基于主机的3D网络应用的研究和实现

作者：夏晓冰 黄献彬 常磊 吴永明

论文关键词：虚拟现实 语音识别 主机 网络应用

论文摘要：目前虚拟现实技术、语音识别技术正迅猛发展，网络应用开发架构向3d化，语音化发展已成为大势所趋。同时，快速发展的主机技术为大型的网络应用程序提供了稳定的后台支持。将虚拟现实、语音识别、现有网络应用开发架构、主机四项技术结合，创建一个全新的网络应用，在当前的网络应用开发领域具有重大意义。在这四大技术的基础上，考虑其各 自特点，给 出了一套基于主机的3d网络应用平台的设计方案。

0 引 言

目前绝大多数网络应用均采用二维网页的方式同用户交互。这种“填表单”式的交互方法，势必对一些初涉计算机的用户产生障碍。

而目前正在蓬勃发展的虚拟现实技术和全 3d的操作环境则正在打破初级用户同计算机之间的隔阂。同时，随着语音识别技术已经13趋成熟，识别的准确率不断提高。将虚拟现实技术同语音识别技术相结合 ，来构建新型的网络应用平台的前台界面，无疑将对现阶段的网络应用产生深刻的影响。

鉴于目前多数银行、证券、金融行业的系统仍然采用主机平台作为后台服务器平台。这是因为，一方面，这些行业一般需要管理海量的数据，如果用分布式平台进行数据存储需要多台服务器协同工作，这样在跨平台系统维护和数据统一等方面的开销迅速增长。另一方面，这些行业对系统的稳定性 、安全性和性能有较高要求，这些因素共 同决定了主机平台将会是他们的最佳选择。因此，基于主机平台的应用仍然提供了很大的市场和广阔的发展前景。

为此，本文对以j2ee为网络应用开发架构 、基于主机平台构建语音交互式的三维网络应用平台进行了研究。在比较 目前已有系统的基础上，重点对平台实现、技术可行性方面进行了论述。

目前较为成熟的网络应用开发技术有 j2ee，corba和net(dcom)。其中，sun公司在其 java技术的基础上推出了应用于 b／s架构的 j2ee开发和应用平 台，microsoft也在其dcom技术的基础上推出了主要面向 b／s应用的．net开发和应用平台。corba (common object request broker architecture)是在 1992年由 omg(open management group)组织提出的。．net中涵盖的 dcom技术和 corba一样，在网络传输层均采用 tcp／ip协议，也有 自己的 idl规范。所不同的是，在tcp／ip之上，corba采用 giop／iiop协议，所有 corba服务器以iiop通信，形成了 orb软件通道；而 sun的 j2ee采用rmi／iiop传输协议，体现了 j2ee的开放性。相较于．net和corba，j2ee在软件开发成本、周期、跨平台性及软件的维护方面占有巨大优势。

对于分布式网络应用平台，特别是 business server，多采用oracle、db2开放平 台等大型数据库作为其后台存储层。但由于 pc本身能力的限制，把 business server放在开放平台上维护开销越来越大，并且安全性也得不到保证。而基于主机的网络应用在降低开销，提高安全性、稳定性方面的优势显而易见。同时，全 3d网络操作平台也是下一代网络应用的发展方向，基于主机的3d网络应用有着广阔的发展前景。

为此，我们以ibm的产品为主要工具，构建了如图1所示的基于主机的3d网络应用系统。

在上述系统中，三维网络应用平台起着很重要的作用。从三维空间获得的用户请求信息，将通过 httprequest向ibm websphere服务器发出请求，服务器servlet处理httprequest请求，并从 httpservletrequest中获取用户请求数据。服务器捕获请求数据后，将其放入消息中间件 ibmmq消息管道，在主机上触发一个cics事务，cics事务调用与其绑定的cobol程序，实现业务逻辑处理。主机上的 business server处理完成后，反馈消息由mqapi放入消息队列里，servlet从}肖息队列中取得处理后的消息，通过 httpresponse反馈给用户。

目前大多数的主机用户，都不同程度拥有大量已经安全稳定运行数十年的 cobol程序。另外，出于安全 、稳定性的考虑，完全采用一个全新技术开发的系统会有很高的风险。因此，重用这些代码将会极大保证系统的持续性、稳定性，并可以改进性能，提供新服务。

在本系统中，由 cics来实现最终的业务逻辑，这样可以在很大程度上发挥 cics和主机的优越性。服务层的 servlet不处理具体的业务逻辑，本层仅仅获得 http请求中的数据，并将数据放入消息队列，进而传送到主机上供 cics使用。系统这样设计可以在很大程度上重用已有的 cobol代码，并在系统拓展方面有很大优越性。

在应用系统界面上，我们也采用具有语音交互和三维场景特点的使用方式。

2 语音交互式三维场景的系统操作界面

(1)语音模块设计其中我们采用了微软公司推出的语音包。根据微软提供的语音 api，设计语音识别逻辑，识别用户的语音输入，并参照语料库来给出相应的整形返回信息。

(2)3d场景设计 3d场景设计方面，我们根据需要，设计了指定位置的摄像机视口，并将采用 3dsmax制作的完整 3d场景以wrl格式输出，嵌入到网页中。

(3)各个模块协同工作的实现为实现各个模块的协同工作，我们首先将该语音识别逻辑制作成 dll动态链接库，嵌入到 java中，并留出同网页层javaseript交互用的接口。再嵌入到html网页中。与此同时，将 wrl格式的文件也嵌入到 html网页中。这样，语音模块、3d场景模块就集成到了网页中。其次，设计 javascript中的接 口。3d场景的控制接el和后 台控制接口，前者主要负责触发 3d场景的动画设置，后者主要负责触发后台服务器端的操作。这样，javaseript就作为几大模块的“连接桥”，连接起了各大模块，保证了数据的传输。

用户通过输入语音，将所得到的反馈信息直接作用于 3d场景中并显示出来，并能够连接后台数据库完成实际的业务操作。同时后台反馈回来的信息也可以通过 javaseript接 口直接作用于 3d场景，显示出后台业务操作的结果。

3 系统业务逻辑层的实现

客户端三维语音操作平台经过 http请求最终将数据传给应用服务器内的servlet。它定义了一个框架，扩展了应用服务器的能力，同时定义了一套标准的api接口作用于应用服务器，这使得其具有 良好的可移植性。servlet采用请求响应的模式来接受用户的请求，提供 web服务。当客户端发送一个请求到服务器，服务器将该请求交付给一个 servlet线强来处理，处理完毕后将处理结果再返 回给客户。在整个 web业务当中，servlet发挥了一个关键性的作用。

servlet通过 ibm mq提供的应用程序接 12i来实现同消息中间件 mq的交互。servlet在接受到来 自客户端的消息后，将消息放人 ibm mq的消息队列里，数据可以通过消息队列传送到主机上。当?肖息队列中出现 cics处理后的结果后，会触发相应的servlet从消息队列中取得 cics处理结果的数据。

cics是ibm公司的事务中间件，支持online的操作，其驻留在主机内存中。当有事务需要处理时，cics启动一个 task，同时触发一个 cobol程序的执行，当用户没有操作的时候 ，task退出内存，并不占有资源。cics作为 ibm主机产品中的一棵常青树，在进行主机开发时，有极其重要的地位。cics是online的，在用户没有进行操作的时候 ，cics不驻留内存。同时，主机因为其强大的10能力在此可作为强劲的业务逻辑服务器。

mq管道是沟通主机和开放平台的媒介，servlet通过 mq管道同 cics进行交互。在主机上 ，cics也 是通过 mq提供的ap1，同 mq进行数据交互。当要反馈 cics的处理结果给终端用户时，可以将其放入消息队列。servlet发送来的数据也在消息队列中，cics从消息队列中获得数据。

cics在获得数据之后，可以通过 cobol语言进行业务逻辑的实现。cics通过嵌入式 sql语句 ，进行数据库操作。在主机上，数据库是主机 db2。主机 db2是 ibm公司的关系数据库产品，在安全性可靠性方面有很多优点。

4 结束语

在目前网络应用越来越普遍的情况下，传统的网页式操作平台虽然可以在一定程度上完成其应有的功能，但是一种三维的可语音交互的平台无疑更具亲和力。本文着重论述了如何实现这样一个在交互性方面有巨大优势的平台。结合了目前流行的 j2ee架构，考虑了传统的主机应用平台，是一种完全新颖的网络应用开发技术。系统在三维环境的下载时间，用户等待时间和系统性能等方面尚待改进，但这样一种新颖的平台在可交互性方面的优势显而易见，对于将来的网络应用平台开发技术的进一步发展，无疑有重要的参考价值。

参考文献

[1]刘怡 张洪定崔欣．虚拟现实 vrml程序设计．天津，南开大学出版社 ．2007．

[2]cay s．homtmann gary cornel1．java2核心技术．机械工业 出版社 2006．

[3]ibm．cics resource definition guide．

[4]ibm．cics application programming guide．

[5]ibm．db2 udb v8系统管理教程．

[6]ibm．jclguide．

[7]ibm．ispfguide．

[8]ibm．mvs system messages vol．