a) Yêu cầu:
Xây dựng một chƣơng trình Demo mô phỏng mặt nƣớc với hiệu ứng sóng nƣớc xuất hiện khi chịu ngoại lực.
b) Phân tích bài toán, xác định vấn đề
Những vấn đề cần giải quyết trong bài toán này cũng khá giống với bài toán 1. Tuy nhiên chúng ta cần xét đến yếu tố khác biệt: bài toán 2 yêu cầu phát sinh hiệu ứng sóng khi có sự kiện ngoại lực tác động.
c) Giải quyết vấn đề
Để giải quyết bài toán này luận văn sử dụng hƣớng tiếp cận nhƣ bài toán 1 là giả mô phỏng. Kỹ thuật mô phỏng nƣớc đƣợc dùng là kỹ thuật Particle- Based.
Sử dụng ngôn ngữ Visual C# để xây dựng chƣơng trình demo.
Với việc mô tả hiệu ứng sóng khi chịu ngọai lực tác động, chúng ta cần giải quyết các việc sau:
-Ngoại lực tác dụng đƣợc thể hiện thông qua sự kiện di chuyển trái chuột. Một vòng tròn với bán kính radius và độ cao height sẽ đƣợc tạo ra bằng hàm PutDrop(x,y,height).
-Phát sinh sóng: sóng đƣợc sinh ra sẽ phát triền từ đƣờng tròn trung tâm, lan sang các điểm lân cận theo các vòng tròn với bán kính lớn dần. Sóng đƣợc xuất hiện nằm trong phạm vi ảnh.
-Thời gian sống của sóng phụ thuộc vào yếu tố: sóng càng lan xa, bƣớc sóng càng lớn thì độ mạnh của sóng lại càng giảm. Mỗi lần sóng đi lên đi
xuống, năng lƣợng của nó sẽ đƣợc phân bố theo khu vực tƣơng ứng. Có nghĩa là, cƣờng độ của sóng sẽ giảm theo đƣờng sóng. Sử dụng một yếu tố gọi là damping để điều khiển việc này. Yếu tố này là một lƣợng phần trăm(%) của cƣờng độ sóng và sẽ đƣợc trừ đi cho cƣờng độ hiện tại để khiến cƣờng độ cao sẽ biến mất nhanh trong khi cƣờng độ nhẹ sẽ mất đi từ từ.
d) Kết quả
Mô phỏng thành công mặt nƣớc với hiệu ứng sóng xuất hiện khi có ngoại lực tác động:
PHẦN KẾT LUẬN
Trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu, thực hiện và đi đến hoàn thành Luận văn tốt nghiệp này em đã bổ sung thêm cho mình nhiều kiến thức quí giá. Em đã tìm hiểu sâu hơn, đầy đủ hơn các tính chất vật lý của chất lỏng nói chung và nƣớc nói riêng. Em đã có thêm những kiến thức mới về công nghệ thực tại ảo và công nghệ mô phỏng, các ứng dụng của chúng. Em đã phân biệt đƣợc hai cách rõ ràng có thể thực hiện đƣợc việc mô phỏng nƣớc và các hiệu ứng của nƣớc. Mô phỏng nƣớc sử dụng các công cụ có sẵn và mô phỏng nƣớc thông qua các phƣơng pháp phức tạp, chi tiết, trong phần này em đã đi sâu vào nghiên cứu, tìm hiểu 2 kỹ thuật mô phỏng nƣớc và hiệu ứng của nƣớc đó là kỹ thuật Physically – based và kỹ thuật Particle – based . Đặc biệt, qua luận văn này với sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy giáo hƣớng dẫn em đã học đƣợc cách tìm hiểu, phân tích và nghiên cứu một vấn đề khoa học mới.
Trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp, mặc dầu bản thân đã rất nỗ lực, cố gắng, đầu tƣ rất nhiều thời gian, công sức cho việc tìm hiểu nghiên cứu đề tài và đã nhận đƣợc sự chỉ bảo, định hƣớng tận tình của thầy giáo hƣớng dẫn cùng các anh, chị đi trƣớc nhƣng do hạn chế về mặt thời gian và khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu nên chƣa có đƣợc kết quả thực sự hoàn hảo. Chƣa demo đƣợc cho kỹ thuật Physically - based. Đã demo đƣợc cho kỹ thuật Particle - based nhƣng chƣa tìm đƣợc giải pháp tối ƣu, chƣơng trình còn yêu cầu quá nhiều bộ nhớ ngoài đòi hỏi cấu hình máy mạnh ((tốc độ máy > = 3GH, bộ nhớ ngoài >= 1GB, card đồ họa >= 512 MB). Chƣa demo đƣợc hết tất cả các hiệu ứng của nƣớc.
Hƣớng phát triển:
Với kết quả nghiên cứu trên, cộng với sự đầu tƣ về thời gian và công nghệ trong tƣơng lai thì việc thực hiện các mô phỏng liên quan đến nƣớc sẽ không còn là một vấn đề quá khó khăn nữa. Chúng ta sẽ dễ dàng thực hiện đƣợc việc mô phỏng chính xác nƣớc và các hiện tƣợng của nƣớc, cũng nhƣ các hiệu ứng âm thanh của chúng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Phạm Văn Vĩnh (2006), Cơ học chất lỏng ứng dụng, NXB Giáo dục. [2] Using Virtual Reality modelling to improve training techniques,
http://www.ifip.or.at/con2000/iceut2000/iceut12-09.pdf
[3] Virtual and Interative Environments for Workplaces of the future http://www.view.iao.fhg.de/IntrotoVR.htm
[4] The Virtual Reality Laboratory (VRL) at the University of Michigan, http://www-vrl.umich.edu
[5] P.J. Costello. Health and Safety Issues associated with Virtual Reality - A Review of Current Literature - July 23rd, 1997, Patrick Costello Advanced VR Research Centre, Dept. of Human Sciences, Loughborough University, Loughborough, Leicestershire, LE11 1NL. [6] R.S. Kalawsky. Exploiting Virtual Reality Techniques in Education and
Training: Technological Issues, A report prepared for AGOCG, Advanced VR Research Centre, Loughborough University of Technology.
[7] Nikos Avradinis, Spyros Vosinakis, Themis Panayiotopoulos. Using Virtual Reality Techniques for the Simulation of Physics Experiments, Dept. of Informatics, University of Piraeus, Knowledge Engineering Laboratory.
[8] MEDICAL APPLICATIONS of VIRTUAL REALITY - Richard M. Satava, MD FACS Professor of Surgery, Yale University School of Medicine and Program Manager, Advanced Biomedical Technologies, Defense Advanced Research, Projects Agency (DARPA); CDR Shaun B. Jones, MD, Associate Professor of Surgery, Uniformed Services University of Health Sciences (USUHS) and Program Manager, Pathogen Countermeasures, Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).
[9] Applications of Virtual Reality, Marc Bernatchez, July 13th, 2004, http://vresources.jump-gate.com/applications/applications.shtml
[10] Virtual Reality and Augmented Reality Research Areas, Center of Advanced Media Technology (CAMTech), University of Nanyang, Singapore, http://camtech.ntu.edu.sg/index.htm
[11] Josh RobinsonMax. VS. Maya A direct comparision and analysis for Usage of Workplace, October, 11 2004.
[12] Particle-based Viscoelastic Fluid Simulation. Simon Claves, Philippe Beaudoin, and Pierre Poulin, LIGUM, Dept.IRO University De Montreal. [13] Một số Website: - http://www.iro.umontreal.ca - http://www.inria.fr - http://www.cco.caltech.edu - http://math.berkeley.edu - http://www.ann.jussieu.fr - http://vi.wikipedia.org - http://www.library.cornell.edu - http://math.fullerton.edu - http://www10.informatik.uni-erlangen.de - http://w3.impa.br