【正文】 評 閱 人 (簽章 ) 成 績 答辯委員會主任 (簽章 ) 年 月 日 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 II 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 發(fā)題日期： 年 月 日 完成日期： 月 日 題 目 室內(nèi)環(huán)境三維虛擬實時交互定制 本論文的目的、意義 目的：以對學(xué)校實驗室 X5112 的建模，設(shè)計一個對該教室的遠(yuǎn)程異地三維實時交互定制設(shè)計平臺。 通過研究室內(nèi)環(huán)境的定制設(shè)計，了解三維虛擬定制設(shè)計的優(yōu)越性。 VRML 是一種國際標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)范由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ISO)定義， MIME 類型為 xworld/xVRML，它的表現(xiàn)與操作系統(tǒng)平臺無關(guān)。 對 X5112 實驗室 的外觀進(jìn)行原貌建模，并在室內(nèi)進(jìn)行兩種布局的定制，以符合不同 應(yīng)用場合 的需求。 通過加入虛擬導(dǎo)航， 本設(shè)計盡可能讓使用者 產(chǎn)生 “身臨其境”的感覺。在室內(nèi)，按照要求，安 裝了 六 排 日光燈，加入接觸 傳感器，可以通過開關(guān)處的傳感器打開 日光燈 。 本設(shè)計在視覺上追求“身臨其境”的逼真 感，對 實驗 室內(nèi) 部 環(huán)境和室外的部分環(huán)境進(jìn)行貼圖，圖片源于 對 X5112 的實 地現(xiàn)場 拍攝，經(jīng)過修改處理后使用。 關(guān)鍵詞： 室內(nèi)環(huán)境 定制 交互 設(shè)計 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 V 頁 Abstract The popularization of the inter makes a contribution to many callings. Nowadays many businesses are based on the Inter. There are large number businesses of decoration are based on Inter. This design built a model of the classroom X5112 of Southwest Jiaotong University. It built a breathing model of X5112 by using 3DSMAX, and built two kinds of layout to satisfy different requirements. This design not only satisfied different kinds of requirements but also retrenched time and cost. Webbased 3D realtime interaction can be customized so that designers and consumers a more convenient munication. This design included orientation of viewpoint, roam, and customize of scene. User can see wherever he wants to see. It even can make a different scene of this model. In this way, user can make a rational use of the space of this room. In this program, we try our best to improve the third dimension by take analog navigation in. At the front of the door, user can open the door by “push” the door. It likes the user stand in front of a real room. In the room, there are six groups of fluorescent lamps, users can turn on those fluorescent lamps by touch the switch. At initial condition, it is dark in the room, after turn on the lights。人 的一生，絕大部分時間是在室內(nèi)渡 過的。由于人們長時間地生活活動于室內(nèi)，因此現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計，或稱室內(nèi)環(huán)境設(shè)計，相對地是環(huán)境設(shè)計系列中和人們關(guān)系最為密切的環(huán)節(jié)。要實現(xiàn)網(wǎng)上交易，首先要把商品呈現(xiàn)在消費(fèi)者面前，不論是以文字、圖片或是視頻的形式。 Ⅱ 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 互聯(lián)網(wǎng)的普及對各行業(yè)都帶來了巨大的發(fā)展意義。 你可以在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上看到一幅幅生動、逼真的三維立體世界，你可以在里面自由的遨游 。因此雖然能用 來建立用戶的虛擬代表，它們卻不能做其他任何事情。X3D 是一種支持 XML 編碼格式的開放式 3D 標(biāo)準(zhǔn) ,3D 數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)實時交流，具有可移植性，頁面整合性，易于和下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合，另外采用了組件化結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了系統(tǒng)資源的占用且具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性 。自 1962年，美國青年（ Morton Heilig） ,發(fā)明了實感全景仿真機(jī)開始。重大的發(fā)展過程如下： VRML 開始于 20世紀(jì) 90 年代初期。它只有一個可以探索的靜態(tài)世界。它是以SGI 公司的動態(tài)境界 Moving Worlds 提案為基礎(chǔ)的。 VRML97 只是在 基礎(chǔ)進(jìn)行上進(jìn)行了少量的修正。以及對數(shù)據(jù)流強(qiáng)有力的控制，多種多樣的交互形式。由此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新的發(fā)展時代。并各自開發(fā)基于 VRML 標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展節(jié)點功能。在娛樂、電子商務(wù)等領(lǐng)域都有成功的應(yīng)用。對 X5112 進(jìn)行三維虛擬定制，包括外觀，布局和燈光等等。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 4 頁 第 1章 X5112 模型建立 通過對 X5112 的參觀拍照后，用 3DSMAX 對其進(jìn)行模型建立。整體跟普通教室是一樣的，為長方形。 整體外觀造型如圖： 圖 11 X5112 實驗室初始外觀 模型 內(nèi)部模型包括黑板、柱子、展柜和燈。展柜 由 box 構(gòu)成。每個展柜由玻璃櫥窗和展柜座構(gòu)成，他們長寬高參數(shù)分別為：（ 12， ， 12）（ 12， 5， 6），完成后如圖所示： 圖 13 靠窗組展柜 初始 模型 燈 燈由 4 個部分組合而成，包括燈管、燈蓋、隔板和吊繩。與門框是無縫切合。 模型顏色的修改 3DSMAX 導(dǎo)出的模型自帶隨機(jī)顏色。 程序中的窗戶是通過 transparency 來達(dá)到透明的效果。 ImageTexture 節(jié)點說明了映射屬性，并可以作為 Appearance 節(jié)點的 Texture 域的值。程序中， point[0 0 1 0 1 1 0 1]定義了前邊指定的四個點的排列順序。 圓柱監(jiān)控器節(jié)點把二維的拖曳輸入轉(zhuǎn)變?yōu)槿S空間中沿 y 軸的旋轉(zhuǎn)。通過 center語句將旋轉(zhuǎn)中心移動到門與門框的連接處。 最后加入路由來完成程序： ROUTE TO 圖 31 門關(guān)閉狀態(tài) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 14 頁 圖 32 門半開狀態(tài) 圖 33 門全開狀態(tài) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 15 頁 窗戶的開關(guān) 程序的窗戶使用點 擊打開，單擊窗戶后，窗戶會自動滑動打開。當(dāng)點擊被觸動傳感器監(jiān)視的模型時， 然后在仍然指向這個幾何體（或又回到這個幾何體）時釋放鼠標(biāo)鍵，傳感器將要發(fā)送一個 touchTime 事件，表明鍵被釋 放的時間。 環(huán)境自然光線 程序為室內(nèi)環(huán)境提升了明亮度，可以在沒開燈的情況下也有一定的可見度。環(huán)境自然光線程序： DEF tianhuaban_deng DirectionalLight { on TRUE intensity 1 color 1 1 1 direction 10 30 30 } DEF diban_deng DirectionalLight{ color 1 1 1 direction 10 30 30 } DirectionalLight 定 義 的 是 一 個 平 行 光 光 源 。由于每組日光燈長度比較大，所以每個日 光燈上加了 2 個圓錐光源。 “ radius 50”定義光源的射程，根據(jù)實際要求，程序中光源射程都是 50。 if(!ing) { enable= TRUE。 } } } ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 22 頁 ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO Script 節(jié)點包含了一個 Script 程序，通過 點擊 deng_anniu，將 isActive 送入deng_script Script，輸入事件 clickdeng 接收后，經(jīng)過 script 的計算處理，將所得到的值傳給 Spotlight 來改變燈的開關(guān)。 首先在 3DSMAX 里邊建模兩種布局，分別導(dǎo)入進(jìn) VRML 里。 Choice 包含該組節(jié)點的各個子項。所以當(dāng)域值變化時，模型也會隨之變化。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 26 頁 圖 310 布局 1 圖 311 布局 2 視點控制 視 點控制中 找 了 9 個視點，分別為：正面、前門、后門、窗戶、燈開關(guān)和視點 視點 視點 視點 4。 orientationout=orientation } } ]} } ROUTE TO ROUTE TO ROUTE TO 程序通過 position 在局域坐標(biāo)系中，指定 Viewpoint 節(jié)點的相對位置。 position 150 20 0 指定視點的位置， orientation 0 1 0 ，是以向量 M（ 0 1 0）為中心，旋轉(zhuǎn)弧度制 的角度，這樣，視點的位置和方向都確定了。 ViewPoint 的 orientation 有 4 個參數(shù)，可以表示為 orientation x y z deta, 前 3 個值是一個坐標(biāo) (x, y, z)，這個坐標(biāo)和 (0, 0, 0)連起來，就是一個從 (0, 0, 0)指向 (x, y, z)的一個向量 M，也就是說它只有方向，沒有位置。 根據(jù)上述方法 就能方便 簡單 的找出各個視點的 position 和 orientation。 在 position 這個點，以向量 M 為中心軸，轉(zhuǎn)動角度 deta，就能確定此視點的方向了。 尋找視點是本程序的一個難點。缺省方向是沿 z 軸負(fù)方向、x軸正向指向右和 y軸正向指向正上方。 為了方便操作者選擇試點，為各個視點加入了 HUD 程序。 HUD { HudObjects Group {