Với sản phẩm đầu ra là một mô hình 3D toàn bộ khu vực được xây dựng bằng ngôn ngữ VRML nhằm giới thiệu cho những học sinh, phụ huynh học sinh có ý định thi vào Trường Đại học Mở Hà Nội. Thêm vào đó là một đoạn video ngắn giới thiệu mô hình để quảng bá, truyền thông trên các nền tảng mạng xã hội về hình ảnh, cơ sở vật chất của trường với người dân Hà Nội nói riêng và người dân cả nước Việt Nam nói chung
LỜI MỞ ĐẦU Đầu tiên, nhóm em xin chân thành cám ơn thầy, ThS Trần Duy Hùng, giảng dạy giúp đỡ chúng em việc học tập việc hoàn thiện đồ án tốt nghiệp Hiện nay, công nghệ tiên tiến phát triển ngày mạnh mẽ ứng dụng ngày nhiều vào lĩnh vực kinh tế, sản xuất đời sống thường nhật người Một điểm tiêu biểu việc phát triển cơng nghệ phải kể đến việc ứng dụng công nghệ thông tin vào hầu khắp hoạt động Đặc biệt việc ứng dụng đồ họa vào việc mô vật, hành động sống hàng ngày Nhận thấy việc khó nắm bắt kiến trúc trường học, nhóm chúng em định chọn đề tài “Ứng dụng ngôn ngữ VRML Mô Trường Đại học Mở Hà Nội” để áp dụng kiến thức học vào việc mơ tòa nhà Việc mơ giúp cho người xem dễ hình dung tòa nhà trường học, cấu trúc tòa nhà trường, Người xem cần xem mô nắm bắt hết kiến trúc tòa nhà, hoạt động qua đỡ tốn cơng sức thời gian khảo sát Việc học tập lớp việc áp dụng kiến thức vào đồ án tốt nghiệp hạn chế nên nhóm chúng em thiếu sót, mong thầy/cơ xem xét góp ý giúp chúng em hồn thiện Nhóm em xin chân thành cảm ơn! GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI Trường Đại học Mở Hà Nội mang sứ mạng mở hội học tập cho người với chất lượng tốt, đáp ứng nhu cầu học tập đa dạng với nhiều loại hình, trọng giáo dục từ xa, đa ngành, đa trình độ, phục vụ nghiệp xây dựng đất nước hội nhập quốc tế Và sở Văn Giang, Hưng Yên nơi để sinh viên đến học tập, rèn luyện thể chất giáo dục quốc phòng an ninh Với sản phẩm đầu mơ hình 3D tồn khu vực xây dựng ngôn ngữ VRML nhằm giới thiệu cho học sinh, phụ huynh học sinh có ý định thi vào Trường Đại học Mở Hà Nội Thêm vào đoạn video ngắn giới thiệu mơ hình để quảng bá, truyền thông tảng mạng xã hội hình ảnh, sở vật chất trường với người dân Hà Nội nói riêng người dân nước Việt Nam nói chung MỤC LỤC Danh mục hình ảnh CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THỰC TẠI ẢO Thực ảo gì? Thực ảo (VR - Virtual Reality) công nghệ sử dụng kỹ thuật 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 không người quan sát bên ngoài, mà trở thành phần hệ thống Thế giới “nhân tạo” không tĩnh tại, mà lại phản 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 họa 3D nổi, điều khiển đối tượng quay, di chuyển,… hình, mà sờ cảm thấy chúng có thật Ngồi khả nhìn (thị giác), nghe (thính giác), sờ (xúc giác), thực ảo có khả tạo cảm giác khác ngửi (khứu giác), nếm (vị giác), nhiên cảm giác sử dụng đến Hiện có nhiều khái niệm thực ảo, định nghĩa chấp nhận rộng rãi C Burdea P Coiffet: “Thực ảo hệ thống giao diện cấp cao người sử dụng máy tính Hệ thống mơ vật tượng theo thời gian thực tương tác với người sử dụng qua tổng hợp kênh cảm giác Đó ngũ giác gồm: thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác” Lịch sử phát triển Khái niệm thực ảo có nhiều thập kỷ trước đây, thực nhận thức năm 1990 Vào năm 1960, nhà quay phim Morton Heilig (Mỹ) phát minh thiết bị mô SENSORAMA bao gồm hình lập thể, quạt, máy tạo mùi, loa ghế chuyển động Vào năm 1961, kỹ sư Công ty Philco người phát triển thiết bị HMD gọi Headsight Thiết bị sử dụng tình nguy hiểm, quan sát môi trường thực tế từ xa, điều chỉnh góc quay camera cách quay đầu Phòng thí nghiệm Bell sử dụng HMD tương tự cho phi công lái máy bay trực thăng Họ 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 đưa hệ thống mà ông ta gọi “Ultimate Display” Với hệ thống hiển thị này, người thấy giới ảo giới vật lý thật 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 thời gian thực - Hệ thống hỗ trợ khả cho người sử dụng để thao tác đối tượng thực tế cách trực quan VR thực phát triển ứng dụng rộng rãi năm gần nhờ vào phát triển tin học (phần mềm) máy tính (phần cứng) Các thành phần hệ thống Thực ảo Tổng quát hệ thống VR bao gồm thành phần sau: Hình 1: Các thành phần hệ thống VR Phần cứng 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 sử 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, ) Bộ phản hồi cảm giác (Haptic feedback găng tay, ) để tạo xúc giác sờ, nắm đối tượng Bộ phản hồi xung lực (Force Feedback) để tạo lực tác động đạp xe, đường xóc, 3.1 Phần mềm Phần mềm linh hồn VR hệ thống máy tính đại Về mặt ngun tắc dùng ngơn ngữ lập trình hay phần mềm đồ họa để mơ hình hóa (modelling) mơ (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 công dụng chính: Tạo hình vào Mơ Các đối tượng VR mơ hình hóa nhờ phần mềm hay chuyển sang từ mơ hình 3D (thiết kế nhờ phần mềm CAD khác AutoCAD, 3D Studio, ) Ngồi ra, phần mềm VR cần có khả mô động học, động lực học, mô phản ứng đối tượng 3.2 Các đặc tính Thực ảo Đặc tính VR Tương tác (Interactive) Đắm chìm (Immersion) Tuy nhiên, VR không hệ thống tương tác Người - Máy, mà ứng dụng liên quan tới việc giải vấn đề thật kỹ thuật, y học, quân sự, Các ứng dụng phụ thuộc nhiều vào khả tưởng tượng (Imagination) người Do coi VR tổng hợp yếu tố: Tương tác - Đắm chìm Tưởng tượng (“3I” tiếng Anh: Interactive – Immersion Imagination) Hình 2: Các đặc tính thực ảo Một số ứng dụng Thực ảo Tại nước phát triển, VR ứng dụng lĩnh vực: Khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, đáp ứng nhu cầu: Nghiên cứu - Giáo dục - Thương mại Y học lĩnh vực ứng dụng truyền thống VR Ngoài ra, VR ứng dụng giáo dục, nghệ thuật, giải trí Đặc biệt lĩnh vực quân sự, VR ứng dụng nhiều nước phát triển Bên cạnh ứng dụng truyền thống trên, có số ứng dụng lên thời gian gần VR như: ứng dụng sản xuất, ứng dụng ngành robot, ứng dụng hiển thị thông tin (thăm dò dầu mỏ, hiển thị thơng tin khối, ) VR có tiềm ứng dụng vơ lớn, hầu hết lĩnh vực “có thật” sống ứng dụng “thực ảo” để nghiên cứu phát triển hoàn thiện 4.1 Trong y học 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 nhằm giảm tối đa rủi ro thực tế 4.2 Trong khoa học kỹ thuật Với trợ giúp thực ảo, ngày nay, người khơng xem hình ảnh trực quan thiết bị cần sản xuất mà chí người ta có khả sử dụng hay thay đổi chi tiết thiết bị Việc nhằm giúp cho nhà khoa học kỹ sư thuận lợi việc tạo sản phẩm hợp ý muốn mà không cần tốn nhiều chi phí 4.3 Trong kiến trúc Trong nhiều năm trở lại đây, thực ảo sử dụng để xây dựng mơ hình dự án kiến trúc trước dự án đưa vào thực tế, nhằm giúp cho người sử dụng có nhìn tổng quan chi tiết dự án Bên cạnh đó, thực ảo sử dụng để tái lại cơng trình kiến trúc cổ, nhằm lưu giữ lại di sản văn hóa 4.4 Trong quân Với việc phát triển VR, binh sĩ huấn luyện cách trực quan kĩ cần thiết như: lái máy bay, lái xe tăng, trước tham gia công việc thực tế Điều vừa bảo đảm an 10 Hình 22: Mặt sau Nhà Hiệu 2.4 Khu Nhà xưởng (nhà ăn) Khu hoạt động - Khu căng tin - Khu vệ sinh chung phía sau - 53 54 Hình 23: Khu vực Nhà xưởng 55 56 Hình 24: Khu vực Nhà xưởng (tiếp) 2.5 Khu ký túc xá Khu Ký túc xá gồm: dãy nhà - Dãy phía sau nhà hiệu gồm 17 phòng - Dãy phía bên trái nhà hiệu gồm phòng Mỗi dãy có khu vệ sinh chung phòng có nhà vệ sinh riêng 57 Hình 25: Khu vực Ký túc xá 58 59 Hình 26: Khu vực Ký túc xá (tiếp) Một số đối tượng đề tài – sản phẩm 3.1 Khu vực Cổng trường Hình 27: Mơ hình 3D - Khu vực cổng trường 60 3.2 Khu vực Ký túc xá Hình 28: Mơ hình 3D - Khu vực ký túc xá 61 3.3 Khu vực Nhà Hiệu Hình 29: Mơ hình 3D - Mặt trước Nhà Hiệu Hình 30: Mơ hình 3D - Mặt sau Nhà Hiệu 62 3.4 Khu vực Nhà xưởng (nhà ăn) Hình 31: Mơ hình 3D - Khu vực Nhà xưởng (nhà ăn) 3.5 Toàn khu Đại học Mở Hà Nội Hưng n Hình 32: Mơ hình 3D - Trường Đại học Mở Hà Nội (tại Hưng Yên) 63 3.6 Video Sản phẩm [VRML] Mô Trường Đại học Mở (tại Hưng Yên) https://drive.google.com/file/d/1T7o6Fu9Ga8GNIsMM8i5DbawZ9_Jbxjr1 http://bit.ly/datn2019 (rút gọn) 64 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN Các vấn đề gặp phải - Do thời gian có hạn nên chúng em chưa xây dựng chi tiết nhiều đồ vật chưa giống với thực tế - Trong q trình khảo sát chúng em khơng thu thập số liệu độ dài thực tòa nhà nên ước lượng tỉ lệ gặp nhiều khó khăn Vì mã nguồn dài nên việc sửa đổi tương đối khó Hướng phát triển - Mơ chi tiết, chi tiết nhỏ tòa nhà - Hồn thiện yếu tố màu sắc, ánh sáng, bổ sung thêm số hiệu ứng chuyển động để tăng tính giá trị thẩm mỹ sinh động - Xây dựng thêm khuôn viên nhà trường xanh Đánh giá - Tỉ lệ so với thực tế 1:100 - Nhìn chung xây dựng hồn thành hầu hết chi tiết tòa nhà - Chưa thể thay đổi thời tiết, yếu tố ngoại cảnh - Tuy nhiên bỏ sót nhiều chi tiết nhỏ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] VRML Interactive Tutorial @ Lighthouse 3D [Online] http://www.lighthouse3d.com/vrml/tutorial/index.shtml? [2] Chapter 3: Node Reference The Annotated VRML97 Reference Manual [Online] http://www.x-3-x.net/vrml/archive/annotatedVRML2/CH3.HTM? fbclid=IwAR1gakw3MZmLZ655sqjqSaejUTpDQRnGcERGwmrFX30VccinOPE8bgpX4s 66