基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)24(文件)

　

【正文】 間坐標(biāo)系統(tǒng)中映射到媒體結(jié)構(gòu)的時間坐標(biāo)系統(tǒng)。在動畫過程中，應(yīng)用程序修改圖象的屬性以使它可以改變外表并且可以圍繞屏幕移動。影片工具箱使應(yīng)用程序可以儲存、讀取、操縱QuickTime影片中的時基數(shù)據(jù)。例如，有這樣的函數(shù)，可以通過移去部分視頻和音軌來縮短影片，也有函數(shù)通過從其它影片中移入新數(shù)據(jù)來擴(kuò)展它。圖象壓縮管理器提供了獨立于設(shè)備和驅(qū)動器的壓縮和解壓的方法，它也為實現(xiàn)外部的軟硬件圖象壓縮算法提供了一個簡單的接口。但是如果應(yīng)用程序壓縮圖象或者用壓縮圖象制作影片，就可以直接調(diào)用圖象壓縮管理器函數(shù)。(2)媒體處理器：包括有衍生媒體處理器組件、動畫媒體處理器組件、中間媒體處理器組件等。雖然它是初級的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，但是它有其自身的特色與優(yōu)勢。 我們可以任意的轉(zhuǎn)動觀看，也可以改變視點，或是走近仔細(xì)觀看，由于這些照片是相互連接的，所以只要照片足的精細(xì)連接得緊密正確，我們就可以獲得空間的感覺。這些概念包括：全景（Panoramas)：全景是QuickTime VR技術(shù)最具特色的概念。對象(Objects)：QuickTime VR的物體是和全景圖象的概念相對比的概念。每個在場景中的全景圖象或?qū)ο箅娪胺Q為節(jié)點。目前，三維復(fù)雜模型的實時建模與動態(tài)顯示技術(shù)可以分為兩類。在給定觀察點和觀察方向以后，使用計算機(jī)的硬件功能，實現(xiàn)消隱、光照及投影這一繪制的全過程，從而產(chǎn)生幾何模型的圖像。從另一方面來看，當(dāng)三維模型高度復(fù)雜時，每個面片所占據(jù)的屏幕象素的平均數(shù)將很少。在這樣的背景下，人們開始考慮可否避開繁瑣的造型過程和復(fù)雜的繪制計算，而直接用圖像來實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境的實時建模與動態(tài)顯示。在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)圖像的拼接，即將物體空間中同一點在相鄰圖像中對應(yīng)的象素點對準(zhǔn)。如果要換一個觀察點，必須再重新攝取一組圖像構(gòu)成全景圖，當(dāng)改變觀察點進(jìn)行漫游時，便會出現(xiàn)圖像突變的情況，也就是三維空間切換不是很平滑。其基本思路是:在不同的觀察點取得三維場景或某一物體的多幅圖像，交互地給出或自動求出每兩幅圖像之間的對應(yīng)點，再用圖像插值或視圖變換的方法求出該物體對應(yīng)于其它觀察點的圖像。②功能特點QuickTime VR最基本的功能特點是能夠?qū)崿F(xiàn)對三維空間和三維物體全方位的觀察，它不需要一般虛擬現(xiàn)實技術(shù)影片所要求的昂貴的特殊頭盔、特殊眼鏡和數(shù)據(jù)手套。在三維空間和三維空間、三維物體和三維物體之間、三維空間和三維物體之間，可以存在超媒體鏈接，用戶利用這種超媒體鏈接，可以在它們之間進(jìn)行平滑的切換，從而置身于真實感很強的虛幻空間之中，這種超媒體鏈接不僅可鏈接QuickTime VR兩種基本類型的節(jié)點，還可以鏈接其它多媒體素材，如圖像、聲音、視頻、文字等等。在當(dāng)今流行的操作系統(tǒng)平臺上，如Windows ， Windows 95， Mac OS， 均有相應(yīng)的支持版本。數(shù)據(jù)量小：QuickTime VR采用了蘋果公司獨有的專利壓縮技術(shù)，它可以將一整張360度的全景圖片壓縮到540K以下。制作流程主要是拍攝、數(shù)字化、節(jié)點制作、場景制作，前期拍攝的不利因素的影響，如陰天光線的影響，都可以通過后期數(shù)字化加工消除。QuickTime VR可以應(yīng)用照片、錄象或數(shù)字圖象來創(chuàng)建虛擬環(huán)境，這就不同于靜止的CAD或GIS制作，使它較之傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)有著更高的真實感、更豐富的圖象和更鮮明的細(xì)節(jié)特征。便于在拍攝過程及時查找拍攝信息，同時也為后面素材管理設(shè)置了管理類別。物體電影播放器需要處理鍵盤和鼠標(biāo)操縱信息，并根據(jù)這些操縱信息實時顯示對應(yīng)的虛擬空間。在顯示全景電影時，需要同時校正全景圖像的曲線失真。蘋果公司的QTVR寫作軟件Authoring Studio也沒有提供QTVR同其他傳統(tǒng)媒體的超連接。顧名思義，在本系統(tǒng)上開發(fā)出來的教學(xué)軟件最終要運行在網(wǎng)絡(luò)上的，而開發(fā)過程幾乎完全集中在PC上。要將在本系統(tǒng)上開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)課件真正應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)，需要一個瀏覽器插件。第二階段：這個階段是研究的核心階段，主要要完成的工作是完成本系統(tǒng)核心部份的開發(fā)。然后在此基礎(chǔ)上，開發(fā)一套影片播放的動態(tài)鏈接庫，以便在其它應(yīng)用程序中能夠使用QuickTime VR影片，這樣QuickTime VR影片就不再是少數(shù)幾個開發(fā)工具軟件（如 Director）所獨有的媒體素材?，F(xiàn)有的QuickTime VR電影雖然提供了由節(jié)點到節(jié)點的超連接，但是這種轉(zhuǎn)換是突變的，既沒有中間的過度過程。我們的初步設(shè)想有兩個：一是在兩個節(jié)點之間插入許多的中間圖片，模仿生活中電影的播放過程，在轉(zhuǎn)到下一個節(jié)點之前，首先通過程序播放這些中間圖片，以產(chǎn)生一種漸進(jìn)的平滑效果。 John Pugh， 《Journal of ObjectOriented Programming》，1996年； 30. Joshua Eddings，《虛擬現(xiàn)實半月通》， 電子工業(yè)出版社，1994年； 31. Shehang Eric Chen，《QuickTime VRAn Image Based Approach to Virtural Environment Navigation》，Computer Graphics Proceedings，Annual Conference Series，1995； 32. Laura ，《Panoramic Overviews For Navigating RealWorld Scenes》，ACM Multimedia 93，6/93/CA，USA； 33. Tom R Halfhill，《See You Around》，May 1995，《BYTE》； 34. Joe Gradecki，《The Virtural Reality Construction Kit》，John Wileyamp。 Design》，Prentice Hall Inc，199824 / 24。Sons Inc，1994； 36. Petra Hoepner，《Synchronizing the Presentation of Multimedia Objects》，《Computer Communication》，Vol15，1992； 37. Franics Krefz and etc，《Standardizing Hypermedia Information Objects》，《IEEE Communications Magazine》，May 1992； 38. 宛延凱，《C++語言和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》，清華大學(xué)出版社，1997 39. Edward Yourdon amp。 2. 何克抗，《運用新一代VR技術(shù)建立高質(zhì)量教育與培訓(xùn)系統(tǒng)的研究》，《1997年度國家自然科學(xué)基金申請書》； 3. 何克抗，《教學(xué)設(shè)計理論與方法研究評論》，中國電教協(xié)會97’學(xué)術(shù)會議大會特邀報告； 4. 汪成為等，《靈境技術(shù)的理論、實現(xiàn)與應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社，1996年； 5. 汪成為，《靈境技術(shù)與人機(jī)和諧仿真環(huán)境》，《計算機(jī)研究與發(fā)展》1997年第一期； 6. 王新發(fā)，《基與教學(xué)設(shè)計的多媒體課件寫作系統(tǒng)》，1998年碩士畢業(yè)論文 7. 李錦濤等，《虛擬現(xiàn)實技術(shù)概論專題》，《中國計算機(jī)報》1998年1月17日； 8. 王堅等，《虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)專題》，《計算機(jī)世界》1995年第7期； 9. 胡曉峰等，《HVS：一個基于空間時間的半現(xiàn)實模型》，《小型微型計算機(jī)系統(tǒng)》，1994年第12期； 10. 鐘力、胡曉峰，《基于虛擬現(xiàn)實的全景視頻技術(shù)》，《小型微型計算機(jī)系統(tǒng)》1996年12期； 11. 胡曉峰、李國輝，《多媒體系統(tǒng)》，人民郵電出版社，1997； 12. 胡曉峰，《仿真、多媒體與虛擬現(xiàn)實》，《國防科技大學(xué)學(xué)報》，1994年第12期； 13. 唐澤圣，《三維復(fù)雜模型的實時動態(tài)顯示》，《計算機(jī)世界》1997年第三十一期； 14. 王沖，《QuickTime與QuickTime VR技術(shù)》，《計算機(jī)世界》1997年第五期； 15. 黃鐵軍、柳健，《虛擬現(xiàn)實導(dǎo)引》，《計算機(jī)世界》1997年第三十四期； 16. Joshua Eddings，《How Virtual Reality Works》，電子工業(yè)出版社1994年中文譯本； 17. 曾建超、俞志和，《虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社1996年版； 18. Guoqiang Shen，《QuickTime VR Aided Urban Design And Planning》，《多媒體與超媒體教育應(yīng)用》國際會議1996年論文集； 19. 馬建波、趙唯一，《C 語言圖象處理程序集》， 海洋出版社，1992年； 20. 李振輝、李仁和，《探索圖象文件的奧妙》，清華大學(xué)出版社，1996年； 21. Burdea G.，《Virtual Reality systems and Applications》，Electro’93 International Conference； 22. Apple Computer Inc，《QuickTime VR White Paper》，1997年； 23. Apple Computer Inc，《QuickTime VR Virtual Tutor》，1997年； 24. Apple Computer Inc，《Inside Macintosh：Virtual Reality Programming With QuickTime VR 》，1998年； 25. Apple Computer Inc，《Introduction to QuickTime for Windows Programmers》，1997年； 26. Microsoft Corporation，《Microsoft Visual C++ for Win32大全(一)：用戶指南》，清華大學(xué)出版社，1996年； 27. Microsoft Corporation，《Microsoft Visual C++ for Win32 大全(二)：用MFC和Win32編程》，清華大學(xué)出版社，1996年； 28. Andrea 、David amp。這是和我們的日常習(xí)慣相背的，我們常常會因此而在虛擬空間中失去方向。探索如何將QuickTime VR電影文件同傳統(tǒng)媒體通過超連接的形式有機(jī)地結(jié)合起來，并據(jù)此開發(fā)出多媒體集成器。探索將QuickTime VR應(yīng)用到教學(xué)設(shè)計中去的原理和規(guī)律，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計出腳本編輯器和素材管理器。2．研究過程具體的研究過程分三個階段，每個階段具體研究目標(biāo)如下：第一階段：主要是進(jìn)行資料調(diào)研的工作，需要調(diào)研的工作有：理解什么是QuickTime VR，它有什么技術(shù)特色，目前的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀，其局限性等；熟悉QuickTime VR制作流程，制作一個QuickTime VR的樣例；熟悉QuickTime 、QuickTime VR的基本原理，論證開發(fā)基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)的可行性，了解系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)基礎(chǔ)，設(shè)計系統(tǒng)總體框架。使得課件的設(shè)計和初級測試可以完全在單機(jī)上完成。它根據(jù)腳本對各種媒體的定義和加涅的教學(xué)設(shè)計理論，使用超連接的形式將各媒體元素合并成一個整體。5）多媒體集成器：要制作一個適合學(xué)生個別化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件，單單依靠QTVR的虛擬現(xiàn)實技術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，QTVR技術(shù)還是一種初級的桌面現(xiàn)實系統(tǒng)。4）全景電影播放器：此功能模塊同上面的物體電影播放器功能相似，不同的是全景電影播放器播放的是全景電影文件。素材管理器主要用于對電影、圖像、聲音、視頻、文本等媒體文件的管理，可以對它們方便地加入注釋信息，并能方便地進(jìn)行查找與刪除。理論研究的目標(biāo)是致力于尋找將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)課件開發(fā)中的原理和規(guī)律；技術(shù)研究的目標(biāo)是在普通微機(jī)（Pentium 133以上及加速圖形卡）上開發(fā)出一套基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)（我將在后面詳細(xì)介紹該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能），即在無需特殊硬件的條件下，能夠創(chuàng)造一個實時逼真的虛擬現(xiàn)實環(huán)境，并將此環(huán)境應(yīng)用于教學(xué)過程，從而建立起一種基于新一代虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高質(zhì)量的教育與培訓(xùn)系統(tǒng)；本次研究以技術(shù)研究為主，具體的目標(biāo)是要開發(fā)出一個在普通PC機(jī)上運行的基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課件寫作系統(tǒng)，它主要由七個部份組成，其邏輯結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。3）QuickTime VR與其它技術(shù)的比較與傳統(tǒng)影視媒體的比較：傳統(tǒng)影視媒體只能按照錄制的順序播放，參與者不可改變其播放順序缺乏交互性； 而QuickTime VR技術(shù)使參與者可以自己控制體驗的進(jìn)程和順序，可以挑選自己感興趣的環(huán)節(jié)而略過其他部分。小數(shù)據(jù)量意味著同樣大小的磁盤空間存儲更多的圖片，同時也意味著用戶對場景的操縱更加迅速。高度的現(xiàn)實性：QuickTime VR運用真實世界的全景圖像來構(gòu)建虛擬的現(xiàn)實空間，真實世界的全景圖是用一個35mm 膠片的相機(jī)和一個三角架裝置來獲取的，它遠(yuǎn)比由計算機(jī)生成的圖像的真實感強，由于膠片可以提供很高的清晰度，從而圖象具有更豐富的圖象和更鮮明的細(xì)節(jié)，不同效果和各種環(huán)境也可以用一系列的鏡頭和濾光鏡來獲得。任何欣賞QuickTime VR場景的用戶無須配戴欣賞一般虛擬現(xiàn)實技術(shù)影片所要求的昂貴的特殊頭盔、特殊眼鏡和數(shù)據(jù)手套，所有對場景的操縱僅用普通鼠標(biāo)、鍵盤就可完成。操縱三維造型的方式有三種：對于三維空間，可以在一個觀察點環(huán)繞360度，可在任意一個角度進(jìn)行觀察，它是以觀察者為中心的；對于三維物體，用戶可以在一個立體的360度空間中，任選一個角度進(jìn)行觀察，它是以三維物體為中心的。在將幾何模型轉(zhuǎn)變?yōu)槠聊粓D像的過程中，我們需要解決隱藏面和隱藏線消除、光照強度計算及由物體空間到圖像空間的