tìm hiểu ngôn ngữ mô hình hóa thực tại ảo và xây dựng chương trình mô phỏng

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG KHOA CƠNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: “Tìm hiểu ngơn ngữ mơ hình hóa thực ảo xây dựng chương trình mơ phỏng” Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực Lớp Khoá Hệ : : : : : THS TRỊNH THỊ VÂN ANH NGUYỄN VIẾT LINH D07HTT2 2007-2012 ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Hà Nội, tháng 12 /2011 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… Ngày tháng năm 2011 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… ……………………………….…………………………………………………… Ngày tháng năm 2011 Giáo viên phản biện ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỤC LỤC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT Thuật ngữ, từ viết tắt VR VRML www HTML API Tên đầy đủ Ý nghĩa, giải thích Virtual reality Virtual Reality Modeling Language Word wide web Hypertext Markup Language Application Programming Interface Thực ảo Ngơn ngữ mơ hình hóa thực ảo Mạng lưới tồn cầu Ngơn ngữ đánh dấu siêu văn Giao diện lập trình ứng dụng Cắt dòng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Binh lính học nhảy dù thực ảo…………………………………… Hình 1.2 Lớp học ảo ………………………………………………………………….4 Hình 3.1 Giới thiệu wrl …………………………………………………………… 12 Hình 3.2 Ví dụ node Box ………………………………………………………… 15 Hình 3.3 Ví dụ node Sphere ……………………………………………………… 16 Hình 3.4 Hỉnh trụ VRML …………………………………………………… 17 Hình 3.5 Ví dụ node Cylinder ……………………………………………………….17 Hình 3.6 Hình nón VRML ……………………………………………………18 Hình 3.7 Ví dụ node Cone ………………………………………………………… 19 Hình 3.8 Trường maxExtent length …………………………………………… 20 Hình 3.9 Trường side space …………………………………………………… 21 Hình 3.10 Ví dụ node Text ………………………………………………………… 22 Hình 3.11 Ví dụ node Shape ………………………………………………………….25 Hình 3.12 Ví dụ node Material ……………………………………………………….27 Hình 3.13 Ví dụ node ImageTexture …………………………………………………28 Hình 3.14 Ví dụ node MovieTexture …………………………………………………29 Hình 3.15 Mặt phẳng VRML ………………………………………………… 31 Hình 3.16 Ví dụ node IndexedFaceSet ……………………………………………….31 Hình 3.17 Ví dụ node BackGround ………………………………………………… 33 Hình 3.18 Ví dụ node ViewPoint …………………………………………………….34 Hình 3.19 Ví dụ node CylinderSensor ……………………………………………….35 Hình 3.20 Ví dụ node TouchSensor ………………………………………………….37 Hình 3.21 Ví dụ node TimeSense ……………………………………………………39 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.22 Ví dụ node Anchor ……………………………………………………… 40 Hình 3.23 Ví dụ node Inline ………………………………………………………….42 Hình 4.1 Sơ đồ tồn cảnh ………………………………………………………… 44 Hình 4.2 Cổng chợ(ảnh chụp) ………………………………………………………45 Hình 4.3 Sân khấu mặt tiền chợ( ảnh chụp) …………………………………… 45 Hình 4.4 Gian hàng( ảnh chụp) …………………………………………………… 46 Hình 4.5 Cột trụ …………………………………………………………………… 47 Hình 4.6 Khung lưới …………………………………………………………………47 Hình 4.7 Dịng chữ ………………………………………………………………….48 Hình 4.8 Cổng chợ ………………………………………………………………….51 Hình 4.9 Tạo file wrl từ 3Ds Max … ………………………………………………52 Hình 4.10 Dãy nhà ………………………………………………………………… 53 Hình 4.11 Cột trụ gian hàng…………………………………………………….…….54 Hình 4.12 Gian hàng …………………………………………………………………56 Hình 4.13 Mặt tiền chợ Đồng Xuân…….…………………………………………….57 Hình 4.14 Sân khấu ……………………………………………………….………….59 Hình 4.15 PointLight ……………………………………………………… ……….60 Hình 4.16 Tồn cảnh mơ hình……………………………………………… ……….61 Hình 4.17 Lối vào cổng chợ………………………………………………… ………62 Hình 4.18 Mặt tiền sân khấu………………………………………… ……….….62 Hình 4.19 Dãy hàng nhìn từ sân khấu ……………………………………… …… 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Hình 4.13 Mặt tiền chợ Đồng Xuân 4.3.5 Sân khấu Phần sân khấu gồm thành phần: • Một bục biểu diễn • Một hình • Các khối loa Trong gồm hiệu ứng : • Click vào hình, video “HatXam.mp4” chạy kèm theo nhạc phát • Có thể click vào khối loa để tắt âm bật lại a) Dựng hình • Bục biểu diễn Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 0.8784 0.3373 0.3373 } } geometry Box { size 393.7 0.1969 126 } } • Màn hình NGUYỄN VIẾT LINH 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG DEF manhinh Shape { appearance Appearance { texture DEF M1 MovieTexture { url "HatXam.mp4"} } geometry Box { size 393.7 126 } } b) Hiệu ứng Sử dụng node TouchSensor để thể hiệu ứng : #Hiệu ứng bật video Group{ children[ USE manhinh DEF T1 TouchSensor {} ]} ROUTE T1.touchTime TO M1.startTime #Hiệu ứng tắt bật âm Group { children[ USE loa Sound { source M1} DEF T2 TouchSensor {} DEF T3 TouchSensor {} ]} ROUTE T2.touchTime TO M1.startTime ROUTE T3.touchTime TO M1.stopTime c) Kết hiển thị NGUYỄN VIẾT LINH 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Hình 4.14 Sân khấu 4.4 4.4.1 Vấn đề di chuyển quan sát khu chợ Di chuyển quan sát khu chợ Chúng ta di chuyển khu chợ ảo cách dễ dàng linh hoạt : tiến, lùi, quay trái,quay phải, tăng giảm tốc độ di chuyển,… nhờ vào hỗ trợ player 3D Cortona Viewer Từ người dùng tự xem gian hàng xem tiếc mục khu vực sân khấu Tuy nhiên , khu vực chợ rộng, nên gặp khó khăn di chuyển tới gian hàng hay sân khấu từ vị trí ban đầu Do đó, đây, em sử dụng thêm node Viewpoint để quy định góc nhìn vị trí xuất phát mong muốn Việc chuyển đổi góc nhìn cho phép người dùng chuyển nhanh đến vị trí muốn quan sát Hai Viewpoint đặt : DEF Cam1 Viewpoint { position 515.2 165.6 45.26 orientation -1 0.0007854 -3.142 fieldOfView 1.815 description "Camera vị trí sân khấu" } DEF Cam2 Viewpoint { position -1090 85.82 232.7 orientation -1 -4.712 fieldOfView 0.7363 description "Camera vị trí cổng chợ"} NGUYỄN VIẾT LINH 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Chú ý : Nên sử dụng cơng cụ 3Ds Max để tạo Viewpoint để tăng độ xác hiệu cho góc nhìn 4.4.2 Ánh sáng Một yếu tố quan trọng việc xây dựng giới ảo ánh sáng Ở đây, để tăng tính chân thực việc quan sát đối tượng, em sử dụng node PointLight để quy định nguồn phát sáng số điểm Hai PointLight đặt : DEF PL1 PointLight { intensity 30 color 1 0.9843 location -675.3 198.5 156.9 on TRUE radius 5751 } DEF PL2 PointLight { intensity 30 color 1 0.9843 location 732.5 198.5 156.9 on TRUE radius 5751 } Hình 4.15 PointLight 4.5 Hình ảnh khu vực chợ mơ 4.4.1 Tồn cảnh nhìn từ xuống NGUYỄN VIẾT LINH 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Hình 4.16 Tồn cảnh mơ hình 4.4.2 Lối vào cổng chợ đêm NGUYỄN VIẾT LINH 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Hình 4.17 Lối vào cổng chợ 4.4.3 Mặt tiền chợ Đồng Xuân sân khấu Hình 4.18 Mặt tiền sân khấu 4.4.4 Dãy hàng nhìn từ sân khấu NGUYỄN VIẾT LINH 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Hình 4.19 Dãy hàng nhìn từ sân khấu NGUYỄN VIẾT LINH 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN KẾT LUẬN Kết đạt Sau trình nghiên cứu, tìm hiểu ứng dụng, đồ án thu kết sau: • Nắm bắt cơng nghệ thực ảo: khái niệm, ứng dụng • Nắm bắt cách thức làm việc với ngôn ngữ VRML, nắm bắt cú pháp quy tắc hoạt động node thơng dụng VRML • Xây dựng chương trình mơ khu chợ đêm Đồng Xn nhìn chung mơ lại cảnh quan tổng thể, giới thiệu mặt hàng bật khu chợ, mô khu vực sân khấu với hoạt động văn nghệ truyền thống Tuy nhiên số hạn chế thiếu sót : Chưa nắm bắt toàn đặc điểm chế hoạt động số node VRML • Do hạn chế kiến thức màu sắc ánh sáng đồ họa, hai yếu tố chương trình mơ chưa thật gây ấn tượng, có số chi tiết sai khác nhiều so với thực tế • Đối tượng người khu chợ cịn “cứng”, tính tương tác khơng cao, hạn chế tới việc xây dựng khơng khí thực mơi trường ảo • Hướng phát triển • • • o o Hồn thiện yếu tố màu sắc, ánh sáng, người chương trình mơ phỏng, bổ sung thêm số hiệu ứng chuyển động để tăng tính giá trị thẩm mỹ sing động Triển khai chương trình website quảng bá du lịch Phát triển chương trình mô với quy mô lớn hơn: Xây dựng thêm phần mơ tồn phía chợ Đồng Xn Xây dựng mở rộng sang mơ tồn khu phố cổ o Đưa tồn chương trình mơ vào thư viện di tích lịch sử số, lưu trữ upload lên website du lịch NGUYỄN VIẾT LINH 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]”Kỹ thuật đồ hoạ”, Lê Tuấn Hùng, Huỳnh Quyết Thắng, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – 2004 [2]“The Annotated VRML 97 Reference”, Rikk Carey, Gavil Bell, 1999 [3]”VRML Primer and Tutorial”, Daniel K Schneider, Sylvere Martin-Michiellot, University of Geneva, 1998 Danh sách địa website tham khảo : http://vrmlworks.crispen.org/models.html http://www.lighthouse3d.com/vrml/tutorial/ http://www.ocnus.com/models/ http://www.wiley.com/legacy/compbooks/vrml2sbk/toc/toc.htm ... Chương II : Tổng quan ngôn ngữ mơ hình hóa thực ảo VRML : giới thiệu chung VRML, lịch sử phát triển, tính bản, ứng dụng Chương III : Tìm hiểu chi tiết ngơn ngữ mơ hình hóa thực ảo VRML : giới thiệu... VỀ NGÔN NGỮ VRML CHƯƠNG II : TỔNG QUAN NGƠN NGỮ MƠ HÌNH THỰC TẠI ẢO VRML 2.1 VRML ? VRML (Virtual Reality Modeling Language) ngơn ngữ mơ hình hóa thực tế ảo, định dạng tập tin sử dụng việc mô. .. đốn từ hình ảnh mơ ) , quân ( huấn luyện môi trường ảo) , xây dựng – kiến trúc ( tạo không gian, mơ hình ảo) , giải trí v.v… Trong ứng dụng ấy, việc mô lại giới thực cách xây dựng mơ hình ? ?ảo? ?? máy