Mô phỏng tòa nhà A9 DHCN hà nội môn công nghệ thực tại ảo

xây dụng mô hình 3D chi tiết tòa nhà A9 DHCN Hà Nội có 6 tầng với các trang thiết bị giảng dạy của tòa nhà như bàn ghế, máy chiếu, loa, màn chiếu, tủ, hộp công tác, quạt, bóng điên ... Các bạn có thể vào tòa nhà thao tác trên mô hình như đang vào tòa A9 thực sự

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN   BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THỰC TẠI ẢO ĐỀ TÀI : MƠ PHỎNG TỊA NHÀ A9 Giáo viên hướng dẫn: Vũ Đức Huy Lớp: KTPM1-K10 Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 17 Nguyễn Văn Linh – 1041360073 Mục lục Lời cảm ơn Trên thực tế khơng có thành cơng mà khơng gắn liền v ới hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù tr ực ti ếp hay gián ti ếp c người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập trường đ ến nay, nhóm em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý th ầy cô bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nh ất, em xin g ửi đ ến th ầy: Vũ Đức Huy với tri thức tâm huyết để truy ền đạt vốn kiến th ức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập tr ường Và đặc biệt, học kỳ này, lời hướng dẫn, dạy bảo c th ầy chúng em nghĩ thu hoạch nhóm em khó có th ể hồn thiện Một lần nữa, nhóm em xin chân thành cảm ơn th ầy Và sau nữa, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến toàn th ể bạn lớp Những ý kiến đóng góp bạn yếu tố, đ ộng l ực giúp chúng em hoàn thành tập lớn cách tốt Nhóm em xin chân thành cảm ơn! Phần I MƠ ĐÂU Tên đề tài Mơ tịa nhà A9 sở Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Lý chọn đề tài Ngày nay, loại mơ hình đóng vai trị quan tr ọng lĩnh vực nghiên cứu khoa học Chúng công c ụ h ữu dụng giúp nhà khoa học thu thập thông tin, liệu nh nghiên c ứu vấn đ ề mà khơng thiết phải tiến hành thí nghiệm th ực đ ịa Có th ể nói, phương pháp Mơ hình hóa ngày tr nên ph ổ bi ến tr thành phương pháp thiết yếu công tác nghiên c ứu khoa học Nắm thực có hiệu phương pháp Mơ hình hóa giúp nâng cao chất lượng công tác nghiên cứu cách đáng k ể Trong năm trở lại với phát triển mạnh mẽ ngành khoa học công nghệ thông tin, nước ta tr thành m ột qu ốc gia phát triển, trở thành lĩnh vực trọng điểm h ầu phát triển giới Ngoài với phát triển cịn kéo theo số ngành khác phát triển theo chẳng hạn nh ư: Y tế, giáo d ục, kinh tế, nghiên cứu khoa học,… đời sống người dân đ ược cải thiện, đáp ứng nhu cầu ngày hồn thiện Một hệ thống thơng tin hóa giúp làm giảm thiểu nhiều công việc lưu tr ữ tay, tiết kiệm thời gian, công đoạn lại, chi phí, có hiệu qu ả vi ệc quản lý Hầu hết lĩnh vực “có thật” sống có th ể ứng dụng “thực ảo” để nghiên cứu phát triển hoàn thiện Xuất phát từ vấn đề trên, nhóm em đ ịnh ch ọn đ ề tài “Mơ tịa nhà A9 Cơ Sở Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội” Mục đích Đề tài “Mơ tịa nhà A9 Cơ Sở Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội” nhằm đưa mơ hình nhà A9 máy tính Mục tiêu - Hiểu thực ảo gì? - Vẽ đối tượng ảo ngôn ngữ VRML cho gi ống th ật - Biết vai trò đối tượng kiện s dụng ngôn ngữ VRML Phần II Chương NỘI DUNG Giới thiệu thực ảo Thực ảo ? Thực ảo (VR- Virtual Reality) công nghệ sử dụng kỹ thu ật mơ hình hóa khơng gian, với hỗ trợ thiết bị đa phương tiện để xây dựng giới mô (môi trường ảo) máy tính nhằm đưa người sử dụng vào giới nhân tạo với không gian thật Người sử dụng khơng người quan sát bên ngồi, mà trở thành phần hệ thống Thế giới “nhân tạo” không tĩnh tại, mà l ại ph ản ứng, thay đổi theo ý muốn người sử dụng nhờ hành động, lời nói, Người sử dụng nhìn thấy vật thay đổi hình theo ý muốn họ cảm nhận giác quan mô Trong thực tế, người dùng khơng nhìn thấy đối tượng đồ h ọa 3D nổi, điều khiển đối tượng quay, di chuyển,… hình, mà cịn sờ cảm thấy chúng có thật Ngồi khả nhìn (th ị giác), nghe (thính giác), sờ (xúc giác), thực ảo cịn có khả tạo c ảm giác khác ngửi (khứu giác), nếm (vị giác), nhiên cảm giác sử dụng đến Hiện có nhiều khái niệm thực ảo, đ ịnh nghĩa chấp nhận rộng rãi C Burdea P Coiffet: “Th ực t ại ảo hệ thống giao diện cấp cao người sử dụng máy tính H ệ thống mơ vật tượng theo th ời gian th ực t ương tác với người sử dụng qua tổng hợp kênh cảm giác Đó ngũ giác g ồm: thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác” Lịch sử phát triển công nghệ thực ảo Khái niệm thực ảo có nhiều thập kỷ trước đây, nh ưng thực nhận thức năm 1990 Vào năm 1960, nhà quay phim Morton Heilig (Mỹ) phát minh thi ết bị mô SENSORAMA bao gồm hình lập th ể, quạt, máy t ạo mùi, loa ghế chuyển động Vào năm 1961, kỹ sư Công ty Philco nh ững ng ười phát triển thiết bị HMD gọi Headsight Thiết b ị đ ược s dụng tình nguy hiểm, quan sát mơi tr ường th ực tế t xa, điều chỉnh góc quay camera cách quay đầu Phịng thí nghiệm Bell sử dụng HMD tương tự cho phi công lái máy bay tr ực thăng H ọ liên kết HMD với camera hồng ngoại gắn bên máy bay giúp phi cơng nhìn rõ môi trường thiếu ánh sáng Vào năm 1965, nhà khoa học máy tính Ivan Sutherland đ ưa m ột h ệ thống mà ông ta gọi “Ultimate Display” Với hệ th ống hi ển th ị này, m ột người thấy giới ảo giới vật lý th ật Điều định hướng tồn tầm nhìn VR Hệ thống Suntherland bao gồm: Một HMD dùng để quan sát giới ảo Một máy tính để trì mơ hình th ời gian th ực Hệ thống hỗ trợ khả cho người sử dụng để thao tác nh ững đối tượng thực tế cách trực quan VR thực phát triển ứng dụng rộng rãi nh ững năm gần nhờ vào phát triển tin học (phần mềm) máy tính (ph ần cứng) Các thành phần hệ thống Virtual Reality Hình 1: Các thành phần hệ thống VR 3.1Phần cứng (Hardware) Phần cứng VR bao gồm:  Máy tính (PC hay Workstation với cấu hình đồ họa mạnh)  Các thiết bị đầu vào (Input devices): Bộ dò vị trí (position tracking) để xác định vị trí quan sát Bộ giao diện định vị (Navigation interfaces) để di chuyển vị trí người sử dụng Bộ giao diện cử (Gesture interfaces) găng tay liệu (data glove) để người s dụng điều khiển đối tượng  Các thiết bị đầu (Output devices): gồm hiển thị đồ họa (như hình, HDM ) để nhìn đối tượng 3D Thiết bị âm (loa) để nghe âm vòm (như Hi-Fi, Surround ) B ộ ph ản hồi cảm giác (Haptic feedback găng tay ) để tạo xúc giác s ờ, nắm đối tượng Bộ phản hồi xung lực (Force Feedback) đ ể tạo l ực tác động đạp xe, đường xóc 3.2 Phần mềm (Software) Phần mềm linh hồn VR m ột hệ th ống máy tính đại Về mặt ngun tắc có th ể dùng bất c ứ ngơn ng ữ lập trình hay phần mềm đồ họa để mơ hình hóa (modelling) mô (simulation) đối tượng VR Ví dụ ngơn ngữ (miễn phí) OpenGL, C++, Java3D, VRML, X3D, hay phần mềm thương mại WorldToolKit, PeopleShop, Phần mềm VR phải bảo đảm cơng dụng chính: T ạo hình vào Mơ Các đối tượng VR mơ hình hóa nh phần mềm hay chuyển sang từ mơ hình 3D (thi ết kế nh ph ần mềm CAD khác AutoCAD, 3D Studio, ) Ngoài ra, phần mềm VR cần có khả mơ động học, động l ực học, mô phản ứng đối tượng Các đặc tính VR Đặc tính VR Tương tác (Interactive) Đắm chìm (Immersion) Tuy nhiên, VR không hệ thống tương tác Ng ười Máy, mà ứng dụng cịn liên quan tới việc gi ải quy ết v ấn đ ề thật kỹ thuật, y học, quân sự, Các ứng d ụng ph ụ thu ộc r ất nhiều vào khả tưởng tượng (Imagination) người Do coi VR tổng hợp yếu tố: Tương tác - Đắm chìm - T ưởng t ượng (“3I” tiếng Anh: Interactive – Immersion - Imagination) Hình 2: Các đặc tính VR Một số ứng dụng VR Tại nước phát triển, VR ứng dụng lĩnh v ực: Khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, đáp ứng m ọi nhu cầu: Nghiên cứu - Giáo dục - Thương mại Y học lĩnh vực ứng dụng truy ền th ống c VR Ngoài ra, VR ứng dụng giáo d ục, ngh ệ thu ật, gi ải trí Đặc biệt lĩnh vực quân sự, VR ứng dụng r ất nhiều nước phát triển Bên cạnh ứng dụng truyền th ống trên, có số ứng dụng lên th ời gian gần VR nh ư: ứng dụng sản xuất, ứng dụng ngành robot, ứng d ụng hiển thị thơng tin (thăm dị dầu mỏ, hiển thị thơng tin kh ối, ) VR có ti ềm ứng dụng vô lớn, hầu hết lĩnh vực “có th ật” s ống ứng dụng “thực ảo” để nghiên cứu phát triển hoàn thi ện a Trong y học 10 Chương Sản phẩm Mô tả thực thể đề tài  Mơ tồn nhà A9 tầng  cầu thang: cầu thang đơn , cầu thang đôi  Nhà vệ sinh : nhà vệ sinh  Phòng học : phòng học  Lan can  Phòng chờ giáo viên  Phòng học gian  cửa vào  Bàn ghế học  bàn giáo viên  ghế giáo viên  Cửa sổ kính  tủ điện  Loa  Máy chiếu  Bảng  Màn chiếu  Tủ giáo viên  quạt  bóng điện đơi  Phịng học gian  cửa vào  Bàn ghế học  bàn giáo viên  ghế giáo viên  Cửa sổ kính  tủ điện  Loa  Máy chiếu  Bảng  Màn chiếu  Tủ giáo viên  quạt 20  bóng điện đơi  Phòng chờ giáo viên  Ghế  Bàn  Quạt  Bóng điện Các thành phần ngơn ngữ VRML sử dụng đề tài: • Các đối tượng hình học:  Box: hộp  Cylinder: hình trụ  Sphere: hình cầu  Extrusion: đùn hình  Cone : hình nón • Các phép biến đổi:  Rotation  Transform  Translation  Scale • Sensor:  TimeSensor: sử dụng để điểu chỉnh thời gian hoạt động  CylinderSensor: sử dụng để mở/ đóng cửa chính, tủ đồ, tủ điện  TouchSensor: sử dụng để click bật máy chiếu, bật điện • Các nút nội suy:  Nhúng mã (script): sử dụng bật tắt điện,quạt hoạt động di chuyển người  Sử dụng 3DS max để thiết kế dừa Các đối tượng tập lớn + + + + Bàn Bảng điện Bàn giáo viên Bàn phòng học 21 + + + + + + + + + + Bans( bàn phòng học 3) Bóng đèn đơi Bóng đèn phịng học Bóng đèn phịng học Bảng viết Bàn phịng chờ Cầu thang đơn Cầu thang đôi Cây dừa Cửa + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Cửa Cửa kính Cửa kính Cửa sổ Ghế giáo viên Kính cầu thăng đơn Kính cầu thang đơi Kính nhà Loa Mái nhà Máy chiếu Màn chiếu Nhà vs( vệ sinh đầu dãy có lan can sau ) Nhà vệ sinh tang6( sinh đầu dãy tầng có lan can sau) Nhà WC( vệ sinh cuối dãy) Phòng chờ Phòng học gian Phòng học gian Quạt trần Sàn hành lang Sàn hành lang tầng Sàn nhà Sàn phòng chờ Tầng Tầng Tầng 3.4.5 Tầng Tay vịn phải 22 + Tay vịn trái + Tên ( bảng tên tòa nha) + + + + + + + + + + Trần phòng học Trần phòng học Tủ Tường bảng Tường phòng chờ giáo viên Tường sau Tường sau phòng hoc Tường trước Tường trước phòng hoc tầng tòa nhà Các hình ảnh thực tế 23 hình 3.4.1:của vào 24 hình 3.4.2: mặt tiền tịa nhà A9 25 hình 3.4.3: hành lang tịa nhà 26 hình 3.4.4: mặt sau tịa nhà 27 hình 3.4.5: phịng học 28 hình 3.4.6: cầu thang đơi 29 hình 3.4.7: hộp điện: 30 Phần III KẾT LUẬN Các vấn đề gặp phải • Do kĩ cịn hạn chế nên nhóm khơng thể tránh đ ược nh ững thiếu sót • Do không thu thập số liệu độ dài th ực tòa nhà nên ước lượng tỉ lệ gặp nhiều khó khăn • Vì mã nguồn dài nên việc sửa đổi tương đối khó • Vì làm nhóm dù thống ý kiến từ đầu không th ể tránh chênh lệch tỉ lệ dẫn đến việc ghép khó khăn Hướng phát triển • • • • Mơ chi tiết, chi tiết nhỏ tịa nhà Có thêm mô chi tiết người hoạt động tr ường Xây dựng thêm khuôn viên Mở rộng lên, mô trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đánh giá • Nhìn chung xây dựng hồn thành hầu hết mơ ph ỏng chi tiết tịa nhà • Tuy nhiên cịn bỏ sót nhiều chi tiết nhỏ 31 Tài liệu tham khảo https://www.google.com.vn https://handsomeroot.blogspot.com/2015/10/bai-4-cac-nuttrong-vrml.html http://share3dvn.blogspot.com/2009/11/tong-quan-ve-mophong-va-thuc-tai-ao.html https://toc.123doc.org/document/648331-6-cac-phep-bien-doitrong-vrml.htm http://www.lighthouse3d.com/vrml/tutorial/index.shtml?extru Tài liệu Ebook VRML 32 ... “Mơ tịa nhà A9 Cơ Sở Trường Đại Học Cơng Nghiệp Hà Nội? ?? Mục đích Đề tài “Mơ tịa nhà A9 Cơ Sở Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội? ?? nhằm đưa mô hình nhà A9 máy tính Mục tiêu - Hiểu thực ảo gì? -... trước phòng hoc tầng tịa nhà Các hình ảnh thực tế 23 hình 3.4.1:của vào 24 hình 3.4.2: mặt tiền tịa nhà A9 25 hình 3.4.3: hành lang tịa nhà 26 hình 3.4.4: mặt sau tịa nhà 27 hình 3.4.5: phịng... ị gi ới 3D mở rộng HTML 19 Chương Sản phẩm Mô tả thực thể đề tài  Mô toàn nhà A9 tầng  cầu thang: cầu thang đơn , cầu thang đôi  Nhà vệ sinh : nhà vệ sinh  Phòng học : phòng học  Lan can