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中图分类号：TN919-34； TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1004-373X(2011)24-0171-03
Design and Implement of Network Virtual Laboratory
LIU Ke-qin, PAN Xue-tao, ZHANG Mei-feng
(School of Photoelectric Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)
Abstract： The traditional way of physical instruments and simple data analysis is still used for experimental teachings in the most domestic colleges and universities. It exists many problems. A network-based virtual laboratory framework model was established with the network technology, virtual instrument technology and B/S architecture. A related virtual experiment such as phase difference measurement was designed, and Web publishing was implemented by means of LabVIEW software. Practice shows that the remote control and resource sharing can be achieved in the Web-based virtual laboratory. It can save the financing investment for the mass of equipments and instruments, provide a modern means for practice teaching, and help students to improve their creative ability.
Keywords： virtual laboratory; virtual instrument; LabVIEW; B/S
收稿日期：2011-07-13
基金项目：江苏省高校自然科学研究指导性计划项目：基于虚拟仪器的机械量测试与分析系统设计;江苏省教育厅基金资助项目（05KJD460014）
0 引 言
为更好地培养创新型人才，国内高校都加强了实践环节的教学。通过对理工科院校实践教学情况的调研，发现普遍存在以下几个主要问题：首先，学生要得到良好的实践训练，就需要购置很多昂贵的教学仪器，但各高校普遍存在资金投入不足的问题；其次，实验中各种元器件的损耗非常大，造成很大的浪费，这也间接对教师和学生造成一定的心里压力，实验中缩手缩脚，担心损坏仪器，使得实践教学质量得不到保证；最后，远程教育的发展使教学不再被限制于学校的课堂内，教学过程中必然要遇到如何对远程用户进行实验教学的问题。
随着网络技术和虚拟仪器技术［1-2］的迅速发展，充分利用“软件就是仪器的”思想，将两者结合，通过数据交换共享建成的虚拟实验室为以上问题的解决提供了很好的方案。
1 网络虚拟实验室的体系结构
网络虚拟实验室一般采用C/S模式和B/S模式2种体系结构。B/S模式在标准、开发维护、界面使用、客户端要求、灵活性以及仪器的安全性等方面都比C/S模式具有更好的优越性［3］，故该系统采用B/S模式构建。结构如图1所示。
采用基于B/S模式的客户端、Web服务器、数据库服务器和应用程序服务器的三层次结构，具有良好的适应性及扩展性。在远程实验操作中使用虚拟仪器应用程序，只需配备支持ActiveX的浏览器就可通过Internet登陆虚拟实验室网站，向Web服务器提出实验请求，并进行相关实验操作。登陆网站以后，浏览器会根据实验需要，从Web服务器中自动载入包含了虚拟仪器模块的实验网页，这样用户不需要安装任何专业软件就可以进行实验，从而使客户端的需求降到最低。
Web服务器的主要任务是将虚拟实验室以网站的形式在网络中，同时还为远程实验的安全运行提供有效的管理与用户认证机制。远程用户可以用Web浏览器访问此服务器，通过浏览器与Web服务器进行交互，按照步骤完成远程实验操作。数据库服务器用于存储系统相关数据信息，包括实验信息、实验管理信息以及系统管理信息等。应用程序服务器在虚拟实验室中负责各个虚拟实验模块的管理和调度。采用虚拟仪器语言设计的实验模块被集成在应用程序服务器中，接收来自Web服务器的请求并做出响应，完成信号的生成、数据分析以及结果显示。
2 网络虚拟实验室的设计
2.1 开发与使用环境
网络虚拟实验室采用DreamWeaver软件［4］开发，各虚拟实验采用美国NI公司的图形化编程语言LabVIEW设计，并生成为应用程序。客户端只要有Internet Explorer 5.0以上的浏览器并下载安装NI公司免费的LabVIEW Run-time Engine小程序即可顺利完成各类虚拟实验［5］。
2.2 远程虚拟实验室功能
以测控技术与仪器专业核心课程实验为例，介绍网络虚拟测控实验室的功能及典型程序设计。
远程虚拟测控实验室导航页包括“实验室简介”、“实验室公告”、“使用说明”以及“进入实验室”4部分。点击“进入实验室”，打开实验界面。如图2所示。
图2 远程虚拟测控实验室的模块图该部分包括信号分析与处理实验、测控系统特性分析实验、传感器与检测技术实验、形位误差测量实验等4个模块共24个虚拟实验应用程序。每个虚拟实验，包含“实验原理”、“功能描述”、“实验示例”和“在线实验”四个模块，层层递进，有利于启发学生的思维。
2.3 基于LabVIEW的虚拟实验设计
下面以“信号分析与处理”模块中的相位差测量实验为例详细介绍虚拟实验的设计方法。
2.3.1 设计原理
本设计采用相关法实现两同频正弦信号的相位差测量，即利用两信号的延时τ=0时的互相关函数值与其相位差的余弦值成正比的原理获得相位差［6-7］。
假设有两个含有噪声的同频信号x(t)，y(t)：x(t)=Asin(ω0t+φ0)+Nx(t)
y(t)=Bsin(ω0t+φ1)+Ny(t)
（1）式中：A，B分别为x(t)和y(t)的幅值；Nx，Ny分别为噪声信号。
周期信号互相关函数的表达式为：Rxy(τ)=(1/T)∫T0x(t)y(t+τ)dt
（2）式中T为信号周期。将式（1）代入式（2），可得：Rxy(τ)=1T∫T0［Asin(ω0t+φ0)+Nx(t)］•
［Bsin(ω0(t+τ)+φ1)+Ny(t+τ)］dt
（3） 当τ=0时，Rxy(0)=(1/T)∫T0［Asin(ω0t+φ0)+Nx(t)］•
［Bsin(ω0(t)+φ1)+Ny(t)］dt
（4） 理想情况下，噪声与信号之间、噪声与噪声之间互不相关，积分后可得：Rxy(0)=AB2cos(φ1－φ0)
（5） 故两信号的相位差：φ1－φ0=arccos［2Rxy(0)/AB］
（6）2.3.2 程序设计
程序设计时，使用LabVIEW程序中信号处理模块自带的互相关函数对两信号进行计算，然后调用Array子模板上的Index Array函数，获取τ=0时的互相关函数值。为得到相位差，执行Functions>>Numeric>>Trigonometric>>Inverse Cosine操作，调入反余弦函数，并由运算将相位差由弧度转化为角度表示。程序代码如图3所示。
2.3.3 虚拟实验的远程
系统采用LabVIEW自带的网络服务器实现虚拟实验的远程［8］。LabVIEW网络服务器是LabVIEW的Remote Panels一部分，VI时首先打开虚拟相位差测量的VI，启动Web服务器。选择菜单中Tools>>Web PublishingTool，弹出的窗口是交互地创建和远程面板的主要窗口，如图4所示。点击Save to Disk，将会在Web服务器的根目录下生成HTML文档。随后弹出一个对话框，其中包含生成的HTML文档的URL网址，如图5所示。
图5 HTML文挡的URL用户远程面板（Remote Panel）大大简化了远程应用程序的生成，不需任何关于Java，CGI或其他第三方软件工具编程，只需将生成的URL网址链接到相应的“在线实验”模块，就可以将本地实验室的功能带到浏览器环境中。客户端只需要安装LabVIEW运行引擎，不需要安装LabVIEW，即可通过Web浏览器进行远程监视和控制［9-10］。用户在线远程运行相位差测量实验的界面如图6所示。设置信号1幅值2 V，初始相位为30°；设置信号2幅值4 V，初始相位为90°；设置两个信号的频率均为2 Hz，采样频率为20 Hz，采样点数为50点。程序计算得到的相位差为60°。
3 结 语
基于LabVIEW的虚拟实验把传统仪器的测试功能用形象逼真的面板控件形成软件模块，能够在计算机的协调下象实物仪器一样完成测试、处理、分析、显示等任务，得到了在实验室里相同的实验过程和测试结果。同时基于B/S结构的网络体系，实现了远程控制、资源共享和数据共享，将实验教学搬进了课堂，搬上了网络，实现了理论与实践的完美融合，减少了设备资金的投入，改善了实验条件，促进了实验教学方法、手段的完善，彻底打破了传统实验模式，有助于学生创新能力的培养。
参 考 文 献
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【中图分类号】TP311 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2011）24－0041－01
一 网络虚拟实验系统及其主要功能的特点
网络虚拟实验系统以计算机系统为核心虚构出三维可视的实验场景，仿真复杂多变的实验现象，支持实验数据的采集和实验结果的模拟、分析。学习者通过网页访问的方式观察逼真的模拟实验环境，并通过普通的图形界面交互技术改变实验条件和参数，将各种虚拟仪器按实验要求、过程进行操作或组装，并从中获得良好的个人体验或发现。它一般包括相应的实验环境，有关的实验仪器设备，实验对象以及实验信息资源等。
网络虚拟实验系统属于桌面式虚拟现实系统，在一定程度上具有虚拟现实技术的沉浸性、交互性和想象性特点，可以提供一些在现实中无法体验的情境，能避免真实实验或操作所带来的各种危险。彻底打破空间、时间的限制，学习者随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验，共享仪器设备，共享数据，甚至和异地的学习者合作进行实验等。特别适合在实验设备、实验场地、教学经费缺乏等低成本的限制条件下应用，较适合于网络教育和移动学习。
二 网络虚拟实验系统的基本体系组成
1．表现层
展现实验场景，用户主要包括学习者、教师和管理员。通过注册登录，下载支持IE的3D浏览器插件后，即可进入三维虚拟实验环境中进行实验。用户通过简单和友好的界面，可实现与虚拟实验的3D对象、虚拟角色的交互，或虚拟角色相互之间的交互。
2．业务逻辑层
服务器的主要作用是开放式交互实验环境以及动态网页的生成；网页Web应用服务器数据库的主要作用则是提供Web接入服务、用户认证管理、账号管理、动态网页的生成。作为整个虚拟实验系统的核心模块，虚拟实验应用服务器主要作用是控制和管理实验仪器、采集和处理实验数据；交互控制影响学习者的实验请求并做出相应的反应，处理多用户协同通信时出现的问题。
3．数据访问层
主要是对原始数据（数据库或者文本文件等存放数据的形式）的操作。数据库主要包含用户信息库、3D对象服务器、知识库、教学资源库。用户信息库包含用户（学习者、教师）的初始数据，如用户个人信息、登录信息、首次测试水平、实验仪器设备信息和学习记录等，存储在数据库服务器中。3D对象服务器包括3D场景模型、3D虚拟角色模型和3D实验仪器设备模型等。文件服务器包含Word、PPT等教学文本文档以及预设的HTML模板。
三 网络虚拟实验系统的关键设计
一是许多网络虚拟实验系统功能更关注在实验现象和行为的模拟演示，系统的交互性和监控性有限。功能设计中需要增强对实验数据的统计分析和实验过程监控等功能，从而增强教学的评价功能。二是网络虚拟实验系统更多地集中于通过网络共享实验资源，共享数据。支持多用户协作式，分布式共享同一实验空间的系统并不多。分布式系统功能设计能进一步增强系统的实用性，同时带来更大的设计和实现的复杂度。
四 网络虚拟实验系统的实现技术
1．环境建模技术
虚拟实验环境和实验仪器的建立是虚拟实验系统的重要内容。常用的建模多使用3DMax、Maya等工具软件完成。制作人员完成建模和贴图的工作量比较大。数字三维扫描技术快速、精确地生成实体模型，与软件建模方式相结合能够缩短工作时间，提高效率。
2．实时三维图形生成技术
三维图形的生成技术已较为成熟，其关键是如何实现“实时”生成与显示。对于具有一定复杂度的模型，如何达到实时显示和便于网络传输的目的，又要保证图形的帧率和质量，需要进一步研究。
3．立体显示和传感器技术
虚拟现实的沉浸感和交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展。现有的桌面虚拟现实系统大多使用鼠标加键盘的WIMP图形界面，在人机交互方式上存在着较大的局限性。近年来，手写板与触摸式显示屏等新兴的人机交互设备大规模地进入应用领域，其更加自然的交互方式突破原有鼠标加键盘的WIMP桌面系统，桌面虚拟现实系统的二维交互方式带来的约束，手写板技术和触屏技术的发展与应用虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高，因此有必要开发新的三维显示技术。
4．应用系统开发工具
Based on Virtual Reality Technology of The Construction of the Network Virtual Chemical Laboratory Design
YAN Xiao-li ZHENG Yan-bin YAO Fei SU Jing-xia
【Abstract】This article first introduces the network based on virtual reality technology， virtual chemical laboratory of architecture， and then introduces the combination of 3ds Max software and VRML language implementation of virtual test scenarios interaction function and the method of animation effects theory， lays the foundation for the construction of network virtual laboratory.
【Key words】Virtual reality technology； Network virtual laboratory； 3ds Max； VRML
0 引言
随着虚拟现实技术和计算机网络技术的发展，虚拟现实技术应用的领域已经深入到军事、医学、教育等各个领域。利用虚拟现实技术建立的化学实验室与传统实验室相比高效、开放、灵活、用户自定义等优点决定了它在远程教育中的良好应用前景，必将成为教学活动的重要环节。
1 虚拟现实技术与网络虚拟实验室
虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是以计算机技术为核心生成的一个三维空间的虚拟世界，借用专用设备为用户提供关于视觉、听觉、触觉的感官的模拟，并通过键盘鼠标等操作实现人机交互，使用户有身临其境之感。虚拟现实技术的突出特征为“3I”，即 Immersion（沉浸性）、Imagination（想象性）、Interactive（交互性）[1]。根据用户参与VR的形式以及沉浸的程度，本文用的是桌面虚拟现实系统。
1989年，美国弗吉尼亚大学（University Of Vinginia）威廉・沃尔夫（William Wulf）教授首次提出了虚拟实验室的概念：用来描述计算机网络化的虚拟实验环境[2]。本文要建立虚拟实验室就是基于互联网环境下完成的网络虚拟化学实验系统。
基于虚拟现实技术的网络虚拟实验室指的是在网络中创建一个可视化的三维环境，其中每个可视的三维模型代表一种实验对象，用户通过对鼠标和键盘的操作，可以模拟和仿真具体的试验对象、实验环境和实验过程，从而实现对实验的模拟，实现与真实实验环境下相一致的实验效果，达到同样的教学目的和要求。
2 网络虚拟化学实验室体系结构
网络虚拟化学实验室体系结构主要由两部分构成：服务器端（Server）和客户端（Client），如图1所示。其中客户端的功能是客户通过直观的界面操作来实现人机交互。界面上有各种操作，都是基于模拟软件，即虚拟实验平台来实现的。服务器端的主要功能则是及时响应客户端的请求。由于此软件的访问量较之商业网站的访问量少很多，因此可以建立一个比较小的云平台，当客户向服务器发出请求时，就把请求转入云端进行集中处理。但是为了避免多个客户对共享资源的互斥访问，要采用并发处理机制，这样才能及时的响应客户端的多用户请求。
客户端与服务器端的交互是通过一系列的协议和连接来实现的。客户主机上安装有支持Java语言的浏览器，Web服务器为Java Application，启动后服务器便会在端口侦听客户端的请求。当客户端通过浏览器向Web服务器提出HTTP请求时，Web服务器就会通过HTTP协议把客户所需要的文件资料传送到浏览器上，此时客户就可以在浏览器上阅读了。在这一过程中，通信接口作为客户端和服务器端的媒介，通过TCP/IP协议和数据库接口进行通信[3]。
3 实验场景建模实现
虚拟现实场景的制作通常有如下三种途径：第一是通过数码相机或摄像机进行实景拍摄，然后制成全景图；第二是使用计算机编程的方法直接生成，常用的程序设计语言有VRML、OpenG、LX3D等；第三则是使用商品化的软件制作虚拟的三维场景和动画，如用3ds Max、EON Studio等[4]。
为了使用户最大程度上的“沉浸感”，要求虚拟化学实验场景与真实实验环境高度一致。将虚拟实验室场景的建模分为两大类：一是实验室基础环境，包括实验室内部环境以及实验室基础设施；二是虚拟实验器材，包括实验器材以及实验药品等。对于这些虚拟实验室内部构造的实现不仅需要形似，更需要其在材质、纹理、内部结构方面都十分逼真。
图1 网络虚拟化学实验室体系结构
对于虚拟实验环境的建模，比如天花板、窗户等的建模可采用实景虚拟现实技术。实景虚拟现实平台是对现实场景的处理和再现，因而展现的是完全真实的场景。相比于利用3ds Max建模得到的效果，更能使用户沉浸其中。
对于那些比较比较简单的实验药品和仪器，由3ds Max建模实现。3ds Max建模软件包含了基本的几何模型，这些几何模型不仅在建模时可以直接使用，也可以将其作为基础，实现较复杂的模型的创建。对于实验仪器和设备而言，建模时最重要的是要根据实际情况赋予不同的物品不同的材质。赋材质时可以使用VRML中的Appearance （外观节点）反应造型的属性。如物体的材质、表面颜色、透明度等。
实验室很多其它场景如烧杯，药品架、投影仪等的建模都可以采用以上的原理实现。
4 交互功能以及动画场景的实现
VRML是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言，它在3ds Max创造出的三维场景，不仅可以插入多种多种VRML节点，同时也可以将其直接导出到VRML中，因此可以利用VRML的传感器节点，实现实验中的交互功能以及动画效果。
4.1 交互功能实现
在虚拟实验系统中，可通过VRML中的检测、感知等节点实现用户和虚拟对象之间的交互。
根据用户在场景中的动作，将检测器分为两类：触摸型的传感器和感知型的传感器。将动作从广义上分为两类：一类是用户的输入设备对于对象的操作，一类是用户和场景中的某对象接近的程度，对象进而做出反应。用户在虚拟实验室系统中，将鼠标作为主要的输入设备，这时采用第一类检测器检测鼠标单击、指向和拖动等动作，从而对场景做出做出相应的回应。
以KMnO4制造O2实验为例，在实验过程中需要加热，因此单击鼠标点燃酒精炉，此时触摸型传感器中的接触检测器节点（TouchSensor）可以很好地检测鼠标是否单击了对象，从而做出反应。在实验时难免会出现虚拟空间物体之间的碰撞，此时可以感知型传感器中的碰撞传感器节点（Collision）可以用来检测何时用户和虚拟空间中的造型发生碰撞并作出反应，同时该节点中的ROUTE路由提交的事件可以启动一个声音节点，使实验场景更加真实。
对于一些复杂的计算、智能推理能力等，可以利用VRML的Script节点。Script节点包含一个程序脚本，可以定义和改变场景中对象的行为和外观。在Script初始化时（即事件被检测到时）调用程序脚本将事件和节点从VRML传递到Java程序中，同时将命令从Java程序传递到VRML中[5]。比如在实验过程中处理自由落体及反弹就可以利用此节点。
4.2 动画场景实现
对于VRML场景来说，交互功能仅仅能够实现对场景的控制，为了达到虚拟现实的目的，还需要制造动画的效果。在VRML中实现动画实际上就是借助于时间检测传感器节点确定发生变化的时间，借助于描述场景中造型的状态，利用外观变化的内插节点来控制他们的外观和状态随着时间的变化以产生动画的效果。
VRML设计了许多插补器节点对应不同的状态变化，利用插补的方法构建场景中的动画效果，如实现造型位置变化的位置插补器（PositionInterpolator）、实现方位变化的朝向插补器（OrientationInterpolator）、实现颜色变化的颜色插补器（Colour Interpolator）以及坐标插补器（CoordinateInterpolator）等[6]。
仍然以KMnO4制造O2为例说明，在此实验中涉及到的有药品颜色的变化、O2的增加等动态变化。这时可以采用时间传感器和颜色插补器（Colour Interpolator）描述实验启动后KMnO4变为MnO2时的颜色变化（紫色变为黑色）；用位置插补器（PositionInterpolator）和时间传感器来描述O2由少变多时的动态效果。
5 结束语
基于虚拟现实技术的化学实验室不仅弥补传统化学实验教学的不足，同时为教师提供了一个良好的教学环境、为学生提供了一个学习化学的平台，同时为其它实验课程的教学改革与发展提供了技术支持，对于推动教学体制的改革有及其深远的意义。
【参考文献】
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基金项目：河南师范大学国家大学生创新创业训练计划项目（201210476065）。
作者简介：闫晓丽（1993―），女，河南平顶山人，本科，研究方向为虚拟现实技术 。
中图分类号：G202 文献标识码：B 论文编号：1674-2117（2015）01-0083-04
引言
博物馆是一个国家和地区社会进步与人类文明发展程度的重要标志，是物质文明与精神文明建设的重要窗口。当前，随着全球信息化建设的深入推进，数字化、网络化、移动化的科技浪潮拓展了人们获取资讯的途径与方式。在此背景下，充分利用信息技术优势，创新博物馆展示手段，让科技助力知识传播，让知识传播承载博物馆的社会教育服务功能，是博物馆数字化建设适应信息时展的必然趋势。
相关理论概述
1.全景技术概述
全景技术也称为全景摄影或者虚拟实景，是一种基于静态图像在计算机平台上实现虚拟现实的一种技术，它是使用相机环360度拍摄的一组或者多组照片通过无缝连接的方式拼接成一张全景图像，并通过计算机技术实现全方位互动式观看的真实场景还原展示方式。[1]用户可以使用IE浏览器或播放软件在电脑平台上利用鼠标控制环视的方向，可360度旋转观看，给人一种全新的真实现场感和交互体验感。
全景技术的特点在于它突破了传统三维技术的视角极限，免去了三维繁琐建模渲染等工作，直接取景于真实场景，利用真实照片图像结合JavaScript脚本语言实现实景360度全方位展示，并可在全景展示中加入图片、视频、音频、文字等多种媒体，使观者不仅可以获得整体的认识，亦可深入其中某个场景、某个细节进行浏览观看。360度全景可用于网络、多媒体触摸屏、大屏幕全屏投影、全景视频、三维产品展示等，被广泛应用在房地产楼盘展示、虚拟旅游、虚拟教育等领域。[2]
2.数字博物馆概述
博物馆是为社会和社会发展服务、并向公众开放的非营利性永久机构，它以研究、教育、欣赏为目的，征集、保护、研究、传播和展示人类及其环境的见证物。[3]数字博物馆是建立在数字空间之上的博物馆，是以采集、保护、管理和利用人类文化/自然遗产信息资源为目的，采用计算机网络技术、数据库技术、多媒体技术、虚拟现实技术、人机交互技术等建立的信息网络服务体系，是对实体博物馆服务时间和展示空间的延伸与拓展。[4]
虚拟博物馆是数字博物馆的一种崭新形式，它结合计算机技术和网络技术，通过图像、文字、音频、视频、3D动画等多媒体信息表现方式将博物馆的职能延伸到网络上，打破了时空限制，为世界各地的观众提供展示和互动服务，开启了博物馆网络虚拟展示的全新模式。
基于全景技术构建博物馆网络虚拟展示的价值与意义
1.全景技术应用于网络虚拟展示的价值
全景漫游技术是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，是目前全球范围内迅速发展并逐步流行的一种视觉新技术，它是通过专业的取景设备将场景以真实图片的方式保存，然后通过后期合成将多组图片高精度地拼接与修复，采用兼容性极高的Flash播放技术或HTML5技术，通过专业的合成软件，开发出运行于不同环境的虚拟场景。[5]让用户在虚拟的环境中进行交互观察、交互作用，产生一种身临其境的感受和体验。[6]相对于开发虚拟漫游系统的三维扫描、三维建模等高难虚拟技术，360度全景技术的优势主要体现在以下几个方面（见下表）：①图像拍摄及合成的开发难度与复杂程度较低，耗费时间较短。②以采集场景图像为基础，真实还原物体的细节、质感和色泽，避免了三维建模与贴图渲染过程中产生的数据偏差与图片模糊和马赛克等问题[7]，场景真实性较好。③采用图形图像处理方式还原真实场景，图像文件的数据量较小，对系统环境要求较低。④以Flas技术为外部扩展平台，可根据展示需求定制各种辅助功能（如添加音频解说、播放界面定制、漫游地图等），并依托HTML5技术可为iPad用户提供高清流畅、方便快捷的在线漫游体验，平台兼容性好。⑤利用全景技术开发漫游系统相比三维扫描的昂贵设备与虚拟建模的高开发成本，其在设备购买与人员组成方面耗费较低，可实现低成本开发虚拟博物馆。
2.全景技术助力博物馆网络虚拟展示的意义
全景技术在博物馆领域的创新应用开启了博物馆在网络展示、教育、宣传等方面的新模式，推动了实体博物馆数字化、数字博物馆网络化、网络博物馆移动化的有机结合，弥补了实体博物馆、传统数字博物馆在远程用户体验与平台兼容性方面的缺陷，实现了展品与观众之间的零距离交流与互动，增强了在线漫游式的体验感，全方位提升了博物馆的社会服务功能。与此同时，作为科普教育基地的重要组成部分，博物馆承载着宣传科学文化知识、提高全民文化素养的责任和使命，基于全景技术的博物馆网络虚拟展示的设计与实现，充分结合当前数字化、网络化、虚拟化与移动化的大数据时代优势，拓展了科普知识的传播广度与效度，体现了以科技助力文化传播，以文化传播惠及百姓的科普教育理念，进一步提升了博物馆网络展示的科普教育功能。
基于全景技术的博物馆网络虚拟展示设计与实现
1.设计思想
文章以辽宁古生物博物馆的数字化建设子项目为例，采用360度全景漫游技术设计并实现了博物馆的网络虚拟展示效果，其核心设计思路主要包括以下几个方面（如图1）。
图1
（1）前期分析
一是考察博物馆展厅的实际情况，了解场景环境条件，结合博物馆4层8个展厅的实际情况设计并制定构建方案;二是设备与技术支持，依据场景实际情况配备项目实施所需的相关设备与技术人员，为任务顺利开展提供支持。
（2）实施流程
一是根据每个展厅场景情况设计出各自展厅的全景图像拍摄方案，并依据全景拍摄方案进行实地拍摄，然后对采集的图像组进行后期全景图拼接;二是收集与处理虚拟博物馆建设所需要的多媒体素材与相关资料;三是利用全景漫游制作系统搭建数字博物馆的模块框架，完成在线漫游网络虚拟博物馆的图文、动画、影像等资料的合成与构建。
（3）预期效果
输出全景漫游制作系统开发的成品文件，调试产品的运行环境与平台兼容性，力争构建出高质量、低传输、好操作、跨平台的网络虚拟博物馆。
2.实施过程
（1）全景图像采集与制作
全景图像主要有柱形全景、球形全景、对象全景三种。辽宁古生物博物馆的网络虚拟展示是基于制作成本较低的球形全景技术开发实现的。球形全景是以目标景点的某一观察点为中心，使观察者既能看到水平环360度的景观效果，又能看到垂直环180度的景观效果，即形成360×180的全视角效果，球形全景中加入了天和地的感觉，全景的视觉范围更加开阔。[8]拍摄全景的设备主要包括单反相机、广角镜头、全景云台、三脚架。合成全景的软件主要有图形拼接软件Autopano Giga或PTGui Pro、图形处理软件Photoshop、全景制作软件pano2vr等几种。
图像拍摄
图像拍摄是全景制作过程中的关键步骤，关系到素材在后期能否顺利拼接的问题。因此，图像采集过程中拍摄者应掌握相机的摆放方法与拍摄技巧（如图2）。①使用三脚架固定全景云台，确定好相机的垂直角度，保证相机在一个中心点转动，确保拍摄转动时的图像采集在同一水平面，如果条件允许最好配备水平仪。②拍摄者环绕水平一周拍摄10～15张照片，并保证每张照片有10%～20%的重叠用于后期拼接，在曝光时间较长时，保持相机稳定不动，保证图像清晰度。③拍摄图像时上下都要留出一定的多余空间，避免后期合成的全景照片剪裁时破坏主体。④拍摄过程中图像拼缝的地方尽量避免正在运动的景物，拍摄时动作要快，减少由于其位置变化给后期制作带来的麻烦。⑤补拍天与地，如果机位正下方为有规则且连续的图案或不规则且非连续性图案，需要对地面和天空补拍，以备后期合成修复使用。完成一圈的拍摄后得到的图像数据就可以通过软件进行拼接（如图3）。
图像处理
在图像拍摄过程中，由于光线、场景凌乱等因素造成的图像拍摄效果较差时，开发者可根据需要对图像进行后期处理。例如，利用HDR技术处理图像的亮处、暗处、镜面反射等不良效果;利用Photoshop调整画面亮度/对比度、曲线等，擦除或修复场景中不需要的元素;同时注意全景图像拼接过程中缺少的顶和底，即天和地，通过修补实现无瑕疵的全景图片，进而达到理想效果。
图像合成
全景图制作的最后阶段就是图像拼接，即将水平360度旋转拍摄的照片，拼接成一张在平面上看上去很广范围的照片，使得生成的全景展示地图能够还原当时拍摄的真实景象。本案例采用Autopano Giga软件进行全景自动拼接，主要操作步骤如下：①打开Autopano Giga软件，执行“文件―导入”，在弹出对话框中选择拍摄好的一组图像，导入图像。②执行“检测”，系统自动匹配关键点（如下页图4），进行初步全景合成。③执行“编辑”合成全景图像开始，适当调整图像视觉效果与尺寸，完成合成。④执行“文件―导出”，输出合成后的全景图像（如下页图5）。依照上述步骤完成对博物馆展厅全部图像组的全景拼接工作。
（2）全景漫游系统制作
本案例使用Pano2VR漫游软件开发辽宁古生物博物馆的虚拟展示系统。主要步骤如下：①启动软件，在输入功能模块中执行“选择输入”，根据展厅参观顺序导入全景图。②使用交互热点制作场景快速链接，利用皮肤编辑器制作参观导览地图（如图6）。③使用皮肤编辑器的图片添加功能，制作展版、藏品内容的大图展示，使用媒体功能添加展示的视频或讲解音频。④制作漫游导航控制按钮和使用帮助信息。⑤设置输出参数与格式，制作完成的漫游系统，为了提高漫游系统的高度兼容性建议输出Flash/HTML5格式的文件以适用多平台的使用需求。
（3）产品展示
架构与设置网络虚拟博物馆的服务器及网络连接地址，将开发好的虚拟博物馆嫁接到互联网进行展示与传播，为全民提供网络远程参观与使用（如图7）。
总结
当前，随着全球信息化建设的深入推进，数字化、网络化、移动化的科技浪潮正以多样的方式和途径拓展着人们获取资讯的渠道。文中案例采用全景技术构建辽宁古生物博物馆的网络虚拟展示，切实地利用了信息技术与网络媒体优势，体现了信息技术与博物馆网络展示的有机结合，开创了辽宁古生物博物馆数字化展示的新模式，对提升网络科普教育，宣传科普知识，扩大博物馆的社会影响力等具有实际意义。
参考文献：
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1 VLAN技术的局限性
在服务器虚拟化技术实现后，数据中心内部虚拟服务器（VM）的数量较之原物理实体机在数量上有了明显提升，与之对应的VM虚拟网卡的MAC地址数量也随之增加，当VM数量很多时，会导致交换机的MAC地址表溢出，从而引发数据帧的丢弃及大量的广播帧产生，严重影响网络的性能。
其次，大规模的数据中心建立并提出互联互通的需求背景下，原先用于划分数据中心虚拟网络的VLAN技术不再能够满足需求，传统的VLAN技术其VLAN ID的位数为12比特，最多只能支持4094个虚拟网络标识可用。即便可以通过相应技术进行扩展，但对于云计算服务的不断普及，业务量的不断增长，显然不能满足这种扩展需求。
再者，在VLAN网络环境中，虚拟机只能在2层网络内迁移，并且为了能够支持虚拟机的迁移，需要对2层网络进行Vlan预配置，因而造成VLAN配置的混乱，影响VLAN广播域的隔离，降低了网络的效率。
最后，对于云数据中心的大二层需求在原有二层网络下的特性与协议已经不再适用，尝试二层协议三层化是基本方向之一，VXLAN就是这样一个将二层数据包封装入三层包内技术。
2 VXLAN技术简介
VXLAN是一种隧道封装技术，能将二层报文用三层协议进行封装，对二层网络在三层范围进行扩展，从而实现跨地域的二层互连。技术原理是通过引入一个UDP格式的外层隧道，使得原有数据报文内容作为用户数据形式来传输，可以让原始2层帧数据轻而易举的在二三层网络中传送。每个覆盖域被称为VXLAN segment，ID是由位于VXLAN数据包头中的VXLAN Network Identifier（VNI）标识的。VNI字段包含24 bits，故segments最大数量为2的24次方，约合16M个。只有在相同VXLAN segment内的虚拟机之间才可以相互通信。如图1。
2.1 VTEP
VTEP（VXLAN Tunnel End Point）隧道端点，用来完成VXLAN报文的封装和解封装，实现物理网络和虚拟网络的隔离，一般位于拥有虚拟机的宿主机中，因此VNI和VXLAN隧道只有VTEP可见，对于虚拟机是透明的，不同的VXLAN segment中只允许具有相同MAC地址的虚拟机。并且VTEP也可以位于物理交换机或物理主机中，甚至可以使用软件来定义。VTEP之间完全是通过3层协议交互与Router相连，如图2。
2.2 Vxlan网关
如果需要VXLAN网络和非VXLAN网络连接，必须使用VXLAN网关才能把VXLAN网络和外部网络进行桥接，完成VXLAN ID和VLAN ID之间的映射和路由，和VLAN一样，VXLAN网络之间的通信也需要3层设备的支持，即VXLAN路由的支持。同样VXLAN网关可由硬件和软件来实现。从封装的结构上来看，VXLAN提供了将2层网络overlay在3层网络上的能力，如图3。
3 VXLAN技术优势
第一，灵活性强，VXLAN通过隧道技术来构建可以跨越多个3层网络的虚拟2层网络，使VM可以在物理位置分散的数据中心之间进行迁移，摆脱了原来VM的迁移只能在同网段的二层网络上进行的地理位置限制。
第二，VXLAN数据包是在标准的第3层IP网络上运行，不需要对现有网络进行改造；除VXLAN网络边缘设备，网络中的其他设备不需要识别虚拟机的MAC地址，减轻了交换设备的MAC地址学习压力，提升了设备性能。
第三，VXLAN通过采用MAC in UDP的封装延伸了2层网络，实现物理网络与虚拟网络解耦，去除了物理网络IP地址和广播域的限制，VM的迁移可以实现跨越3层网络，极大降低了网络管理的难度。
第四，VXLAN技术通过24bit的VNI可以支持多达16M的VXLAN段的网络隔离，对用户进行隔离和标识不再受到限制，可以满足云数据中心未来业务的逻辑网段分隔的需求。
4 VXLAN部署场景
4.1 同VXLAN间的部署
VXLAN多用于数据中心的虚拟机化环境中，可以穿越机架甚至是数据中心。如图2两个宿主机Server1和Server2，对于物理位置没有要求，可以在任意区域，只需与3层网络相连即可，其本质是VETP可以跨越3层网络。
图2中有2个VXLAN覆盖网络：
VNI=11表示为[{Server1[VM1-1]}， {Server1[VM1-2]}， {Server2[VM2-3]}]
VNI=22表示为[{Server1[VM1-3]}， {Server2[VM2-1]}， {Server2[VM2-2]}]
4.2 VXLAN与非VLXAN间的部署
VXLAN网络和非VXLAN网络互连就得需要VXLAN网关，VXLAN网关上同时存在两种类型的端口：VXLAN端口和普通端口。当收到从VXLAN网络到普通网络的数据时，VXLAN网关去掉外层包头，根据内层的原始帧头转发到普通端口上；当有数据从普通网络进入到VXLAN网络时，VXLAN网关负责打上外层包头，并根据原始VLAN ID对应到一个VNI，同时去掉内层包头的VLAN ID信息。如果VXLAN网关发现一个VXLAN包的内层帧头上还带有原始的二层VLAN ID，会直接将这个包丢弃。之所以这样是因为VXLAN并不依赖VLAN ID进行转发，无法判断VLAN ID的正确性。
对于VTEP、VXLAN网关的形态，可以是虚拟交换机，也可以是物理交换机。通过物理交换机实现服务器与软件虚拟VTEP的通信，以及使用专用交换机实现VXLAN网关相搭配的模式，从而承载超大规模的流量转发，避免系统网络的瓶颈产生，相对而言也是当前最优的部署方法。
5 结束语
虽然说VXLAN已经在某些领域得到了应用，可以很清楚的将虚拟网络与物理设施区分开，但并不是说它可以彻底代替VLAN技术，如果某个数据中心内有超过200个以上的虚拟机，那么VXLAN是个不错的选择。如果数据中心规模不大，且只有少量逻辑网，那么久经考验的VLAN技术仍旧可以满足。
参考文献
中图分类号：G642.4 文献标识码：A 文章编号：1007-9599(2011)21-0000-02
Computer Virtual Network Experiment Achievement in Colleges and University Experimental Teaching
Wei Lai1,Wu Jian2
(1.Jiangxi Industry Polytechnic College,Modern Education Center,Nanchang 330039,China;2.Jiangxi Industry Polytechnic College,Nanchang 330039,China)
Abstract:The integrated use of multimedia virtual laboratory,computers, virtual reality technology,the experiment is no longer limited by time and space to solve the lack of equipment can not be conducted due to experimental problems in the protection of the quality of education plays an important role.Purpose is to train students to practice in a real scenario experimental skills through virtual experiments between theory and practice in the experiment as a bridge to achieve the teaching from a teacher-centered to student-centered transformation,and ultimately the formation of educational service concept.
Keywords:Computer;Virtual network experiment;Experimental teaching
实验教学是教学过程的一个重要环节，许多学习科目都是以实验课程为基础的，尤其是对于一些实践性较强的学科。例如：计算机网络、电子商务、网络操作系统等等。实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力是至关重要的，学生的大部分实践能力都是通过实验得到的。在远程教育教学模式中，学生通过网络进行学习，学校与学生在空间上分离，学生到学校实验室进行实验已不太可能。但相对于传统的实验教学，网络虚拟实验教学不受时空限制，以其安全性、交互性和开放性而受到广泛的关注。近年来，计算机多媒体技术、网络技术与虚拟技术迅速发展，通过网络构建虚拟实验室已经成为可能，网上实验已成为远程教学研究的重要方面。这种新型的教学形式，很大程度上冲击了传统的教学模式，为我国的素质教育教学带来新的机遇和挑战。
一、虚拟网络实验势在必行
计算机网络在当今社会的应用越来越广泛，并且需要大批熟练掌握计算机网络的技术人才，这无疑是对计算机网络课程的教学提出了更高的要求。要让学生熟练掌握计算机网络技术，实验实践是非常重要的教学环节。然而，由于网络设备价格高等问题，许多学校根本无法建设完善的计算机网络实验环境。因此，运用虚拟实验进行计算机网络课程的实验教学改革工作势在必行。虚拟实验是利用当今先进的计算机技术，进行模拟实验，从而达到降低成本，提高效率的目的。它使实验不再受时间空间的限制，解决许多学校因设备欠缺而无法开展实验的问题，在保障教育质量方面起着重要作用。虚拟现实技术是当前的研究热点，将虚拟现实技术用于虚拟实验，能够很好地模拟真实实验情况，使实验更直观，更真实。虚拟实验有着真实实验无法比拟的优点。
（一）经济性。传统实验需要借助于具体的实验设备，而设备价格昂贵，损耗大，实验成本高。而虚拟实验中的虚拟设备不存在着磨损、破坏，可反复使用。既满足了教学要求，又能提高办学效益。
（二）开放性。虚拟实验打破了传统实验的模式，实验者不再受到时间、空间上的制约，可随时、随地进入虚拟实验室网站，选择相应的实验操作。实验者还可根据需要，选择不同的实验伙伴，共同完成实验。
（三）针对性。利用计算机的模拟功能、动画效果、虚拟现实等技术能够实现缓慢过程的快速化或快速过程的缓慢化，使学生加深理解。实验者还可随时控制实验的进展，实验中相应的数据也可以按其需求反馈给操作者。
（四）安全性。一些实验危险性比较高，若操作疏忽，容易对操作者造成危害，而虚拟实验却无任何危险。对有毒有害、污染环境和破坏性实验，也可在虚拟实验室内完成。
二、当前远程教育模式下实验的不足
现阶段网络虚拟实验系统还没有统一的定义和体系结构，各个学校和研究机构在开发网络虚拟实验系统时，由于对网络虚拟实验认识的不同，开发方式各异，开发出的网络虚拟实验系统不具有通用性，造成网络资源的极大浪费。同时，由于没有统一的开发方法指导，系统的开发只能由专业人士进行，开发成本极高，根本无法体现网络虚拟实验的优越性。因此，对网络虚拟实验体系结构进行研究，提出一种通用的开发方式有着重要的意义。
三、新的网络虚拟实验体系结构
（一）文档库、元件库和策略库。1.文档库。存储虚拟实验室的描述信息，主要包括虚拟实验室信息库、虚拟实验项目信息库和实验用户信息库。虚拟实验室信息库描述了虚拟实验室的名称、类别、能够进行的实验项目、各种属性等。在网络虚拟实验体系结构中，虚拟实验室是通过创建对象建立的，因此在信息库中还必须存储对象的名称，这样学生在进入实验室时，系统将根据信息库的描述创建并初始化实验室；虚拟实验项目信息库存储了具体的实验项目的名称、实验项目的性质、实验指导书、实验所需仪器或设备的名称、ID 号以及以往学生实验得到的实验数据等等。用户信息库纪录了虚拟实验室用户的注册信息，由用户管理模块负责更新。2.元件库。存储虚拟仪器或设备的相关信息。不管是何种类型的实验设备或仪器，我们总可以将其抽象为具有输入、输出接口和特定操作方式的对象。为实现最大程度的仿真和控制的方便，利用面向对象技术将虚拟仪器的属性和操作方式封装成对象存储到元件库中，当学生进入实验室选择相应的实验设备后，系统将创建这些对象的实例，控制模块获取学生的输入（通过鼠标、键盘或其他输入设备），并调用对象开放的接口对元件进行控制。在对对象进行封装时，会综合运用许多技术。3.策略库。存储实验项目的微操作。通过对各种实验的分析可知，不管是何种类型的实验，其操作总是串行进行的，即使是一些并行的操作也是宏观上的，微观上仍可以视为串行的。因此，我们可以将这些实验分成很小的序列化的操作每一步操作仅涉及一个对象方法、一个输入和一个输出以及若干限制性条件。这样，控制模块将根据输入限制性条件检测输入，调用对象方法并得到输出，而后利用输出限制性条件对输出进行检测并根据结果选择下一步的操作。
（二）用户管理。实验室管理涉及到许多方面，在虚拟实验系统中为方便管理，将系统的使用人员根据其权限的不同分为三类：管理员，教师，学生。每类人员只能完成其权限范围内的任务。用户管理由管理员来进行，他可以将部分的管理员权限授予他信任的人员。这样，可以减少管理员的任务量，简化管理。同时，他可以将实验生成的权限赋予教师以便生成新的实验项目，也可以限制教师只能够管理或查看已有的实验项目的信息。他还必须限制学生只能够选择实验项目进行实验，对学生试图危害系统安全的行为进行制止。
（三）实验室管理与配置。在虚拟实验体系中，实验室是利用虚拟现实技术和面向技术设计的对象，对象具有属性和方法。管理员利用开放的方法对实验室的属性，如：实验室布局、实验室完成实验的性质以及能够完成哪些实验。包括哪些实验元件和设备，以及这些元件和设备的介绍等等进行设置。当然，由于实验设备也是虚拟出来的，因此不涉及设备的购进，报废等问题，元件和设备是由教师或创作者根据需要设计出来的。管理员具有最高的权限是因为他能够对其他人员的行为进行限制，但这并不能说管理员能够访问体系中所有的模块。
（四）实验项目生成与管理模块。文档生成与管理，元件生成与管理以及策略生成与管理都属于实验项目生成与管理模块，该模块由授权的教师或创作者进行。该模块主要功能是根据实验教师的需求生成某个实验项目的相关文档，实验所需的元件以及学生实验时判断其实验行为是否合理所使用的策略。该模块通过页面的形式呈现给教师或创作人员，采用Wizard 的方式指导实验教师提供实验项目所需的信息。由于教师并不是计算机专家，一般缺乏编程知识，因此这些信息应该用接近自然语言的文本来描述，但为了处理的方便，必须对其格式进行严格的限定。当系统获得这些信息后，按照事先规定好的语法将信息格式化成和文档库，元件库和策略库相适应的结构化语言格式信息并存储到这些库中。当然，该模块能够取出这些结构化信息并以一定的格式呈现给实验教师，以利于对实验项目的管理和修改。
（五）虚拟实验室。虚拟实验室是学生进行实验的地方，虚拟实验室学生做实验一般分成三个阶段：实验准备阶段、实验阶段和实验完成阶段。在实验准备阶段，虚拟实验室用动态页面的形式提供给学生实验指导书，实验仪器介绍，实验范例等信息，这些信息存贮在文档库中。在实验阶段，虚拟实验室将提示学生选择其想完成的实验项目所需的元件，从元件库中获取元件对象或其名称，动态创建之，并调用其初始化方法对元件进行复位。随后，虚拟实验室将监听用户操作，并将用户的操作与从策略库中读取现阶段的微操作进行比较，若不符合，则等待用户的另一动作，否则，执行相应的微操作并进行下一步微操作的检查，直至实验的完成。在实验完成阶段，虚拟实验室将对元件进行复位和销毁的操作，并指导学生分析实验结果和撰写实验报告。当然，虚拟实验室还应设置一个虚拟工具箱，它是一些链接的集合，帮助等全局性的信息，以便学生更好的利用虚拟实验室。
四、结束语
网络虚拟实验系统是一个复杂的综合性的系统，它的完善和发展取决于实验理论、面向对象技术和虚拟仪器制造技术的提高。
参考文献：
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Abstract: In order to make the virtual laboratory for teaching the need for long-distance network to enable it to work on the network， the use of DCOM technology to C / S achieved the components of the virtual laboratory. The simulation as part of the server-side， the interface I / O as a client. In many cases， users did not provide DCOM Distributed strategy， the use of targeted scheduling to balance the load， so the introduction of distributed processing way.
Key words: distance education; DCOM; virtual laboratory; client / server (C / S)
前言
随着Internet的不断扩大，日益增多的计算机正在连接到互联网上，以共享资源。于是远程教育作为一种新的教育模式被提上了议事日程，现代计算机技术和网络技术为远程教育的发展提供了强有力的技术保障。尤其是WWW浏览器技术和数据库技术的发展，使得教学活动不再受地域和时间上的限制，利用Internet就能进行实时或非实时的教与学，从而实现了跨越时空的学习。然而，大学实验室里许多实验课，在远程教育的网上学习中将会有许多困难。如何在网络课件中解决好这个问题，对于进一步办好远程教育是具有重要实际意义的。本文利用DCOM(Distributed Component Object Module)技术，将单机板的虚拟电路实验系统升级为网络版的虚拟电路实验系统。
虚拟电路实验系统是一个用于仿真电子线路实验的软件。用户通过界面在计算机屏幕上选用各种元器件搭建电路，测试波形，得到实验数据等结果，以模拟真实实验的方式使用户掌握有关电路方面的知识。从功能上讲，虚拟实验室系统分为两个模块：一个是仿真计算部分，它是整个系统的核心部分，负责输入数据的处理、大量的模拟计算，并向输出界面部分传送结果；另一个则包括输入界面和输出界面两部分。输入部分完成用户电路搭建时的界面处理，从某种角度来讲，它完成了数据的采集。同样，输出界面完成结果的输出，如波形输出、数据输出等。
为了满足远程教学的需要，必须将单机虚拟实验系统改造为可在网络上运行的系统。从通信的开销上来讲，Socket是最合适的。但是Socket本身是面向通信的，有复杂的通信细节需要处理。而且，Socket服务器对于客户来说，很难提供稳定的应用程序接口，一旦服务器发生了变化，客户必须相应地变化，不利于客户和服务器单独开发和维护。另外一种则是文本采用的COM(Component Object Module)技术。
1 组件对象模型(COM)
现代的软件开发都以模块方式进行。每个模块均有自己的功能，并与其它模块以接口进行通信。于是，复杂的软件系统就可以用搭积木的方式进行。这就是组件软件的基本思想。COM就是实现软件组件化的一种努力。
实际上，COM是一种规定了组件之间的接口标准。COM还引入了面向对象的思想，COM对象是一个能完成一定功能的软件模块。COM对象是组件的基本构成，它以接口的方式向其它对象或软件提供服务。通常情况下，对象的服务与被服务都是客户／服务器的关系。COM对象不同于C++对象。C++对象是类的实例。C++是面向对象的编程语言，是人们在源码级试图实现软件模块化的一种努力。COM对象是二进制的规范。换言之，C++在源码级提供了代码重用的便利，而COM是在二进制级提供了可重用性。COM的二进制级重用是通过COM对象工作来实现的。它主要有两种方式：(1)包容，一个对象通过利用另一对象的功能实现同样的接口。(2)聚合，一个对象直接将另一对象的接口提供给客户。
由于COM的实现是在二进制级，而不是源码级，于是决定了COM与语言的无关性。一个用C或C++实现的COM可以与一个用BASIC实现的客户正常地通信。因此，整个软件的一部分可以用一种语言开发，而另一部分可以使用其它语言。这给软件开发者在根据性能的要求做出编程语言选择时提供了方便。COM的另一个特性是进程的透明性。一个组件可以有很多种形式出现，比如DLL，EXE等。DLL形式的组件与客户程序工作在同一进程，EXE组件工作在独立的进程。无论是进程内的组件还是进程外的组件，对于客户来讲都是同样的，客户无需关心进程间的通信。进程间的通信是复杂的，然而COM掩盖了这种复杂性。
2 分布式组件对象模型(DCOM)
COM给软件开发带来了极大的便利。但是，在网络环境下，单机上的组件重用和进程透明性已不能满足需要，COM必须扩展。Microsoft的DCOM便是COM在网络环境下的无缝扩展，DCOM能够支持在局域网、广域网，甚至在Internet上与不同计算机的对象之间的通信。使用DCOM，应用程序可以在位置上达到分布性，从而满足客户和应用的需求。
DCOM隐藏了网络通信的细节，在可以利用的网络协议的支持下，组件或客户无需关心对方组件的位置，便可以进行通信。因此DCOM具有协议无关性。在网络环境下，组件之间的通信不像在COM的进程内或进程间的LPC(Local Procedure Call)，而是以RPC(Remote Procedure Call)来完成的。客户与COM对象必须通过Proxy和Stub来进行通信。Proxy工作在客户进程中，Stub工作在服务器进程中。此外，DCOM提供了所有在网络上工作的软件都应有的特殊性与安全性。
3 COM／DCOM在网络虚拟实验室中的应用
从程序设计的角度来看，COM／DCOM的结构是这样的：对象是构建组件的基本元素，而服务器为组件提供进程内／外的服务，提供了组件工作的场所。对象是一个自包含的结构，提供一定的功能，它不能直接被客户使用，客户必须通过接口访问它。对象必须通过接口来表现自己的功能，甚至对象的创建都不能由客户直接完成，对象的创建必须借助一个特殊的对象，即类厂来完成。
对于客户，它可以是一个组件对象也可以是一个支持COM的普通程序。它通过COM API来调用类厂创建对象，并增加引用计数，来决定对象的生存期。这样COM库和COM服务器会在适当的时候卸载。
虽然C++对象和COM对象有本质的区别，但是它们在二进制一级的构造上有一定的相似性，C++对象和COM对象都使用VTable。而且，C++的对象描述能力使它很容易创建COM。因此C++是实现COM的最佳选择。Visual C++在CO
M编程方面提供了两种方式：一种是MFC(Microsoft Foundation Class)；一种是ATL(Active Template Library)。MFC是以嵌套类的方式来实现COM的；ATL大量地使用于模板，采用多重继承的方式来实现COM。但不管是MFC还是ATL，都为开发软件提供了极大的方便，很多的处理都由MFC提供，比如引用计数、服务器锁计数、类厂等。尽管MFC和ATL都能实现COM，但MFC是一种开发完全应用程序的有效手段。相比之下，ATL是专为COM设计的。所以，ATL更适合创建快速小型化的COM组件。
3.1 服务器
在本文设计的网络虚拟实验室系统中，将模拟计算部分作为服务器。对于单用户服务器的情况，可以使用STA(Single Thread Apartment)线程模型。在这种情况下，分作为一个COM对象。对于在这个组件来说，它至少应该提供一个Simulator对象、一个Isimulate接口和两种方法。
interface IDatdT’: IUnknown
{
HRESULT InputData( [ in]... );
HRESULT OutputData( [ out]... );
…
};
这个对象是一个可连接对象。在模拟算法完成之后，它必须向用户发出通知。而用户程序内置了一个接收器。客户使用InputData()向服务器传送采集的数据，服务器在处理数据完成之后，客户通过OutputData()取得处理结果。
对于多用户服务器，实际上只要简单地在这个COM组件中加入注册表信息，或者用CoCreatelnst9nEX()，以主机信息为参数就可以在指定主机上创建对象，利用DCOM进行通信。位置透明性使客户很容易使用DCOM。如果为客户指定相应的主机(即服务器)，客户就可以创建并使用对象。
3.2 多用户服务器的负载平衡
在多用户的情况下，当用户的数量达到一定程度的时候，多个用户在主机上创建的对象实例会使服务器的压力增大，从而造成服务器性能的下降，影响服务质量。当然，可以使用多个服务器来提供服务，人工地平衡多个服务器上的负载，但这将给维护带来极大的困难。一旦用户群动态地变化，服务器的负载平衡将被打破。显然，这种没有任何分布式策略的分布式COM(DCOM)是不够的。虽然DCOM提供了位置透明性，但是没有提供分布式的策略，分布式策略需要软件开发者来提供。因此，提供负载平衡是DCOM组件开发的一个重要任务。为了平衡多个服务器的负载，建立了如下图所示的系统结构。
对于模拟计算的COM对象，为了避免多次重复地创建和释放，本文采用了服务对象。服务对象是已创建的COM对象实例。该系统中还引入了简单的调度对象。调度对象是一个中间对象，它以STA(单线程Apartment)方式工作。调度对象负责建立服务对象Simulator，维护主机列表COSERVERINFO Server[N]、对象列表ISimulate*pISimulate[N]和对象状态列表Int State[N]。主机列表保存主机名字，对象列表存放对象接口指针，状态列表是一个对象的状态值。对于对象来讲，它有三种状态：(1)未创建或创建失败；(2)忙；(3)闲。三个列表都以全局变量的形式出现。由于使用了STA，可以不必考虑对象的同步问题。但是，多个同类对象访问全局变量仍然可能造成对象在线程上的安全问题。因此，本文使用临界区(Critical Section)来同步。此外，调度对象是一个可连接对象，它必须与服务对象通信并获得服务对象的状态。
调度对象负责在主机列表指定的主机上创建服务对象，并初始化。所有的客户在需要服务的时候应向调度对象发出请求。当有客户向调度对象请求服务时，调度对象检索主机列表、对象列表和状态列表，在选定主机上查询并检查对象的有效性，获取服务对象接口指针，并返回给客户，然后客户与服务对象通信。根据COM的特性，此时客户和服务对象之间的通信是直接进行的，不经过调度对象。调度对象根据什么原则来获取某个主机上的对象是一个策略上的问题，实际应用中必须考虑主机的负载平衡。对于复杂的系统，这种策略可能相当的复杂。然而，为了简单起见，本文采用了以执行任务的对象在主机上的数量多少作为平衡负载的标准。在客户使用完毕对象后，对象激发一个调度对象事件，调度对象负责将对象状态复位。因此，调度对象是一个可连接对象，实现了一个接收器，接收来自服务对象的事件。
此外，调度对象还负责将服务对象卸载。应该看到调度对象的引入增加了网络通信量，但对于采用分布式策略的系统来说是必要的。实际上调度对象很大程度上起到了目录服务的作用。如果必要的话，调度对象加上适当的模块可以作为一个简单的中间管理模块，比如控制用户登录、限制用户数量等。
3.3 客户
客户控制着虚拟实验室数据的采集和输出表现，它将直接面对用户。对于客户来讲，它只需要在数据处理的时候，在执行调度的主机上创建调度对象，本文来自范文中国网fw789.com。调度对象负责返回可用的服务对象。客户将数据交给服务对象来处理，并取得输出值。在客户与服务对象通信的过程中，客户还必须接收来自服务对象激发的事件，所以客户必须内置接收器。
4 结束语
本文使用了调度对象来实现负载的平衡，采用的平衡策略是以运行在主机上的对象数目作为衡量负载的标准，这对于简单的系统已经足够了，但对于比较复杂的系统，必须有更复杂的负载平衡策略。
DCOM虽然提供了很多的优点，如位置透明性、协议无关性等，然而这是以增加开销为代价的。与Socket比较，DCOM的开销要大一些，但是DCOM提供的方便超出了它带来的额外开销。
参考文献：
这是一个不能不正视的现实。网络已经是现代生活生存不可或缺的对象，也是改变人们观念的重要媒介。我们几乎已经离不开网络组织成的新型空间，而网络也越来越深入的介入人际社会的生存法则、依托途径和人际关系的构成要素之中。所以，研究“网络社会”的命题越来越重要。
在中国，网络超速度的突进已经匪夷所思，但却和中国迅猛成为世界经济、文化发展的重要动力相协调，看看2008年的中国网络发展状况数据：2008年中国超过美国成为上网人数最多的国家，中国网络使用的总人数达到2.98亿万人，比前一年上涨了42％。并且还有很大的增长空间，因为每4个人中就有一个可以接触到网络。中国宽带网民数已经有27亿，国家CN域名数达到13572万。2008年使用手机上网的网民首次突破1亿实现1.17亿，这个数字较2007年翻了一番多。随着2009年初国家3G牌照的发放，预计未来几年无线互联网将迎来爆发式的增长，无线互联网更深层次的应用将在3G时代逐渐凸显出来。还有，2098年中国农村网民规模达到8460万，这个数字较2007年增长3190万，增长率超过60％，增速远远超过城镇。而根据中国互联网信息中心(CNNIC)最近的数据，2009年9月30日止，中国网民数达到3.6亿人，约占全球网民总数的20％强。中国互联网的普及率达到27.1％。2009年6月中国手机网民约1.55亿人，预计2009年底中国移动互联网用户将突破两亿人。
总体而言，互联网最重要的上网人数、宽带用户、以及网站域名三大指标继续稳居世界第，拉开了和其他国家的差距，这显示出中国互联网的规模价值正在日益放大。而在主要互联网应用使用率调查中，网络求职、更新博客和网络购物位列增长最快的应用三甲。
网络自成体的“社会形态”问题已经提到议事日程上来。网络时代的虚拟和现实的关系更不能回避。不言而喻，上述描述就是中国网络兴旺发达的真实图景。及早给予网络性状的解释已经成为学术界的共识，但对于网络文化的分析却还需要深入，而关于网络作为新型的空间的文化分析却似乎没有展开。网络研究者郑志勇博士的专著《网络社会学引论一种文化研究的视角》是具有开拓价值的研究，其书开宗明义提出，对于“网络社会”的指称是建立在对于人际社会衡量标准之中类比于网络构建的一个虚拟“社会”形态的思考，网络而成为“社会”，不仅仅是其作为一个人际构成的类比，而实际上是因为其自足完整的社会形态意义的观念认知。站在这一角度进行理性分析，才有可能对虚拟却似乎实有的影响人际社会关系的网络社会，做条分缕析透视的对象。郑志勇明确将网络社会界定为：在数字化基础上的、存在运行于网络时空的相对自足的社会体系，亦即所谓的“虚拟社会”、“赛博社会”。这认识的要害在于网络时空的自足性认定和虚拟的性质廓清。
我们需要强调的是面对网络时代的现实图景中“网络空间”的认识。毫无疑问，网络不但影响并且还深刻地改变人们的生活，重要的是，它在人们现实生活中之“中”(而非之外)又创造了一个新的生活空间。在越来越多人不能不介入网络社会时，一个似曾相识却许多表现规则都不同于实有生活状态的网络空间，为人们打开了更加自由无拘的天地。于是在观念变化、人众变化和现实社会感知变化上，网络世界已经横亘在人们常态生活之中。
其实我们都成为网络空间的成员，比起以往没有网络的实体社会空间人们而言，“一心两用”的性状、“两幅面孔”的角色转换等都成为跨越生活空间和网络空间的可能。这才是我们不断疑惑而需要勇气和理性直面的现实难题，简单抗拒显然无济于事，一味听任也不是良方，对于包容网络世界的愈发重要的社会现状，给予恰切的揭示并提出应对的策略，是迫在眉睫的要务。认知是基础，应对是必然，而坦然迎接是必要之举。
由此，无论人们如何判别，如何看待网络时空与现实社会的关系已经成为一个不能不正视的问题。看似虚拟空间的网络却牵连着在现实实体空间中生存的人。很难说对于当今的人们思维视野而言，网络空间是个纯粹远离人际关系的虚拟世界，它的存在和影响人际关系的事实就是虚拟而不虚无的对象，所以，正视网络如同正视现实一样重要。我们已经看到现实法则对于网络社会一样具有影响约束作用：网络社会对于现实社会影响力越来越明显。前述《网络社会学引论一种文化研究的视角》中，作者探究了网络媒介其实提供了个社会性的空间，在这一个网络空间中，网络社会的成员在这个相对独立的空间里进行着各种类型的社会互动，并且乐此不疲。如他所论证的，实际上，网络社会成员之间是在信息及互联技术基础上进行的符号互动，他们实体社会身份和社会角色被一个隐形的空间遮蔽而网络社会的符号互动成为网络社会成员的意义沟通过程，由此，网络空间的沟通的有效程度依赖于对互动符号体系的理解。显然在探究中作者强调了网络社会互动过程的“角色扮演”问题重要性，而这正是现实社会对于网络空间疑惑乃至于误差认识的根本所在。从某种意义上看，作者提出的网络社会互动的角色扮演扩展了人们之间的互动内容，并对人的整体社会化过程起到积极作用的认识是有启示意义的。我想，这正是研究的价值所在。需要进一步探索的就是，在此基础上，虚拟的现实和现实的虚拟关系，以及现实空间扩大与虚拟空间膨胀的问题，还有，虚拟模糊现实与现实决定虚拟的现实性问题。
比如，网络虚拟的现实其实在很大程度上和现实有关联，作为人际社会的一般法则横移变异到网络空间中，却超越了现实法则的诸多限制，于是在网络时空中冲浪的人们恍惚中获得超越现实的。在这里，网络和现实的虚拟关系藕断丝连，网络社会是一个感觉中的“现实社会”，但触碰的拘束感淡漠，敢作敢当的快慰增强，的获得和实现是建立在和现实
的比照与联系上的，却自由无拘。由此带来的就是现实空间无形扩大，作为人原本就有站立在现实之上的想象空间创造的本能，艺术实现或者心理祈望都是实现的领域，只不过网络空间将其“实有化”，在个活灵活现的对象性的网络空间面前，人的现实空间感大大增加。我们不能忽略这一问题，也不能漠视网络空间就是一个艺术幻化和心理想象落脚的空间。简单指责其虚拟不能完全解决其诱惑背后的合理性支持。但显然，虚拟空间膨胀的问题却影响深远。在梦幻或者想象祈求的东西常常遇到现实的阻碍，技术实现的网络空间不是物质性的现实空间可以照搬、刻印复制的对象，于是虚拟就是虚拟、实有还是实有的矛盾必然冲撞。
网络的发展给我们经济生活的各个方面都带来了巨大变化，越来越多的企业和个人参与到各种各样的网络交易中去，这就给传统的支付方式带来了巨大的挑战。根据iResearch预测，2007年国内网上支付市场的规模将有望超过600亿元。[1]面对如此巨大的市场，商家开发了许多方便快捷的网络支付方式；这其中最具有争议的莫过于“网络虚拟货币”。
网络虚拟货币是网络运营商为方便业务发展而开发的一种在网络内部使用功能类似于货币的一般等价物。用户可以利用它在网络内部“购买”各种虚拟产品和服务，有些时候甚至可以用于购买实物产品。
一 网络虚拟货币的发展和分类
网络虚拟货币最初是网络媒体为了进行网络推广而配发的一种积分，是一种使用累计制积分激励制度,实质是一种促销手段，与商场发行的代币券没什么区别。国内早在2000年,中文利网(ChinaBonus com)向消费者提供类似虚拟货币的积分,消费者可以用积分兑换IP电话卡、上网卡、全棉T恤和收音机等奖品。[2]
随着互联网的发展，运营商开始将虚拟财物销售作为主要的营利模式，这就出现了一个支付问题。许多虚拟消费的价格都比较小，比如在爱国者音乐网站上下载一首歌曲需要0.99元，在百度上看一场电影需要2元，消费者不可能为了一两元钱去邮局汇款或银行转帐。这时互联网运营商就把网络虚拟货币变成了一种内部的支付工具。顾客若想消费这些网络产品必须先用现实中的货币购买网站发行的虚拟货币，然后再用这些虚拟货币在网站内购买虚拟财物。这样顾客就可以一次购买一定量的虚拟货币，然后再用这些虚拟货币分次消费。虚拟货币在这一阶段的表现与银行借记卡相似，用户提前存入一笔钱，然后分次消费，每消费一次用户帐户就会减少一定的数额。
同时，随着网络游戏的发展，大量游戏虚拟货币和虚拟财富产生，网络游戏内部成员可以自由的交换虚拟财物，也可以用虚拟货币“购买”虚拟财物或者“买出”虚拟财物获得虚拟货币。
通过以上分析我们可以看出，由于不同的用途产生了三种不同的虚拟货币：
第一种是基于虚对实交换，主要是用于宣传推广，是对用户使用的一种奖励，象网易POPO币既属此类；第二种则主要是用于实对虚的交换，这种形式的虚拟货币其实是银行功能的延伸，它实质是提供了一种免费的可以无限细分的汇款业务；第三种虚拟货币用于虚对虚的交易，它是网络游戏的产物。当然，很多时候虚拟货币的分类并不是严格分明的，有些需要用现金购买的虚拟货币为了进行推广也可以进行赠送，作为对用户使用的奖励。
在网络虚拟货币的发展过程中同时并行的两种趋势，一种是网络虚拟货币在网络内部的统一；另一种是网络虚拟货币跨过虚拟边界与现实物质世界价值的交换。这两种趋势体现在网络虚拟货币发展的每个过程之中，它实质是网络虚拟货币作为一种价值的体现在使用范围上的扩张。
首先，随着网络的进一步发展虚拟货币开始跨出本网络使用，在网络运营商之间甚至在网络运营商和传统企业之间进行价值交换。比如：2005年4月,瑞星宣布与腾讯合作,用户用Q币在线购买瑞星的杀毒软件，2006年Q币用于超女投票等。
同时，一些运营规模较大同时币值又相对稳定的虚拟货币逐渐承担起网络“硬通货”的功能，象百度币和Q币；它们得到网友的认同，可以与其他虚拟货币相互交换。2007年1月，百度公司宣布百度币可与盛大、网易的虚拟货币自由兑换，这标志着部分网络虚拟货币的交换通道已经彻底打通，虚拟货币的发展空间将进一步拓展。[3]
第三，对于第二类网络虚拟货币在其产生时就已经实现了现实货币对虚拟货币交换，但这只是一种单向交换；随着网络的发展网络虚拟货币与现实货币之间的双向交换出现了，用户不仅可以用现实货币购买虚拟货币，还可以把多余的虚拟货币卖给需要的网友，或者直接在网络运营商那里把虚拟货币兑换成现实的货币。对于第一类和第三类虚拟货币来说，一些不愿花时间“挣钱”却希望获得服务的用户开始用现实的货币购买虚拟货币，而一些虚拟财富富余的用户则卖出虚拟货币获得现实的货币，同样也实现了虚拟货币与现实货币的相互交换。
最后，随着这种现实货币与虚拟货币之间交换规模的增大，专业的从事虚拟货币交换的网站出现了。他们每天公布现实货币与虚拟货币的汇率，用现实的货币收购虚拟货币，然后再将虚拟货币高价卖出，赚取差价，把虚拟的财富转变为现实中的财富，比如美国的IGE、中国的我有网和韩国的itembay就属此类公司。
二网络虚拟货币的性质
虽然网络虚拟货币在网络界发展的如火如荼，但关于网络虚拟货币是不是货币的争论还没有定论，即使在西方对这一问题的涉猎也很浅。关于货币的定义很多，马克思认为货币是充当一般等价物的特殊商品；而佩塞克和萨文的观点是货币必须同时是交换媒介和净财富， 货币包括商品货币、不兑现纸币和银行活期存款。[4]
我们可以看出在网络世界里虚拟货币是一般等价物同时也是商品，用户可以用其购买其他的产品也可以用现金购买虚拟货币；现在的问题是网络虚拟货币是否具有价值，是否真正代表了净财富。如果单从科技的角度思考，信息社会是没有价值的；信息社会的价值，是要用科技让人生活得更好、更有效率。网络服务也是这样。它并不带来物质产出，但它给人们带来方便、快乐和满足，因此它具有“效用”，是有价值的。
同时，虚拟货币可以通过在真实世界中购买或是在游戏过程中获得，当他们选择在现实世界中购买时他们付出了金钱（即价值的代表），当他们选择在游戏中获得时他们付出了劳动（劳动创造价值），这同样说明虚拟货币是有价值的；无论你通过哪一种方式获得你必须用等量的价值去交换。另外当你选择获取虚拟货币时，它能够带给你的效用必然要大于你所付出的，即它能够给你带来一定消费者剩余，否则作为一个理性的人不会选择去做。从这一点上来看，虚拟货币也是有价值的。
甚至一个名叫EdWardCast ronova的美国印第安纳大学传播学副教授还计算出美国最流行的网络游戏《EQ》的国民生产总值。他通过一系列的演算，得出当时玩家们一个小时生产的金币相当于3．42美元，而《EQ》这个游戏的人均国民生产总值是2266美元。这个数字甚至高于现实世界中很多国家的人均生产总值。
因此我们可以看出，网络货币是具有价值的，是一种净财富；但是网络货币所代表的净财富又很不确定。在我国尤其如此。
首先，我国还没有正规的立法确认网络财富，虽然它具有价值但它却无法得到法律的保护，这就使得网络财富很容易受到侵犯。比如现在一些黑客肆意盗取他人的帐号或虚拟财富，然后再转卖给他人，获取不义之财。对于受害者本人这可能是一笔很大的损失，但却没有合适的法律惩罚这些人。
其次，和现实的货币不同网络货币的发行不受中央银行的监管，所有的规则，发行量完全由各运营商自行控制。这就使得运营商可能会为了自身的利益而侵犯用户的利益。另外网络运营商对虚拟货币的管理能力有限，也可能造成用户利益的损失。
第三，网络运营商在产品开发过程中，不可避免存在一些缺陷和漏洞，这就给一些黑客提供了机会，他们有时利用BUG大量制造“假钞”，使得虚拟货币迅速贬值。另外许多用户使用外挂，使得用户在挂机甚至脱机的情况下还在练级，这也会使得虚拟货币贬值。
虽然虚拟货币具有以上种种不确定性，但这并不能否定其本质；特殊社会情况下的现实货币也会存在严重的通货膨胀，也会出现偷窃和假钞流通等现象。同时网络虚拟货币符合对货币的定义，具有货币的主要功能，即:价值尺度，流通手段，支付手段和储藏手段。因此虚拟货币具有货币的基本属性，至少是一种正在发展的货币形式。
当然网络虚拟货币是否能够发展成真正可以普遍流通的货币还取决于网络的发展，由于网络本身就是正在发展和变化的，所以网络虚拟货币的将来的发展也是难以预料的。但是美国经济学家林顿・拉鲁什曾经语言：“从2050年开始虚拟货币将在某种程度得到官方承认，成为可以通行的货币。”[5]
三 网络虚拟货币对现实的影响及对策
如果真如经济学家林顿・拉鲁什所说虚拟货币成为通行的货币的话，那它将对现实的金融系统带来巨大的影响。
目前，国内学者对虚拟货币是否会影响金融秩序这一问题分歧较大。《互联网周刊》名誉主编姜奇平认为“虚拟货币市场上的供求失衡，也不能直接导致货币市场的通胀”。[6]而更多的学者则认为虚拟货币会对我国的金融秩序产生影响。
笔者认为由于目前虚拟货币主要还是运用于网络内部，虚拟货币与现实货币的交换还比较少，因此虚拟货币对我国金融秩序的影响不大。但是由于虚拟货币和现实货币双向交换的出现，他们之间相互对换的比率相当于现实中的汇率，由于汇率的传导机制，虚拟世界中的各种经济问题必然会对现实的经济秩序产生或多或少影响；并且这种影响的大小将随虚拟货币的发展而改变。
第一，当网络虚拟货币超出运营商的体系之外，在网民之间流通，甚至购买市场上的商品或劳务时，就等于增加了货币供给量。由于虚拟货币可无限发行，虽然发行量可能会影响其"汇率"，但虚拟货币代替人民币成为网上交易的一般等价物，这必然会在一定程度上冲击我国金融秩序。[7]
第二，网络虚拟货币与人民币之间的相互兑换可能会造成“输入性通货膨胀”。通货膨胀是网络虚拟货币最大和最难根治的问题。由于网络虚拟货币没有统一的监管机构，每家运营商都是自由的货币发行机构，只要发行货币就存在获取“铸币税”的可能。另外，目前网络安全状况堪忧，许多黑客大量复制虚拟货币，常常造成急速的通货膨胀。由于信息传递和交换的滞后性，将不可避免的给现实世界带来“输入性通货膨胀”。
第三，虚拟世界的“金融危机”可能扰乱现实的经济秩序。在虚拟的网络世界里也存在“金融危机”，而且比现实世界中更容易爆发。虽然现在已经出现了可以相互兑换的“网络硬通货”，但大部分网络虚拟货币还是在本网络内部使用，这就使得网络虚拟货币的总量相对较小，也就更容易被投机者控制。
在“剑侠情缘”二区一服有一位叫"天下黄昏"的玩家，曾经被金山公司怀疑制造"金元宝"(一种等价于35元的包月点卡)而被冻结账号，从而引发了整个服务器金融市场混乱，导致金元宝价格在两天内上涨了一倍多。因为当时市场上金元宝的价格基本上被他一个人操纵着，而在背后就是强大的人民币支持，就像索罗斯制造东南亚金融危机一样，他在网络世界里也制造了一场金融危机。 "天下黄昏"利用自己在游戏中的影响力，对金元宝进行投机，在低价时大肆收购导致价格虚高，人为地制造出一种预期升值的假象，使得一些玩家跟随买进，"天下黄昏"从中谋利。一旦出现这样的金融危机，必然造成大量玩家现实经济利益受损。虽然危机发生在网络虚拟世界但玩家损失的却是真金白银，其破坏程度和现实世界中的金融危机相差无几。
由于存在网络虚拟货币冲击人民币的可能，有学者认为应该禁止网络虚拟货币兑换人民币。笔者认为大可不必。网络虚拟货币作为一个新生事物必然有其存在的客观原因。网络虚拟货币与人民币之间的兑换实质是网络世界与现实世界之间价值的交换，是网络世界与现实世界的对接。随着社会的发展，网络必然更加深入地影响我们经济生活的各个方面，因此实现网络世界与现实世界的价值交换的需求将越来越迫切和越来越必要。从某种意义上来说网络虚拟货币的发展已经成为一种不可阻挡的趋势。
事实上，西方国家在网络虚拟货币的发展领域已经走在我们的前列，我国至今还没有一种网络虚拟货币官方承认可以兑换人民币，而东方易贝的"贝"不仅可以在易贝商店购买商品，还可以去易贝银行兑换人民币；Beenz．com公司发行的7．5亿Beenz（网豆）已经在全世界范围内流通，这基本上相当于一个小国的货币流通量。[8]
目前国内网络货币市场已具备每年几十亿元的规模，而这个规模还正在以每年20％ 以上的速度飞速增长。[9]面对全新的网络经济我们和西方发达国家的差距并不像传统行业那么大，也许网络的发展是我们的一个新机会。因此笔者认为禁止网络虚拟货币与人民币之间相互兑换的“闭关自守”方针并非明智之举。
我们真正要做的应该是对它进行合理的规范和管理，更大的发挥其对经济的积极作用，限制其不利影响。首先，由于虚拟财富已经可以和人民币进行兑换，它就拥有价值是净财富，因此政府应该对人民的财富进行保护。也就是说政府应该通过相关的立法，保护人民的虚拟财富，对用恶劣手段侵占他人虚拟财富进行处罚；其次，对网络运营商的行为进行规范和监督，同时鼓励和协助网络运营商提高网络安全性，共同维护网络金融秩序；第三，加强对网民的宣传教育，形成自律的网络文化。如果能够形成安全稳定的网络金融秩序，网络虚拟货币必然会对我国的经济发展产生巨大的积极影响。
参考文献
[1][5]贺帅.《虚拟货币搅动一池春水》[J].中国新通信，2006，6：65~66.
[2]杨丽媪.网络货币：虚拟财富的现实危机[J].理财，2006，5：34~36.
[3]艾瑞市场咨询，iResearch：网络虚拟货币在迷雾中前进，
，2007-03-05.
[4]万星.网络虚拟货币比较研究[J].哈尔滨铁道科技.2006，1:20.
[6]姜奇平.个性化的虚拟货币[J].互联网周刊，2005，31： 60~62.
一、虚拟现实技术的概述
虚拟现实（VirtualReality，简称VR技术），又称灵境技术，是以浸没感、交互性和感知性为基本特征的计算机高级人机界面[1]。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机，即通过计算机图形构成的三维数字模型，以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器(HMD)、数据手套等辅助传感设备，给用户提供一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用者可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。
作为尖端科技，虚拟现实综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和传感技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统。虚拟现实技术的应用前景十分广阔，已广泛应用于工业、模拟军事演习、工程、教育、医学、字化酒店、商品展示、娱乐等领域，也同样适用于网络会展。
二、虚拟现实技术在会展业中的应用现状
随着迅速发展的虚拟现实技术与计算机多媒体展示技术的结合，在展览方面也不断涌现出一些结合虚拟现实技术的网络会展。如今国外的虚拟会展业已经十分成熟，如著名的德国汉诺威展，在网络上运用虚拟现实技术建立三维立体的展示系统；国外一些城市宣传也开始采用虚拟现实技术，如网上新加坡、虚拟庞贝古城、虚拟巴黎圣母院等，运用三维虚拟现实技术展示一些有价值的文物、展品和三维场景，使用户能够通过Internet远程连接去体验。
国内的虚拟会展目前还基本属于界面包装，主要通过二维平面静态地网页展示，如中国茶叶博览会，采用虚拟现实技术对茶具和茶文化进行网上浏览，还有虚拟现实环球网站（www．vwww．com）利用虚拟现实技术进行网上展销；再如武汉国际机电博览会，采用网上虚拟武博会和武博会同期开幕，未到展会现场的客户通过点击该网站，就可像亲赴现场一样，可在场馆内每一个展位前流连，任意观看各种产品，了解它们的性能和用途，甚至突破实际参观过程中的限制，深入了解展品的内部结构，浏览武博会的即时信息。
虚拟展览系统按其表现形式可分为三类：①运用图文声像以及环视图展示物品和场景。这类系统因表现形式的局限，不能更生动、更全面的展示。②单纯的三维场景展示，用户可以随意漫游，但只提供展览会的表面形式，不提供展览内容与展览场景的关联。③既提供三维场景，也提供实际展览内容，并与三维场景结合在一起[3]。
三、基于虚拟现实技术的网络会展发展的展望
在综合考虑现有技术条件及未来虚拟现实技术发展前景的情况下，网络会展的发展将会呈现出两种模式，即现阶段的实物会展+网络会展+电子商务模式和未来的实物会展+网络会展模式，具体理念如下：
（一）实物会展+网络会展+电子商务模式
网络会展作为会展业一种新的发展形势，有着广阔的发展前景。但目前网络会展还只是实物会展的补充和配角，网络会展只有作为实体展览的辅助，才能逐渐地被人们认识而发展起来。免费论文，虚拟现实技术。就目前情况而言，线上展会和线下展会二者可相互补充，二者有机融合会相得益彰的。当然双方会有部分重叠，但不可轻言取代，否则就是昏了头了，若干年后或许会的，但至少目前不会。因此，我们不能夸大网络技术的作用，基于传统会展的传统优势，传统会展仍然起着主导作用。免费论文，虚拟现实技术。同时，随着会展业的蓬勃发展，促进了电子商务技术向会展业的渗透，在某种程度上弥补了网络会展技术的不足，促进着网络会展的发展。
总之，在目前甚至今后相当长的一段时间内，我国会展将遵循实物会展+网络会展+电子商务模式，即充分利用电子商务技术大力发展网络会展，实物会展和网络会展并举，实物会展结束后，网络会展作为实物会展的延伸和补充，继续实行“永不落幕的会展”，并不断更新、丰富和完善，使实物会展和网络会展相互促进，共同发展壮大。
（二）实物会展+网络会展模式
由于网络展会的模式模糊和传统展会的主导地位，中国会展业进入网络时代还有很长的一段路要走。但从长远来看，网上会展前景不可限量，随着虚拟现实技术的进一步发展，必将成为现代展览业的重要组成部分，必将代替部分实物会展，从而实现实物会展和网络会展并存的局面，这是一种必然的趋势。免费论文，虚拟现实技术。免费论文，虚拟现实技术。因为网上会展有不受时空限制、节省展览交易成本等优势，很多商品和服务都适合在网上进行展览和销售。如网络图书展就有绝对优势，因为图书没有过多的质地的要求、尺寸的要求，在网上看到的这本书和书店买到的书几乎没有差别。另外，从目前网络交易的商品清单看，网络交易的对象正从数码产品迅速扩展到服装、电器、日用品、玩具、个人护理品等众多产品，而这些产品正是我国制造的优势所在，也是目前办展频率最高的产品。免费论文，虚拟现实技术。这些产品将来都可以作为网络会展展示的对象，市场前景好。免费论文，虚拟现实技术。
此外，会展业的发展与土地资源供给瓶颈的矛盾已见端倪。政府不可能无止境的耗费大量土地进行场馆建设，同时场馆建设投入大、周期长、风险大，而在互联网上建立虚拟展馆，举办网络展览却可以节省大量时间和金钱，大大提高展会的效益。可见，我们既要看到目前实物会展的优势，也要前瞻性的看到网络会展的优势，尤其是网络会展的后发优势和趋势，为大力发展网络会展，共创低碳会展经济做好一切准备。
参考文献
[1]刘伟.基于虚拟现实技术的企业展项的设计[J].现代电子技术，2009（24）：49.
[2]许亚丹，王野.网络会展的传播与经济比较[J].当代传播，2006（5）：66.
自互联网逐渐一体化以后，其极大的丰富了人们的生活。但是网络是一把双刃剑，其在安全上容易受到一些黑客以及不法分子的入侵，从而使得网络系统崩溃，使得用户的信息被盗取。因此加强局域网以及无线网络的网络安全极为重要。
1 虚拟局域网和无线网络的网络安全的问题
1.1 网络黑客的入侵是一个极大的网络安全问题，在我国互联网发展越来越快的今天，黑客的入侵也越来越猖獗
其主要攻击计算机的软件系统，利用木马等程序进行攻击，从而盗取户主的个人信息。通常情况下，虚拟局域网以及无线网络都是有相应的密码进行保护的，但是很多黑客会直接侵入其网络安全保护系统，，如果网络安全防范系数过低，那么就很容易导致网络安全问题的出现，使得户主个人信息泄露，严重时甚至造成了财产损失和计算机系统瘫痪。
1.2 网络病毒也是导致网络安全的一个重要因素
通常情况下对计算机造成最大危害的就是病毒。其具有较强的频繁性，能够多次和重复的对计算机的系统进行入侵。在虚拟局域网和无线网络在提供网络共享的同时，也有利于病毒的传播。近年来网络病毒层出不穷，尤其蠕虫病毒以及木马病毒表现的尤为显著。比较传统的病毒入侵方式就是，用蠕虫病毒让计算机的网络安全保护系统陷于瘫痪，然后使用木马病毒进行个人信息的盗取。使得很多用户的生活以及工作受到严重的影响。其二另一个影响网络安全的因素是网络安全认证出现漏洞。从而出现IP地址被盗用，账号密码泄露等在无线网络的应用中也时有发生。
2 虚拟局域网的安全防护措施
2.1 使用VLAN技术能够对虚拟局域网进行有效地防护
VLAN技术可以不受位置地域的影响，可以根据不同用户的需求不同进行虚拟局域网的网络分段，从而提高了网络的灵活性以及扩张性。而利用VLAN技术可以有效的解决电视、广播以及电信信号的相互干扰，从而使得网络运行的更加流畅。提高了虚拟局域网运行的效率。其次VLAN在经过详细的划分后，在缩小其广播域的同时还能降低网络网络广播包所消耗宽带占的比例，从而大幅度的提高了网络运行的安全效率。在进行VLAN网络层的实现时，要加强VLAN数据之间的传输。然后结合数据链路层进行网络层设备之间的转化，从而搭建安全可靠的网络。
2.2 可以采用防火墙技术进行网络安全的防护
对虚拟局域网的入口处进行防火墙的部署，主要是针对其外部做出的防御。防火墙还能对非授权访问的网络安全技术进行智能化的识别，从而提高其对网络环境的进化功能。从而有效的保障互联网内部网络环境的安全。通常情况下，防火墙大致可以分为两种：其一是外部防火墙，其主要是针对防火墙的外部进行网络安全的防护，主要针对一些病毒的入侵，例如蠕虫病毒以及木马病毒。而且还能有效地防止网络黑客对网络内部进行入侵，其预防措施主要是通过网络进出通道对网络环境进行限制，从而对外来的非法信息进行有效地抵御。因此外部防火墙是保证虚拟局域网安全的关键。其二就是内部防火墙的防护。内部防火墙主要是将局域网进行分段管理。可以对虚拟局域网进行分段保护，从而使得外部攻击的损失受到限制。
2.3 使用入侵保护系统进行保护监督
入侵检测系统IDS是一种较为常见的网络监督系统，其主要作用是对网络传输进行一定的监督。当局域网的网络安全受到威胁时，其不仅可以提出警示还能进行主动防御，其有效的弥补了防火墙被动防御上的不足。如果说防火墙是门卫，那么IDS就是监视器可以有效地提高其网络安全环境，防患于未然。
2.4 要加强数据库的信息防护和保密工作
通常情况下为了工作的方便，人们很少对系统中的数据库进行网络安全的保护。而数据库的信息可以以可读的方式储存在系统中。因此，要采取相应的方法进行数据库信息的保密。可以有效地提高网络安全。
3 无线网络的安全防护措施
（1）要做好临时密钥完整性。在目前的很多无线网络中都会使用WEP进行加密，而在加密过程中，要加强临时密钥的完整性，做好无线网络的安全设置，网络安全可以通过网络的安全选项设置进行安全防护，此外，还可以采用有效的安全防护软件进行网络攻击的组织等。防火墙是能够有效阻止网络攻击的有效途径，因此给自己的计算机安装防火墙以及网络防护软件，也是有效阻止网络攻击的有效手段。尤其是对于无线网络，更要加强其安全防护。现在的系统都有一定的安全防护设置功能。其中防火墙就是最基本的安全设置，尤其是针对于网络的安全设置。其可以从内外两个方面进行防护。有效地保障无线网络的安全。
（2）使用TKIP能够增强无线网络共享时的安全性，其能够对网络的IP以及个人的账号信息进行加密保护。与其他的保密措施相比其有以下四个功能的保护：一是消息完整性的编码；其二是IV次序机制；其三是密钥的混合函数，其四是密钥的重置机制。
（3）要加强WPAI方面的应用，其主要作用是对系统进行加密保护。WPAI采用国家密码进行管理，进行精确的运算，实现了身份鉴别，实名认证以等多方面的访问控制，不断提高用户在无线网络传输过程中的效率。WAPI可以从根本上解决无线网络数据传输的安全性。
4 结语
虚拟局域网以及网线网络的安全运行关系着人们的正常生活以及工作。一旦网络环境出现不安全因素，其必然会导致用户信息泄露以及系统发生崩溃等多方面的危害。因此要做好网络安全的预防以及防控。
参考文献
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