【正文】 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，深刻了解了 VRML 作為一個(gè)開發(fā)平臺(tái)有著得天獨(dú)厚的潛能。 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)建虛擬圖書館場(chǎng)景。 3DMAX 這樣的三維制作軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這也是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇使用 3DMAX 進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)原因。人的創(chuàng)造力和想象力是無(wú)限的，沒有做不出來(lái)的東西，只有想不到的創(chuàng)意。這使得在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)于場(chǎng)景中的一些模塊認(rèn)識(shí)不清。 存在問題 、線性思維，忽略了逆向思維、擴(kuò)散思維使得一開始就陷入了缺乏創(chuàng)意的泥潭。但是也有不足之處，系統(tǒng)的讀取速度較慢，場(chǎng)景內(nèi)的貼圖也不能夠很快的顯示，這些問題與系統(tǒng)文件的大小有著必然聯(lián)系。經(jīng)過(guò)上面若干步的操作和調(diào)整，一個(gè)較為完整虛擬圖書館環(huán)境基本得以實(shí)現(xiàn)。設(shè)置完畢后，進(jìn)入調(diào)試界面，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在視點(diǎn)的下拉菜單中選擇不同的視點(diǎn)進(jìn)行觀察，并按鍵盤上的方向鍵進(jìn)行移動(dòng)，觀察四周的物體，若視點(diǎn)的視野范圍過(guò)大或過(guò)小，則返回代碼界面進(jìn)行調(diào)節(jié)。 Jump域的域值用于設(shè)定視點(diǎn)的切換類型是否為跳躍性。在 VRML 中可以用視點(diǎn)設(shè)置節(jié)點(diǎn)來(lái)創(chuàng)建視點(diǎn)，視點(diǎn)設(shè)置節(jié)點(diǎn)是一個(gè)一級(jí)域節(jié)點(diǎn)，放在主編組節(jié)點(diǎn)里面。 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。光源的顏色可以再 color 域中，由一個(gè) RGB 顏色域值進(jìn)行設(shè)置。 此外，還可以人工設(shè)置三種類型的光源：點(diǎn)光源，平行光源和錐光源。 由于圖書館內(nèi)部并沒有設(shè)置燈光，所以內(nèi)部的光線暗淡，與現(xiàn)實(shí)效果不服，所以需要對(duì)其進(jìn)行燈光的添加和設(shè)置。 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。在默認(rèn)的情況下，沒有全景空間背景，天空和地面均為黑色。天空和地面的劃分以地平線為界。用同樣的方法，找到圖書館內(nèi)各個(gè)模型的父節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)入代碼編輯命令面板，對(duì)各個(gè)圖形的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行材質(zhì)的編輯和表面的貼圖，完畢后進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)入視圖模式后看效果，如果有錯(cuò)誤則退出檢查代碼是否出現(xiàn)錯(cuò)誤并加以修改。但是 由于書柜材質(zhì)是木制的，所以只在才是編輯界面是無(wú)法實(shí)現(xiàn)書柜的木制效果，所以需要再為書柜的外表貼上木制的材質(zhì)貼圖。在該編輯器中，通過(guò)鼠標(biāo)操作可以編輯材質(zhì) 的 diffusecolor 域， specularcolor 域， shininess 域和 ambient域等，也以一邊調(diào)整一邊觀看效果。 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。在界面左側(cè)是代碼樹，其中代碼樹中包含若干個(gè)子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)是在建模中各個(gè)模型的子物體。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)入第一人稱視角，此時(shí)觀察攝像機(jī)是否達(dá)到預(yù)期效果，如果沒有，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 。下面用同樣的方法，將書柜放在適當(dāng)?shù)奈恢?，然后?duì)其進(jìn)行復(fù)制，經(jīng)過(guò)若干次復(fù)制后，將這些書柜放置于大廳的各個(gè)位置即可。 首先打開文件菜單，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。 用同樣的 方法，對(duì)墻體賦予建筑材質(zhì)，輸入?yún)?shù) R203， G203， B203，然后將材質(zhì)賦予墻體，最后分別將天花板和墻角線也賦予相應(yīng)的材質(zhì)。 首先，需要賦予窗戶玻璃材質(zhì)。如圖 53。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。如圖 52。 圖書的制作比較簡(jiǎn)單，可以先創(chuàng)建一長(zhǎng)方體，然后在書的周圍用線畫出書皮的輪廓，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 的高度命名為書皮，復(fù)制多個(gè)就完成了書的制作。 確定“頂板”處于選中狀態(tài)，復(fù)制為“底板” ，將其調(diào)整到地板的位置并對(duì)其再?gòu)?fù)制 4個(gè)進(jìn)行移動(dòng)，這時(shí)書柜的層數(shù)就制作出來(lái)了，接下來(lái)就是對(duì)圖書進(jìn)行制作。至此墻壁的外圍就制作完畢。 上面工作完成后，添加可編輯多邊形編輯器，進(jìn)入點(diǎn)級(jí)別模式，移動(dòng)點(diǎn)到合適的位置，然后進(jìn)入面級(jí)別模式，選擇要進(jìn)行掏空的面，選擇石墨建模工具中的多邊形橋接命令，這時(shí)就完成了圍欄的制作。 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)打開的窗戶就制作完成 。而且整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程都需要對(duì)三維立體空間有一定的空間想象能力，空間定點(diǎn)也就成為設(shè)計(jì)過(guò)程 中重要的一環(huán)。虛擬圖書館系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)應(yīng)盡量滿足大批量、多用戶的需求。 物體的基本造型 對(duì)對(duì)象進(jìn)行了細(xì)化后就要研究每一個(gè)物體，由于每一個(gè)物體都有物理特性，所以就要研究物體的基本造型，包括形狀、顏色、材質(zhì)、發(fā)光、空間位置、圖片、光源、視點(diǎn)等等。下面將簡(jiǎn)單介紹建模。 虛擬圖書館的功能 本場(chǎng)景是實(shí)現(xiàn)一個(gè)地面上的一個(gè)虛擬圖書館。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。 性能需求 在性能實(shí)現(xiàn)方面，要求表現(xiàn)真實(shí)， 文件不能太大，瀏覽速度要快。 圖書館內(nèi)部環(huán)境具有分布性、三維性、交互性和環(huán)境逼真性。 虛擬大學(xué)圖書館是用 VRML 技術(shù)構(gòu)建的虛擬圖書館，他的研究?jī)?nèi)容包括圖書館內(nèi)部基本場(chǎng)景的建立；圖像、環(huán)境、裝飾、燈光與場(chǎng)景的有機(jī)結(jié)合以增加場(chǎng)景的復(fù)雜度和主動(dòng)性；利用光照技術(shù)和觸發(fā)器技術(shù)及接口編程技術(shù)增加場(chǎng)景的交互性，給人以身臨其境的感覺。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。 但是仍存在一些問題，例如： ，離大范圍的普及還有很大的距離。但這些只能算一點(diǎn)心得并沒有更深層次的研究，可能存在一定的偏頗。這可能跟它已經(jīng)很多年沒有更新有關(guān)。 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。其它關(guān)鍵的功能包括修改遠(yuǎn)程和本地文件，色彩語(yǔ)法譯碼，錯(cuò)誤提示，分層結(jié)構(gòu)，一個(gè) 引導(dǎo)你發(fā)布在線的工具和一個(gè)預(yù)覽窗口。 虛擬編輯器 VRMLPAD VrmlPad 是由 Parallel Graphics 公司開發(fā)的基于文本格式、支持即時(shí)預(yù)覽的VRML 專用開發(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。 3DMAX 在制作立體場(chǎng)景方面功能相當(dāng)強(qiáng)大。由于 動(dòng)畫采用了關(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)畫平滑的效果。 ：用來(lái)創(chuàng)建虛擬空間中的一個(gè)接觸傳感器造型，用于檢測(cè)參與者的動(dòng)作并將其轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)妮敵鲆杂|發(fā)一段動(dòng)畫。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。 基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 技術(shù)與工具研究 強(qiáng)大的三維編輯器 —— 3DMAX 在此次設(shè)計(jì)中，用到的建模工具就是 3DMAX,其可視化的界面和清晰的坐標(biāo)系統(tǒng)是的建模過(guò)程更加方便和容易。 第四章對(duì)虛擬圖書館進(jìn)行概要的設(shè)計(jì)。 論文的結(jié)構(gòu)安排 介紹虛擬圖書館管理系統(tǒng)的開發(fā)背景和意義，使用的科學(xué)研究方法。 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。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，讓人可以通過(guò)任意的平臺(tái)，對(duì)圖書館進(jìn)行了解，更加可以方便的了解圖書館的位置與布局，方便、高效、生動(dòng)。 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。 虛擬圖書館的開發(fā)背景和意義 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（ virtual reality）是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為平臺(tái)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)硬軟件資源實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互和溝通 【 2】 。第四章對(duì)虛擬圖書館進(jìn)行概要的設(shè)計(jì)。在論文中第一章介紹虛擬圖書館管理系統(tǒng)的開發(fā)背景和意義，使用的科學(xué)研究方法。而 “ 虛擬 ” 是指用計(jì)算機(jī)生成的意思。最后將給出本文的主要組織結(jié)構(gòu)，從整體上闡述論文的工作。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。在此完成了圖書館的建模以及實(shí)現(xiàn)了交互性的用戶的漫游等。 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 的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要介紹 VRML 虛擬圖書館場(chǎng)景的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 論文作者簽名： 日 期： 關(guān)于畢業(yè)論文使用授權(quán)的聲明 本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的 資料（包括圖紙、試驗(yàn)記錄、原始數(shù)據(jù)、實(shí)物照片、圖片、錄音帶、設(shè)計(jì)手稿等） ，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬平頂山學(xué)院。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。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的科研成果。 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?；诂F(xiàn)在的圖書館系統(tǒng)都是編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)的網(wǎng)頁(yè)式的設(shè)計(jì)，虛擬圖書館強(qiáng)大的交互和真實(shí)感就滿足了彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)的需要。 為實(shí)現(xiàn)基于 VRML 的虛擬圖書館場(chǎng)景的的設(shè)計(jì)，以 3DMAX 技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)圖書館的外部輪廓以及部分內(nèi)部要件進(jìn)行建模 。 本文中所用的方法也可適用于虛擬博物館，虛擬校園等。 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。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)是指用計(jì)算機(jī)生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過(guò)使用各種特殊裝 置將自己 “ 投射 ” 到這個(gè)環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰 【 1】 。最后將給出本文的主要組織結(jié)構(gòu) 。第五章是詳細(xì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為用戶創(chuàng)建一個(gè)視覺、聽覺、基于 VRML的虛擬圖書館系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 觸覺、導(dǎo)航漫游等身臨其境感受的虛擬空間。虛擬現(xiàn)實(shí)要求具有沉浸感，因此對(duì)逼真的虛擬環(huán)境的建立的要求越來(lái)越高。 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，也方便了圖書館管理人員。 在解決完基礎(chǔ)的知識(shí)后上網(wǎng)可以查閱到要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)虛擬圖書館必須要用到的工平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 具，其中包括 3dmax 建模軟件， vrmlpad 編譯軟件，以及 Cortona 瀏覽器這三種軟件。最后將給出本文的主要組織結(jié)構(gòu)。 第五章是詳細(xì)的設(shè)計(jì)與 實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)比使用 VRMLPad 編程來(lái)實(shí)現(xiàn)建模要方便的多。 1． Anchor：用來(lái)創(chuàng)建虛擬空間的一個(gè)錨點(diǎn)造型，它用于 VRML 世界之間的鏈接。這樣當(dāng)你鼠標(biāo)移動(dòng)到該造型或者從該造型上移開時(shí)，就會(huì)開始或停止一段動(dòng)畫。 ：用來(lái)描述虛擬空間中的背景特征，為你的 VRML 世界提供一個(gè)外部環(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。是一個(gè)功能強(qiáng)大，多種用途的 創(chuàng)作工具。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 。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) Cosm