 与VIEW两个比较典型的虚拟现实系统。由M.W.Krueger 设计的VIDEOPLACE系统，将产生一个虚拟图形环境，使参与者的图像投影能实时地响应参与者的活动。由M.MGreevy 领导完成的VIEW 系统，在装备了数据手套和头部跟踪器后，通过语言、手势等交互方式，形成虚拟现实系统。 第四阶段：虚拟现实技术理论的完善和应用阶段。在这一阶段虚拟现实技术从研究型阶段转向为应用型阶段，广泛运用到了科研、航空、医学、军事等人类生活的各个领域中，如美军开发的空军任务支援系统和海军特种作战部队计划和演习系统，对虚拟的军事演习也能达到
浅述虚拟现实技术的现状及发展前景 虚拟现实技术是一门新兴的边缘技术，它的研究内容涉及多个专业，应用空间也十分广泛，作为3D技术的一项重要应用，其在指控显示方面也有着重要的发展应用前景，下面就从以下几个方面对虚拟现实技术的发展状况进行简单的概述。 首先，从虚拟现实技术的定义入手，了解其基本内容。虚拟现实，又译为临境，灵境等，从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术，也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境，通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。虚拟现实的主要特征是：多感知性、浸没感、交互性、构想性。这些使操作者能够真正进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位的获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。身临其境的沉浸感和人机互动的趣味性是虚拟现实的实质特征，对时空环境的现实构想是虚拟现实的最终目的。 其次，对国内外虚拟现实技术的发展历史及现状进行简单的总
结，全面认识虚拟现实技术的产生背景和现在的发展状况。国内外虚拟现实技术主要涉及到三个研究领域：通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果；建立对虚拟世界的观察界面；使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。 美国是虚拟现实技术研究的发源地，虚拟现实技术可以追溯到上世纪40年代。最初的研究应用主要集中在美国军方对飞行驾驶员与宇航员的模拟训练。然而，随着冷战后美国军费的削减，这些技术逐步转为民用，目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。上世纪80年代，美国宇航局及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，美国宇航局Ames实验室致力于一个叫“虚拟行星探索”的实验计划。现NASA已经建立了航空、卫星维护虚拟现实训练系统，空间站虚拟现实训练系统，并已经建立了可供全国使用的虚拟现实教育系统。北卡罗来纳大学的计算机系是进行虚拟现实研究最早最著名的大学。他们主要研究分子建模、航空驾驶、外科手术仿真、建筑仿真等。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。施乐公司研究中心在虚拟现实领域主要从事利用虚拟现实T建立未来办公室的研究，并努力设计一项基于虚拟现实使得数据存取更容易的窗口系统。图形图像处理技术和传感器技术是以上虚拟现实项目的主要技术。就目前看，空间的动态性和时间的实时性是这项技术的最主要焦点。 欧洲各国在虚拟现实技术上也有诸多成果和应用。英国在虚拟现
收稿日期:2004203211 作者简介:汪健雄(1979-),男,安徽无为人,合肥工业大学硕士生; 魏 臻(1965-),男,安徽无为人,合肥工业大学研究员,硕士生导师.第27卷第12期 合肥工业大学学报(自然科学版)V o l .27N o .122004年12月JOU RNAL O F H EFE IUN I V ER S IT Y O F T ECHNOLO GY D ec .2004一种基于M A S 的分布式控制系统模型汪健雄, 魏 臻, 路 强 (合肥工业大学计算机与信息学院,安徽合肥 230009) 摘 要:提出了一种基于多A gent 的分布式计算机控制系统的模型,分析了该模型逻辑结构和工作原理,并通过实例介绍了一种软硬件A gent 的系统开发方法,用于分析和设计该系统中的控制单元。利用多A gent 系统的特点,将系统划分为若干职能A gent ,各A gent 之间采用黑板方式通信,使得控制系统具有良好的开放性与可重构性。该模型在分布式铁路信号计算机控制系统的设计和实施中得到了成功应用。 关键词:计算机控制;分布式人工智能(DA I );多A gent 系统(MA S );控制器局部网络(CAN ) 中图分类号:TP 273.5 文献标识码:A 文章编号:100325060(2004)1221570204 M odel of distr i buted co m puter con trol syste m ba sed on the m ulti -agen t syste m WAN G J ian 2x i ong , W E I Zhen , LU Q iang (School of Computer and Infor m ati on ,H efei U niversity of Technol ogy ,H efei 230009,China ) Abstract :A model of distributed computer con tro l syste m based on m ulti 2agen t is put fo r w ard in th is paper .T he l ogical structure and w o rk ing p rinci p le of the model are analyzed .Based on a design exa mp le ,the syste m devel op ing sche m a of the s oft 2hardw are agen t is described .By tak ing advan tage of the characteristics of the m ulti 2agen t syste m ,a con tro l syste m con structed by th is model is open and can be recon structed .T he p resen ted model has been used successfully in the distributed computer con tro l syste m of the rail w ay signal .Key words :computer con tro l ;distributed artificial in telligence ;m ulti 2agen t syste m ;con tro ller area net w o rk 1 概 述 近年来,随着网络技术的发展和成熟,各种分布式的信息系统得到了广泛应用,具有实际意义的分 布式人工智能(DA I )[1]在过程控制等领域得到了巨大的发展。多A gen t 系统M A S (M ulti 2A gen t Syste m )是由多个智能A gen t 组成的系统,它一般具有个体行为独立自制、 个体信息不完全、能力有限、无全局控制、数据分散化和计算异步等特点[2] 。本文提出了一种基于M A S 的分布式控制系统模型,并给出了关键部分的设计方法。 (1)多A gen t 系统的控制方式。多A gen t 系统中控制方式通常有合同网(Con tract N et )[3]和黑板
分布式数据库系统的优势与劣势 分布式数据库系统是在冀中是数据库系统的基础上发展来的，比较分布式数据库系统与集中式数据库系统，本文帮你了解颁布式数据库系统的优点与缺点。 分布式数据库系统的优势 分布式数据库系统是在冀中是数据库系统的基础上发展来的，比较分布式数据库系统与集中式数据库系统，可以发现分布是数据库系统具有下列优点： （1）更适合分布式的管理与控制。分布式数据库系统的结构更适合具有地理分布特性的组织或机构使用，允许分布在不同区域、不同级别的各个部门对其自身的数据实行局部控制。例如：实现全局数据在本地录入、查询、维护，这时由于计算机资源靠近用户，可以降低通信代价，提高响应速度，而涉及其他场地数据库中的数据只是少量的，从而可以大大减少网络上的信息传输量；同时，局部数据的安全性也可以做得更好。 （2）具有灵活的体系结构。集中式数据库系统强调的是集中式控制，物理数据库是存放在一个场地上的，由一个DBMS集中管理。多个用户只可以通过近程或远程终端在多用户操作系统支持下运行该DBMS来共享集中是数据库中的数据。而分布式数据库系统的场地局部DBMS的自治性，使得大部分的局部事务管理和控制都能就地解决，只有在涉及其他场地的数据时才需要通过网络作为全局事务来管理。分布式DBMS可以设计成具有不同程度的自治性，从具有充分的场地自治到几乎是完全集中式的控制。 （3）系统经济，可靠性高，可用性好。与一个大型计算机支持一个大型的冀中是数据库在加一些进程和远程终端相比，由超级微型计算机或超级小型计算机支持的分布式数据库系统往往具有更高的性价比和实施灵活性。分布式系统比集中式系统具有更高的可靠性和更好的可用性。如由于数据分布在多个场地并有许多复制数据，在个别场地或个别通信链路发生故障时，不致于导致整个系统的崩溃，而且系统的局部故障不会引起全局失控。 （4）在一定条件下响应速度加快。如果存取的数据在本地数据库中，那末就可以由用户所在的计算机来执行，速度就快。 （5）可扩展性好，易于集成现有系统，也易于扩充。 对于一个企业或组织，可以采用分布式数据库技术在以建立的若干数据库的基础上开发全局应用，对原有的局部数据库系统作某些改动，形成一个分布式系统。这比重建一个大型数据库系统要简单，既省时间，又省财力、物力。也可以通过增加场地数的办法，迅速扩充已有的分布式数据库系统。 分布式数据库系统的劣势 分布数数据库系统有如下劣势： （1）通信开销较大，故障率高。例如，在网络通信传输速度不高时，系统的响应速度慢，与通信县官的因素往往导致系统故障，同时系统本身的复杂性也容易导致较高的故障率。当故障发生后系统恢复也比较复杂，可靠性有待提高。
目录 一、定义 (1) 二、工作方式 (1) 三、作用 (1) 四、局限性 (1) 五、安全问题 (2) 七、分布式计算- 对计算机软硬件的影响 (2) 分布式计算 一、定义 分布式计算是一门计算机科学，主要研究分布式系统。一个分布式系统包括若干通过网络互联的计算机。这些计算机互相配合以完成一个共同的目标（我们将这个共同的目标称为“项目”）。具体的过程是：将需要进行大量计算的项目数据分割成小块，由多台计算机分别计算，再上传运算结果后统一合并得出数据结论。在分布式系统上运行的计算机程序称为分布式计算程序；分布式编程就是编写上述程序的过程。 二、工作方式 项目方把大的计算任务分割成小块（任务单元），通过互联网分发给志愿者进行计算，志愿者计算完成后再通过网络把各自的计算结果返回到项目方的服务器。 三、作用 可以帮助一些缺乏研究资金的、公益性质的科学研究，加速人类的科学进程。有效利用全世界联网机器的闲置处理能力，向大众普及科学意识。 四、局限性
如上分布式计算的工作方式，该类科学研究必须是可能通过计算来解决全部或部分问题，而且其计算过程必须比较容易被分割成个人计算机的处理能力能够接受的大小，因此，分布式计算并不适用于所有的科学研究。 五、安全问题 1.信任项目 对用户方来说，加入任何一个项目前，您必须确保您可以信任项目的研制方，主要涉及两方面：个人计算机上的隐私数据，您从项目方下载的计算程序，运行在本机，而且可以访问网络，因此，只有可靠的项目方才能保证您计算机上的隐私数据不会恶意的取走、修改等。 2.个人计算机寿命 个人计算机的寿命，虽然分布式计算的计算程序一般运行在最低优先级，不会对您的日常使用造成影响，但计算程序全负荷运行时仍会对计算机的各个部件造成一定压力，要了解更多请查看分布式计算对计算机软硬件的影响。 3.冗余计算机制 对项目方来说，参加分布式计算的志愿者毕竟不是项目方自己的人员，并不是全体可信任，因此必须引入一定的冗余计算机制，才防止计算错误、恶意作弊等。 六、任务单元 任务单元，又称为任务包，对应的英文单词为 Workunit，可简称 WU，是分布式计算项目的客户端分配到的最小单元的计算任务。客户端在连接到项目服务器后，可下载一个或多个新任务单元，计算完成后，再将这些任务单元的计算结果上传给项目服务器，并根据情况决定是否同时取回更多新的任务单元。 七、分布式计算- 对计算机软硬件的影响 1、软件方面 分布式计算项目对计算机的使用与日常应用所运行的程序并无很大区别，主要区别是项目计算程序一般会以最低优先级别获得所有空闲的CPU时间，因为比起其他程序的优先级别都要低，所以虽然一般情况下计算项目看上去占用了全部的处理器资源，但一旦其他程序需要CPU运算时，项目计算程序会在操作系统的调度下自动让出CPU时间。对于BOINC 平台的用户，根据您的需要，既可在客户端的本地参数设置使项目只当计算机空闲时进行运算，也可以直接允
虚拟现实技术现状及发展趋势 虚拟现实技术是一门新兴边缘的技术,研究内容涉及多个领域,应用十分广泛,被公认为是21世纪重要的发展学科以及影响人们生活的重要技术之一。从虚拟现实的概念出发,对虚拟现实技术的国内外研究现状进行了充分论述,并展望了虚拟现实的发展趋势。 一、虚拟现实技术简介 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),又译为灵境技术，从应用上看它是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术,也是力学、数学、光学、机构运动学等各种学科的综合应用。这种计算机领域最新技术的特点在于以模仿的方式为用户创造一种虚拟的环境,通过视、听、触等感知行为使得用户产生一种沉浸于虚拟环境的感觉并与虚拟环境相互作用从而引起虚拟环境的实时变化。 二、虚拟现实发展现状 计算机的发展提供了一种计算工具和分析工具,并因此导致了许多解决问题的新方法的产生。虚拟现实技术的产生与发展也同样如此,概括的国内外虚拟现实技术,它主要涉及到三个研究领域:通过计算图形方式建立实时的三维视觉效果；建立对虚拟世界的观察界面;使用虚拟现实技术加强诸如科学计算技术等方面的应用。 1国外虚拟现实发展现状 1.1 VR技术在美国的研究现状 美国是虚拟现实技术研究的发源地，目前大部分研究机构都在美国。NASA Ames实验室一直是许多VRT思想的发源地.早在1981年,他们就开始研究空间信息显示，1984年开始了虚拟视觉环境显示项目,后来还开发了虚拟界面环境工作站。目前,Ames实验室正在致力于一个叫“虚拟行星探索”的试验计划。这一项目能使“虚拟探索者”利用虚拟环境来考察遥远的行星。波音公司的波音777运输机采用全无纸化设计,利用所开发的虚拟现实系统将虚拟环境叠加于真实环境之上,把虚拟的模板显示在正在加工的工件上,工人根据此模板控制待加工尺寸,从而简化加工过程。 1.2 VR技术在欧洲的研究现状 在欧洲，英国的Bristol公司开发的软件系统DVS是一个领先于某些标准操作系统环境。公司还提供了领先于DVS的环境编辑语言。在该语言中，VR被分成3类:实际环境检测、虚拟环境控制、虚拟环境显示。每个类别里有门的操作符模型，DVS软件则使每个操作符产生不同的功能。英国在VR开发的某些方面，特别是在分布并行处理、辅助设备(包括触觉反馈)设计和应用研究方面,在欧洲来说是领先的。 1.3 VR技术在欧洲的研究现状 日本的虚拟现实技术的发展在世界相关领域的研究中同样具有举足轻重的地位,它在建立大规模VR知识库和虚拟现实的游戏方面作出了很大的成就。东京大学的原岛研究室开展了3项研究：人类面部表情特征的提取、三维结构的判定
1.分布式系统能够使用户连接所需资源更加快捷； 分布式系统最重要的一个目的就是使用户能够方便的访问远程资源，并且以一种可控的方式与其他用户共享这些资源。 2.分布式系统对于用户来说是透明的，这样能够方便的管理用户所需数据，处理好负载均衡；分布式另一个目标是将它的进程和资源实际分布在多台计算机上这一事实隐藏起来。 3.更加的开放：具有相同的接口规范使得集群计算机能够方便的进行数据操作，系统协同度更高； 对外：体现在统一的接口描述上，用统一的接口描述语言描述一套所有服务器都知道的规则，这样各服务器的交互问题上没什么问题了。具体的接口实现根据各个服务器的情况具体实现，从而把实现和声明进行了有效的解耦。 对内：各台服务器内部的策略和实现也需要解耦，以免整个服务器是按照实现和声明逻辑实现的，但是服务器内部确实一个整体的，对于分布式的开放性将会大打折扣。 4.可扩展性：能够随着系统需求的不断增加翻遍的对系统进行扩展； (1)系统的可扩展性可以通过三个方面来体现：在规模上、在地域上以及在管理上。这三个方面都会使系统的运行效率略有牺牲，但是这种牺牲对于分布式系统绝对是值得的，因为维护性远比那牺牲的一点效率来得更加经济有效。 可扩展性的几个问题： 规模上：当需要支持更多的用户或资源时候就需要更大规模的系统，但是就会涉及是集中是服务还是分散(注意不是分布)。比如一个电信的用户收费系统，这绝对是一个需要进行安全认证的系统，但是同时还需要考虑用户的规模问题。采用分散式的系统方便在规模上进行扩展，但是对于安全性来说则是存在很大问题的，不便于安全的管理。 地域上：人们都知道局域网比广域网要快得多，也方便管理。但是，作为一个能够方便提供大规模用户数据的系统，广域上用户等待的连接时间会变长，不过为了能够系统应用的广泛性，这牺牲是可以的。 管理上：哈哈，问题多多，设计系统的时候这一部分最好不要设计成分布式的。不要为了分布式而分布式，真正有需求才去应用是最好的。 (2)扩展技术有以下三种：以藏通信等待时间、分布技术以及复制技术。 隐藏等待时间：采用异步的处理用户请求，这样可以使用户的阻塞时间变短，但不会提高返回速度。提高返回速度的方法有2中，cs之间的通信量减少，只在必要情况下才与服务器通信，能够同时减少服务器和client的压力；预处理技术，即能够提前在客户端计算的数据最好在客户端计算，这样能够极大的减少服务器的压力。 分布技术：别的不多说，DNS的网络拓扑结构就是一种很好的分布技术； 复制技术：给数据提供几个备份，以便其中一个出现错误的时候还能够使系统正常的进行计算。