【正文】 oplayer 對 VRML的各種效果支持比較好，對各種影響、聲音、導(dǎo)航系統(tǒng)的效果支持相當(dāng)好。 Cortona 功能強(qiáng)大而 且很小，在Windows7 環(huán)境下運行的相當(dāng)穩(wěn)定，但是該瀏覽器對某些影像、聲音、導(dǎo)航系統(tǒng)的效果支持并不太好 [4]。 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計 6 3 需求分析 在進(jìn)行系統(tǒng)建模和構(gòu)建前，需要對圖書館的整體進(jìn)行規(guī)劃，并對系統(tǒng)進(jìn)行全面的需求分析。 本還是比較高所以造成了大多數(shù)人還是不愿意把錢投資在這里。 功能需求 虛擬圖書館構(gòu)建完畢后，可以實現(xiàn)瀏覽者在虛擬的場景中進(jìn)行自由的瀏覽，可以對圖書館內(nèi)部的各種模型觀察，并可以從各個角度對圖書館場景進(jìn)行觀察。由于提供的觀察者是不可見的，為了增加虛擬圖書館的真實感，場景中將有導(dǎo)航人進(jìn)行導(dǎo)航以及指定場景的自動瀏覽功能。該系統(tǒng)支持手動漫平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 7 游，瀏覽者可以自主的控制視角對圖書館場景進(jìn)行自由的瀏覽，可以按照自己的想要的方式進(jìn)行漫游。由于 VRML 具有平臺無關(guān)性，故 VRML 可用于絕大部分的操作系統(tǒng)。如果選擇 LCD 顯示器，在瀏覽較大場景時將會有比 較明顯的延遲現(xiàn)象，如果分辨率較低令很多三維設(shè)計器產(chǎn)生影響，而且在瀏覽器場景中的物體時，視角也比較小。它將采取有效的方式將二維、三維、圖形、影像、背景、燈光、視角等結(jié)合在一起。 建立對象集 有了一個大致的想法后可以把場景進(jìn)行細(xì)化，該虛擬場景可以細(xì)化為多個對象集。由于基本造型眾多，需要在 3DMAX 里詳細(xì)描述，在這里就不一一舉例了 。還應(yīng)盡可能考慮到用戶的瀏覽、欣賞的方便 。當(dāng)然，有了 3DMAX的輔助，為設(shè)計過程提供了很大的方便。 首先選擇工具面板，然后在創(chuàng)建的集合體中選擇長方體。 下圖為這兩部分的完成圖 51： 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計 10 圖 51 墻體的建立 方法同墻體的制作，當(dāng)完全建好墻體后，進(jìn)入面級別選擇要建立門的位置，選中面級別選中所需的前后兩面，再石墨建模工具中選擇面 然后選擇橋命令，這時會很快在你所需的位置挖出門所在洞，當(dāng)然你可以在后期再創(chuàng)建門，放置于所需的位置。 首先創(chuàng)建幾何體標(biāo)準(zhǔn)基本體長方體工具，在前視圖中創(chuàng)建一個長方體，設(shè)置長寬高分別為 270、 17 3，并將其命名為“背板” 選擇創(chuàng)建幾何體標(biāo)準(zhǔn)基 本體長方體工具，在左視圖中創(chuàng)建一個長方體，并將其長寬高分別設(shè)置為 270、 60、和 3，將其命名為“側(cè)板左”，并利用頂點捕捉工具將其與“背板”對象對其。 在對書柜的層數(shù)進(jìn)行復(fù)制時，要特別注意前期的設(shè)置數(shù)值的工作，不然的話，在進(jìn)行一次性的復(fù)制多個時就會很容易的出現(xiàn)超出所建立的書柜高度的情況。 接下來就是對書柜進(jìn)行貼圖的制作，按照貼圖的基本步驟，打開材質(zhì)編輯器這時使材質(zhì)處于標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)，在下面的漫反射后面的貼圖上，打開素材庫，選擇木紋的圖片，這時再選擇將材質(zhì)賦予選擇的物體，在選擇的物體上就會出現(xiàn)木紋的材質(zhì)。 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計 12 圖 52 書柜模型 、電腦的制作 首先建立一長方體進(jìn)入修改面板，在下面的屬性面板上修改長寬高為40cm15cm2cm 長分段數(shù)改為 3，寬的分段數(shù)也改為 3，進(jìn)入點級別模式，修改點的的位置，再進(jìn)入面級別模式選中位于位于前面的一面，在石墨建模工具中選中多邊形選擇下面的擠出命令，擠出 1cm。當(dāng)然桌子制作到這里已經(jīng)可以收工了，下面要進(jìn)行的是椅子的制作，由于制作的是一辦公桌，所以制作要分為下面幾個步驟，首先是椅子的靠背和面的制平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 13 作，再然后是扶手的制作，靠背和椅子面的制作先選擇創(chuàng)建樣條線，利用捕捉工具把點捕捉到網(wǎng)格上，在進(jìn)入到點級別選擇移動工具移動點點的位置使點的位置在需要的位置上，選中樣條線輪廓屬性上輸入 3cm 在進(jìn)行擠出在擠出的數(shù)值中輸入 30cm，扶手可以在上面靠背和面的制作中的過程汲取到制作的精華，因為整個制作過程和上一步使用的手法是相同的。 圖 53 書柜模型 選擇創(chuàng)建幾何體長方體命令在頂視圖中創(chuàng)建長方體模型，在參數(shù)卷展欄中將長度，寬度和高度長寬高的分段數(shù)分別設(shè)置為 180、 10 14 5 并將其命名為“馬桶”，切換到修改面板，在修改器堆棧中選擇可編輯的網(wǎng)格命令，進(jìn)入點級別模式，移動點的位置，調(diào)整各個視圖，定義當(dāng)前選擇集為邊，在編輯幾何體卷展欄中單擊切角平面按鈕可以添加一個面，關(guān)閉切角平面按鈕，進(jìn)入多邊形模式，選擇多邊形，基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計 14 設(shè)置擠出為 80。這時設(shè)計實現(xiàn)的是多維材質(zhì)，首先選中要選擇物體的面級別模式，選中要賦予玻璃材質(zhì)的面，在屬 性卷展欄中輸入 ID 號為 2，反選其他的面，在屬性卷展欄中同樣的設(shè)置面的 ID 號為 1，這時按快捷鍵 M 打開材質(zhì)編輯器，在材質(zhì)名稱中中輸入 dw 點選后面的標(biāo)準(zhǔn)在菜單中選中多維子材質(zhì)，在顯示的號上面設(shè)置為 2，分別編輯兩個材質(zhì)，編輯編號為 ID=1 的材質(zhì)，賦予漫反射顏色為黃色，編輯編號為 ID=2 的材質(zhì)在不透明度中設(shè)置為 50，也就是玻璃的材質(zhì)。 接下來就是書架的材質(zhì)，可以看到書架可以用貼圖的賦予材質(zhì)，在圖片庫中選中木紋的材質(zhì)貼圖推拽入場景，這是會看到圖片被拉伸的很厲害，就需要添加 uvw貼圖，在下面的參數(shù)卷展欄中設(shè)置長寬高的參數(shù)，可以根據(jù)場景中的變化可視化的進(jìn)行修改。 下面將桌子椅子用移動工具放在合適的位置，然后 CTRL+V 對其進(jìn)行若干次復(fù)制，得到多組物體，然后將其放在圖書館的各個相應(yīng)的位置，然后按 F3 看整體布置是否恰當(dāng)，如果有偏差，則仍需要用移動工具進(jìn)行調(diào)試。 最后導(dǎo)入電燈，導(dǎo)入后將電燈沿著 Z軸方向移動即可，方法同上，最終完成物體的合并。 VRML 文件的導(dǎo)出與后期制作 建模完畢后，選擇文件下拉菜單下面導(dǎo)出選項，在導(dǎo)出對話框內(nèi)選擇保存類型為VRML97 格式，并命名為“圖書館”，在 VRML97 導(dǎo)出界面中，選中“縮進(jìn)”，“基本線”以及“坐標(biāo)插補(bǔ)器”選項，然后點擊確定。如圖 55。 下面對材質(zhì)域進(jìn)行調(diào)節(jié)， VRML 的色彩設(shè)計分為兩種類型，一種為整體造型添加同樣的顏色，另一種為造型添加變化的顏色 [3]。需要注意的的是 color 顏色節(jié)點的設(shè)置優(yōu)于meterial 材質(zhì)節(jié)點的顏色設(shè)置，使用 color 顏色節(jié)點后， meterial 材質(zhì)節(jié)點的emissivecolor 域設(shè)定的顏色將會失效，所以可以省略掉 appearance 外觀域的全部設(shè)置。貼圖域的節(jié)點結(jié)構(gòu)為： imagetexture{url“圖像文件名” }，其中 url 域說明貼圖使用的圖形名稱和位置，必須為全名，相對位置和絕對位置都可以。 圖書館建模完畢后，由于四周全是黑色，效果很差，沒有周圍景物的襯托，顯得非常單調(diào)，所以還要為圖書館的周圍添加上場景環(huán)境。地平線位于原始坐標(biāo)系 XOZ 平面向后延伸的無窮遠(yuǎn)處，上面的球體是天空，下面的球體是地面。下面要用到 Background 背景節(jié)點，它可以是任意組節(jié)點的子節(jié)點，用于在當(dāng)前坐標(biāo)系中創(chuàng)建全景空間或天體空間背景。相對應(yīng)的 groundcolor 域和 grounganle域分別用于表示地面顏色和角度。 在 VRML 中，默認(rèn)情況下，瀏覽器會自動生成一個白色頭燈光源 headlight。其中點光源和常見的燈泡類似，由一個發(fā)光點 向整個空間散發(fā)光線。在 VRML 創(chuàng)建的光源與現(xiàn)實世界中的光源最大的差異是無法自動產(chǎn)生陰影，需要通過人為設(shè)置已達(dá)到陰影效果。 Intensity域的域值用于設(shè)定點光源的明亮程度。 在 VRMLpad 中提供的視點導(dǎo)航可以使用戶在瀏覽器的場景中，使用一個三維造型作為用戶的替身，按照行走、飛行、觀察等不同的方式，在虛擬圖書館的場景中進(jìn)行交互操作。該域值默認(rèn)為 TURE，即為跳躍性視點，此時視點發(fā)生變化時，瀏覽器立刻將觀察者的視點移動到新的位置，而沒有過渡過程。 然后對 Navigation 導(dǎo)航節(jié)點進(jìn)行編輯，方法同 Viewpoint 視點節(jié)點的設(shè)置基本相同，其中 Navigation 導(dǎo)航節(jié)點有 5 中導(dǎo)航方式，分別為：行走方式，飛行方式，觀察方式，任意方式和不使用任何方式。如圖 61。由于設(shè)計的場景較大，所以在計算機(jī)處理的過程中會出現(xiàn)這種情況。在這種情況下，本人上網(wǎng)查閱了大量的模型資料基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計 22 以做到心中有大致思路 。再加上有時遇到許多創(chuàng)意時又不知道如何取舍，容易造成整個場景的混亂。要多看一些別人的例子，開拓思路，不斷想象， 往往能夠到達(dá)理想的效果。首先要做出逼真三維立體物件就要在 3DMAX 中建模，再對各個模型進(jìn)行細(xì)化，然后組合成整體。在短短的 2 個多月中，我克服了自身的浮躁，堅持多看，多想。通過畢業(yè)設(shè)計我也學(xué)習(xí)了VRML 語言，從它的語法結(jié)構(gòu)到物體的造型都有了比較透徹的理解。計算機(jī)行業(yè)是一個發(fā)展飛速，潛能巨大，有著無盡機(jī)會的行業(yè)，它就像一個戰(zhàn)場也許有人會倒下，但將會有無數(shù)的人成長起來。 這次畢業(yè)設(shè)計是我大開眼界，不光了解了 VRML 方面的知識，而且鍛煉了我學(xué)習(xí)一門新語言的能力，大大 提高了我的應(yīng)變能力，學(xué)習(xí)能力，是我分析問題多了很多思路，積累了許多經(jīng)驗。通過構(gòu)建自己的虛擬現(xiàn)實場景，是我認(rèn)識到未來的網(wǎng)絡(luò)是三維的網(wǎng)絡(luò)，未來的計算機(jī)世界是三維的世界，人們在這么一個虛擬的三維立體的世界里自由翱翔。 ，因為沒有特別好的方法，只能打開作品后認(rèn)真的以各種可能的行走方式對每一處角落進(jìn)行行走，最終確定問題所在，以及針對這些問題例如上樓梯時怎么也上不去，進(jìn)入樓梯后也會出現(xiàn)垂直下落的情景，而進(jìn)行逐一的解決，直到確定是因為替身的步高以及與地面的高度問題為止。如果能夠按照真實或者自己想象改變一些構(gòu)件，這樣會使整個場景更具有親和力。 解決方法 ，開發(fā)想象力。由于設(shè)計一個并不存在的虛擬場景不同于設(shè)計一般軟件，在設(shè)計前并沒有一個很明確的想法。 測試的目的就是為了防止出現(xiàn)穿墻而過的現(xiàn)象，以及對整個場景渲染后的效果進(jìn)行檢測，不得出現(xiàn)玻璃的四分五裂的現(xiàn)象，當(dāng)然這種現(xiàn)象是因為前期的建模工作沒有做好，測試就是為了防止這樣的現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)過測試，計算機(jī)對于場景的處理較為流暢，整個系統(tǒng)的運行也沒有出現(xiàn)停滯、卡死的現(xiàn)象。 關(guān)鍵代碼 DEF Camera01 Viewpoint { position orientation fieldOfView description Camera01 } DEF Fspot01 SpotLight { intensity 1 color 1 location direction cutOffAngle beamWidth on TRUE radius 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計 20 } DEF Spot01 SpotLight { intensity 1 color 1 location 175 direction cutOffAngle beamWidth on TRUE radius } DEF Spot01TIMER TimeSensor { loop TRUE cycleInterval }, DEF Camera02 Viewpoint { position orientation fieldOfView description Camera02 } DEF Camera03 Viewpoint { position orientation fieldOfView description Camera03 } DEF Camera04 Viewpoint { position orientation fieldOfView description Camera04 } NavigationInfo { headlight FALSE } 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 21 6 測試 測試結(jié)果 以上的篇幅對圖書館的虛擬環(huán)境的制作過程進(jìn)行了描述。在代碼頁面中，創(chuàng)建 7 個視點，分別從不同的位置和角度來進(jìn)行觀察。大的視角可以產(chǎn)生廣角鏡頭的效果，用來將造型推遠(yuǎn)，可以從遠(yuǎn)處觀看圖書館的全景，視野范圍比較大；小的視角則產(chǎn)生類似遠(yuǎn)焦鏡頭的效果，用以將物體拉近，可以觀察圖書館內(nèi)部物體的細(xì)微部分。 為了對圖書館進(jìn)行漫游，需要對觀察者的視點進(jìn)行調(diào)節(jié)，設(shè)置不同的視點對圖書平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 19 館可以對圖書館從不同的角度進(jìn)行觀察，可以全方位的更真實的感受到周圍環(huán)境的變化。由于在 3DMAX 中燈光的位置已經(jīng)確定，所以在此不需要再對燈源 的坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，只需要對燈源的顏色，輻射半徑，明亮程度等進(jìn)行設(shè)置。錐光源類似于帶罩的臺燈，由一個發(fā)光點向一個特定的方向照亮圓錐體。頭燈光源可以通過設(shè)置 navigationinfo 節(jié)點的 headlight 域的域值，控制光源打開或關(guān)閉，默認(rèn)缺省情況下，頭燈為打開狀態(tài)，光源的顏色無法改變。 topUrl E:\vr\images\ backUrl E:\vr\images\ bottomUrl E:\vr\images\ leftUr