Tìm hiểu bài toán trình diễn công trình kiến trúc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỊA BÌNH KHOA CƠNG NGHỆ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: Tìm hiểu tốn trình diễn cơng trình kiến trúc Sinh viên: Ngơ Đức Chiến Ngành: Công nghệ thông tin Hà Nội – 5/2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỊA BÌNH KHOA CƠNG NGHỆ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: Tìm hiểu tốn trình diễn cơng trình kiến trúc Sinh viên: Ngô Đức Chiến Ngành: Công nghệ thơng tin Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Năng Tồn Hà Nội – 5/2012 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Đỗ Năng Tồn tồn anh chị phịng Thực Tại Ảo trực thuộc Viện Công nghệ thông tin thầy anh chị tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt q trình làm khóa luận tốt nghiệp Với bảo thầy, em có hướng việc triển khai thực u cầu q trình làm khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn dạy bảo giúp đỡ thầy giáo, cô giáo Khoa Công Nghệ Thông Tin – Trường Đại Học Hịa Bình trang bị kiến thức trình học tập nhà trường việc hoàn thành tốt báo cáo tốt nghiệp Em xin cảm ơn GS.TS.NGƯT Đặng Ứng Vận Hiệu trưởng trường Đại học Hịa Bình, Ban Giám hiệu nhà trường, Khoa Cơng Nghệ phịng ban nhà trường tạo điều kiện tốt cho em trình học tập làm khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Ngô Đức Chiến Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT Mục Lục Lời Cảm Ơn Mục Lục Danh Sách Hình Lời Mở Đầu 11 Chương Khái quát Thực Tại Ảo ứng dụng 12 1.1 Thực ảo gì? (virtual reality viết tắt VR) 12 1.2 Lịch sử phát triển công nghệ thự ảo 13 1.3 Các đặc tính thực ảo 16 1.4 Các thành phần hệ thống VR 16 1.4.1 Phần cứng (Hardware) 17 1.4.2 Phần Mềm (Software) 17 1.5 Một số dụng cụ hỗ trợ cho VR 18 1.5.1 Thiết bị di chuyển 18 1.5.2 Thiết bị tương tác phản hồi 20 1.6 Một số ứng dụng VR 21 1.6.1 Giáo Dục 21 1.6.2 Giải trí 22 1.6.3 Quân 23 1.6.4 Xây dựng 24 1.6.5 Y học 25 1.6.6 Du lịch 25 1.6.7 Văn hóa 26 1.6.8 Kiến trúc 26 1.6.9 Khoa học kỹ thuật 27 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT Chương Kỹ thuật tạo mơ hình cơng cụ 3ds Max 28 2.1.Giới thiệu công cụ tạo mơ hình 3ds Max 28 2.1.1 3ds Max gì? 28 2.1.2 Lịch sử phát triển 3ds Max 28 2.1.3 Các tính 3ds Max 28 2.1.4 Các ứng dụng 3ds Max 30 2.1.4.1 3ds Max cho Game 30 2.1.4.2 3ds Max cho truyền hình 31 2.1.4.3 3ds Max cho phim 31 2.1.4.4 3ds Max cho thiết kế kiến trúc 31 2.1.4.5 3ds Max Design dành cho sản xuất thiết kế sản phẩm 32 2.1.4.6 3ds Max Design cho sở hạ tầng dân 33 2.2.Xây dựng Geometry đối tượng 34 2.2.1.Standard Primitives 34 2.2.1.1 Mặt Phẳng 34 2.2.1.2 Khối hộp 34 2.2.1.3 Khối nón 35 2.2.1.4 Hình cầu 36 2.2.1.5 Khối cầu 37 2.2.1.6 Khối trụ 38 2.2.1.7 Khối ống 38 2.2.1.8 Vòng xuyến 39 2.2.1.9 Khối tháp 40 2.2.1.10 Ấm trà 41 2.2.2 Extend Primitives 42 2.2.2.1 Chamfer Box 42 2.2.2.2 Chamfer Cylinder 43 2.2.2.3 Torus Knot 43 2.2.2.4 Hedra 44 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 2.2.3 Compound Object 45 2.2.3.1 Scatter 45 2.2.3.2 Phép giao cộng trừ khối 45 2.2.3.3 Phép tạo khối Loft 47 2.3 Xây dựng hình dạng đối tượng 48 2.3.1 Spline 48 2.3.1.1 Đường đa tuyến 48 2.3.1.2 Vẽ hình chữ nhật 49 2.3.1.3 Vẽ hình trịn 50 2.3.1.4 Vẽ hình e - lip 50 2.3.1.5 Vẽ cung tròn 50 2.3.1.6.Vẽ hình vằn khan, hình bánh 52 2.3.1.7 Tạo đa giác 52 2.3.1.8 Hình 53 2.3.1.9.Tạo chữ 53 2.3.1.10 Đường xoắn ốc 54 2.4.Tạo lập chất liệu cho đối tượng 55 2.4.1 Tạo vật liệu phản chiếu 55 2.4.2 Vật liệu Material 56 2.4.3 Vật liệu dạng Multi/Sub - Object 59 2.4.4 Tạo vật liệu 61 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT Chương Ứng dụng 3ds Max việc xây dựng khuân viên kiến trúc biệt thự biển ảo 63 3.1 Bài toán 63 3.2 Các yêu cầu đặt hướng giải 63 3.2.1 Xây dựng khuân viên biệt thự biển 63 3.2.2 Trang trí khuân viên biệt thự biển 64 3.2.3 Xây dựng đối tượng cảnh khuân viên biệt thự biển 65 3.3 Kết đạt 65 3.3.1 Kết làm 65 Kết Luận 74 Tài Liệu tham khảo 75 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT Danh Sách Hình Hình 1.1 : Máy Sensorama………………………………………………………….15 Hình 1.2 : Các thành phần hệ thống VR 16 Hình 1.3 DataCloves 18 Hình 1.4 SpaceBall 19 Hình 1.5 Shutter glasses 19 Hình 1.6 CyberGrasp 20 Hình 1.7 CyberTouch 20 Hình 1.8 hình ảnh lớp học ảo 22 Hình 1.9 nhân vật phim 3d 23 Hình 1.10 phi cơng tập lái máy bay thực ảo 24 Hình 1.11 phi cơng tập nhảy dù thực ảo 24 Hình 1.12 ngơi nhà VR 25 Hình 1.13 mơ hình trẻ VR y học 25 Hình 1.14 Hình ảnh kinh thành Huế VR 26 Hình 1.15 Robot VR 27 Hình 2.1 hình ảnh nhân vật game vẽ 3ds Max 30 Hình 2.2 mẫu ơtơ thiết kế 3ds Max 33 Hình 2.3 mặt phẳng 34 Hình 2.4 khối hộp 34 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT Hình 2.5 Khối nón 35 Hình 2.6 tham số hiệu chỉnh khối nón 35 Hình 2.7 hình cầu 36 Hình 2.8 tham số hình cầu 37 Hình 2.9 khối trụ 38 Hình 2.10 khối ống 38 Hình 2.11 vịng xuyến 39 Hình 2.12 khối tháp 40 Hình 2.13 ấm trà 41 Hình 2.14 thơng số ấm trà 41 Hình 2.15 Chamfer 42 Hình 2.16 hình Chamfer Cylinder 43 Hình 2.17 hình Torus Knot 43 Hình 2.18 thẻ Primitives 44 Hình 2.19 đa giác 44 Hình 2.20 bảng Pick Distribution Object 45 Hình 2.21 khối trụ & khối cầu 46 Hình 2.22 khết phép trừ hình A – B 46 Hình 2.23 hình tạo phép tạo khối Loft 47 Hình 2.24 đường line Spline 48 Hình 2.25 thẻ Creation Method 48 Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT Hình 2.26 hình chữ nhật 49 Hình 2.27 thơng số hình chữ nhật 49 Hình 2.28 hình tròn 50 Hình 2.29 hình ê-clip 50 Hình 2.30 thẻ Creation Method 51 Hình 2.31 cung tròn 51 Hình 2.32 cung trịn & điểm đầu cuối 52 Hình 2.33 hình vành khăn & hình bánh 52 Hình 2.34 đa giác 52 Hình 2.35 hình 53 Hình 2.36 Text 53 Hình 2.37 đường xoắn ốc 54 Hình 2.38 Ấm trà & mặt phẳng Plane 55 Hình 2.39 bảng chất liệu Material 57 Hình 2.40 Cylinder 59 Hình 2.41 bảng vật liệu Multi/Sub-Object 60 Hình 2.42 Cylinder 60 Hình 2.43 kết tạo vật liệu thẻ Multi/Sub – Object 61 Hình 2.44 dừa 61 Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT Hình ảnh 2.43 kết tạo vật liệu thẻ Multi/Sub – Object 2.4.4 Tạo vật liệu Trước tiên download hình ảnh nguyên vẹn máy bạn Hình 2.44 dừa Vào Menu File/Reset để khởi tạo lại Max Tại khung nhìn Top tạo mặt phẳng Plane với kích thước (vào menu Create/Standard Primitive/Plane) Ấn phím M để mở cửa sổ Material Editor Trong nhóm Blinn Basic Parameter Click chuột vào vng Diffuse có cửa sổ Material/Map Browse Trong nhóm Browse From: click chọn New Trong danh sách vật liệu ra, click đúp chuột vào Bitmap tìm đến file chứa hình Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 61 màu xanh Vào menu Navigation/click vào Go to Parent (hoặc ấn phím mũi tên lên (Up arrow)) Click chuột vào ô vuông Opacity ->cửa sổ Material/Map Browse Trong danh sách vật liệu ra, click đúp chuột vào Bitmap tìm đến file chứa hình màu trắng Vào menu Navigation/click vào Go to Parent (hoặc ấn phím mũi tên lên (Up arrow)) Vào menu Material/Show Map in Viewport Vào menu Material/Assign to Selection Cuối cùng, đóng bảng Material Editor lại, ấn phím F9 để th ưởng thức kết làm Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 62 Chương Ứng dụng 3ds Max việc xây dựng khuân viên kiến trúc biệt thự biển ảo 3.1 Bài toán Bạn muốn xây nhà Bạn thuê kiến trúc sư thiết kế cho nhà mơ ước Anh ta hồn thành vẽ, bạn đọc vẽ ký hiệu vẽ đó, bạn băn khoăn việc vẽ có ngơi nhà mà bạn mơ ước, tưởng tượng bạn? … Vì mà em dùng 3ds Max để vẽ ngơi nhà máy tính để người xem ngơi nhà lại khắp nơi xem xét góc độ, ngóc ngách nhỏ nhất… Để đưa định sáng suốt cho việc xây dựng ngơi nhà mơ ước thành thực mà khơng gặp phải sai xót xảy Ngơi nhà trình diễn trang wed cho người nhiều nơi vào xem mà khơng phải cài đặt nhiều 3.2 Yêu cầu đặt hướng giải 3.2.1 Xây dựng khuân viên biệt thự biển Vấn đề đặt ra: - Khuân viên biệt thự biển phân nhiều khu vực, gồm có: + Khơng gian nhà gồm có: phịng khách, phịng bếp, phịng ngủ, phịng tắm, cầu thang + Các hành lang, ban công chỗ nghỉ ngơi, thư giãn - Khuân viên bên ngồi gồm có: bãi đỗ xe, hịn non bộ, vườn, thảm cỏ, bể bơi trời, biển, bãi biển du thuyền Hướng giải quyết: Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 63 3ds Max công cụ linh hoạt vẽ tất hình vật với đủ loại khích thước hình dạng cầu kỳ mà ta giải vấn đề việc xây dựng khuân viên biệt thự biển cách hoàn chỉnh 3.2.2 Trang trí khuân viên biệt thự biển: Vấn đề đặt ra: - Một biệt thự đẹp khơng có khung, mà phải trang trí cho đẹp, cho giống thật Có người dùng có cảm giác ngơi nhà thật giống với ngơi nhà mà mơ ước Hướng giải quyết: - 3ds Max phần mềm có tích hợp nhiều chức tiện dụng cho người sử dụng cho cảnh giống thật nhất, có chức gán vật liệu lên vật cho vật giống thật có thể.Thu kết người dùng mong muốn Hình 3.1 khn viên biệt thự biển sau trang trí Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 64 3.2.3 Xây dựng đối tượng cảnh khuân viên biệt thự biển Vấn đề đặt ra: - Một biệt thự đẹp khong có xác nhà khơng rỗng tuếch mà cịn phải có phịng, vật dụng chi tiết phòng, đồ dùng thường ngày cảu sống Hướng giải quyết: - 3ds Max giải điều này, 3ds Max phần mềm đồ họa khơng vẽ vật thể cịn vó thể vẽ tất cảnh vật, nhân vật 3.3 Kết đạt 3.3.1 Kết Từ việc áp dụng 3ds Max ta thu kết sau: Hình 3.2 quang cảnh sân & gara khu biệt thự Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 65 Hình 3.3 quang cảnh bên phải khu biệt thự Hình 3.4 quang cảnh bên trái khu biệt thự Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 66 Hình 3.5 quang cảnh đằng sau & bể bơi khu biệt thự Hình 3.6 hình ảnh khu nghỉ ngơi bên trái khu biệt thự Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 67 Hình 3.7 hình ảnh khu nghỉ ngơi bên phải khu biệt thự Hình 3.8 quang cảnh ban cơng tầng tầng khu biệt thự Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 68 Hình 3.9 quang cảnh khu bãi biển & sân chơi Hình 3.10 quang cảnh biển Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 69 Hình 3.11 tồn khu biệt thự từ cao nhìn xuống Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 70 Hình 3.12 quang cảnh phịng khách Hình 3.13 Quang cảnh phịng ngủ Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 71 Hình 3.14 quang cảnh phịng bếp Ngơ Đức Chiến – Lớp 508CNT 72 Hình 3.15 phịng tắm Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 73 PHẦN KẾT LUẬN Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật mang lại hiệu to lớn đặc biệt tin học Ở lĩnh vực sống tin học có mặt hiệu điều người mong đợi Đặc biệt lĩnh vực thực tế ảo lĩnh vực cịn mẻ có tầm quan trọng lớn Cũng giống lĩnh vực khác cơng nghệ thơng tin, thực tế ảo có ngơn ngữ riêng VRML Đồ án nhằm mục đích tìm hiểu rõ ngơn ngữ Qua tìm hiểu, nghiên cứu tham khảo đề tài khóa số mã nguồn mở mạng nên đề tài em đạt số mục đích: Tìm hiểu khái qt thực ảo ứng dụng Tìm hiểu cơng cụ tạo hình 3ds Max Xây dựng chương trình ứng dụng Có thể nói thực ảo đóng vai trị quan trọng vấn đề khó khăn mà khơng có thực ảo khó để giải Nhưng ứng dụng thực ảo vào vấn đề trở nên đơn giản với chi phí thời gian Tuy nhiên thời gian làm em có hạn nên đề tài cịn nhiều thiếu sót Mong thầy bạn góp ý Em xin chân thành cảm ơn! Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Tấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng, Kỹ thuật đồ hoạ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – 2000, 2002, 2004 [2].http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&langpair=en|vi&u=http://electronics howstuffworks.com/gadgets/other-gadgets/virtual-reality8.htm [3] http://vi.wikipedia.org/wiki/Th%E1%BB%B1c_t%E1%BA%BF_%E1%BA%A3o [4].http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&sl=en&u=http://www.mortonheilig com/InventorVR.html&ei=etCOT57uLMygiQe3luG4DA&sa=X&oi=translate&ct=res ult&resnum=3&ved=0CDgQ7gEwAg&prev=/search%3Fq%3DMorton%2BHeilig%2 6hl%3Dvi%26biw%3D1440%26bih%3D730%26prmd%3Dimvns [5].http://translate.google.com.vn/translate?hl=vi&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wi ki/Autodesk_3ds_Max&ei=F414T4a2HKqQiQfUkt2EBQ&sa=X&oi=translate&ct=re sult&resnum=12&sqi=2&ved=0CIsBEO4BMAs&prev=/search%3Fq%3D3ds%2Bma x%26hl%3Dvi%26biw%3D1440%26bih%3D730%26prmd%3Dimvnsab [6].http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=vi&prev=/search%3Fq%3D3 ds%2Bmax%26hl%3Dvi%26biw%3D1440%26bih%3D730%26prmd%3Dimvnsab&r url=translate.google.com.vn&sl=en&twu=1&u=http://wiki.cgsociety.org/index.php/3d s_Max_History&usg=ALkJrhinnacttcj7e3zVOkbvY6LH8fl4hw#Short_History_of_3d s_Max [7]http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=vi&prev=/search%3Fq%3D3 ds%2Bmax%26hl%3Dvi%26biw%3D1440%26bih%3D730%26prmd%3Dimvnsab&r url=translate.google.com.vn&sl=en&twu=1&u=http://usa.autodesk.com/3dsmax/&usg=ALkJrhiFBSb30Xx9JakTzjYwNdZ461Q-JA Ngô Đức Chiến – Lớp 508CNT 75