Áp dụng các mô hình 3D vào trong tạo lập web

Áp dụng các mô hình 3D vào trong tạo lập web

MỤC LỤC B ng m t s kí t vi t t tả ộ ố ự ế ắ 2 Ph n m uầ ở đầ .3 T ng quan v Webổ ề .5 Các k thu t d ng hình 3Dĩ ậ ự 13 2.2. Các công tác dựng hình chính 14 2.3. Một số khái niệm 15 2.3.1. Tổng quan về các loại mô hình .15 2.3.2 Khái niệm về một số chi tiết trong mô hình 20 2.3.3 Khái niệm xây dựng từ phần mềm. .24 2.4. Kĩ thuật xây dựng .26 2.4.1 Vẽ đường cong 26 2.4.2 Tạo surface .28 2.4.3 Các kĩ thuật tạo kết xuất 34 S d ng mô hình 3Dử ụ .44 v o trong t o l p Webà ạ ậ .44 3.1. Các vấn đề đặt ra khi sử dụng các mô hình 3D trong .44 tạo lập Web .44 3.2. Giải pháp 44 3.3.1 Tiến trình công việc 46 3.3.2 Sử dụng ngôn ngữ VRML 47 3.3.3 Các node cần sử dụng cho hoạt hoá .49 3.3.4 Đẩy mô hình lên trang Web .54 K t lu nế ậ 59 T i li u tham kh oà ệ ả 61 Bảng một số kí tự viết tắt Kí hiệu viết tắt Giải thích CP Control Point: Điểm điều khiển CV Control Vertex: Điểm điều khiển DAG Directed Acyclic Graph: Đồ thị mở có định hướng DG Dependency Graph: Đồ họa phụ thuộc EP Edit Point: Điểm nằm trên đường cong Phần mở đầu Cùng với sự bùng nổ của Internet, nhu cầu sử dụng Website và số lượng Website ngày càng tăng cao. Website trở thành một công cụ để người ta quảng bá mọi vấn đề, mọi lĩnh vực, đặc biệt là trong thương mại. Các công nghệ mới luôn được áp dụng vào Website: công nghệ quản trị nội dung, kiết xuất thông tin, tác tử v.v . Trong đó, sử dụng yếu tố đồ hoạ vào trong Website là một công nghệ đang rất được quan tâm. Công nghệ thiết kế đồ hoạ cho Website cũng có nhiều cách tiếp cận khác nhau. Cách tiếp cận lâu đời và đang phổ biến hiện nay đó là Website sử dụng các hình ảnh 2 chiều. Các hình ảnh hai chiều chỉ thể hiện được các sự vật theo chiều dài và chiều rộng. Điều này sẽ hạn chế khá nhiều khi muốn quan sát một vật nào đó một cách kĩ càng. Với các trang Web giới thiệu sản phẩm, nếu giới thiệu một cách tỉ mỉ một sản phẩm nào đó thì người ta phải trình bày các bức ảnh chụp sản phẩm ở các góc độ khác nhau sẽ tốn bộ nhớ, tốn thời gian tải, tốn diện tích trang Web. Một cách tiếp cận khác chính là sử dụng các hình ảnh 3 chiều. Trong đó, cũng rẽ ra làm hai khuynh hướng. Đó là 3D giả lập và 3D. 3D giả lập chỉ mô phỏng các nguyên lý dựng hình 3 chiều. Tiêu biểu cho 3D giả lập là flash. Quả thật dùng flash đã làm cho Website trông sống động hơn rất nhiều. Các file này cũng khá nặng và đòi hỏi ở máy khách phải cài các phần mềm mới có thể đọc được. Và nói chung, người xem vẫn ở thế bị động vì các flash chuyển động không phụ thuộc vào ý muốn của người xem. Để giải quyết các vấn đề trên, khoá luận của em được thực hiện nhằm hai mục đích: -Tìm hiểu các kĩ thuật dựng hình phổ biến hiện nay. Quá trình tìm hiểu này nhằm phân tích các kĩ thuật dựng hình vốn rất phong phú hiện nay để tìm hiểu thế mạnh của từng kĩ thuật và áp dụng kĩ thuật nào vào trường hợp dựng hình cụ thể nào thì cho hiệu quả tốt nhất. -Tìm hiểu các kĩ thuật tạo Web3D theo khuynh hướng thứ 2, tức là sử dụng các mô hình 3D thực sự. Thực chất của mục đích này là muốn giới thiệu kĩ thuật đẩy các mô hình 3D lên trang Web. Bố cục của khóa luận gồm có 3 chương chính: Chương 1: Tổng quan về Web Chương này sẽ giới thiệu bối cảnh chung của sự phát triển của Website và 3D. Đồng thời cũng giới thiệu qua một số công cụ để xây dựng các mô hình 3D hay sử dụng hiện nay. Chương 2: Kĩ thuật xây dựng mô hình 3D Chương này sẽ giới thiệu một số kĩ thuật xây dựng mô hình 3D và tối ưu các mô hình đó. Công đoạn xây dựng mô hình sẽ ảnh hưởng đến dung lượng và chất lượng của mô hình Chương 3: Áp dụng các mô hình 3D vào trong tạo lập Web Chương cuối cùng này sẽ đề cập đến các vấn đề nảy sinh khi sử dụng các hình ảnh 3D trong tạo lập Web và hướng giải quyết các vấn đề đó. Sau đó, sẽ đi sâu vào giới thiệu cách để đẩy mô hình lên trang Web. Em hi vọng đề tài này sẽ có giá trị thực tiễn và góp phần phát triển xu hướng xây dựng các Web3D ở Việt Nam. Chương 1: Tổng quan về Web Con người sáng tạo ra tiếng nói và chữ viết, con người đã trở thành một lực lượng hùng mạnh thống trị thế giới và thoát ly khỏi cách sống của động vật. Chữ viết là điều kì diệu để con người thể hiện ý nghĩ và lưu truyền cho nhau. Chữ viết có thể được lưu trên đá, trên da thú, thanh tre và trên giấy. Ngày nay, ngoài những văn bản bằng tre hay bằng giấy đó, con người còn có một phương thức khác để lưu lại vết tích của mình. Đó là văn bản trên máy tính. Máy tính được chế tạo đầu tiên là nhằm mục đích tính toán nhưng sau này nó còn có thể làm được nhiều việc khác nữa. Thực ra, cũng như là đá, da thú, thanh tre hay là giấy, máy tính cũng là chỉ là một phương tiện để con người viết ra những gì mình nghĩ và đề truyền cho nhiều người khác cùng đọc và nghiên cứu. Nhưng, sự phát triển của khoa học máy tính và công nghệ thông tin cho phép cách viết, cách thể hiện thông tin của con người tiến triển thêm một bậc. Cùng với đó, sự giao tiếp của con người ngày càng phong phú hơn. Con người bây giờ không cần phải gặp gỡ với nhau vẫn có thể giao tiếp được với nhau. Và sự phát triển của Internet chính là đỉnh cao của sự giao tiếp đó. Để có được sự giao tiếp rộng mở trên toàn cầu, công đầu phải thuộc về WWW. WWW là từ viết tắt của World Wide Web. Đây là một hệ thống cung cấp tài liệu vô cùng quan trọng của Internet. Sự giao tiếp của con người lúc này là sự giao tiếp của các trình duyệt Web với Web server. Không cần phải đi đâu xa, chỉ cần một phần mềm trình duyệt trên máy tính, kết nối với Internet, là có thể tìm thấy bất cứ loại tài liệu nào ở bất kì nơi nào trên toàn thế giới miễn là nơi đó cũng có Internet. Tất cả các tài liệu được đem vào lưu thông trên WWW đều có một định dạng chung đó là HTML. HTML là cụm từ viết tắt của Hyper Text Markup Language – Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản. Đây là loại định dạng ngôn ngữ chủ yếu của thông tin mà các máy tính trao đổi với nhau trong mạng WWW. Lấy HTML làm căn bản, cùng với sự phát triển của network, đặc biệt là Internet, cùng với nhu cầu trao đổi và quảng bá thông tin bùng phát trên phạm vi toàn thế giới, con người đã tìm cách nâng cấp và phát triển để tạo ra một loại dịch vụ trao đổi thông tin qua mạng là Website. Web là gì? Cứ tưởng tượng Internet là một “ đường siêu tốc” thì Web giống như là một dịch vụ chuyển phát đến tận nhà, đi trên con đường đó, đến gõ cửa nhà, trao cho chủ nhà một loại tài liệu không những chứa các kí tự mà còn chứa cả hình ảnh, âm thanh, video và có khả năng click vào các link để tới một tài liệu khác hoặc gọi tới một Web site khác. Như vậy, để tạo ra được một Website, đầu tiên phải có các trang Web (Web pages) sau đó mua một mảnh đất trên Internet để mọi người có thể liên hệ với nó. Để có được mảnh đất này, ta có một moderm kết nối tới ISP (Internet Service Provider ) để thuê một vùng bộ nhớ trên Web server của ISP. Webserver là kho lưu trữ các trang Web trên Internet, sẵn sàng đi đến bất cứ nơi nào cần chúng thông qua giao thức HTTP. Điều đó có nghĩa là cùng với lúc Webserver bắt đầu hoạt động thì bất kì nơi nào trên thế giới cũng có thể đi thăm các trang này. Mỗi một Website được cấp cho một địa chỉ ví dụ như: http://www.yahoo.com cũng như là địa chỉ nhà để mọi người còn biết để tìm đến. Địa chỉ như trên còn gọi là URL – Universal Resource Locator. [4]Web lần đầu tiên được mang ra ngiên cứu vào năm 1980 tại CERN (European Particle Physics Laboratory) bởi Tim Bernes – Lee viết bằng SGML ( Standard Generalized Markup Language). Vào đầu những năm 90, World Wide Web phát triển một cách bình lặng. Một vài trình duyệt UNIX 6 mới chỉ đang tìm hiểu một cách mò mẫm khi Marc Andreessen của NCSA ( National Center for Supercomputing Applications at the University of Illinois at Urbana-Champage) phát triển một trình duyệt rất sơ đẳng cho X-windows và sau đó là Microsoft Windows vào năm 1993. Andreessen sau đó rời khỏi NCSA và mở một công ty với trình duyệt riêng là Netscape. Web được thương mại hoá vào năm 1994 với chỉ 1500 site tồn tại. [5][6]Sau đó, HTML đã cho ra khá nhiều các phiên bản nhưng sự phát triển giữa các phiên bản quả thật là chậm chạp. Năm 1995, HTML 2.0 được phát triển dưới sự bảo trợ của IETF ( Internet Engineering Task Force) để hệ thống hoá những thành tựu chung nhất đã đạt được vào cuối năm 1994 của HTML. Tuy không thể nào có một chuẩn chung cho tất cả các phiên bản của HTML, nhưng từ đó cũng đã tạo ra một hiệu ứng nho nhỏ trong sự thống nhất giữa các tính năng mới. Và sau đó, với sự cố gắng của HTML Working Group của WWW Consortium đã thống nhất các thành tựu chung vào năm 1996 của HTML bằng phiên bản HTML 3.2. Phiên bản mới nhất của HTML đó là các version của HTML 4. HTML 4 là sự mở rộng của HTML với các hỗ trợ thêm về nhúng các đối tượng, các kịch bản, các frame v .v Cái quan trọng để một Website có ý nghĩa chính là các trang Web. Một trang Web có hai phần là giao diện và mã nguồn. Giao diện là cái để thể hiện thông tin cho người xem. Còn mã nguồn là một thứ ngôn ngữ có các phương thức để có thể đẩy các thông tin đó lên. Để xem mã nguồn có thể vào View -> Source. Ví dụ về giao diện của một trang Web : Hình 1.1 : Giao diện của trang Web Ví dụ tiếp theo trình bày về phần mã nguồn của nó. Hình 1.2: Mã nguồn của trang Web Mã nguồn của trang Web chính là ngôn ngữ HTML đã giới thiệu ở trên. Trình duyệt theo code HTML đã được viết để thể hiện giao diện của trang Web. Ngôn ngữ HTML sử dụng các thẻ có dạng <tag> .</tag> hoặc <tag> để mã hoá thông tin. Các thẻ này cũng có tập các thuộc tính riêng qui định thông tin được thể hiện sẽ như thế nào. Ví dụ: một trang HTML đơn giản <html> <header> <title> Welcome to my Web </title> </header> <body> Hello World </body> </html> Sử dụng HTML, có thể tạo ra các kiểu text khác nhau, các bảng biểu, chèn các hình ảnh, âm thanh và link tới các các trang Web khác hoặc là các site khác. Các thẻ HTML chỉ tạo ra trang tĩnh. Muốn có thêm các tính năng cao cấp hơn như: ảnh động, tích hợp CSDL v.v thì cần phải nhúng thêm các kịch bản hoặc các đối tượng v v Ngày nay có rất nhiều ngôn ngữ kịch bản để nhúng vào một trang HTML như PHP, ASP, JSP cũng như có rất nhiều cách thể hiện một Website sao cho hấp dẫn. Một Website có thể là nơi mua bán, quảng cáo cho môt doanh nghiệp, nơi để cung cấp thông tin về một lĩnh vực nào đó như âm nhạc, thể thao hoặc là nơi để mọi người có thể viết bài, tán gẫu. Các thông tin có thể được lưu trữ lâu dài trong CSDL của Website để tiện cho việc truy xuất, tìm kiếm, cập nhật và trích rút thông tin. Hơn nữa, vì Website trở thành một nơi lưu trữ thông tin, nhiều thông tin quí giá chỉ được phép lưu hành cho một nhóm người có quyền truy nhập, do đó tính năng bảo mật cũng được cung cấp và được quan tâm. Tóm lại, các Website càng ngày càng được phát triển cả về chất lượng và số lượng. Khả năng phục vụ và khả năng hấp dẫn người xem đều được đòi hỏi ngang nhau để một Website tồn tại được lâu dài và có thể thu lợi nhuận được từ nó. Vì mục đích sử dụng Website phong phú, mà số lượng Website ngày càng nhiều, nên yếu tố giao diện bắt mắt là một yếu tố quan trọng hàng đầu. Bởi vì thu hút cái nhìn của người xem đầu tiên đó chính là diện mạo của một Website như thế nào, sau mới là chất lượng của nó. Vì thế, thiết kế giao diện đã trở thành môt nghề. Một Website thông thường, ngoài thể hiện các dòng text theo nhiều kiểu khác nhau thì phải có xen vào các hình ảnh và âm thanh. Để nhớ một trang thuần văn bản, hiếm ai nhớ được, nhưng có thêm các hình ảnh để nhận dạng thì ấn tượng để lại mạnh hơn một bậc. Đó là sức mạnh, là hiệu quả của đồ hoạ mang lại. Giá trị của thông tin nằm ở nội dung của Website. Nhưng để người xem tiếp cận được với các thông tin đó, yếu tố diện mạo của trang Web là vô cùng quan trọng để giữ chân người xem. Trong một thế giới bùng phát về Website như hiện nay thì làm thế nào để thu hút được nhiều người đầu tiên phải kể đến diện mạo của Website. Các yếu tố ảnh hưởng đến diện mạo của Website có thể kể ra đây như sau: -Màu sắc chủ đạo của Website: Đó là màu nền, màu của các banner, của các mục trên trang Web. Màu sắc của Website quả thật rất phong phú. Có trang Web chỉ sử dụng những màu nhạt và sáng như trắng, xanh da trời, hồng nhạt nhưng có những trang Web lại sử dụng toàn một màu tối như nền đen, nền vàng sậm v v Thật khó để đánh giá cái nào đẹp hơn cái nào vì mỗi một người có một gu về màu sắc riêng. Nhưng các nhà thiết kế giao diện chuyên nghiệp khi sử dụng yếu tố đồ hoạ vào trong trang Web đều phải luôn quan tâm đến đối tượng phục vụ của Website, mục đích hoạt động của trang Web, bố cục của trang Web để sử dụng màu sắc cho phù hợp. -Logo của trang Web: Điều này là cực kì quan trọng, nhất là trong thương mại. Bởi vì logo là biểu trưng của họ, là cái để khẳng định thương hiệu của họ. Chính vì tầm quan trọng của nó nên logo của nhà đại diện luôn được đặt ở đầu mỗi trang Web trong Website, luôn là hình ảnh đầu tiên người xem được nhìn thấy. Thiết kế logo cho trang Web cũng rất khó để nó vừa độc đáo vừa thể hiện ý nghĩa của trang Web và vừa tránh sự trùng lặp. -Các banner, biểu tượng của các mục trong trang Web: Chúng góp phần làm nên vẻ đẹp của trang Web và đánh dấu để người xem có thể theo dõi các mục, các chủ đề trên trang Web một cách có hệ thống. -Phần text của trang Web cũng rất phong phú. Phong phú cả về kiểu chữ, kích cỡ, màu sắc. Nhiệm vụ của phần text là mang thông tin của trang Web nên phần text thứ nhất là phải nổi bật trên nền màu sắc của trang Web, thứ hai phải phân biệt rõ từng mục lớn, mục nhỏ, mục quan trọng và thứ ba là phải thống nhất trên các trang Web của Website. -Không chỉ phần text, mà nói chung các yếu tố đồ họa được sử dụng trên mỗi trang Web của Website là phải thống nhất. Người xem sẽ rất phản cảm và khó chịu khi mỗi một trang Web lại mang một màu sắc khác nhau, trang màu đậm, trang màu nhạt, trang toàn hình ảnh còn trang lại toàn text. -Cuối cùng và cũng cực kì quan trọng đó là các ảnh minh hoạ. Các ảnh được sử dụng để minh hoạ, giải thích thêm cho phần text kèm theo. Sử dụng các hình ảnh minh hoạ, đặc biệt là trong quảng cáo làm cho trang Web thêm phần sống động và thu hút người xem hơn. Ví dụ: trong một trang giới thiệu điện thoại di động, nếu chỉ dùng ngôn ngữ để mô tả thì không thể nào mô tả nổi kiểu dáng của từng mẫu sản phẩm như thế nào, màu sắc độc đáo ra sao, kích thước nhỏ gọn như thế nào v v. Một file ảnh thôi là có thể thay thế được cả một đoạn mô tả dài dằng dặc về sản phẩm đó. Đó là chưa kể nó còn loại bớt tính nhập nhằng do ngôn ngữ tự nhiên mang lại. Thay vào đó, bên cạnh ảnh chụp chiếc điện thoại, người ta chỉ cần nói đến các chỉ số về cấu hình, về giá cả ngắn gọn và dễ hiểu hơn rất nhiều. Từ đó cho thấy ứng dụng của đồ hoạ, đặc biệt là trong thiết kế Website là mảnh đất rất tiềm năng. Để phục vụ cho thiết kế đồ hoạ, các công cụ đồ hoạ hiện nay cũng khá phong phú như: Paint, Sketchup, Photoshop, Soft images, 3D painter….làm việc với cả 2D và 3D. Điều mà em muốn giới thiệu kĩ ở đây chính là đồ hoạ 3 chiều. Mặc dù có nhiều phần mềm đồ hoạ 3 chiều như vậy và mỗi một phần mềm có một bộ công cụ riêng nhưng chúng đều phát triển trên nền tảng kĩ thuật chung. Mục tiêu [...]... trên các trang Web3 D để người mua trên toàn thế giới được “sờ”, được “ngắm”, được chiêm ngưỡng, được đánh giá sẽ tạo nhiều cơ hội để xuất khẩu các mặt hàng sang các nước khác, thu hút nhiều người mua hơn Đó là ý nghĩa về mặt kinh tế Web3 D có nhiều ý nghĩa trong cuộc sống, vì thế đề tài này được đặt ra để tìm hiểu về các kĩ thuật dựng hình 3D và áp dụng vào trong tạo lập Web với một mong muốn Web3 D thực... được mọi người quan tâm và ở Việt Nam Web3 D sẽ phát triển trong một tương lai gần Chương 2: Các kĩ thuật dựng hình 3D 2.1 Giới thiệu chung Để tìm hiểu về Web3 D, trước tiên phải xây dựng được các mô hình 3D Yêu cầu đặt ra với các mô hình 3D là: -Dung lượng không quá lớn: Bởi vì yếu tố thời gian tải và không gian lưu trữ trên Website có hạn cho nên các mô hình 3D dựng được phải có dung lượng càng nhỏ... để tạo ra một đối tượng hoàn chỉnh Sử dụng cách này khi dựng các đối tượng có tính chất đối xứng qua trục đối xứng của đối tượng đó (Hình 20 dưới đây) Hình2 .17: Mirror trên nửa quả cầu 3 Sử dụng phép toán Boolean vào trong dựng hình Nhiều khi trong dựng mô hình, việc ghép nhiều mô hình lại với nhau rất hay xảy ra Vì vậy ý tưởng sử dụng toán tử Boolean vào trong dựng hình đã được đặt ra Ví dụ: Một hình. .. áp vật liệu (texturing).v.v sẽ được giới thiệu 2.3 Một số khái niệm 2.3.1 Tổng quan về các loại mô hình Mô hình là một sự mô tả và trình diễn dựa vào máy tinh của một đối tượng 3 chiều Các mẫu có thể được tạo với các phần mềm dựng hình, các thiết bị số hoá 3D v v Có 3 kiểu mô hình hay sử dụng Đó là: Polygon, NURBS và Subdiv 2.3.1.1 Polygon Polygon [1] là một khối gồm có n mặt và được tạo thành từ các. .. hiện các đường conic cũng như các đường cong đa dạng khác một cách chính xác • B-splines là các đường cong đa thức có thể hiện theo tham số Điều đặc biệt của NURBS chính là sử dụng các phương trình tham số để biểu diễn đường cong và các phương trình này phù hợp cho biểu diễn trong 3D Sử dụng các mô hình kiểu NURBS khi muốn dựng các bề mặt có độ trơn nhẵn cao Ví dụ: hình cầu Các đường cong và các surface... thấy, nói chung làm việc trong môi trường 3D có các công tác chính sau: - Công tác dựng hình (modelling): Đây là phần sử dụng các công cụ dựng hình để tạo ra các mô hình, chỉnh sửa chúng theo ý muốn Từ đó các vật thể 3D được định hình - Công tác hoạt hoá nhân vật (animation): gồm những thao tác để gắn nhân vật vào một tập các khoá (key) Mỗi một khoá đại diện cho vị trí, hình dạng của nhân vật tại những... chung Hình thứ 3 là hai mặt nối tiếp nhau nhưng có vector trực giao ngược chiều nhau Non-planar : Là các hình mà có các điểm trong đó không có 3 điểm nào nằm trên một mặt phẳng 2.3.2 Khái niệm về một số chi tiết trong mô hình a Các điểm (Points) Trong dựng hình, có nhiều thuật ngữ để nói về điểm Mỗi một thuật ngữ lại được áp dụng trong các trường hợp khác nhau - Control point (CP): Một điểm điều khiển hình. .. có ý tưởng đưa lên trang Web những góc phố nổi tiếng để quảng bá cho quê hương họ Một số hãng lớn như Toyota, IBM, Samsung đã sử dụng mô hình 3D để quảng cáo Có thể tham quan một số Web3 D như sau: www.samsung.com ; www.toyota.com Còn ở Việt Nam, chưa có một Website nào là Web3 D thực sự Nhưng trong tương lai không xa, sự phát triển các ứng dụng của 3D ở Việt Nam nói chung và Web3 D nói riêng chắc chắn... dựng hình 3D Vì thế chương 2 sẽ đi vào giới thiệu các kĩ thuật dựng hình 3D và cách sử dụng các kĩ thuật này một cách tốt nhất Tất nhiên các kĩ thuật này chỉ dừng lại ở mức phổ quát nhất, chung nhất vì như đã nói, mỗi một phần mềm dựng hình có một hệ thống công cụ riêng để hỗ trợ người dựng Phần mềm dựng hình hiện nay có rất nhiều, nhưng được đánh giá mạnh nhất và hay sử dụng nhất là hai phần mềm : 3DStudioMax... thiết kế Website Trên thế giới, ý tưởng Web3 D đã có từ lâu Từ những năm 1995 người ta đã đề xuất ra ý tưởng này Nhưng vì nhiều lý do mà Web3 D vẫn chưa thực sự có một chỗ đứng xứng với khả năng mà nó mang lại Chỉ gần đây, Web3 D mới lại được tìm hiểu rầm rộ Các thông tin chi tiết hơn về Web3 D được đề cập đến ở Website www.x3d.org Trên thế giới, Web3 D đã là cái tên quen thuộc của nhiều quốc gia như Pháp, Thuỵ