虛擬現實技術--虛擬現實畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 RML 的 JavaScript 對象。如果 Script 節點內直接包含使用這兩種語言之一編寫的程序腳本，為了使瀏覽器能夠區分開，必須在 url 域的字符串開頭注明“ VrmlScript：”還是“ JavaScript：”。 JavaScript 對 VRML 場景的訪問并不是一定要通過 Script 節點，如果 VRML 場景與 HTML 頁面的其它對象相結合，比如使用了 JavaScript 對象，就可以使用直接訪問的方式 [7]。 畢業設計（論文）專用紙 第 7 頁 第 3 章 使用 3ds max 技術構建模型 3ds max 構建模型的準則 一個虛擬現實場景在計算機上演示流暢 與否 ，與場景中的模型個數、模型面數、模型貼圖這三個方面的數據量 息息 相關，只有在前期 建模時 處理好這三個方面的數據量，才不會導致后期演示時出現卡、頓 等 現象。 3ds max 構建模型的基本方法 基本體建模 3ds max 中提供了非常容易使用的【標準基本體】及【標準幾何體】建模工具，只需拖動鼠標，即可創建一個幾何體。這些基本體靠參數來改變形態的，用這些基本體可以制作一些簡單的造型。 沙發建模、房屋建模 圖 31 沙發的效 果圖 圖 32 房屋的效果圖 二維線形建模 二維線形在建模中起著非常重要的作用，通常我們建立的三維模型大都是先創建二維線形，然后添加相應的修改命令來完成的。二維線形也可以直接在建模中使用，它提供了【頂點】、【線段】、【樣條線】等修改級別，用二維線形繪制復雜的造型，必須給它添加適當的編輯修改命令，通過這些命令使二維線形生成三維物體，一步步繪制出復雜的結構造型。常見的修改命令如【擠出】、【車削】、【倒角】、【倒角剖面】、【放樣】等。 洗手池建模、油煙機建模 畢業設計（論文）專用紙 第 8 頁 圖 33 洗菜池的效果圖 圖 34 油煙機的效果圖 三維修改器建模 在 3ds max 的修改工具中有大量的三維修改命令，通過使用這些三維修改命令可以對三維對象進行一些復雜的變形和編輯，可以快捷地創建一些精度要求很高的復雜三維造型。常見的修改命令如【 FFD】等。 購物車建模、壓力鍋建模 圖 37 購物車的效果圖 圖 38 壓力鍋的效果圖 收款機建模 圖 39 收款機的效果圖 畢業設計（論文）專用紙 第 9 頁 利用 3D 制作動畫 在 3ds max 中可以制作場景動畫，導入進 VRML 里做必要的處理可以形成物體交互的動畫，方便快捷的模擬出現實生活的場景。 創建動畫的方法： （ 1）單擊“自動創建關鍵點”按鈕，開啟動畫功能。 （ 2）激活所需視圖上需要變化的物體，改變其相對位置，確定好方位后點擊打點按鈕，定下關鍵幀。依此類推。 （ 3）激活透視圖，觀察最終動畫并加以修改。 （ 4）如圖 3 31 312 所示收銀場景應用動畫 的最終效果。 圖 310 收銀場景動畫應用的原始圖 圖 311 收銀場景動畫應用的過程圖 圖 312 收銀場景動畫應用的最終效果 圖 畢業設計（論文）專用紙 第 10 頁 第 4 章 使用 VRML 技術構建動畫與交互功能 使用 VRML 構建動畫與交互功能的基本語法 使用 VRML 構建動畫的基本插補器類型 Timesensor 節點的作用像一個時鐘，它可以被用來執行開始、停止或者其他控制動畫的動作。隨著時間的流逝，這個傳感器就會產生事件來表示時間的變化。通過 將這些事件從 Timesensor 節點的 eventOut 路由到其他節點，當 Timesensor 節點的時鐘計時時，可以使這些節點發生相應的變化 [8]。若要使一個坐標系平移、旋轉和按比例縮放的話，可以將 Timesensor 節 點 時 間 路 由 至 PositionInterpolator 和OrientationInerpolator 節點。這些節點中每一個產生新的位置和旋轉值，并通過他們的 eventOut 事件傳送這些值。按順序將這些值路由到 Transform 節點，就可以使節點的坐標系隨動畫過程的發展而發生平移、旋轉和按比例縮放 。 根據其所插值的類型而將插補器節點分為幾種 [9]： PositionInterpolator 位置插補器（用于造型位置的變化，和時間傳感器結合一起可以隨時間改變對象的位置，從而創建對象移動的效果。同時，這個節點還可以用來控制對象的縮放，實現對象大小和形狀的變化 ） 。 OrientationInterpolator 方向插補器（用于對象的朝向變化，也就是隨著時間的變化，對象繞某個軸，逐漸旋轉不同的角度，體現出對象的方位的動態變化。 ） ColorInterpolator 顏色插補器（描述顏色隨時間的變化，從而使得造型的顏色呈現一種靈活、生動的變化效果 ） 。 ScalarInterpolator 標量插補器（對某些標量數值的域進行插補的，一般用于只有單一的數值表示的域，比如改變強度，可以調節光照，霧的濃度。材質的透明度等等 ） 。 NormalInterpolator 法向插補器（能夠隨時間改變vector 的三維向量域值 ） 。 CoordinateInterpolator 坐標插補器（對空間坐標的數值進行插補，但是同位置插補器的情況不同，坐標插補器往往不是用在對造型對象的位置坐標上，而是用在構成某類對象的空間坐標上。 ） 使用 VRML 構建交互功能的基本傳感器類型 在虛擬場景中設置了一些具有檢測、感知作用的節點，借助這些節點的使用，瀏覽者和虛擬對象能夠實現更進一步的交互 [10]。 Touchsensor 是一種用來檢測觀察者的接觸和將事件輸出的傳感器。這些輸出描述 畢業設計（論文）專用紙 第 11 頁 了在何時、何地觀察者接觸到了可感知的造型。 CylinderSensor， PlaneSensor 和SphereSensor 節點也可用來檢測何時觀察者接觸到一個可感知的造型 [11]，并且提供了用來改變造型位置和方向的輸出。檢測器可以分為兩大類，一類是接觸型的傳感器，另一類是感知性的檢測 器。 檢測動作的檢測器是接觸型檢測器 [12]，節點有： TouchSensor 接觸傳感器 (用于感知用戶鼠標觸發的動作 )、 PlaneSensor 平面傳感器 (感知用戶在 XOY 平面上鼠標拖拽動作 )、 SphereSensor 球面傳感器 (用于感知用戶繞中心點拖拽旋轉的動作 )及CylinderSensor 圓柱傳感器 (用于感知用戶繞中心軸拖拽旋轉的動作 )。 檢測用戶和對象接近程度的檢測器是感知檢測器，節點有： VisibilitySensor 可見性傳感器 (從瀏覽者所在的方位，感知一個空間長方體區域，在當前場景中是否可以被看 見，據此輸出事件觸發動畫效果 )， ProximitySensor 鄰近傳感器 (用于從瀏覽者視點所在的方位，感知用戶進入、退出設定的空間長方體區域的動作 )， Collision 碰撞感知節點 (用于從瀏覽者所在的方位，感知用戶與該組中任何子節點造型發生碰撞動作 )。 使用 VRML 構建動畫 使用 VRML 構建馬桶蓋的開啟 在現實生活中，人們可以通過點擊按鈕來沖洗馬桶，為此，在本次設計中通過使用OrientationInterpolator 來實現這一功能，并配有沖洗馬桶的聲音。如圖 4 42所示 功能實現。 以下所示為實現馬桶蓋關閉的代碼： DEF gaizi Transform{ } DEF clock1 TimeSensor {cycleInterval 1 loop FALSE } DEF a1 OrientationInterpolator { key [ ?? 1 ] keyValue [0 1 1 ??0 1 0 ]} DEF s TouchSensor {} 畢業設計（論文）專用紙 第 12 頁 Sound {source DEF zb AudioClip {url }} ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO 圖 41 馬桶蓋關閉動畫的原始圖 圖 42 馬桶蓋關閉動畫的最終效果圖 在這個程序中，第一條路由的作用是把 接觸傳感器 s 的 touchTime 事件域傳遞域值給聲音 AudioClip zb 的 startTime 域，開啟聲音；第二條路由的作用是時間傳感器 clock1 的 fraction_changed 事件域傳遞域值給方位插補器 OrientationInterpolator a1 的 set_fraction 域； 最后一條路由是 方位插補器 OrientationInterpolator a1 的value_changed 事件域傳遞域值給 Transform 節點 gaizi 的 set_rotation 域，完成動馬桶蓋關閉動畫的全過程。 使用 VRML 構建壓力鍋的煙霧及開啟 在顯示生活中壓力鍋工 作中會有煙霧產生，通過 VRML 和 cosmo worlds 創建煙霧動畫和鍋的開啟，還原真實場景。如圖 4 44所示功能實現。 以下所示為實現煙霧動畫代碼： DEF _12 TimeSensor {} DEF steamAniTrigger_13 Script { eventIn SFTime triggerIn eventOut SFTime startTime eventOut SFBool firstTime url javascript:function triggerIn(value, time) 畢業設計（論文）專用紙 第 13 頁 { startTime = value。 firstTime = FALSE。 }} ROUTE TO ROUTE TO 圖 43 壓力鍋煙霧動畫的原始圖 圖 44 壓力鍋煙霧動畫的最終效果圖 程序中第一條路由的作用是腳本 steamAniTrigger_13的 firstTime事件域 傳遞域值給時間傳感器 _12 的 set_enabled 域 ；第二條路由作用是時間傳感器 _12 的 time 事件域傳遞域值給 steamAniTrigger_13 的 triggerIn 域，實現煙霧動畫。 使用 VRML 構建天空 在虛擬現實中搭建外環境，模仿真實天空，增加場景的真實感。如圖 45所示為天空效果圖。 以下所示為實現真實感天空的代碼： DEF SkyInterp ScalarInterpolator { key [ 0, 1 ] keyValue [ 0, 1 ]} textureTransform DEF _34 TextureTransform { } DEF SkyTimer TimeSensor {} DEF SkyMove Script { eventIn SFFloat floatIN eventOut SFVec2f coordsOUT url javascript: function floatIN (value, timestamp){ 畢業設計（論文）專用紙 第 14 頁 coordsOUT[0] = value。 } }] ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO } 圖 45 真實感天空實現的效果圖 程序中第一條路由的作用是腳本 SkyMove 的 coordsOUT 事件域傳遞域值給 _34 的set_translation 域；第二條路由作用是時間傳感器 SkyTimer 的 fraction_changed 事件域傳遞域值給標量插補器 SkyInterp 的 set_fraction 域；第三條路由是標量插補器SkyInterp 的 value_changed 事件域傳遞域值給腳本 SkyMove 的 floatIN 域，實現云飄動的動畫。 使用 VRML 構建交互功能 使用 VRML 構建冰 柜門開啟的交互功能 “虛擬現實在超市及餐廳中的應用”為