Công nghệ thực tại ảo Mô phỏng Stadium

báo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảobáo cáo công nghệ thực tại ảo

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU Đồ họa máy tính lĩnh vực quan tâm ngành công nghệ thông tin nói chung khoa học máy tính nói riêng Chúng ta bắt gặp nhiều ứng dụng đồ họa máy tính nhiều lĩnh vực đời sống : khoa học – y tế ( nghiên cứu, chuẩn đoán từ hình ảnh mô ) , quân ( huấn luyện môi trường ảo), xây dựng – kiến trúc ( tạo không gian, mô hình ảo), giải trí v.v… Trong ứng dụng ấy, việc mô lại giới thực cách xây dựng mô hình “ảo” máy tính vấn đề lớn mà đồ họa máy tính hướng tới giải Từ mà công nghệ “thực ảo” đời, với khả mô cách sống động hầu hết mô hình giới thực, từ đơn giản cụ thể phức tạp trừu tượng Ngôn ngữ mô hình hóa thực ảo (Virtual Reality Modeling Language - VRML) xây dựng từ nhu cầu phát triển công nghệ “ thực ảo” – mà dựa đó, người giải toán mô lại giới thực máy tính Do kiến thức hiểu biết kinh nghiệm thân hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp quý thầy cô để hoàn thiện thêm nội dung đồ án Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vũ Đức Huy giúp đỡ chúng em thực đề tài “Mô sân vận động bóng đá”, sâu vào tìm hiểu mô hình thực ảo, ứng dụng vào đề tài Trong trình làm hạn chế không tránh thiếu sót, em mong nhận đóng góp quý thầy cô để hoàn thiện thêm nội dung đồ tài Chúng em chân thành cảm ơn! CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ THỰC TẠI ẢO 1.1 Khái niệm thực ảo Thực ảo ( Virtual reality – VR ) thuật ngữ mô tả môi trường tạo mô máy tính Trong đồ họa máy tính sử dụng để đảm báo yếu tố “real”- “ thật” môi trường Có thể mô tả yếu tố “ thật “ tức thành phần môi trường ảo thay đổi theo tác động người sử dụng qua hành động, lời nói, nhìn chí suy nghĩ … Đó đặc tính thực ảo : tương tác thời gian thực (real-time interactivity) Thời gian thực có nghĩa máy tính có khả nhận biết tín hiệu vào người sử dụng thay đổi thành phần giới ảo Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi hình mô theo ý muốn họ bị thu hút mô Sự thu hút tạo thay đổi môi trường ảo tác động lên quan cảm giác người thông qua số thiết bị hiển thị tương tác đa dạng : thị giác ( từ hình ảnh 3D ), thính giác ( qua âm thanh), xúc giác ,v.v Có thể nói, VR- Thực Tế Ảo hệ thống giao diện cấp cao Người sử dụng Máy tính Hệ thống mô vật tượng theo thời gian thực tương tác với người sử dụng qua tổng hợp kênh cảm giác ví dụ thị giác, thính giác, xúc giác,v.v… 1.2 Một số ứng dụng quan trọng thực ảo Ngày nay,tại nhiều nước phát triển, thực ảo ứng dụng nhiều lĩnh vực : khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, đáp ứng nhu cầu: nghiên cứu- giáo dục- thương mại Lĩnh vực ứng dụng mang lại nhiều hiệu thực ảo phải kể đến y học Bên cạnh thực ảo ứng dụng giáo dục, nghệ thuật, giải trí Trong lĩnh vực quân sự, thực ảo ứng dụng nhiều nước phát triển Bên cạnh ứng dụng truyền thống trên, có số ứng dụng lên thời gian gần thực ảo như: thực ảo ứng dụng sản xuất, thực ảo ứng dụng ngành rôbốt, thực ảo ứng dụng hiển thị thông tin (thăm dò dầu mỏ, hiển thị thông tin khối, ) thực ảo có tiềm ứng dụng vô lớn Có thể nói tóm lại điều: Mọi lĩnh vực "có thật " sống ứng dụng "thực tế ảo" để nghiên cứu phát triển hoàn thiện 1.1.1 Quân Với việc phát triển thực ảo, binh sĩ huấn luyện cách trực quan kĩ cân thiết : lái máy bay, lai xe tăng, trước tham gia công việc thực tế Điều vừa bảo đảm an toàn cho binh sĩ, vừa tiết kiệm chi phí cho khoa huấn luyện thực tế Lầu Năm Góc đầu tư 36 triệu USD cho việc game đặc biệt nhằm huấn luyện binh sĩ quân đội Mỹ chống lại khủng bố dạng chiến thuật thực tế ảo.Với hệ thống trò chơi đặc biệt này, binh sĩ tập luyện tập nhà nhằm chống lại tình phát sinh thực tế Đây game sống động, có tình hành động cao với môi trường bối cảnh bám sát với thực tế Những người lính phải vận dụng tất kỹ rèn giũa quân đội 1.1.2 Giáo dục Ở nước phương Tây việc nhà học qua Internet không điều mẻ Và công nghệ thực ảo làm cho việc trở nên thú vị nhiều Giống game MMORPG (game nhập vai trực tuyến nhiều người chơi) ,bạn điều khiển nhân vật đại diện cho bạn lại trường học ảo xây dựng máy tính Bạn tham gia vào lớp học ảo mà bạn thích, nói chuyện với thành viên khác lớp 1.1.3 Y học Đây lĩnh vực mà thực ảo đem lại nhiều lợi ích thiết thực cần thiết sống Thực ảo giải nhiều vấn đề y học: cung cấp môi trường thực hành cho nghiên cứu học tập, hữu ích việc mô ca phẫu thuật tránh gây rủi ro thực tế Nhiều phương pháp chuẩn đoán chữa trị y học đời dựa nghiên cứu môi trường thực ảo 1.1.4 Xây dựng Xiệc thiết kế xây dựng nhà ngày hỗ trợ nhiều công nghệ thực ảo Kiến trúc sư không hoàn thiện vẽ giấy theo ý tưởng khách hàng mà xây dựng hoàn toàn không gian nhà, công trình mà khách hàng mong muốn, thêm vào thao tác lại, quan sát : “ sống thử “ không gian ảo tao với hỗ trợ công nghệ thực ảo Ngoài số lĩnh vực quan trọng kể trên, thực ảo thời đại có mặt nhiều lĩnh vực khác sống mà phạm vi tài liệu kể hết Những điều cho thấy, thực ảo có ứng dụng hầu hết lĩnh vực sống, từ cho thấy ý nghĩa , đóng góp quan trọng mà thực ảo đem lại cho người : thực ảo, nhiều vấn đề khó khăn khó giải được, với hiệu thấp chi phí tốn nhiều CHƯƠNG II : TỔNG QUAN NGÔN NGỮ MÔ HÌNH THỰC TẠI ẢO VRML 2.1 VRML ? VRML (Virtual Reality Modeling Language) ngôn ngữ mô hình hóa thực tế ảo, định dạng tập tin sử dụng việc mô tả giới đối tượng đồ họa tương tác ba chiều VRML thiết kế dùng môi trường Internet, Intranet hệ thống máy khách cục (local client) VRML dự trù trở thành chuẩn trao đổi đa cho đồ họa ba chiều tích hợp truyền thông đa phương tiện VRML sử dụng nhiều lĩnh vực ứng dụng chẳng hạn trực quan hóa khái niệm khoa học kỹ thuật, trình diễn đa phương tiện, giải trí giáo dục, hỗ trợ web chia sẻ giới ảo Về VRML đơn giản định dạng trao đổi 3D Nó định nghĩa vấn đề thường sử dụng ứng dụng 3D, chẳng hạn biến đổi phân cấp (hierarchical tranformations), nguồn ánh sáng (líght sources), điểm nhìn (view points), hình học (geometry), sương mù (fog), thuộc tính chất liệu (material properties) đồ kết cấu (texture mapping) Ngôn ngữ VRML ngôn ngữ sử dụng mô hình phân cấp việc thể tương tác với đối tượng mô hình, VRML sử dụng để phát triển hình ảnh 3D quang cảnh Web Các file VRML có kích thức nhỏ, thường không 1Mb Ngôn ngữ mô hình hóa thực ảo VRML chuẩn không thức để mô tả thực tế ảo mà không phụ thuộc vào hệ điều hành thông qua Internet Chỉ với file text bạn mô tả, tương tác, điều khiển giới ảo mà không bị hạn chế nhiều VRML cho phép truyền mạng hình ảnh 3D Với kích thước khả nhỏ so với băng thông, phần lớn giới hạn khoảng 100 - 200Kb nên file VRML truyền cách dễ dàng Nếu HTML định dạng văn VRML định dạng đối tượng 3D Hiện VRML có lợi đơn giản, hỗ trợ dịch vụ web3D 2.2 Lịch sử đời phát triển VRML Năm 1989, dự án với tên gọi Scenario bắt đầu triển khai công ty Silicon Graphics (Hoa Kỳ), Rikk Carey Paul Strauss thiết kế nhằm xây dựng sở hạ tầng cho ứng dụng đồ họa 3D có khả tương tác với người sử dụng Hai mục tiêu ban đầu dự án xây dựng môi trường phát triển mới, giúp tạo loạt tương tác, ứng dụng 3D phân tán, sử dụng môi trường để xây dựng nên loại giao diện desktop 3D Giai đoạn đầu dự án tập trung vào thiết kế, xây dựng ngôn ngữ chế cho khung (frame work) tảng Năm 1992, sản phẩm dự án – công cụ Iris Inventor 3D phát hành Iris Inventor công cụ C++, nhiều ngữ nghĩa dùng VRML ngày Kết quan trọng công cụ định dạng file dùng để lưu trữ đối tượng ứng dụng Ngay từ ban đầu, định dạng file Inventor thiết kế để có dung lượng nhỏ dễ sử dụng Tới năm 1994, phiên thứ hai Iris Inventor phát hành, gọi “Open Inventor” – khả tương thích nhiều tảng khác dựa công nghệ OpenGL Silicon Graphics Gavin Bell nghiên cứu soạn thảo gồm tài liệu tham khảo, hướng dẫn sử dụng, mô tả đối tượng định dạng file công cụ Open Inventor Từ VRML 1.0 đời Trong năm 1994, Mark Pesce Tony Parisi xây dựng nguyên mẫu ban đầu cho trình duyệt 3D với World Wide Web (WWW) gọi Labyrinth Cuối năm , Mark Brian Behlendorf tạo danh mục mail VRML, www - vrml, đưa đề nghị việc công nhận chuẩn thức cho đồ họa 3D WWW Garin Bell nhận thấy phù hợp Open Inventor ông với www – vrml, nên nhanh chóng đưa ý tưởng phát triển yếu tố định dạng file Inventor kết hợp với tính WWW cần thiết Trải qua bầu chọn, phát minh Inventor chọn để xây dựng tài liệu đặc tả kỹ thuật Sau đó, Gavin, với giúp đỡ Tony Rikk loạt kỹ sư Inventor, sửa đổi hoàn thiện dự thảo cho chuẩn VRML 1.0 Tháng 10 năm 1994, hội nghị Quốc tế thứ World Wide Web tổ chức Chicago (Hoa Kỳ), đặc tả VRML 1.0 chấp nhận Trong suốt nửa đầu năm 1995, VRML 1.0 trải qua loạt sửa đổi, thích, làm rõ nhiên chức không thay đổi Tháng năm 1995, có nhiều tranh cãi việc tạo VRML mang tên VRML 1.1 VRML 2.0 Một số nhà nghiên cứu cho VRML cần phát triển thêm vài tính năng,trong số khác lại cho VRML cần phải có tu sửa hoàn toàn Nhưng tất họ đồng quan điểm chung VRML 1.0 thiếu tính (như hiệu ứng, tương tác, hành vi), nên việc xây dựng phiên cho VRML điều cần thiết Các thảo luận, tranh cãi tiếp tục nổ từ suốt tháng tới tháng 12 mà không đem lại kết rõ ràng Tháng năm 1996, ý tưởng phiên VRML Silicon Graphics kết hợp với tập đoàn Sony Mitra với đặc tả kỹ thuật VRML 2.0 nhận nhiều ủng hộ toàn giới Tháng năm 1996 SIGGRAPH 96 New Orleans, phiên VRML 2.0 công bố Tại họp vào tháng năm 1996 Tokyo, Tổ chức ISO (Internaltional Standards Organization’s) đồng ý công bố phiên VRML 2.0 Và tới tháng năm 1997, VRML 2.0 thức chuẩn 3D WWW 2.3 2.3.1 Các tính VRML Scene Graph Structure – Cấu trúc Scene Graph VMRL mô tả đối tượng 3D giới ảo cách sử dụng đồ thị cảnh phân cấp Các đối tượng đồ thị Scene Graph gọi node VRML 2.0 định nghĩa 54 loại node khác nhau, bao gồm hình khối bản, thuộc tính appearance, âm thanh, kiểu khác node Group Node lưu trữ liệu trường (fields), VRML 2.0 định nghĩa 20 loại trường khác VRML scene graph đồ thị phi chu trình Các node chứa node khác (một số loại node chứa node (children)) chứa nhiều node (mỗi node có nhiều node cha (parent)), node phải bao gồm Cấu trúc đồ thị scene graph có tác dụng làm cho người lập trình dễ dàng tạo giới ảo bao gốm nhiều đối tượng có cấu trúc phức tạp 2.3.2 Event Architecture – Kiến trúc kiện VRML 2.0 định nghĩa chế kiện thông qua node Scene Graph, kiện giao tiếp với Mỗi loại node xác định tên loại kiện mà kiện tạo nhận vào, xác định tuyến (ROUTE) – đường dẫn kiện đối tượng phát (hay nhận) kiện 2.3.3 Sensor – Cảm biến Cảm biến (Sensor) tương tác người dùng đối tượng 3D Node TimeSensor tạo kiện (như thời gian trôi) sở cho tất hành vi hoạt ảnh Những cảm biến khác sở cho tất tương tác người dùng với thể giới, cảm biến tạo kiện với tư cách người xem, có khả di chuyển thông qua giới, hay người dùng tương tác với số thiết bị đầu vào người lập trình định sẵn Cảm biến tạo kiện, cần phải kết hợp với node khác thông qua node ROUTE để có hiệu lực – lúc kiện tương tác cảm biến có tác dụng 2.3.4 Scripts Interpolators Các node kịch (Scripts) chèn vào máy phát kiện (đối tượng đặt để tạo kiện) (ở thường gắn với cảm biến nút) máy thu kiện Scipts cho phép người sáng tạo giới định nghĩa hành vi – kiện bất kỳ VRML 2.0 quy định ràng buộc node Script với ngôn ngữ java javaScript Node Interpolators (người xen vào) xây dựng Script để tính toán tạo hình ảnh động đơn giản Interpolators thường kết hợp với TimeSensor số node Scene Graph để làm cho đối tượng di chuyển 2.3.5 Protyping : Encapsulation and Reuse – Đóng gói tái sử dụng VRML 2.0 cung cấp chế tạo mẫu cho đóng gói tái sử dụng Scene Graph (the PROTO statement) Các hình bản, thuộc tính hình ảnh động (Animation) đóng gói, đóng gói riêng rẽ đóng gói Protyping cho phép định nghĩa loại node để kết hợp node tại, làm cho VRML dễ dàng sử dụng làm giảm kích thước file VRML 2.3.6 Distributed Scenes – Phân tán cảnh VRML 2.0 sử dụng node Inline cho phép file VRML lưu trữ nơi mạng the EXTERNPROTO statement cho phép định nghĩa node lấy từ đâu WWW Nói chung EXTERNPROTO cho phép node định nghĩa bên file VRML chế để mở rộng cho VRML 2.4 Ứng dụng VRML thời đại – X3D 2.4.1 VRML web 3d File VRML tham chiếu tới file nhiều định dạng khác để phục vụ cho việc “ảo hóa” yếu tố thực, ví dụ : JPEG, PNG, GIF cho yếu tố hình ảnh, WAV MIDI cho yếu tố âm giới , hay file MPEG cho yếu tố hình động ( video) Ngoài ra, file VRML chứa code Java JavaScript, đoạn code Java hay JavaScript sử dụng để lập trình cho đối tượng VRML Từ ưu điểm vốn có với phát triển tạng mạng internet , VRML sử dụng để phục vụ cho việc xây dựng web chiều – web 3D Kể từ đời nay, VRML sử dụng để xây dựng , phát triển hình ảnh chiều , xây dựng giới ảo có khả tương tác với người dùng VRML phù hợp với hầu hết kết cấu hạ tầng có Internet word wide web VRML kết hợp với HTML Java để tạo trải nghiệm website thú vị cho người sử dụng Có nhiều cách để kết hợp VRML, HTML Java với : • File VRML bên một file HTML : Sử dụng chuẩn bán HTML, cách dùng hay HTML tag Mã Java bên một file VRML : Đây chuẩn không bắt buộc VRML 2.0 Sử dụng nút Script để soạn thảo đoạn mã Java 10 3.1.3.3 SFFloat MFFloat SFFloat giá trị dấu chấm động đơn lẻ, ví dụ : 1.1 MFFloat số giá trị dấu chấm động, ví dụ [1.0, 2.0, 4.5] 3.1.3.4 SFInt32 MFInt32 Các số nguyên đơn lẻ chuỗi 32bit theo dạng thập phân hexa Các số hexa bắt đầu với 32 bit, ví dụ 0xFF 255 hệ thập phân 3.1.3.5 SFString MFString Chứa danh sách ký tự tập ký tự utf-8 Chuỗi SFString “Đồ án tốt nghiệp”, chuỗi ký tự dấu nháy kép Chuỗi danh sách MFString ví dụ : [ “Đồ án”, “Khoa” ] SFRotation MFRotation SFRotation giá trị định nghĩa phép quay tùy ý, giá trị đầu quy 3.1.3.6 định giá trị quay theo trục, giá trị cuối quy định góc quay tính radian theo nguyên tắc quay “bàn tay phải “ MFRotation quy định danh sách phép quay tùy ý 3.1.3.7 SFImage Xác định điểm ảnh – pixel – không nén chiều Giá trị pixel giới hạn đến 256 mức cường độ Ví dụ 0-255 hệ thập phân 0x00-0xFF hệ 16 3.1.3.8 SFTime MFTime Thời gian đơn lẻ danh sách thời gian 3.1.3.9 SFNode MFNode SFNode node đơn lẻ MFNode danh sách node Ví dụ : Trường children với nhiều node kiểu MFNode 3.1.5 Cấu trúc DEF/USE VRML 14 Khi làm việc với node VRML, sử dụng cấu trúc DEF/USE để định nghĩa node với tên riêng sử dụng lại chúng cần Cú pháp : DEF nodeName nodeType {fields} USE nodeName Trong : • nodeName tên node người sử dụng đặt ( tên không trùng ) • nodeType kiểu node Ví dụ : Shape { appearance Appearance { material DEF RedColor Material { diffuseColor 0 } } geometry } Shape { appearance Appearance { material USE RedColor } geometry } Việc sử dụng cấu trúc cho phép sử dụng lại node phức tạp mà không cần khai báo lại, tạo sáng, rành mạch ngắn gọn cho chương trình Chú ý : cấu trúc USE không tạo node, mà đưa node dùng lại chương trình 15 Các đối tượng hình học Thế giới ảo xây dựng từ file VRMl tạo nên từ đối tượng hình học 3.2 bao gồm : hình hộp, hình cầu, hình trụ, hình nón văn Các đối tượng tạo node Shape với hai trường appearance geometry cụ thể, geometry trường đối tượng vẽ ( tìm hiểu rõ node Spahe phần sau tài liệu) 3.3.1 Box – Hình hộp chữ nhật Box { field SFVec3f size 2 # (0, ) } Hình hộp chữ nhật tạo từ node Box có tâm tọa độ ( 0,0,0) có kích thước quy định qua trường “size x y z” với x,y,z kích thước hình hộp theo trục Ox, Oy, Oz hệ trục tọa độ Đê – Nếu để mặc định size hình hộp( không khai báo giá trị trường), hình hộp có kích thước mặc định từ -1 đến +1 3.3.2 Sphere – Hình cầu Sphere { field SFFloat radius # (0, ) } Hình cầu tạo từ node Sphere có tâm tọa độ (0,0,0) có bán kính quy định qua trường “radius” Giá trị trường radius phải lớn 0.0 3.3.3 Cylinder – Hình trụ Cylinder { field SFBool bottom TRUE field SFFloat height # (0, ) field SFFloat radius # (0, ) field SFBool side TRUE field SFBool top TRUE } 16 Hình trụ tạo từ node Cylinder có tâm tọa độ (0,0,0) , có bán kính quy định qua trường radius có chiều cao quy định qua trường height Ba trường lại node quy định tồn tại( mang giá trị TRUE) không tồn ( mang giá trị FALSE ): tương ứng mặt đáy – top, mặt đáy – bottom ,và mặt bên – side Các mặt không tồn không xét tới toàn khối trụ tham gia vào kiện (ví dụ phát va chạm kích hoạt cảm biến) 3.3.4 Cone – Hình nón Cone { field SFFloat bottomRadius # (0, field SFFloat height field SFBool side # (0, ) ) TRUE field SFBool bottom TRUE } Hình nón tạo từ node Cone có tâm (0,0,0) , có bán kính mặt đáy quy định qua trường bottomRadius có chiều cao quy định qua trường height Hai trường lại node quy định tồn tại( mang giá trị TRUE) không tồn ( mang giá trị FALSE ): mặt đáy – bottom ,và mặt bên – side Các mặt không tồn không xét tới toàn khối nón tham gia vào kiện (ví dụ phát va chạm kích hoạt cảm biến) 3.3.5 Text Text { exposedField MFString string [] exposedField SFNode fontStyle NULL exposedField MFFloat length [] # [0, ) exposedField SFFloat maxExtent 0.0 # [0, ) } Chuỗi văn tạo từ node Text quy định trường string, chuỗi mã hóa theo chuẩn mã hóa utf-8 17 Trường length giá trị kiểu Float xác định độ dài chuỗi văn Nếu chuỗi ngắn, kéo dài (bằng cách thêm khoảng trắng vào ký tự) Nếu chuỗi dài, nén cách trừ khoảng không gian ký tự Nếu giá trị chiều dài bị (ví dụ : có chuỗi có giá trị chiều dài), giá trị bị coi Trường length nhận giá trị >= 0.0 Trường maxExtent giới hạn nén tất chuỗi văn chiều dài chuỗi tối đa dài so với mức độ tối đa xác định Mức độ tối đa đo theo chiều ngang cho văn ngang, theo chiều dọc cho văn dọc Trường maxExtent nhận giá trị >= 0.0  Trường fontStyle Đặc biệt ,trường fontStyle có kiểu SFNode tức chứa thêm trường khác để quy định font, kiểu chữ chuỗi văn gồm có : kích thước, kiểu chữ, font chữ,v.v… Cụ thể sau: FontStyle { field MFString family ["SERIF"] field SFBool horizontal TRUE field MFString justify field SFString language field SFBool leftToRight TRUE field SFFloat size field SFFloat spacing field SFString style field SFBool topToBottom TRUE "BEGIN" "" 1.0 # (0, 1.0 # [0, ) ) "PLAIN" } Trường family mang giá trị SERIF, SANS, TYPEWRITER quy định nhóm font chữ trình duyệt hỗ trợ SERIF nhóm mặc định , nhóm kiểu Times Roman, SANS nhóm có kiểu đại diện Helvetica, TYPEWITER có kiểu đại diện Courier Trường size quy định kích thước chữ Trường spacing quy định khoảng dòng dòng liền kề Trường style nhận giá trị kiểu String : “PLAIN” (mặc định) loại chữ mặc định đơn giản, “BOLD” cho loại chữ in đậm, “ITALIC” cho loại nghiêng, 18 “BOLDITALIC” cho loại in đậm nghiêng Nếu style NULL kiểu chữ quy định dạng mặc định “PLAIN” Trường horizontal, leftToRight topToBottom hướng văn Trường horizontal xác định phương văn theo chiều ngang (TRUE) dọc (FALSE) Trường leftToRight topToBottom cho thấy hướng tiến văn tương ứng từ trái qua từ phải sang Trường language quy định bối cảnh sử dụng ngôn ngữ chuỗi văn Nó mang giá trị từ khóa ngôn ngữ tiêu chuẩn ví dụ “jp” Nhật Bản, “cn” Trung Quốc Nếu giá trị NULL, gán cho ngôn ngữ mà khu vực sử dụng ( ngôn ngữ máy tính soạn thảo file VRML) Các phép biến đổi VRML 3.3 Mặc định đối tượng xây dựng VRML đặt tọa độ gốc Biến đổi tạo hệ thống hệ trục tọa độ mà hệ truc có vị trí tương đối so với hệ tọa độ mặc định Có phép biến đổi như: di chuyển, quay, tỷ lệ(co giãn) Các phép biến đổi VRML thực hiên đối tượng thông qua node Transform: Transform { eventIn MFNode addChildren eventIn MFNode removeChildren exposedField SFVec3f center exposedField MFNode children exposedField SFRotation rotation 0 0#[-1,1],(- exposedField SFVec3f scale exposedField SFRotation scaleOrientation 0 # [- 1,1],(- , SFVec3f field SFVec3f , ) [] 1 # (0, , ) ) ) exposedField SFVec3f field 0 # (- translation 0 # (bboxCenter 0 # (- , , ) ) bboxSize -1 -1 -1# (0, )# or -1,-1,-1 19 } Trong trường children có kiểu MFNode chứa nhóm node nhóm đối tượng phép biến đổi với center quy định tâm quy chiếu hệ tọa độ phép biến đổi Các phép biến đổi thực đối tượng nằm trường node children Chúng ta quan tâm tới trường translation, scale, rotation trường thể cho phép biến đổi sau đây: Translation – phép dịch Là phép biến đổi tọa độ xác định vật thể hệ tọa độ • Cấu trúc: translation x y z Trong x y z tọa độ mong muốn di chuyển vật thể tới 3.2.2 Scale – phép tỷ lệ Là phép biến đổi kích thước vật thể theo ý muốn • Cấu trúc: scale x y z Trong x y z tỷ lệ mong muốn thay đổi chiều tương ứng vật thể: 3.2.1 Ox, Oy, Oz Rotation – phép quay Là phép quay vật thể quanh trục • Cấu trúc: rotate x y z t Trong x y z giá trị định trục quay t góc quay tính 3.2.3 radian Đặc biệt : node Transform chứa trường scaleRotation phép biến đổi : mô tả phép quay đối tượng trước thực phép tỷ lệ Nó sử dụng thực phép tỷ lệ Một số loại node thường dùng VRML Việc xây dựng nên giới ảo VRML thông qua thao tác với 3.4 node VRML 2.0 gồm khoảng 60 loại node khác đa dạng phức tạp Việc phân loại node dựa nhiều sở khác ví dụ dựa cấu trúc, dựa chức ,v.v… Trong phạm vi tài liệu này, xem xét phân loại node theo chức , nhiệm vụ chúng Có thể chia thành nhóm sau: • Nhóm : bao gồm node có chức xây dựng hỗ trợ để dựng nên đối • tượng hình ảnh không gian Nhóm : bao gồm node có chức tạo tương tác giới ảo giới bên 20 Ngoài số node có chức đặc biệt nhóm đối tượng đơn lẻ thành đối tượng phức tạp hơn, node nhóm Việc phân chia nhóm node khác có tính chất tương đối : số loại node có nhiều chức khác thuộc nhóm khác 3.4.1 Nhóm – Nhóm node xây dựng thế giới ảo Thế giới ảo trước hết phải xây dựng nên từ đối tượng hình học với thuộc tính chúng màu sắc, bề mặt, ánh sáng, v.v…Tập hợp đối tượng liên kết với tạo nên giới hoàn chỉnh Các loại node sau có chức chủ yếu xây dựng nên đối tượng quy định rõ thuộc tính đặc trưng chúng - Shape - Geometry - Appearance - Material - Texture - ImageTexture - MovieTexture - IndexedFaceset - BackGround - Viewpoint - PointLight 3.4.2 Nhóm – Nhóm node mô tả tương tác thế giới ảo với thế giới thực Nhóm node gọi nhóm node cảm biết – sensor Nhóm node cho phép định nghĩa tương tác người sử dụng với giới ảo Ví dụ thao tác cầm nắm , dịch chuyển đồ vật, vật chuyển động biến đổi theo thời gian ,v.v… Các tương tác thực thông qua cảm biến Bộ cảm biến hoạt động dựa kiện tạo hay ghi nhận node , kiện làm thay đổi trạng thái đối tượng tạo từ node Chính thay đổi trạng thái tạo hiệu ứng chuyển động hay tương tác từ người dùng Có nhiều loại node cảm biến khác nhau, sau số loại thường sử dụng CylinderSensor SphereSensor TouchSensor TimeSensor Nhóm node đặc biệt Ngoài hai nhóm node kể trên, VRML nhóm node có nhiệm vụ 3.4.3 khác biệt so với hai nhóm : cho phép nhóm đối tượng đơn lẻ thành 21 đối tượng phức tạp hơn.Loại node gọi node nhóm.Việc nhóm vào nhóm tọa thành lược đồ cấu trúc node Đa số node nhóm bao gồm trường kiểu MFNode children chứa node Những node nhóm sử dụng trình xây dựng giới ảo với chức khác cho loại node nhóm.VRML cung cấp loại node nhóm sau : anchor, group, switch, transform, billboard, inline - Anchor Group Switch Transform Inline BillBoard 22 23 CHƯƠNG III: MÔ PHỎNG SÂN VẬN ĐỘNG BÓNG ĐÁ Toàn cảnh sân vận động 24 Mặt cửa vào sân Chi tiết không gian sân vận động 25 26 KẾT LUẬN Cá nhân chúng em - Hiểu biết giới thực ảo - Tìm hiểu ngôn ngữ lập trình vrml Ứng dụng vào thực tế Ứng dụng thực tế - Con người giải toán mô lại giới thực máy tính Là lựa chọn cho phương pháp thiết kế chi tiết nhanh Ứng dụng nhiều lĩnh vực: o Xây dựng o Quân o Giáo dục o Y học 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO Một số tài liệu thầy Vũ Đức Huy cung cấp VIRTUAL REALITY - Ken Pimentel Thực Tại Ảo - NXB Đại học Quốc gia TP.HCM – 2005 Và tham khải số trang website: a https://en.wikipedia.org/?title=VRML b http://www.cortona3d.com/cortona3d-viewers c http://www.w3.org/MarkUp/VRML/ d http://openvrml.org/ 28 ... reality – VR ) thuật ngữ mô tả môi trường tạo mô máy tính Trong đồ họa máy tính sử dụng để đảm báo yếu tố “real”- “ thật” môi trường Có thể mô tả yếu tố “ thật “ tức thành phần môi trường ảo thay... thay đổi thành phần giới ảo Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi hình mô theo ý muốn họ bị thu hút mô Sự thu hút tạo thay đổi môi trường ảo tác động lên quan cảm giác người thông qua số thiết bị... học: cung cấp môi trường thực hành cho nghiên cứu học tập, hữu ích việc mô ca phẫu thuật tránh gây rủi ro thực tế Nhiều phương pháp chuẩn đoán chữa trị y học đời dựa nghiên cứu môi trường thực