61虚拟现实50ppt课件

1、第6章 虚拟现实网络课件制造.6.1 虚拟现实技术根底1.什么是虚拟现实2.虚拟现实类型3.基于网络的虚拟现实技术. “虚拟现实virtual reality，简称vr是用计算机技术来生成一个逼真的三维视觉、听觉、触觉或嗅觉等觉得世界，让用户可以从本人的视点出发，利用自然的技艺和某些设备对这终身成的虚拟世界客体进展阅读和交互调查。它可运用户获得与真实世界一样的觉得,可到达替代实践系统的目的.6.1.1 什么是虚拟现实？. 专业级虚拟现实系统具有高度的实时性,能同时运用多种输入输出设备，用户可以用人体的自然技艺，借助数字头盔、立体显示技术、数据手套和数据衣服等工具，与虚拟的觉得世界进展交互作用。

2、6.1.1 什么是虚拟现实？. 如今虚拟现实的范围很广，包括虚拟环境、塞伯空间等。虚拟现实最重要的目的就是真实的体验和方便自然的人机交互，凡是可以到达或部分到达这样目的的系统就称为虚拟现实系统。6.1.1 什么是虚拟现实？虚拟现实系统的关键特性沉浸：“真实的体验交互：实时支配 得到反响信息.1桌面虚拟现实2沉浸式虚拟现实3加强现实系统4分布式虚拟现实6.1.2 虚拟现实类型.1桌面虚拟现实 利用个人计算机和低级任务站进展仿真，将计算机的屏幕作为用户察看虚拟境界的一个窗口。运用简单的外部设备6.1.2 虚拟现实类型如鼠标、轨迹球来察看360度范围内的虚拟世界，并支配虚拟场景中的各种物体。纯软件型

3、.2沉浸式虚拟现实 高级虚拟现实系统，提供完全沉浸的体验，运用户有一种置身于虚拟境界之中的觉得。利用头盔式显示器或其他硬件设备数据手套位置跟踪器6.1.2 虚拟现实类型.3加强现实系统 不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要利用它来加强参与者对真实环境的感受。加强现实中无法感知或不方便的感受。 6.1.2 虚拟现实类型 真实环境和虚拟环境结合起来的系统，部分系统是真实环境，这样既可减少真实环境的资源耗费，又可对实践物体进展操作。.4分布式虚拟现实假设多个用户经过计算机网络衔接在一同，同时参与一个虚拟空间，共同体验虚拟阅历，那虚拟现实那么提升到了一个更高的境界，这就是分布式虚

4、拟现实系统。 16.1.2 虚拟现实类型.6.1.3 基于网络的虚拟现实技术VRML Web3D 全景 面向网络、基于文本描画、与设备无关的三维外型言语，它所生成的虚拟场景由用户端的专门阅读器来阅读和交互。 网络三维技术的统称，其本质就是在网络上表现3D，提供比vrml具有更强表现力的虚拟现实网络处理方案。 基于摄影的，作品为实景拍摄的全景照片，可web阅读器中进展三维互动阅读。.6.2 VRML课件制造1 . VRML与网络教学2 . Vrml语法3. VRML阅读器4 . VRML制造工具5 .cosmo world制造VRML作品6 .vrmlpad编辑VRML.6.2.1 VRML与网

5、络教学1 . VRML概念VRMLVirtual Reality Modeling Language是一个在Internet中描画三维外型与交互环境的文本标注言语。 VRML提供对三维世界及其内部根本对象的描画包括球体、平面、圆锥、圆柱、立方体等并同二维的页面链接起来。VRML是描画虚拟环境中场景的一种规范。它定义了三维运用系统中常用的言语描画，如层次变换、光源、视点、几何、动画、雾、资料特性和纹理映射等，并具有简单的行为特征描画功能。.6.2.1 VRML与网络教学1 . VRML概念VRML 1.0于1994年面世 VRML 2.0规范于1996年公布1997年，VRML正式作为国际规范发

6、布，并获得ISO同意，此即VRML VRML与网络教学2 . VRML特性文件短小，适于网络运用兼容性强，兼容多种3D文件格式和其他媒体文件格式实时3D交互后期维护方便扩展性强可支持多种运转环境.6.2.1 VRML与网络教学2 . VRML特性缺乏：三维图象质量普通，场景不能过于复杂，对客户机要求较高，需求运用专门的阅读器阅读器的控制比较困难。Vrml与外界的通讯才干比较差Vrml与用户的交互比较弱.6.2.1 VRML与网络教学3 . VRML在网络教学中的运用能营造更为逼真的环境和场景，人机交互更为自然，更能加强想象力，加强学生的感官刺激，激发学生兴趣模拟仿真宏观世界和

7、微观世界用虚拟仿真替代实践训练全景察看物理构造创设实验环境，进展实验教学.6.2.2 VRML语法根底是一个扩展名为WRL的文本文件或扩展名为WRZ的二进制文件。文本编辑软件 。Vrml阅读器。.6.2.2 VRML语法根底#VRML V2.0 utf8Shape appearance Appearance material Material #用缺省材质和颜色 geometry Cylinder radius 3 height 6 side TRUE top FALSE bottom TRUE 文件头：给阅读器提供文件的版本信息注释：以号开场的阐明文字节点：场景信息的单位。用来描画场景中的外

8、型、灯光及声音等属性值：描画及改动节点属性的大小Vrml文件构造.6.2.2 VRML语法根底节点(node)，VRML世界的根本单位其位置相当于面向对象言语中的对象, 但语义简单许多节点由假设干域(Field)描画. 每个域包括域名(也称域的类型)和“值. 节点的域能够是简单的参数, 如上例中的圆柱体节点有假设干描画圆柱体的详细参数.节点的域也能够是另外的节点, 如上例中的Shape节点, 它含有两个域, 名字分别为外观(appearance)和几何外形(geometry), 其值都是别的节点.节点描画和域的次序无关.6.2.2 VRML语法根底节点(node)，VRML世界的根本单位有一些

9、系统已定义的节点, 例如 Box, Cylinder, Shape, Material, SpotLight等它们所含的域(名)是确定的, 例如radius等.VRML文本编写者的义务就是要给这些域设计适当的值系统对这些域有缺省值, 例如Boxsize 2, 2, 2, Sphere radius 1 等.用户也可以自定义非规那么几何体节点.6.2.2 VRML语法根底节点类型1、根本外型2、组3、外型节点5、光照节点6、多媒体节点7、监测器和插补器节点.6.2.2 VRML语法根底1、根本外型Shapegeometry 几何外型节点Box, Sphere, Cone, Cylinderapp

10、earance 定义颜色和外表纹理等外观属性 Material, Texture, TextureTransform.外表特性: Appearance节点material域: 值为Material节点, 可有如下域diffuseColor, 颜色的反射与入光角度有关shineness, 光洁度, 取值 0.0 - 1.0transparency, 透明度, 取值 0.0 - 1.0texture域: 值取ImageTexture, MovieTexture, PixelTexture节点之一textureTransform域: TextureTransform节点. 用于在施用前对纹理做空间变

11、换.例子3: 图像纹理的运用#VRML V2.0 utf8Shape geometry Box appearance Appearance texture ImageTexture url “ie.gif .6.2.2 VRML语法根底2、组节点 对假设干外型进展编组，将他们组为一个整体进展操作GroupTransformAnchor等.6.2.2 VRML语法根底2、外型节点XYZ重新确定坐标系统实现平移旋转和缩放.6.2.2 VRML语法根底translation x y z 将物体平行位移rotation x y z r 按右手法那么, 将物体围绕由原点和 (x y z)确定的射线旋转r

12、弧度scale x y z, 相对原点, 按照给出的比例因子在空间三个方向上放大(减少)留意: 变换是针对物体上每一个点的.在成组节点中, 变换对组中的节点都有效. 嵌套的变换效果叠加, 由内向外变换顺序: scale, rotation, translation还有些可选参数, 例如旋转的原点, 放大的中心等.VRML的动画才干Ability to change the world over time不仅几何位置的变化，还包括颜色、光线、声音等。详细表如今对有关节点属性值的动态改动如何启动一个动画过程 ？ - VRML提供各种各样的“传感器节点, 响运用户事件.如何在时间上控制一个动画过程

13、？- TimeSensor节点如何在行为上控制一个动画过程 ？- 各种各样的“插值器节点经过ROUTE语句进展事件的传播：VRML动画的根本机制.一个最简单的动画例子 (eg5)#VRML V2.0 utf8Group children DEF PUSH TouchSensor # 和下面的节点相联络 Shape geometry Cone appearance Appearance material Material diffuseColor 1 0 1 Sound # 定义一个音响节点 source DEF BUZZ AudioClip url mssound.wav maxFront 5

14、0 # no sound heard beyond minFront 5 # no change in volume withinROUTE PUSH.touchTime TO BUZZ.startTime.文字例子 (eg6)#VRML V2.0 utf8Shape geometry Text string Internet and Java Technologies fontStyle FontStyle size 1.5 family SERIF style BOLD .VRML的事件: 交互与动态的根底事件是某些节点的性质(在VRML的53种节点中, 多数与事件有关)如何知道什么节点与

15、什么事件有关节点规范中的显示阐明节点的exposed Field域隐含相关事件ROUTE语句: 让不同节点之间事件相互联络的手段 (起一个类似于赋值语句的作用). 6.2.3 VRML阅读器1.Microsoft VRML2.0 View2.Cosmo player3.其他VRML阅读器. 6.2.4 VRML制造工具1.VRML代码编辑软件2.可视化VRML制造工具传统的三维制造软件 3ds max Maya Cinema 4D公用工具软件 Internet Space Builder , cosmo worlds ,3D web site BuilderVrmlPad SitePadPro

16、.6.2.5 运用Cosmo world制造vrml作品.三、 虚拟现实系统的运用 虚拟仪器 (1)非交互式虚拟实验室 vrhome/index.htm 2)交互式虚拟实验室 RainDemo.exe TJU.EDU.CH .网络教育例：教具， 虚拟大学 商业运用例：设计，购物，旅游文化、文娱 例：博物馆 (dmc.dit.ie).什么是VRML (2.0)一种言语, 用于描画三维物体和由它们构成的三维场景; 该场景可以具有现实世界的多种特征、可以是动态的, 也可以和察看者交互作用.它最引人入胜的运用是使人们可以在Web上构建动态的、具有丰富的传感效应的虚拟环境VRML (2.0

17、)不仅是VRML (1.0)的一个扩展. .VRML的主要才干描画三维物体及由它们构成的场景动画：使物体在三维空间中运动在场景中播放声音和电影使察看者能与场景交互作用：传感与事件经过脚本用Java和JavaScript写的使察看者在场景中的感受更加生动。.VRML (2.0) 文件的根本格式文件扩展名：.wrl第一行必需是：#VRML V2.0 utf8这也是独一必需有的内容。后面是关于“节点Node的描画和注释注释用“#开场，直到本行终了VRML是区分大小写字母的如今的CosmoPlayer对词法, 语法错误的处置非常弱 (难怪免费).例子4: 构造一个四面体#VRML V2.0 utf8S

18、hape geometry IndexedFaceSet coord Coordinate # 给出4个顶点的坐标 point 0 0 1, 1.7 0 -0.5, -1.7 0 -0.5, 0 1 0 # 用顶点序列来阐明“面, -1为分隔符.留意底面的节点顺序, “右手法那么 coordIndex 0 2 1 -1, 0 1 3 -1, 1 2 3 -1, 2 0 3 -1 color Color # 造一个颜色表 color 1 0 0, 0 1 0, 0 0 1, 1 1 0 #红,绿,蓝,黄 colorIndex 1, 0, 2, 3 # 底面(0 2 1)用绿色, 等 colorP

19、erVertex FALSE # 不要按顶点着色 .VRML的声音和文字Sound节点, 可以定义声源在场景中的位置, 以及该声音能被听到的范围AudioClip节点, 出如今Sound节点的source域中, 指出声音文件. 该节点还含有loop, startTime, stopTime等exposed fields以控制声音播放Text节点, 作为一种geometry节点, 给出文字信息FontStyle节点, 出如今Text节点的fontStyle域中, 描画文字的字体等.文字例子 (eg6)#VRML V2.0 utf8Shape geometry Text string Intern

20、et and Java Technologies fontStyle FontStyle size 1.5 family SERIF style BOLD .接触传感器规范阐明的例子TouchSensor enabled TRUE # exposed field SFBoolFieldenabled 指出该传感器当前能否处于任务形状 EventsisOver eventOut, SFBool, 指出鼠标正放在兄弟几何节点之上isActive eventOut, SFBool, 指出鼠标曾经按下touchTime eventOut, SFTime, 指出鼠标按下后释放的时间hitPoint_ch

21、anged eventOut, SFVec3f, 指出位置的变化hitNormal_changed eventOut, SFVec3f, 指出法线的变化hitTexCoord_changed eventOut, SFVec2f, 指出纹理坐标的变化.Transform bboxCenter 0 0 0 # SFVec3f bboxSize -1 -1 -1 # SFVec3f translation 0 0 0 # exposed field SFVec3f rotation 0 0 1 0 # exposed field SFRotation scale 1 1 1 # exposed fi

22、eld SFVec3f scaleOrientation 0 0 1 0 # exposed field SFRotation center 0 0 0 # exposed field SFVec3f children # exposed field MFNode任何一个exposed field都隐含对应两个事件, 于是Transform相当于有事件set_translation (输入事件, eventIn)translation_changed (输出事件, eventOut)set_rotation, rotation_changed, 等等.TimeSensorTimeSensor

23、cycleInterval 1 # exposed 秒为单位的周期长度 enabled TRUE loop FALSE # exposed 能否应无限反复 startTime 0 stopTime 0还有专门eventOut事件fraction_changed, 表示当前周期(cycleInterval)曾经完成.PositionInterpolator: 位置插值器PositionInterpolator key # exposed field MFFloat keyValue # exposed field MFVec3fkey: 从0到1的一个规格化时间表, 每一项为哪一项个fracti

24、on.keyValue: 3维空间中的一个位置表还有专门eventIn事件set_fraction和eventOut事件value_changed. 前者对应已完成的一段时间,后者对应空间位置.#VRML V2.0 utf8Transform # 利用位置插值器做动画 eg7 translation -5 0 0 children DEF BUTT TouchSensor Shape geometry Box size 1 1 1 appearance Appearance material Material diffuseColor 1 0 0 DEF Moving_Obj Transform children Shape geometry Box # a box appearance Appearance material Material diffuseColor 0 1 0 DEF TIMER TimeSensor cycleInterval 1.5 DEF Obj_MOVER PositionInterpolator #在1.5秒里完成3次挪动 k