增强现实技术在计算机网络课程中的应用.docx

增强现实技术在计算机网络课程中的应用全文共2页，当前为第1页。增强现实技术在计算机网络课程中的应用全文共2页，当前为第1页。增强现实技术在计算机网络课程中的应用 增强现实技术在计算机网络课程中的应用全文共2页，当前为第1页。 增强现实技术在计算机网络课程中的应用全文共2页，当前为第1页。 1 引言计算机网络课程是高等院校计算机专业不同方向的学生必修专业课程，课程的系统性、理论性和实践性均很强。由于专业方向不同，前期开设课程也不同，因此，学生对计算机知识的掌握情况也各有不同，学生的知识掌握情况和动手实践能力有较大的差距，为激发不同层次学生学习的积极性，提高其学习效率，需要采用交互式与体验式教学方法来进行教学。增强现实( Augmented reality，简称 AR) ，是一种结合虚拟化技术观察世界的方式，它将现实与虚拟混合起来，利用计算机技术，将虚拟的信息应用到真实环境，在用户所视的现实环境中叠加虚拟的场景，为用户呈现一个效果真实的新环境。增强现实技术加强了人们和现实世界的交互性，提高了人们对现实世界的感知能力，在计算机网络课程教学中具有广泛的应用前景。 　　2 增强现实的组件增强现实需要将图像实时添加到真实的环境中，并使得这些图像适应用户的头部及眼睛的转动，保证图像始终在用户视角范围内。建立一个增强现实系统，必须有三个组件: 头戴式显示器、跟踪与配准技术、移动计算能力。 　　本文于 2011 －01 －13 收到。微 计 算 机 应 用 2011 年2. 1 头戴式显示器头戴式显示器( HMD) 可以使用户看到由增强现实系统生成的文本和图像，其芯片面积很小，能植入眼镜框架。芯片可以追踪佩戴者目光，从而确定佩戴者指令，HMD 与显示器相连的个人电子助理( PDA) 接受指令后呈像，图像再通过芯片投射到佩戴者视网膜，便可看到增强的真实世界。头戴式显示器如图 1 所示。 　　2. 2 跟踪与配准技术跟踪与配准技术必须能够识别用户所处的位置、跟踪用户的眼睛和头部转动的位置，并且映射出与用户在任何特定时刻看到的真实世界相关的图像。由于其跟踪定位的复杂性，如标记被遮挡、环境光线的明暗变化或短暂地移出视线外的时候，都会导致系统清除虚拟物体。因此，实际应用中多数使用由各种跟踪定位技术构成的混合系统。图 2 是基于标记的视觉惯性跟踪系统实验图。 　　基于标记的视觉惯性跟踪系统实验789 期 杨洋: 增强现实技术在计算机网络课程中的应用2. 3 移动计算能力移动式增强现实系统是增强现实应用的发展趋势之一，它需要有较强的移动计算能力来创建三维立体图形，其关键技术主要包括传感器技术、显示和系统结构设计等几个方面。 　　3 计算机网络课程教学现状3. 1 理论教学环节全国高校中，计算机网络课程的教学多数侧重基本原理，学生缺乏主动思考的能力，自主性学习不强。教学内容表现形式单一，授课课件基本是千篇一律的 PowerPoint 课件或静态网页，大部分教师按照课程教材内容进行讲解，学生基本上是在被动地接受信息，师生互动性不强，学生的创新能力和自学能力得不到提高。另外，由于计算机技术更新较快，目前的计算机网络课程中尚有一些讲授的内容明显滞后于信息时代的发展，加上课时不足的原因，教师对于网络最新前沿技术介绍的较少，学生学完之后，不能学以致用。 　　3. 2 实践教学环节在实践教学中，由于实践基地、实验设备、实验耗材和资金等问题的限制，大多数学校重理论轻实践，学生的动手实践机会较少，很难将理论付诸于真实网络环境的实践。由于大多数的实验环节缺乏创新性，即使在实践课上，学生也是进行重复验证性的实验过程，这样不利于学生创新思维和主动思考能力的培养。 　　4 增强现实技术在计算机网络课程教学中的应用将增强现实技术应用到计算机网络课程教学中，使得虚拟信息与实际教学环境相结合，构建虚实交互的学习环境，这种体验式和交互式的教学方法将激发学生的学习兴趣，使学生较好地将理论和实际相结合。 　　4. 1 可视化讲解教师可以利用增强现实技术对实践教学中的网络设备进行可视化讲解。在课堂上，可以使用鼠标在屏幕投影空间选择三维的网络设备模型目标进行讲解，并实时地绘制成相应的图像，在指定的位置叠加显示该网络设备性能的详细参数和信息，给学生以更增强现实技术在计算机网络课程中的应用全文共2页，当前为第2页。增强现实技术在计算机网络课程中的应用全文共2页，当前为第2页。加直观的学习体验，学生可以清晰地看到网络设备的"内部结构";，这是在传统实践课中无法实现的。 　　4. 2 构建虚拟实验环境增强现实技术在计算机网络课程教学中的另一种应用是构建虚拟实验环境。在实践课中，可以使用贴有标记的木板或塑料板将虚拟的三维按钮动态的叠加在标记板上，使之成为一个虚拟的控制面板，该虚拟控制面板可以用来操纵相关的虚拟