Thực tế ảo là mộtnghành công nghệ cao, có ứng dụng đặc biệt rộng rãi.Từ các trò chơi 3D cựckì sống động đến những mô phỏng phức tạp trong công nghiệp và khoa họccông nghệmô phỏng các vụ
TỔNG QUAN VỀ THỰC TẾ ẢO
Thực tế ảo là gì?
Thực tế ảo hay còn gọi là thực tại ảo (VR) là thuật ngữ miêu tả một môi trường được giả lập (ảo hóa) được tạo ra bởi con người nhờ vào các phần mềm chuyên dụng, và được điều khiển bởi một thiết bị thông minh.
Hình 1.1 Thực tế ảo Thực tế ảo còn có thể hiểu là sự kết hợp của hai khái niê ‹m “Ảo” và “Thực Tế” Danh từ “Ảo” có thể hiểu là gần giống như thâ ‹t và danh từ “Thực Tế” được định nghĩa là những gì mô ‹t người đang trải nghiê ‹m trong thế giới thâ ‹t.
Do đó, cụm từ “Thực Tế Ảo” được hiểu như là những trải nghiê ‹m gần giống hê ‹t ngoài đời thâ ‹t trong mô ‹t không gian đa chiều được tạo ra bởi máy tính. Con người tìm hiểu, nhâ ‹n biết môi trường xung quanh mình thông qua các giác quan và sự nhâ ‹n thức Trong trường học, chúng ta được dạy rằng mỗi người đều có năm giác quan bao gồm: vị giác, xúc giác, thính giác, khứu giác và thị giác Những giác quan này là những giác quan mà mô ‹t người có thể cảm nhâ ‹n được rõ sự tồn tại của chúng Tuy nhiên, trên thực tế, con người có còn rất nhiều loại giác quan khác khó nhâ ‹n thấy, ví dụ như cảm giác về sự cân bằng Những giác quan này cùng với khả năng phân tích thông tin của não bô ‹ cho ph攃Āp con người có thế thu thâ ‹p mô ‹t lượng lớn thông tin từ môi trường bên ngoài vào bên trong trí óc.
Mọi thứ chúng ta biết về thực tại đều được hình thành từ những cảm nhâ ‹n của chúng ta thông qua các giác quan Nói mô ‹t cách khác, mọi trải nghiê ‹m của chúng ta về thực tại là tâ ‹p hợp của những dữ liê ‹u được thu thâ ‹p thông qua các giác quan và sau đó các dữ liê ‹u ấy được phân tích thông qua cơ chế hoạt đô ‹ng đă ‹c biê ‹t của não bô ‹ Dựa trên nguyên lý ấy, nếu chúng ta có thể đánh lừa các giác quan bằng những dữ liê ‹u giả về môi trường xung quanh, não bô ‹ của chúng ta v•n sẽ tiếp tục sử lý những dữ liê ‹u đó như thể chúng là dữ liê ‹u thâ ‹t.
Dó đó, con người co thể cảm nhâ ‹n được sự tồn tại của mô ‹t không gian ảo – thứ không hề có thâ ‹t, nhưng thông qua cơ chế hoạt đô ‹ng của não bô ‹, chúng ta cảm giác không gian đó như là có thật.
Nói tóm lại, công nghê ‹ thực tế ảo đánh lừa các giác quan của chúng ta thông qua viê ‹c tạo ra mô ‹t không gian ảo bằng máy tính Khi hòa mình vào trong không gian ấy, con người có thể tự do khám phá môi trường ảo xung quanh bằng nhiều cách khác nhau.
Lịch sử phát triển của thực tế ảo
Khái niệm về thực tế ảo có từ những năm 1930 khi câu chuyện “Kính đeo của Pygmalion”, được viết bởi nhà văn khoa học viễn tưởng Stanley G. Weinbaum trình bày ý tưởng về một cặp kính bảo hộ cho ph攃Āp người đeo trải nghiệm một thế giới hư cấu thông qua hình ảnh ba chiều hình ảnh được tạo ra bằng ph攃Āp chiếu ảnh, vị giác, khứu giác và xúc giác Mô tả của Stanley về trải nghiệm đối với những người đeo kính bảo hộ rất giống trải nghiệm thực tế ảo hiện đại và mới nổi, khiến anh trở thành nguồn cảm hứng sáng tạo cho lĩnh vực này.
Vào giữa những năm 1950, nhà quay phim Morton Heilig đã phát triển thanh công Sensorama, đây là một công nghệ cho ph攃Āp người dùng trải nghiệm hình ảnh, âm thanh, rung động và mùi hương Tất nhiên là nó chưa được điều khiển bởi máy tính nhưng nó là minh chứng đầu tiên cho việc thêm các trải nghiệm số cho người dùng.
Vào năm 1968, phát minh của Ivan Sutherland về Màn hình hiển thị có thể đeo vào đầu (HMD) đã đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của Thực tế ảo Ban đầu, chỉ có ngành quân sự và y tế mới ưa thích VR Và trong khoảng một hoặc hai thập kỷ, công nghệ VR xoay quanh hai ngành công nghiệp này.
Năm 1974, Myron Krueger đã phát triển một hệ thống chiếu và máy quay video được gọi là Videoplace, tạo ra bóng trên màn hình Nó cho thấy khả năng ở trong một môi trường tương tác cho người dùng
Và vào năm 1987, người sáng lập Phòng thí nghiệm lập trình trực quan(VPL), Jaron Lanier đặt ra thuật ngữ “thực tế ảo” Lanier, thông qua VPL
Research, đã phát triển một loạt thiết bị thực tế ảo bao gồm DataGlove và màn hình đeo trên đầu EyePhone, đặt dấu mốc to lớn về sự phát triển lớn lĩnh vực thực tế ảo.
Các đặc tính của thực tế ảo
Về cơ bản, VR có 3 đặc tính chính là Tương tác (Interactive), Nhập vai (Immersion) và Tưởng tượng (Imagination) Một hệ thống thực tế ảo thì tính tương tác, các đồ họa ba chiều thời gian thực và cảm giác đắm chìm được xem là các đặc tính then chốt.
●Tương tác thời gian thực (real-time interactivity): có nghĩa là máy tính có khả năng nhận biết được tín hiệu vào của người sử dụng và thay đổi ngay lập tức thế giới ảo Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trên màn hình ngay theo ý muốn của họ và bị thu hút bởi sự mô phỏng này.
●Cảm giác đắm chìm: là một hiệu ứng tạo khả năng tập trung sự chú ý cao nhất một cách có chọn lọc vào chính những thông tin từ người sử dụng hệ thống thực tế ảo Người sử dụng cảm thấy mình là một phần của thế giới ảo, hòa l•n vào thế giới đó VR còn đẩy cảm giác này
“thật” hơn nữa nhờ tác động lên các kênh cảm giác khác Người dùng không những nhìn thấy đối tượng đồ họa 3D, điều khiển (xoay, di chuyển ) được đối tượng mà còn sờ và cảm thấy chúng như có thật
●Tính tương tác: có hai khía cạnh của tính tương tác trong một thế giới ảo: sự du hành bên tro ng thế giới và động lực học của môi trường Sự du hành là khả năng của người dùng để di chuyển khắp nơi một cách độc lập, cứ như là đang ở bên trong một môi trường thật Nhà phát triển phần mềm có thể thiết lập những áp đặt đối với việc truy cập vào những khu vực ảo nhất định, cho ph攃Āp có được nhiều mức độ tự do khác nhau(Người sử dụng có thể bay, xuyên tường, đi lại khắp nơi hoặc bơi lặn…) Một khía cạnh khác của sự du hành là sự định vị điểm nhìn của người dùng Sự kiểm soát điểm nhìn là việc người sử dụng tự theo dõi chính họ từ một khoảng cách, việc quan sát cảnh tượng thông qua đôi mắt của một con người khác, hoặc di chuyển khắp trong thiết kế của một cao ốc mới như thể đang ngồi trong một chiếc ghế đẩy… Động lực học của môi trường là những quy tắc về cách thức mà người, vật và mọi thứ tương tác với nhau trong một trật tự để trao đổi năng lượng hoặc thông tin.
Các thành phần một hệ thống VR
Thực tế ảo (virtual reality) là một hệ thống bao gồm 5 thành phần cấu tạo đó là: phần mềm (SW), phần cứng (HW), mạng liên kết, người dùng và các ứng dụng Nhưng trong đó quan trọng nhất là 2 phần, phần mềm (SW) và phần cứng (HW).
Giống như tất cả các hệ thống máy tính hiện đại trên thế giới phần mềm luôn được coi là linh hồn của thực tế ảo Phần mềm của thực rế bảo có tác dụng chính đó là Tạo hình (modelling) và Mô phỏng mô phỏng (simulation). Các đối tượng trong thực tế ảo sẽ qua xử lí của phần mềm để được mô hình hóa sau đó được mô phỏng động học, động lực học, và mô phỏng ứng xử như của đối tượng thực tế.
Các ngôn ngữ lập trình hay phần mềm đồ họa được dùng trong phần mềm của thực tế ảo có thể kể đến như:
Các ngôn ngữ lập trình: OpenGL, C++, Java3D, VRML, X3D,…
Các phần mềm đồ họa: WorldToolKit, PeopleShop,…
Hình 1.2 Thiết bị giúp tương tác thực tế ảo
Phần cứng của một hệ thống thực tế ảo bao gồm: Máy tính (PC hay Workstation với cấu hình đồ họa mạnh), các thiết bị đầu vào (Input devices) và các thiết bị đầu ra (Output devices).
- Các thiết bị đầu vào: Bao gồm những thiết bị có khả năng kích thích các giác quan để tạo nên cảm giác về sự hiện hữu trong thế giới ảo và những thiết bị có khả năng ghi nhận nơi người sử dụng đang nhìn vào hoặc hướng đang chỉ tới.
- Các thiết bị đầu ra: Gồm thiết bị hiển thị đồ họa, thiết bị âm thanh, bộ phản hồi cảm giác, bộ phản hồi xung lực…
Nhờ 2 phần mềm và phần cứng này mà hệ thống thực tế ảo có thể nhận biết được tín hiệu vào của người sử dụng và thay đổi ngay lập tức thế giới ảo khiến cho người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trên màn hình ngay theo ý muốn của họ và bị thu hút đắm chìm vào thế giới thực tế ảo.
Các thiết bị cơ bản
Motion tracker (dụng cụ theo dõi chuyển động), quá trình số hóa các chuyển động của bạn để sử dụng trong phần mềm máy tính, là một thành phần chính của hệ thống VR Nếu không có hệ thống theo dõi chuyển động VR, bạn sẽ thấy mình bị hạn chế trong thế giới ảo, không thể nhìn xung quanh, di chuyển và khám phá Có thể giúp bạn tham gia và tương tác với thế giới ảo ngay khi bước vào VR CAVE hoặc đeo tai nghe VR - mà không bị vướng bận về thế giới thực - là yếu tố quan trọng để tạo ra một trải nghiệm thực sự nhập vai.
Dataglove là một thiết bị đầu vào về cơ bản là một chiếc găng tay được đeo trên tay có chứa các cảm biến điện tử khác nhau theo dõi chuyển động của bàn tay và biến chúng thành một dạng đầu vào cho các ứng dụng như thực tế ảo và người máy Một số thẻ dữ liệu cho ph攃Āp cảm nhận bằng xúc giác, cho ph攃Āp người dùng như cảm thấy một vật thể ảo và áp dụng điều khiển chuyển động nhỏ.
Hình 1.5 Kính thực tế ảo
SpaceMouse là một công cụ thiết yếu như chuột hoặc bàn phím của bạn, cho bạn khả năng thao tác các đối tượng 3D trên màn hình, đồng thời kiểm soát các góc độ và vị trí camera 3D để xem các đối tượng đó Đó là một công cụ giúp bạn tự nhiên, tự do hơn để làm việc.
Hình 1.6 3D Mouse and Space Ball
1.5.2 Thiết bị tương tác và phản hồi
Các thiết bị này cảm nhận một số nhân tố sau của thiết bị khác gây ra: nhiệt độ, vận tốc di chuyển, sự chuyển động, áp lực và các ngoại lực khác.
Ứng dụng của thực tế ảo
Những trò chơi hành động phiêu lưu với thực tế ảo sẽ mở đường cho bạn đến với một thế giới mới hào hứng kỳ vĩ và khiến lượng adrenaline trong cơ thể bạn sôi trào đến độ không thể rời khỏi thế giới đó Âm thanh 3D được xây dựng riêng cho mỗi vật thể khiến cảnh quan trong game biến hóa liên tục Bạn hãy thử tượng tượng bản thân mình trong một game có bối cảnh chiến tranh, những khẩu súng máy dù ở ngoài tầm nhìn nhưng lại truyền cảm giác tiếng súng bắn như thật đến não bộ Chỉ với một chiếc kính VR, người dùng hoàn toàn có thể đắm chìm vào thế giới ảo của riêng mình, đồng thời nhập vai vào nhân vật trong game mà không còn phải phụ thuộc bàn phím, chuột hay máy chơi game Như vậy, công nghệ VR tạo ra một thế giới ảo tưởng về sự tồn tại trong game cùng với âm thanh 3D vô cùng chân thực và sống động giúp người chơi có thể hoàn toàn nhập vai vào nhân vật hay thậm chí là cùng bạn bè chơi game tán g•u vào những khoản thời gian không gặp được nhau.
Với những lợi ích mà VR đem lại thì ít ai có thể phủ nhận được tiềm năng rông mở của nó Nhiều chuyên gia cho rằng thực tế ảo khá khó để tiếp cận người dùng vì những thiết bị hỗ trợ đi kèm có giá khá là đắt đỏ và chúng ta cũng sẽ phải bỏ nhiều thời gian ra để tìm hiểu, “khám phá” về nó cũng như một vài tiêu cực mà VR mang lại Đôi khi, nếu thiếu người hướng d•n, người dùng gần như không thể tự tìm được cách để sử dụng các thiết bị hay trải nghiệm công nghệ Nhưng lượng người sử dụng VR v•n đang ngày một tăng trưởng và chưa có dấu hiệu dừng lại cũng đủ để ta thấy được rằng thời gian sẽ xóa đi khoảng cách, khó khăn đến từ giá thành của thiết bị VR
VR headset users 15,6 20,8 25,5 28,1 30,8 Dưới đây là bảng thống kê số người dùng VR từ 2018-202
Biểu đồ dự báo số người dùng VR từ 2018-2022
VR users (nonheadset) VR headset users
1.6.2. Ứng dụng công nghệ VR trong phương pháp đào tạo y học mang lại cho học viên những cảm nhận trực quan hóa về các quy trình thực hiện ph•u thuật gần hơn với thực tế thông qua lý thuyết họ đã được học, đồng thời, tăng khả năng tương tác trong quá trình học, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn trong y học mà các bài giảng lý thuyết khó truyền tải hết.
Hình 1.9 Thực tế ảo trong mô phỏng y khoa 1.6.3 Giáo dục Ứng dụng thực tế ảo trong đào tạo,dạy nghề, huấn luyện với Giáo dục (AR education) là một đột phá về phương pháp giảng dạy, cách thức tiếp cận mới cho người học và người dạy, thay vì học chay, lý thuyết xuông sẽ chuyển sang học thực hành,trải nghiệm thực tế qua mô phỏng 3D, các phòng LAB, nên các bài học, kiến thức sẽ thực tế, chi tiết, nhanh hiểu, dễ nhớ thu hút người học, hiệu quả cao gấp nhiều lần so với cách cũ
Học sinh, sinh viên có thể di chuyển xung quanh lớp học, tương tác với bạn bè bốn bề đất nước mà chẳng cần phải di chuyển Ứng dụng thực tế ảo vào giáo dục có thể nói là một trong những nội dung đang chú ý và đúng chủ trương chính sách và yêu cầu thực tế của xã hội hiện nay là đổi mới phương pháp giáo dục bằng các công nghệ mới nhất để đáp ứng hướng phát triển của giáo dục 4.0 tại việt nam đặc biệt trong thời gian dịch bệnh như hiện nay.
Trong lĩnh vực quân sự, các nhà nghiên cứu đang phát triển hệ thống mô phỏng thực chiến cho binh sĩ tập bắn; sử dụng công nghệ thực tế ảo và một hệ thống khác để đào tạo kỹ năng khai thác vũ khí và chỉ huy từ xa hoặc dùng vào nhiệm vụ nguy hiểm như gỡ bom, mìn Trong đội hình tác chiến (giả định), mỗi người lính mang theo một thiết bị (như đồng hồ đeo tay…) được trang bị công nghệ thực tế ảo, cung cấp đầy đủ thông tin về mục tiêu, kế hoạch tác chiến, tình hình thực tế, vị trí của các thành viên mà không chịu tác động của hệ thống GPS 1
Tại chiến trường, thương binh có thể được tiêm cấp cứu nhờ thiết bị tự động có nối mạng 5G với bệnh viện dã chiến Máy bay trực thăng cứu 2 thương không người lái có thể đến hiện trường sơ tán thương binh; phát hiện kẻ địch lẩn trốn nhờ dữ liệu âm thanh được lắp thiết bị trí tuệ nhân tạo phân tích và xác định chính xác Máy bay không người lái siêu nhỏ có thể được điều động đến tiêu diệt địch, thậm chí bằng súng ngắn với độ chính xác cao.
Hình 1.10 Binh sỹ sử dụng VR để luyện tập quân sự
1 Gps: Là h thốống xác đ nh v trí d a trên v trí c a các v tnh nhân t o ệ ị ị ự ị ủ ệ ạ
2 5G: Là thêố h têốp theo c a cống ngh truyêền thống di đ ng sau thêố h 4G, ho t đ ng các băng tâền 28, ệ ủ ệ ộ ệ ạ ộ ở
Tìm hiểu về VRML
Giới thiệu về VRML
Hình 2.1 VRML VRML (Virtual Reality Modeling Language) là ngôn ngữ mô hình hóa thực tại ảo, một định dạng tập tin được sử dụng trong việc mô tả thế giới thực và các đối tượng đồ họa tương tác ba chiều, sử dụng mô hình phân cấp trong việc thể hiện tương tác với các đối tượng của mô hình, được thiết kế dùng trong môi trường Internet, Intranet và các hệ thống máy khách cục bộ (local 3 client) mà không phụ thuộc vào hệ điều hành.
Các ứng dụng 3D của VRML có thể truyền đi một cách dễ dàng trên mạng với kích thước khá nhỏ so với băng thông , phần lớn giới hạn trong khoảng 4
100 - 200KB Nếu HTML là định dạng văn bản thì VRML là định dạng đối tượng 3D có thể tương tác và điều khiển thế giới ảo.
3 Intranet: là m t m ng câốu trúc nh m ng Lan nh ng s khác bi t là thống tn trong m ng là n i b (tùy ộ ạ ư ạ ư ự ệ ạ ộ ộ theo câốu hình c a nhà qu n tr mà thống tn đ ủ ả ị ượ c hay khống đ ượ c phép g i ra bên ngoài) ử
4 Băng thống: là tốốc đ truyêền d li u tốối đa trên m t đ ộ ữ ệ ộ ườ ng dâẫn nhâốt đ nh ị
Hiện nay, VRML có lợi thế là sự đơn giản, hỗ trợ dịch vụ Web3D, có cấu trúc chặt chẽ, với khả năng mạnh mẽ, giúp cho việc xây dựng các ứng dụng đồ họa ba chiều một cách nhanh chóng và chân thực nhất.
VRML là một trong những chuẩn trao đổi đa năng cho đồ họa ba chiều tích hợp và truyền thông đa phương tiện, được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực ứng dụng, chẳng hạn như trực quan hóa các khái niệm khoa học và kỹ thuật, trình diễn đa phương tiện, giải trí và giáo dục, hỗ trợ web và chia sẻ các thế giới ảo Với mục đích xây dựng định dạng chuẩn cho ph攃Āp mô tả thế giới thực trên máy tính và cho ph攃Āp chạy trên môi trường web, VRML đã trở thành chuẩn ISO từ năm 1997.
2.1.2 Lịch sử ra đời và phát triển của VRML
Năm 1994, lần đầu tiên VRML được thảo luận tại hội nghị WWW , 5 Gieneva, Thụy Sĩ Tim Berners-Lee và Dave Raggett đã tổ chức ra phiên họp có tên là Birds of a Feather (BOF) để mô tả giao diện thực tại ảo trên WWW. Phiên họp BOF đã mô tả nhiều dự án thực hiện việc xây dựng các công cụ hiển thị đồ họa 3D cho ph攃Āp có nhiều thao tác hữu ích trên Web Mọi người đã nhất trí đồng ý sự cần thiết cho các công cụ này có một ngôn ngữ chung, phổ biến cho định dạng, xác định việc mô tả thế giới 3D và các siêu liên kết WWW Vì thế, cụm từ “the Virtual Reality Markup Language” ra đời, từ
“Markup” sau đó đã được đổi thành “Modelling” để phản ánh bản chất tự nhiên của VRML Sau phiên họp BOF một thời gian ngắn thì tổ chức WWW- VRML được thành lập để tập trung vào xây dựng phiên bản VRML đầu tiên. Vào tháng 3/ 1995, Công ty Silicon Graphics cộng tác với hãng Sony Research và Mitra để đưa ra phiên bản mới cho VRML Bản đệ trình của Silicon Graphics có tên là “Moving Worlds” gửi đến tổ chức Request for Proposals cho việc xây dựng phiên bản mới VRML, bản đệ trình này là một minh chứng cho sự cộng tác thành công của tất cả các thành viên của Silicon Graphics, Sony và Mitra Năm 1996 tại New Orleans, phiên bản đầu tiên của VRML 2.0 được đưa ra.
Vào tháng 7/1996, tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ISO) đã thống nhất ý kiến lấy phiên bản năm 1996 của VRML 2.0 để đưa ra xem x攃Āt vào tháng 4/1997.
5 WWW: World Wide Web là một không gian thông tin toàn cầu mà mọi người có thể truy cập (đọc và viết) thông tin qua các thiết bị kết nối với mạng Internet
Sau khi bỏ phiếu về chuẩn ISO thì VRML97 được đưa ra như một chuẩn ISO 6 vào năm 1997.
2.1.3 Đặc điểm cơ bản của VRML
Tiêu chuẩn cho việc xác định đối tượng 3D, quang cảnh và cho sự liên kết các mô hình với nhau là:
Không phụ thuộc phần cứng: có thể chạy trên các máy tính do các nhà sản xuất khác nhau chế tạo.
Có thể mở rộng: có thể chấp nhận các lệnh mới do người sử dụng thêm vào hoặc quy định.
Thao tác được thế giới ảo thông qua môi trường Internet có băng thông thấp.VRML được thiết kế dành riêng cho việc hiển thị thế giới 3D và không phải là sự mở rộng của HTML.
Các vấn đề cơ bản của VRML
2.2.1 Các thành phần cơ bản của VRML
Gồm các trình duyệt (Browses) và bộ soạn thảo dành riêng cho ngôn ngữ VRML Các file chỉ có thể đọc nếu hệ thống có trình duyệt VRML
Trình duyệt VRML cũng giống như trình duyệt Internet( Internet Explorer hay Fire Fox) và được tích hợp trong các trình duyệt này Bộ soạn thảo VRML cho ph攃Āp người dùng gõ mã VRML
Hiện nay có nhiều bộ soạn thảo nhưng VRML Pad là khá thông dụng khi có thể cho xem trực tiếp kết quả mà không cần qua trình duyệt Internet.
2.2.2 Công cụ hiển thị VRML
Công cụ hiển thị VRML Để hiển thị các file VRML thì ta sử dụng chương trình Cortona VRML Client của hãng Parallrl Graphics Chương trình sẽ giúp bạn thuận tiện hơn khi xem cắc mô hình ảo trên máy tính một cách trực quan sinh động Yêu cầu trước khi cài đặt Cortona VRML Client: - Hệ điều hành Microsoft® Windows® ME/2000/XP - Trình duyệt Web Internet Explorer 6.0 trở lên, Netscape Navigator 8.0 trở lên, Mozilla Firefox 1.5 trở lên, Opera 8.5 trở lên - CPU Pentium® II 300 MHz trở lên - RAM tối thiểu 64 MB - Độ phân giải màn hình tối thiểu 1024x768 - Card đồ họa hỗ trợ 3D và cài đặt DirectX 9 Cortona VRML Client tương thích với hầu hết các trình duyệt như
6 ISO: là Bộ tiêu chuẩn quốc tế được xây dựng nhằm trợ giúp các tổ chức, thuộc mọi loại hình và quy mô trong việc xây dựng, áp dụng và vận hành các hệ thống quản lý chất lượng có hiệu lực
Internet Explorer, Netscape Browser, Mozilla, Mozilla Firefox và các công cụ văn phòng như Word, PowerPoint Tính năng của Cortona VRML ClientCortona VRML Client sẽ trình diễn toàn bộ mô hình 3D trên máy tính một cách hoàn hảo như khi người tạo ra đó ứng dụng hoàn chỉnh trên toàn bộ hiệu ứng trên nhiều hệ thống như Flash, DirectX9, MPEG4 Khi bạn truy xuất vào một ứng dụng VRML, toàn bộ hình mô phỏng sẽ được trình diễn tương tác trên nền 3D dạng mở Rất ấn tượng và bắt mắt.
Tập tin của VRML Tập tin của VRML có thể tạo ra từ nhiều cách: dùng một trình soạn thảo văn bản như Nopepad để soạn thảo, sau đó lưu file với phần mở rộng là wrl Hoặc ta có thể soạn thảo trên một trình soạn thảo dành riêng cho VRML như VRML Pad và chạy trực tiếp ứng dụng Một file VRML gồm có các phần như: header, scene graph, prototype và event routing.
Các hệ tọa độ trong VRML
Sử dụng các hệ tọa độ : (bullet) Hiển thị một đối tượng thế giới ảo ở một vị trí cụ thể Di chuyển một thế giới ảo Xuất các mô hình không phải VRML từ các công cụ CAD(bao gồm CATIA) và biểu diễn hình ảnh rô bốt (tệp URDF) để sử dụng với Simulink 3D Animation Có một thế giới ảo tương tác với MATLAB hoặc Simulink.
Hình 2.2 Hệ tọa độ của MATLAB và VRML
Hệ tọa độ VRML khác với hệ tọa độ MATLAB và Aerospace Blockset ™.VRML sử dụng hệ tọa độ thế giới: trục y hướng lên trên và trục z đặt các đối tượng gần hoặc xa mặt trước của màn hình hơn Giá trị trục z càng lớn thì đối tượng càng gần với người xem Hiểu về hệ tọa độ rất quan trọng khi bạn tương tác với các hệ tọa độ khác nhau.
Công cụ 3DMAX
Tổng quan về 3DMAX
3D Max (Autodesk 3D Max) là phần mềm thiết kế giúp tạo và diễn hoạt các vật thể 3 chiều một cách chân thực nhất Cụ thể, 3D Max giúp người sử dụng có thể dựng nên những mô hình với không gian 3 chiều kết hợp với các hiệu ứng như bóng đổ, phản chiếu, hiệu ứng sương mù, mưa, khói, lửa… và xuất ra các định dạng như phim, ảnh hoặc các mô hình thực tế ảo.
3D Max hoạt động trên hệ điều hành Window 32 bit hoặc 64 bit được tạo ra từ công ty Autodesk Media & Entertainment Đến thời điểm hiện tại, 3D Max đã có rất nhiều phiên bản khác nhau, trong đó, mới nhất là bản 3D Max
2018 với nhiều tính năng mạnh mẽ, được hỗ trợ hiển thị DPI có độ phân giải 7 cao.
3.1.2 Các tính năng chính của 3D Max
3ds Max cho ph攃Āp bạn có thể sử dụng tùy chỉnh ánh sáng, bóng tối và nổi bật có thể được đốt cháy vào hình hiển thị Những cài đặt này ưu tiên được sử dụng cho hình ảnh trò chơi bởi các giá trị trước của bóng tối và điểm nổi bật cho ph攃Āp trò chơi được xử lý dữ liệu một cách tốt hơn giúp cải thiện tốc độ và hiệu năng của trò chơi.
Ngoài ra, 3ds Max còn có thể mô phỏng lại tóc, da, vải và sợi lông thú. Những tiện ích được cài vào sẽ làm tăng tính năng linh hoạt của chương trình. Giúp tối ưu được thời gian cho việc phát triển mô hình và cải thiện chi tiết một cách đáng kể Nó cũng có thể mô phỏng được các vật cứng như gạch, gỗ, được thực hiện với thao tác dễ dàng Phần mềm này còn được trang bị tính năng vỡ, các vật rắn bị rung chuyển Nhưng tính năng động cơ mềm cho ph攃Āp mô phỏng chuyển động của các đối tượng biến dạng lại không được hỗ trợ bởi 3ds Max, làm cho việc sử dụng 3Ds Max với tính năng động cơ mềm trở nên khó khăn.
7 DPI: Dots per inch là thước đo mật độ điểm in không gian, video hoặc máy quét hình ảnh, đặc biệt là số lượng điểm riêng lẻ có thể được đặt trong một dòng trong khoảng 1 inch
Một tính năng đặc biệt hữu ích của phần mềm này là sự hỗ trợ của Kinetic Inverse và And Forward Kinematics Có thể mô phỏng lại bộ xương của con người hay động vật hoặc có thể tạo ra một mô hình phù hợp với bộ xương đó.
Hình 3.1 Giao diện thiết kế nhân vật hoạt hình
3.1.3 Các công cụ hữu ích được tích hợp sẵn trong
Nhằm giúp người sử dụng có thể làm việc trên 3D dễ dàng, hiệu quả nhà sản xuất đã tích hợp sẵn một số công cụ với tính năng hữu ích như:
Scene Explorer: Đây là công cụ được người sử dụng đánh giá cao và vô cùng yêu thích bởi nó giúp chỉnh sửa ảnh theo phân cấp vùng dữ liệu, đặc biệt là có thể thực hiện với tất cả các chi tiết từ đơn giản đến phức tạp
MAXScript: Công cụ hữu ích này giúp người sử dụng thực hiện các thao tác lặp đi lặp lại một cách chính xác Bên cạnh đó, MAXScript còn giúp phát triển công cụ và giao diện cho người sử dụng theo ý muốn
Hình 3.2 Phần mềm 3D Max có nhiều công cụ hữu ích được tích hợp sẵn giúp người dùng làm việc hiệu quả Skinning: Các chuyển động của hình ảnh sẽ được kiểm soát tối đa khi người dùng sử dụng công cụ này
Character Studio: Với công cụ này người sử dụng có thể lựa chọn, chỉnh sửa và thiết kế các nhân vật trong các bộ phim hoạt hình một cách nhanh chóng, dễ dàng
Tích hợp với Autodesk Vault plugin : Autodesk Vault là một plugin được vận chuyển cùng với 3ds Max và được sử dụng để tích hợp với dữ liệu người dùng ời sử dụng có thể lựa chọn, chỉnh sửa và thiết kế các nhân vật trong các bộ phim hoạt hình một cách nhanh chóng, dễ dàng.
Hình 3.3 tạo hình khối bằng Geometry
Geometry là công cụ quan trọng nhất của chương trình 3Ds Max Nó giúp người dùng tạo ra các hình học và hình dạng 3D khác nhau Công cụ này được xem như một hình cầu và lựa chọn mặc định của công cụ này làStandard primitives Những Standard primitives này là những hình dạng cơ bản nhất như hình hộp, hình cầu, đường thẳng, v.v Bằng cách đi chi tiết và sử dụng danh mục con của công cụ, người dùng có thể chọn nhiều kỹ thuật mô hình hóa khác như NURBS, Dynamic Objects, Particle Systems, ExtendedPrimitives,…
Hình 3.4 Shapes trong 3D Max Công cụ này được xem như một biểu tượng hình dạng và được sử dụng để tạo và vẽ các đối tượng 2d khác nhau như hình chữ nhật, hình tròn, hình vuông Về cơ bản, người dùng có thể sử dụng các công cụ này để tạo hình học 2d và sau đó chuyển đổi chúng sang 3D cho phù hợp.
Công cụ này được sử dụng để thiết lập các cameras khác nhau trong cảnh Nó được xem như một hình ảnh của camera và được sử dụng để tạo ra nhiều cameras Các cameras được tạo ra có thể là có mục đích hoặc ng•u hứng.
