LUẬN VĂN: NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THỬ NGHIỆM CUNG CẤP QUANG CẢNH ĐƯỜNG PHỐ HÀ NỘI docx

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đinh Nhật Minh NGHIÊN CỨU PHÁT TRI Ể N HỆ TH Ố NG THỬ NGHIỆM CUNG CẤP QUANG CẢNH ĐƯỜNG PHỐ HÀ NỘI KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin HÀ NỘI - 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đinh Nhật Minh NGHIÊN CỨU PHÁT TRI Ể N HỆ TH Ố NG THỬ NGHIỆM CUNG CẤP QUANG CẢNH ĐƯỜNG PHỐ HÀ NỘI KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY Ngành: Công nghệ thông tin Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Ngọc Hóa HÀ NỘI - 2009 LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và biết ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Nguyễn Ngọc Hóa (Bộ môn Công Nghệ Thông Tin - Trường Đại học Công Nghệ) đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình cho em trong suốt quá trình thực hiện khoá luận này. Em xin gửi lời cảm ơn và biết ơn sâu sắc tới các thầy, cô đã dạy dỗ em trong suốt 4 năm học tập tại trường Đại học Công Ngh ệ. Những kiến thức các thầy, cô dạy là vô cùng quý báu và sẽ là hành trang để em vững bước vào đời. Em cũng xin chân thành cảm ơn các anh, chị trong phòng Công nghệ phần mềm – Trung tâm Công nghệ phần mềm – Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã tạo điều kiện, giúp đỡ về mặt kỹ thuật và động viên tinh thần cho em trong quá trình làm khoá luận. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên trong lớp K50HTTT hiện nay và các thành viên lớp K50CA trước đây, cùng bạn bè đã ủng hộ và khuyến khích tôi trong quá trình nghiên cứu và làm khoá luận này. Và cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn và lòng biết ơn tới bố, mẹ, anh chị, cảm ơn những người thân yêu của tôi, đã nuôi nấng, dạy dỗ và luôn động viên, làm chỗ dựa tinh thần cho tôi trong cuộc sống cũng như trong học tập và làm việc. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 05 năm 2006 Sinh viên Đinh Nhật Minh Tóm tắt nội dung: Tên đề tài của khóa luận là : Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội. Cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội có nghĩa là cho phép người sử dụng quan sát được các hướng xung quanh tại một điểm, tạo cho người sử dụng cảm giác đang đứng tại vị trí đó, đồng thời cho phép họ di chuyển tới các vị trí khác. Nội dung khóa luận này sẽ giới thiệu về các dịch vụ nổi tiếng trên thế giới trong lĩnh vực tương tự, nêu lên phương pháp và công cụ mà họ sử dụng, từ đó nêu lên tính cần thiết cũng như khả thi của đề tài. Khóa luận sẽ nêu lên bài toán cần thực hiện, phân tích bài toán thành các module nhỏ, đồng thời đưa ra cơ sở lý thuyết, phương hướng thực hiện cho từng module. Cuối cùng sẽ là chương trình demo sả n phẩm, các hạn chế và phương hướng phát triển. Mục lục Danh sách các hình vẽ được sử dụng trong khóa luận 3 LỜI MỞ ĐẦU 4 Chương 1. Tìm hiểu về các dịch vụ cung cấp quang cảnh đường phố 5 1.1. Google Maps Street View 5 1.2. MapJack 7 Chương 2. Một số lý thuyết về đồ họa 3D 9 2.1. Giới thiệu 9 2.2. Một số kiến thức cơ bản 9 2.3. Lý thuyết về phép chiếu 13 2.3.1. Phép chiếu song song 13 2.3.2. Phép chiếu phối cảnh 17 2.4. 3D trong Flash 21 Chương 3. Bài toán 23 3.1. Mục tiêu của bài toán 23 3.2. Phân tích bài toán 23 3.3. Các lý thuyết liên quan 23 3.3.1. Adobe Flash 23 3.3.2. Flex builder 3.0 26 3.3.3. Action Script 28 3.3.4. Open Sources 28 3.4. Giải quyết bài toán 28 3.4.1. Xây dựng chương trình cho phép người sử dụng nhìn xung quanh 360° .29 3.4.2. Xử lý việc cho phép người sử dụng dịch chuyển tới các vị trí khác nhau .31 3.4.3. Cách lưu trữ Cơ sơ dữ liệu 35 3.5. Thực nghiệm 36 3.5.1. Môi trường thực nghiệm 36 3.5.2. Công cụ thực nghiệm 37 3.5.3. Quá trình thực nghiệm 37 3.6. Kết quả thực nghiệm 40 Chương 4. Kết luận 43 4.1. Đóng góp của mình 43 4.2. Hướng phát triển của đề tài 43 Tài liệu tham khảo 45 Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội SVTH: Đinh Nhật Minh 3 GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Hóa Danh sách các hình vẽ được sử dụng trong khóa luận Hình 1. Hình ảnh quang cảnh đường phố của Google Maps Street View 6 Hình 2. Hình ảnh quang cảnh đường phố của MapJack 7 Hình 3. Giao diện công cụ của MapJack 8 Hình 4. Ba phép chiếu trực giao của một đối tượng 14 Hình 5. Phép chiếu cùng kích thước của một đối tượng lên bề mặt quan sát 15 Hình 6. Phép chiếu vuông góc lên mặt phẳng chiếu 16 Hình 7. Phép chiếu phối cảnh của trên mặt phẳng chiếu. 18 Hình 8. Các quang cảnh phối cảnh của mộ t hình lập phương 20 Hình 9. Adobe Flash CS3 24 Hình 10. Adobe Flex Builder 3.0 26 Hình 11. Action Script 3.0 Logo 28 Hình 12. Ảnh 360° 29 Hình 13. Ảnh mặt cầu 31 Hình 13. Cách định hướng của Google Maps Street View 32 Hình 14. Ảnh mờ của ảnh mặt cầu 34 Hình 15. Ảnh mờ của 6 mặt khối lập phương 34 Hình 16. Ảnh 6 mặt tại một điểm 41 Hình 17. Kết quả thu được 41 Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội SVTH: Đinh Nhật Minh 4 GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Hóa LỜI MỞ ĐẦU Du lịch là nhu cầu khá phổ biến hiện nay tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam, nhưng thật khó khăn cho khách hàng trong việc lựa chọn địa điểm du lịch, nếu chỉ thông qua tranh ảnh, các tờ rơi, quảng cáo thì chắc chắn sẽ không được chính xác. Còn gì tiện lợi hơn khi bạn có thể “xem” “tận mắt” những địa điểm mà bạn đang đắn đo, để xem mình thích nơi nào hơn khi mà b ạn chẳng phải đến tận nơi, vẫn ngồi nhà, nhâm nhi cốc café hay đang tán gẫu cùng bạn bè về chuyến du lịch sắp tới. Tất cả những gì bạn cần làm là một trình duyệt web và kết nối internet. Như chúng ta đã biết, Google Maps Street View là một dịch vụ khá nổi tiếng trên thế giới hiện nay. Dịch vụ này cho phép người sử dụng “đi lại” trên đường phố tại một n ơi nào đó. “Đi lại” ở đây được hiểu theo nghĩa bạn có thể thấy được phong cảnh, đường phố tại nơi bạn chọn, những cảnh này được chụp lại nên tính trung thực rất cao, bạn hoàn toàn có thể yên tâm không phải lo nghĩ rằng phong cảnh nơi sắp đến có làm bạn thất vọng hay không. Tuy nhiên, do hạn chế về mặt quy mô, nên Google Maps Street View mới chỉ thực hiện được trên m ột số thành phố tại một số quốc gia. Còn tại Việt Nam thì sao? Nếu Google để mắt tới Việt Nam, thì may chăng chỉ có một số thành phố lớn được đưa vào CSDL của Google Maps. Vậy tại sao chúng ta không tự xây dựng một dịch vụ tương tự như vậy trên chính đất nước của mình? Với thực trạng đó, mục tiêu chính của khoá luận tốt nghiệp của tôi được tậ p trung xoay quanh tìm câu trả lời cho câu hỏi trên. Trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện khóa luận này, những kết quả bước đầu thu được chứng minh được việc cung cấp dịch vụ quang cảnh đường phố là hoàn toàn có thể thực hiện được với những công nghệ và kỹ thuật hiện nay của Việt Nam. Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội SVTH: Đinh Nhật Minh 5 GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Hóa Chương 1. Tìm hiểu về các dịch vụ cung cấp quang cảnh đường phố Như chúng ta đã biết, Google Maps Street View và MapJack là 2 dịch vụ khá nổi tiếng trong lĩnh vực này, để có thể nắm rõ hơn về mục tiêu của khóa luận, trước hết chúng ta hày cùng tìm hiểu đôi nét về 2 dịch vụ này 1.1. Google Maps Street View http://maps.Google.com/help/maps/streetview/ Google Maps (thời gian trước còn gọi là Google Local) là một dịch vụ ứng dụng và công nghệ bản đồ trực tuyến trên web miễn phí được cung cấp bởi Google và hỗ trợ nhiều dịch vụ dựa vào bản đồ như Google Ride Finder và một có thể dùng để nhúng vào các trang web của bên thứ ba thông qua Google Maps API (Application Programing Interface). Nó cho phép thấy bản đồ đường xá, đường đi cho xe đạp, cho người đi bộ (những đường đi ngắn h ơn 6.2 dặm) và xe hơi, và những địa điểm kinh doanh trong khu vực cũng như khắp nơi trên thế giới. Google Maps trước đây chỉ có ảnh chụp từ vệ tinh, với độ phóng to, thu nhỏ mà vẫn cho hình ảnh khá rõ, qua đó ta có thể biết được tuyến đường này, khu vực này ở đâu, đi từ vị trí này đến vị trí kia bằng cách nào. Cách đây không lâu, Google Maps đưa thêm một tính năng mới với tên: Google Maps Street View. Tính năng này cho phép ng ười sử dụng nhìn cận cảnh đường phố, nhà cửa, tạo cho người sử dụng cảm giác như chính họ đang đi trên con đường đó vậy. Có thể nói đây là một bước đột phá của Google. Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội SVTH: Đinh Nhật Minh 6 GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Hóa Hình 1. Hình ảnh quang cảnh đường phố của Google Maps Street View Google Maps Street View cho phép người sử dụng nhìn xung quanh bằng cách sử dụng chuột hoặc các button phía trên bên trái của bản đồ, cũng có thể dùng 2 phím mũi tên sang trái, sang phải để nhìn 2 bên cùng với 2 phím page up và page down để nhìn bên trên và bên dưới. Người sử dụng có thể di chuyển đến địa điểm khác, có các cách sau: - Sử dụng 2 phím mũi tên lên và xuống để di chuyển đến điểm liền kề trước hoặc sau trên bản đồ - Sử dụ ng mũi tên có trên màn hình để di chuyển đến điểm liền kề trước hoặc sau trên bản đồ - Di chuyển hình người trên bản đồ nhỏ (mini map) tới vị trí cần đến (không giới hạn là chỉ đi đến những điểm ngay kề với vị trí hiện tại) Chế độ zoom của Google Maps Street View khá tốt, cho ảnh có độ nét chấp nhận được khi phóng to. Tương tự như khi nhìn xung quanh, có thể s ử dụng chuột giữa (wheel mouse) hoặc 2 button + và – có trên bản đồ. [...]... thông qua toán học của một hình thức thể hiện 3D SVTH: Đinh Nhật Minh 22 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Chương 3 Bài toán 3.1 Mục tiêu của bài toán Bài toán cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội là bài toán đặt ra nhằm mục đích cung cấp được cho người sử dụng các tính năng tương tự như Google Maps Street View hoặc MapJack, có nghĩa... phép chiếu phối cảnh SVTH: Đinh Nhật Minh 18 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Khi các đối tượng ba chiều đựợc chiếu lên một mặt phẳng dùng các phương trình biến đổi phối cảnh, bất kỳ tập hợp các đường thẳng song song nào của đối tượng mà không song song với mặt phẳng chiếu được chiếu thành các đường hội tụ (đồng quy) Các đường thẳng.. .Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Ngoài ra, trên mini map có thể zoom in hoặc zoom out để hiển thị chi tiết cũng như thu gọn đường phố 1.2 MapJack http://www.mapjack.com/Help.html MapJack là một công ty, làm việc giống như Google Mục đích của MapJack, theo như những gì được nói trên trang chủ của mình là cung cấp một bức tranh toàn cảnh về các thành phố. .. ra các đường song song Điểm mà tại đó tập hợp các đường thẳng song song được chiếu xuất hiện hội tụ về đó được gọi là điểm ảo (vanishing point) Mỗi tập hợp các đường thẳng song song được chiếu như thế sẽ có một điểm ảo riêng (xem hình 8) SVTH: Đinh Nhật Minh 19 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Hình 8 Các quang cảnh phối cảnh của... Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Hình 7 Phép chiếu phối cảnh của điểm P ở tọa độ(x, y, z) thành điểm (xp, yp, 0) trên mặt phẳng chiếu Chúng ta có thể đạt được các phương trình biến đổi cho phép chiếu phối cảnh từ các phương trình tham số mô tả các đường chiếu từ điểm P đến tâm chiếu (xem hình 7) Các tham số xây dựng các đường chiếu này là... nhà phát triển cũng như các lập trình viên Hiện nay đã có rất nhiều các công ty lớn đang sử dụng các ứng dụng dạng này ở mức thứ nghiệm, như Nasdaq Stock Market Inc., American Cancer Society, FedEx Corp., SVTH: Đinh Nhật Minh 27 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội … Các công ty này đều cho biết họ sẽ triển khai và sử dụng công nghệ... lập trình hạn chế; chi phí để viết ứng dụng rất lớn do thiếu các thành phần giao diện, thư viện hỗ trợ… SVTH: Đinh Nhật Minh 26 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Để khắc phục những nhược điểm này, Adobe đưa ra công nghệ Flex - một nền tảng công nghệ, công cụ phát triển ứng dụng RIA chuyên nghiệp Với Flex, lập trình viên có thể kết... TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Chương 2 Một số lý thuyết về đồ họa 3D 2.1 Giới thiệu Đồ họa máy tính 3D là công việc tạo ra nghệ thuật đồ họa, nghĩa là tạo ra với sự trợ giúp của máy tính kĩ thuật số và các phần mềm 3D Nói chung thuật ngữ này có thể hiểu như là tiến trình tạo ra đồ họa, hoặc việc nghiên cứu công nghệ đồ họa máy tính... Đinh Nhật Minh 15 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội Hình 6 Phép chiếu vuông góc của điểm (x, y, z) thành điểm (xp, yp) lên mặt phẳng chiếu Phương chiếu có thể định nghĩa bằng việc chọn các giá trị cho góc α và φ Các chọn lựa thông thường cho góc φ là 30o và 45o, là các góc hiển thị một quang cảnh của mặt trước, bên sườn, và trên đỉnh... SVTH: Đinh Nhật Minh 25 GVHD: TS Nguyễn Ngọc Hóa Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội 3.3.2 Flex builder 3.0 Flex Builder 3.0 là phần mềm thiết kế Web, lập trình Web của Adobe Hổ trợ tốt đối với các sản phẩm thuộc bộ Adobe Creative Suite 3 Hình 10 Adobe Flex Builder 3.0 Sự ra đời của web thế hệ mới (web 2.0) hình thành nhu cầu tạo ra các ứng dụng trên nền web, . HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Đinh Nhật Minh NGHIÊN CỨU PHÁT TRI Ể N HỆ TH Ố NG THỬ NGHIỆM CUNG CẤP QUANG CẢNH ĐƯỜNG PHỐ HÀ NỘI KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP. của mình 43 4.2. Hướng phát triển của đề tài 43 Tài liệu tham khảo 45 Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang cảnh đường phố Hà Nội SVTH: Đinh Nhật. việc cung cấp dịch vụ quang cảnh đường phố là hoàn toàn có thể thực hiện được với những công nghệ và kỹ thuật hiện nay của Việt Nam. Nghiên cứu phát triển hệ thống thử nghiệm cung cấp quang