【正文】 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(jì) 21 6 測(cè)試 測(cè)試結(jié)果 以上的篇幅對(duì)圖書(shū)館的虛擬環(huán)境的制作過(guò)程進(jìn)行了描述。 測(cè)試的目的就是為了防止出現(xiàn)穿墻而過(guò)的現(xiàn)象，以及對(duì)整個(gè)場(chǎng)景渲染后的效果進(jìn)行檢測(cè)，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?yàn)榍捌诘慕９ぷ鳑](méi)有做好，測(cè)試就是為了防止這樣的現(xiàn)象發(fā)生。 解決方法 ，開(kāi)發(fā)想象力。 ，因?yàn)闆](méi)有特別好的方法，只能打開(kāi)作品后認(rèn)真的以各種可能的行走方式對(duì)每一處角落進(jìn)行行走，最終確定問(wèn)題所在，以及針對(duì)這些問(wèn)題例如上樓梯時(shí)怎么也上不去，進(jìn)入樓梯后也會(huì)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?yàn)樘嫔淼牟礁咭约芭c地面的高度問(wèn)題為止。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大開(kāi)眼界，不光了解了 VRML 方面的知識(shí)，而且鍛煉了我學(xué)習(xí)一門(mén)新語(yǔ)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(wèn)題多了很多思路，積累了許多經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我也學(xué)習(xí)了VRML 語(yǔ)言，從它的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)到物體的造型都有了比較透徹的理解。首先要做出逼真三維立體物件就要在 3DMAX 中建模，再對(duì)各個(gè)模型進(jìn)行細(xì)化，然后組合成整體。再加上有時(shí)遇到許多創(chuàng)意時(shí)又不知道如何取舍，容易造成整個(gè)場(chǎng)景的混亂。由于設(shè)計(jì)的場(chǎng)景較大，所以在計(jì)算機(jī)處理的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)這種情況。 然后對(duì) Navigation 導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編輯，方法同 Viewpoint 視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的設(shè)置基本相同，其中 Navigation 導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)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。 在 VRMLpad 中提供的視點(diǎn)導(dǎo)航可以使用戶(hù)在瀏覽器的場(chǎng)景中，使用一個(gè)三維造型作為用戶(hù)的替身，按照行走、飛行、觀察等不同的方式，在虛擬圖書(shū)館的場(chǎng)景中進(jìn)行交互操作。在 VRML 創(chuàng)建的光源與現(xiàn)實(shí)世界中的光源最大的差異是無(wú)法自動(dòng)產(chǎn)生陰影，需要通過(guò)人為設(shè)置已達(dá)到陰影效果。 在 VRML 中，默認(rèn)情況下，瀏覽器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)白色頭燈光源 headlight。下面要用到 Background 背景節(jié)點(diǎn)，它可以是任意組節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，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。 圖書(shū)館建模完畢后，由于四周全是黑色，效果很差，沒(méi)有周?chē)拔锏囊r托，顯得非常單調(diào)，所以還要為圖書(shū)館的周?chē)砑由蠄?chǎng)景環(huán)境。需要注意的的是 color 顏色節(jié)點(diǎn)的設(shè)置優(yōu)于meterial 材質(zhì)節(jié)點(diǎn)的顏色設(shè)置，使用 color 顏色節(jié)點(diǎn)后， meterial 材質(zhì)節(jié)點(diǎn)的emissivecolor 域設(shè)定的顏色將會(huì)失效，所以可以省略掉 appearance 外觀域的全部設(shè)置。如圖 55。 最后導(dǎo)入電燈，導(dǎo)入后將電燈沿著 Z軸方向移動(dòng)即可，方法同上，最終完成物體的合并。 接下來(lái)就是書(shū)架的材質(zhì)，可以看到書(shū)架可以用貼圖的賦予材質(zhì)，在圖片庫(kù)中選中木紋的材質(zhì)貼圖推拽入場(chǎng)景，這是會(huì)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(zhǎng)寬高的參數(shù)，可以根據(jù)場(chǎng)景中的變化可視化的進(jìn)行修改。 圖 53 書(shū)柜模型 選擇創(chuàng)建幾何體長(zhǎng)方體命令在頂視圖中創(chuàng)建長(zhǎng)方體模型，在參數(shù)卷展欄中將長(zhǎng)度，寬度和高度長(zhǎng)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(diǎn)級(jí)別模式，移動(dòng)點(diǎn)的位置，調(diào)整各個(gè)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(gè)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(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 設(shè)置擠出為 80。 基于 VRML的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 圖 52 書(shū)柜模型 、電腦的制作 首先建立一長(zhǎng)方體進(jìn)入修改面板，在下面的屬性面板上修改長(zhǎng)寬高為40cm15cm2cm 長(zhǎng)分段數(shù)改為 3，寬的分段數(shù)也改為 3，進(jìn)入點(diǎn)級(jí)別模式，修改點(diǎn)的的位置，再進(jìn)入面級(jí)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。 在對(duì)書(shū)柜的層數(shù)進(jìn)行復(fù)制時(shí)，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(gè)時(shí)就會(huì)很容易的出現(xiàn)超出所建立的書(shū)柜高度的情況。 下圖為這兩部分的完成圖 51： 基于 VRML的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jí)別選擇要建立門(mén)的位置，選中面級(jí)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(shí)會(huì)很快在你所需的位置挖出門(mén)所在洞，當(dāng)然你可以在后期再創(chuàng)建門(mén)，放置于所需的位置。當(dāng)然，有了 3DMAX的輔助，為設(shè)計(jì)過(guò)程提供了很大的方便。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 。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。由于 VRML 具有平臺(tái)無(wú)關(guān)性，故 VRML 可用于絕大部分的操作系統(tǒng)。由于提供的觀察者是不可見(jiàn)的，為了增加虛擬圖書(shū)館的真實(shí)感，場(chǎng)景中將有導(dǎo)航人進(jìn)行導(dǎo)航以及指定場(chǎng)景的自動(dòng)瀏覽功能。 本還是比較高所以造成了大多數(shù)人還是不愿意把錢(qián)投資在這里。 Cortona 功能強(qiáng)大而 且很小，在Windows7 環(huán)境下運(yùn)行的相當(dāng)穩(wěn)定，但是該瀏覽器對(duì)某些影像、聲音、導(dǎo)航系統(tǒng)的效果支持并不太好 [4]。通過(guò) VRMLPAD 的編譯和修改就可以創(chuàng)建出更加逼真的虛擬環(huán)境 。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)用到它的很多方面，是這次設(shè)計(jì)使用的主要工具之一。這樣當(dāng)你鼠標(biāo)移動(dòng)到該造型或者從該造型上移開(kāi)時(shí)，就會(huì)開(kāi)始或停止一段動(dòng)畫(huà)。遠(yuǎn)比使用 VRMLPad 編程來(lái)實(shí)現(xiàn)建模要方便的多。最后將給出本文的主要組織結(jié)構(gòu)。 除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 通過(guò)立體界面的形式 產(chǎn)生的文件格式比一般的視頻文件要小，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)這 樣格式的文件就成為必要不僅方便了用戶(hù)，也方便了圖書(shū)館管理人員。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為用戶(hù)創(chuàng)建一個(gè)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、基于 VRML的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 觸覺(jué)、導(dǎo)航漫游等身臨其境感受的虛擬空間。最后將給出本文的主要組織結(jié)構(gòu) 。 引言 虛擬現(xiàn)實(shí)是 虛擬現(xiàn)實(shí)是在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿 真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的交叉學(xué)科，對(duì)該技術(shù)的研究始于 20 世紀(jì) 60年代。 為實(shí)現(xiàn)基于 VRML 的虛擬圖書(shū)館場(chǎng)景的的設(shè)計(jì)，以 3DMAX 技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)圖書(shū)館的外部輪廓以及部分內(nèi)部要件進(jìn)行建模 。 本人完全了解 平頂山學(xué)院 有關(guān)保存、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存或向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的 紙質(zhì)版 和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán) 平頂山學(xué)院 可以將本畢業(yè)論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用任何復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。畢業(yè)論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 論文作者簽名： 日 期： 指導(dǎo)老師簽名： 日 期： 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 VRML 的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要介紹 VRML 虛擬圖書(shū)館場(chǎng)景的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。最后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了總結(jié)，描述了構(gòu)造虛擬場(chǎng)景的關(guān)鍵技術(shù)，以及一些解決方案和進(jìn)一步的研究思路。而 “ 虛擬 ” 是指用計(jì)算機(jī)生成的意思。第四章對(duì)虛擬圖書(shū)館進(jìn)行概要的設(shè)計(jì)。 虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)生成的關(guān)鍵在于虛擬場(chǎng)景建模 —— 虛擬世界的構(gòu)造。 在這就是虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言 VRML 的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)包括 VRML 文件的構(gòu)成， VRML文件的工作原理，以及相對(duì)于其他建模語(yǔ)言 VRML 建模語(yǔ)言的優(yōu)缺點(diǎn)等。 第四章對(duì)虛擬圖書(shū)館進(jìn)行概要的設(shè)計(jì)。啟動(dòng) 3DMAX 后，單擊命令面板中的創(chuàng)建，再次單擊次級(jí)面板中的 Helpers，在下拉式組合框中選取 ,這時(shí)面板上出現(xiàn)了 12 種 VRML 特有的造型。由于 動(dòng)畫(huà)采用了關(guān)鍵幀技術(shù)，因而必須為 它所控制的造型指定關(guān)鍵時(shí)刻的關(guān)鍵值以達(dá)到動(dòng)畫(huà)平滑的效果。 虛擬編輯器 VRMLPAD VrmlPad 是由 Parallel Graphics 公司開(kāi)發(fā)的基于文本格式、支持即時(shí)預(yù)覽的VRML 專(zhuān)用開(kāi)發(fā)工具，具有 VRML 代碼下載、編輯、預(yù)覽、調(diào)試功能，是當(dāng)今 VRML 源代碼編輯的最強(qiáng)工具之一。 在這一次 的設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了不同的瀏覽器主要有 Cosmoplayer 和 Cortona，兩者在使用上也有少許區(qū)別，在效果上也不盡相同。但這些只能算一點(diǎn)心得并沒(méi)有更深層次的研究，可能存在一定的偏頗。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就要全方位的對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)有一個(gè)前期的調(diào)查下面就詳細(xì)的說(shuō)明一下。 圖書(shū)館內(nèi)部環(huán)境具有分布性、三維性、交互性和環(huán)境逼真性。而且顯示器最好選擇 CRT，顯示器分辨率在 1024*768 以上，顏色為 32位以上。下面將簡(jiǎn)單介紹建模。虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足大批量、多用戶(hù)的需求。 進(jìn)入修改面板下面會(huì)有相關(guān)的參數(shù)，首先要確定的是你要?jiǎng)?chuàng)建的墻體長(zhǎng)寬高都會(huì)分成幾段，在下面的參數(shù)中先確定好，在這里分成長(zhǎng) 12 高 16 寬 1的矩形 確定好后，添加可編輯多邊形進(jìn)入點(diǎn)級(jí)別進(jìn)行編輯，按照需要的畫(huà)面移動(dòng)點(diǎn)位置使出現(xiàn)墻縫隙這樣的面以及玻璃的面，定好位置后再進(jìn)入多邊形級(jí)別，選中需要的面在石墨建 模工具中選擇多邊形，擠出需要的墻體厚度，這時(shí)只是出現(xiàn)了第一步還需要再次擠出，出現(xiàn)天臺(tái)上的厚度，然后在進(jìn)入線級(jí)別選中需要的線同樣的進(jìn)入石墨建模工具選擇線，進(jìn)行切角，進(jìn)行切角后會(huì)有兩條線，選擇靠近里面的一條，選擇石墨建模工具下的邊，在選擇擠出命令，這時(shí)會(huì)有一面被擠出來(lái)，調(diào)整線的位置，這時(shí)就會(huì)看到一個(gè)打開(kāi)的窗戶(hù)就制作完成 。至此墻壁的外圍就制作完畢。 圖書(shū)的制作比較簡(jiǎn)單，可以先創(chuàng)建一長(zhǎng)方體，然后在書(shū)的周?chē)镁€畫(huà)出書(shū)皮的輪廓，同上面創(chuàng)建的方法，進(jìn)行下一步輪廓，然后再進(jìn)行下一步擠出輪廓， 擠出比長(zhǎng)方體高 1cm 的高度命名為書(shū)皮，復(fù)制多個(gè)就完成了書(shū)的制作。再進(jìn)行桌腿的建模，在此建立的是鋼材的桌腿，同樣的建立一圓柱體然后添加修改器分別在頂前和左視圖修改控制點(diǎn)，使最后呈現(xiàn)出桌腿的形狀，至此桌腿的制作完畢，當(dāng)然后期的材質(zhì)會(huì)統(tǒng)一的進(jìn)行，在此就先放置不管，后面再一 一進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 首先，需要賦予窗戶(hù)玻璃材質(zhì)。 首先打開(kāi)文件菜單，在下拉菜單里選擇合并選項(xiàng)，然后在相應(yīng)的文件夾下選擇桌子椅子，在選項(xiàng)框中選擇全部，然后確定，此時(shí)桌子椅子導(dǎo)入完成。接著在場(chǎng)景內(nèi)放置幾臺(tái)攝像機(jī)，可以為后面漫游是提供方便，首先點(diǎn)擊創(chuàng)建面板里的攝像機(jī)按鈕選擇目標(biāo)攝像機(jī)，然后在頂視圖內(nèi)調(diào)節(jié)位置和角度，焦距越長(zhǎng)，則視野越小【 9】 ，焦距越大，視野越大，一般人的視角為 120 度，所以在焦距選擇框內(nèi)輸入?yún)?shù)基于 VRML的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 43 即可，然后在透視圖內(nèi)觀察視野是否合適，然后在頂視圖內(nèi)調(diào)節(jié)位置，達(dá)到理想的效果，在透視圖內(nèi)按 C可進(jìn)入第一人稱(chēng)視角，此時(shí)觀察攝像機(jī)是否達(dá)到預(yù)期效果，如果沒(méi)有，繼續(xù)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完畢后，可以繼續(xù)添 加若干個(gè)攝像機(jī)，方法相同 。 物體的外部貼圖是由外觀域節(jié)點(diǎn)控制，外觀域（ appearance）節(jié)點(diǎn)是一級(jí)域節(jié)點(diǎn)，用在 Shape 節(jié)點(diǎn)中為 Appearance 域的域值，它分為兩種情況：第一是節(jié)點(diǎn)中使用材質(zhì)域，用來(lái)說(shuō)明 物體表面的材質(zhì)，域值使用材質(zhì)域節(jié)點(diǎn)表示。但是 由于書(shū)柜材質(zhì)是木制的，所以只在才是編輯界面是無(wú)法實(shí)現(xiàn)書(shū)柜的木制效果，所以需要再為書(shū)柜的外表貼上木制的材質(zhì)貼圖。天空和地面的劃分以地平線為界。 Skyangle 域的域值用于設(shè)定天空著色位置所需的空間角度，角度用弧度表示。 此外，還可以人工設(shè)置三種類(lèi)型的光源：點(diǎn)光源，平行光源和錐光源。 Pointlight 點(diǎn)光源節(jié)點(diǎn)也包括若干個(gè)域值，其中 on 域值用于設(shè)定點(diǎn)光源的打開(kāi)與關(guān)閉； location 用于設(shè)定點(diǎn)光源在當(dāng)前坐標(biāo)中的位置，由 XYZ 三維空間坐標(biāo)值決定； radius 域的域值用于設(shè)定點(diǎn)光源的輻射半徑，照亮范圍是以光源的位置為中心以此域值為半徑構(gòu)成的圓球體空間，圓球體以外的區(qū)域無(wú)法被點(diǎn)光源照亮。 Jump域的域值用于設(shè)定視點(diǎn)的切換類(lèi)型是否為跳躍性。經(jīng)過(guò)上面若干步的操作和調(diào)整，一個(gè)較為完整虛擬圖書(shū)館環(huán)境基本得以實(shí)現(xiàn)。 存在問(wèn)題 、線性思維，忽略了逆向思維、擴(kuò)散思維使得一開(kāi)始就陷入了缺乏創(chuàng)意的泥潭。人的創(chuàng)造力和想象力是無(wú)限的，沒(méi)有做不出來(lái)的東西，只有想不到的創(chuàng)意。 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 7 結(jié)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬圖書(shū)館場(chǎng)景。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)計(jì)算機(jī)這個(gè)行當(dāng)有了更深刻的認(rèn)識(shí)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我也認(rèn)識(shí)了 VRML，