【正文】 na瀏覽器上進(jìn)行瀏覽，找到不合理的地方在逐一的進(jìn)行修改，直到全部完成。 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。 第二章介紹技術(shù)與相關(guān)的工具。 第四章對(duì)虛擬圖書館進(jìn)行概要的設(shè)計(jì)。 第六章進(jìn)行測(cè)試總結(jié)存在的問(wèn)題以及解決的方法。 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。它具有一流的三維建模和動(dòng)畫制作功能，若用 VRML 建立復(fù)雜三維模型是相當(dāng)繁瑣和困難的，而且毫無(wú)直觀性可言，而 3DMAX 因其強(qiáng)大的三維建模和動(dòng)畫制作功能恰好可以彌補(bǔ) VRML 這方面的不足 。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。點(diǎn)擊錨點(diǎn)造型將引導(dǎo) VRML 瀏覽器順著鏈接檢索出該鏈接所連的 VRML 文件。 ：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。 ：用來(lái)創(chuàng)建虛擬空間中的一塊不可見(jiàn)的長(zhǎng)方形區(qū)域，該區(qū)域可以感知參與者的進(jìn)入、離開以及參與者在該長(zhǎng)方形區(qū)域中移動(dòng)時(shí)間等。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。該背景由一個(gè)天空球體、一個(gè)在天空球體內(nèi)的地面球體和一個(gè)在天空和地面之間的背景立方體組成。 3DMAX 在制作立體場(chǎng)景方面功能相當(dāng)強(qiáng)大。但它也有不足之處， 3DMAX 生成的虛擬場(chǎng)景最大的缺點(diǎn)就是代碼過(guò)于冗雜，因?yàn)?3DMAX 把場(chǎng)景中的每一個(gè) 細(xì)微的面都進(jìn)行了細(xì)化，而且對(duì)場(chǎng)景中的每一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置描述的相當(dāng)精確，而瀏覽虛擬場(chǎng)景時(shí)沒(méi)有必要那么精確，這主要是因?yàn)?3DMAX 并不是面向 VRML 開發(fā)設(shè)計(jì)的。 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。它能夠讓你設(shè)計(jì)和開發(fā)專業(yè)的 VRML 工具，所以你可以建立一個(gè) VRML 世界并把它發(fā)布到網(wǎng)上。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。 Cortona 瀏覽器 Cortona 的應(yīng)用平臺(tái)是 Windows 平臺(tái)，除了能很好地支持 VRML9 NURBS 外，還支持多種自己規(guī)格的擴(kuò)展功能，如鍵盤輸入、拖放控制、 flash 等，更是業(yè)內(nèi)第一個(gè)支持最新 EAI 功能的 VRML 瀏覽器，而它的安裝文件僅有 ，是各種 VRML 瀏覽器中最小的 【 3】 。 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。在 Windows7運(yùn)行環(huán)境下可以瀏覽各種 VRML 文件。這可能跟它已經(jīng)很多年沒(méi)有更新有關(guān)。這里尤其需要說(shuō)明的是在對(duì)影音、圖像文件的支持方面。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。其中包括對(duì)虛擬圖書館的功能進(jìn)行描述，對(duì)系統(tǒng)性能需求的描述以 及系統(tǒng)的環(huán)境需求。 但是仍存在一些問(wèn)題，例如： ，離大范圍的普及還有很大的距離。 識(shí)來(lái)建立虛擬現(xiàn)實(shí)圖書館。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。可以通過(guò)設(shè)置不同的視點(diǎn)達(dá)到上面的要求，使瀏覽者能夠全面全方位的在場(chǎng)景中漫游。 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(jué)。虛擬圖書館旨在實(shí)現(xiàn)可供瀏覽的、漫游的、比較完整的虛擬環(huán)境，其中圖書館內(nèi)包括桌子椅子、壁畫、門窗、書柜和電燈等，用瀏覽者自主導(dǎo)航的方式展示各模型和場(chǎng)景整體的畫面。 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。場(chǎng)景內(nèi)支持任意模型的復(fù)制、移動(dòng)、刪除和方位的任意修改。 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。由于整個(gè)圖書館的三維立體場(chǎng)景在執(zhí)行過(guò)程中需要設(shè)計(jì)大量的圖形計(jì)算和大量的數(shù)據(jù)讀入讀出，故對(duì)于計(jì)算機(jī)的顯存和 CPU 主頻要求較高，特別是瀏覽比較復(fù)雜，而且色彩渲染較高場(chǎng)景時(shí)，這一技術(shù)瓶頸相當(dāng)突出。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。如果 CUP 性能很低，則會(huì)影響文件執(zhí)行速度，而且會(huì)導(dǎo)致畫面停滯，沒(méi)有流暢的漫游感 【 6】 。 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。瀏覽者可以在虛擬圖書館內(nèi)進(jìn)行漫游，向四周觀察，行動(dòng)也不受約束，非常自由。下面將簡(jiǎn)單介紹建模。大致可以分成椅子、書柜、電燈和壁畫四個(gè)對(duì)象集。 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。 虛擬圖書館的設(shè)計(jì)要求 首先瀏覽者可以與場(chǎng)景內(nèi)的物體和對(duì)象進(jìn)行近距離的接觸，計(jì)算機(jī)不能呆板的設(shè)定用戶，用戶可以在整個(gè)場(chǎng)景中隨意瀏覽，有相當(dāng)大的自由度。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。 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 5 詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 詳細(xì)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是確定應(yīng)該怎樣具體實(shí)現(xiàn)所要求的系統(tǒng)，也是就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段的設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該得出對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的精確描述，詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)果基本上決定了最終的程序代碼的質(zhì)量。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)。在如下的詳細(xì)設(shè)計(jì)中著重對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行描述 。 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 。 進(jìn)入修改面板，在下面的相關(guān)參數(shù)中有關(guān)于長(zhǎng)寬高的參數(shù)，這時(shí)要事先判斷好要分成多少段，以及長(zhǎng)寬高的數(shù)值。 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。 接下來(lái)就是圖書館三個(gè)字的制作，這里會(huì)用到倒角的命令，詳細(xì)說(shuō)一下 創(chuàng)建圖形樣條線文本工具在參數(shù)卷展欄的文本框中輸入圖書館，由于是要樹形顯現(xiàn)，所以要換行，將字體設(shè)置為宋體，大小設(shè)為 30，切換到修改命令面板，在修改器列表下拉列表框中選擇倒角修改器，在倒角值卷展欄中將起始輪廓設(shè)置為 1，將級(jí)別 1 下的高度和輪廓分別設(shè)置為 1選擇級(jí)別 2下復(fù)選框，將高度設(shè)置為 5 輪廓設(shè)置為 0，選擇級(jí)別 3下的復(fù)選框，高度設(shè)置為 輪廓 設(shè)置為 1 至此完成圖書館正面的制作 。至此墻壁的外圍就制作完畢。 確定“側(cè)板左”對(duì)象處于選中狀態(tài)按 CTRL+V 進(jìn)行復(fù)制，在彈出的克隆選項(xiàng)對(duì)話框中選擇對(duì)象選項(xiàng)組中的復(fù)制單選按鈕，并將其命名，確定新復(fù)制的“側(cè)板右”對(duì)象處于選擇狀態(tài)，利用捕捉工具將其與“背板”對(duì)象對(duì)其。 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。只有美一步都做到精益求精，并且經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的計(jì)算得出的數(shù)值才是值得利用的 【 7】 。 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。 在進(jìn)行書本的貼圖，書本的貼圖就比較麻煩，因?yàn)橐箤?duì)應(yīng)的圖出現(xiàn)在對(duì)應(yīng)的位置，除了要進(jìn)行材質(zhì)編輯器中的貼圖外，還要再添加編輯器，這樣的貼圖就比較麻煩，要首先添加 UVW 貼圖展開，在選擇面級(jí)別模式，選擇下面的編輯按鈕，在打開的窗口中選擇貼圖 展開，再拾取貼圖，在下面的貼圖中就可以利用工具無(wú)論是旋轉(zhuǎn)、縮放、還是移動(dòng)，都可以一邊調(diào)，一邊看結(jié)果，進(jìn)行可視化的操作。如圖 52。下面進(jìn)入臺(tái)式機(jī)底座的建模，選擇圓柱體，在圓柱體上面加 F4*4*4 的修改器修改圓柱體為“底座 ” 至此電腦的制作完成。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。同樣的后期材質(zhì)的制作在此不一一贅述。如圖 53。至此馬桶的制作已經(jīng)初見(jiàn)成效，下面是細(xì)節(jié)的制作，例如 馬桶的蓋子，邊角等，蓋子的制作很簡(jiǎn)單只要選中需要的面，擠出即可，在移動(dòng)點(diǎn)把邊角弄好，最后是網(wǎng)格平滑，顧名思義，網(wǎng)格平滑可以是制作的馬桶更加的光滑而不會(huì)出現(xiàn)硬邊角的地方。 首先，需要賦予窗戶玻璃材質(zhì)。 接著按 H打開按名字選擇菜單，選中墻體，然后 M打開材質(zhì)編輯器，先點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵將材質(zhì)球轉(zhuǎn)換為 6*4 顯示，選擇一個(gè)材質(zhì)球，將標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)轉(zhuǎn)換為建筑材質(zhì)，然后點(diǎn)擊漫反射顏色，對(duì)顏色進(jìn)行調(diào)節(jié)，分別輸 入?yún)?shù) R233， G233， B233，此時(shí)將材質(zhì)賦予給墻體，賦予完畢后看墻體的顏色是否合適，不合適用同樣的方法進(jìn)行微調(diào)。 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)。 再然后就是墨子背景墻的貼圖，方法同書架的貼圖，就是在最后要進(jìn)入?yún)?shù)中的編輯，展平貼圖后，打開要進(jìn)行貼圖的，通過(guò)貼圖的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)縮放等進(jìn)行可視化的貼圖 【 9】 。 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。 接著繼續(xù)將書柜合并入場(chǎng)景之中，導(dǎo)入場(chǎng)景之后，先將書柜打包成組，以便下面復(fù)制操作，先選中書柜的所有組件，然后在組下拉菜單中點(diǎn)擊成組即可。下面用同樣的方法，將書柜放在適當(dāng)?shù)奈恢茫缓髮?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。如圖 54。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(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 。 在這里要提前把圖片的路徑進(jìn)行修改最好是改為英文的路徑，因?yàn)?vrml 圖片路徑和 3dmax 的圖片路徑不一樣所以就可能出現(xiàn)導(dǎo)出后不顯示貼圖的情況 【 10】 。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。 圖 55 代碼界面 下面通過(guò)用代碼編輯的方式對(duì)模型進(jìn)行貼圖，燈光，視點(diǎn)等進(jìn)行操作。 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。第一種較為簡(jiǎn)單，只需為Diffusecolor 域的域值設(shè)定一組合適的 RGB 分量值，就完成了對(duì)造型基本顏色的設(shè)平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 計(jì)，瀏覽器會(huì)自動(dòng)為整體造型的各個(gè)表面添加相同的漫反射顏色，下面就使用此種方法。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。對(duì)于書柜其 diffusecolor 的參數(shù)分別為 ， ， 。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。需要注意的是， VRML 只支持 .jpg 和 .gif 圖像格式。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。 在 VRML 中虛擬背景分為全景空間背景和天體空間背景兩種：全景空間背景是一個(gè)將造型包圍在里面的空間立方體，具有前后左