VRML

VRML

اسلاید 1: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي1 of 26VRMLمهندسي اينترنت زبان مدلسازي حقيقت مجازيدانشگاه صنعتي اصفهان – دانشكده برق و كامپيوتر فروردين 82

اسلاید 2: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي2 of 26مفهوم حقيقت مجازي حقيقت مجازي Virtual Reality : شبيه سازي فضاي سه بعدي توسط تكنيكهاي نرم افزاري روي فضايي كه ذاتا دوبعدي است، بگونه اي كه كاربر ميتواند به غير از مشاهده اين فضا در آن سير كرده و در محيط تغييراتي را نيز ايجاد نمايد مثال: چرخاندن يك صفحه شطرنج و نگريستن به آن از زواياي مختلف و جابجا كردن مهره ها قابليت تغيير اشياء در محيط VR بدليل حفظ دقيق مشخصات و مختصات هر شي در محيط نگاشت بعد سوم روي فضاي دوبعدي با استفاده از روشهاي پرسپكتيو

اسلاید 3: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي3 of 26مقايسه حقيقت مجازي با محيطهاي چندرسانه اي شباهت بدليل وجود صدا و تصوير در هر دو پيدايش و رشد همزمان هر دو در دنياي تكنولوژي اطلاعات تفاوت 1: دوبعدي بودن محيطهاي چندرسانه اي مانند فيلم و تصاوير متحرك و در مقابل سه بعدي بودن اشيا در محيط VR و داشتن پارامتر ارتفاع علاوه بر مختصات طول و عرض تفاوت 2: عدم امكان تغيير در محيطهاي چندرسانه اي و در عوض محاوره اي بودن محيط VR مانند تغيير زاويه ديد، جابجا كردن اشيا و غيره كاربر خود را در محيط VR احساس ميكند( بوسيله عينكهاي ويژه و يا كلاههاي مخصوصي بنام HMD مخفف Head Mounted Display )

اسلاید 4: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي4 of 26VRML : زبان مدلسازي حقيقت مجازي VRML : Virtual Reality Modeling Language VRML زباني است كه توسط آن هر شيي در محيط VR با علائم مخصوص و گرامر خاص يك زبان نشانه گذاري بصورت استاندارد مدل مي شود VRML قالب استاندارد فايلي است كه درون آن اطلاعات مربوط به اشياء محيط VR بصورت متني تعريف ميشود دو مرحله نمايش يك فايل متني VRML : الف ) خواندن فايل متني، استخراج تك تك اشياء و پارامترهاي آن و تبديل آن به يك ساختمان داده مناسب براي تفسير ونمايش اين قسمت بر عهده مرورگر است

اسلاید 5: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي5 of 26VRML : زبان مدلسازي حقيقت مجازي ب) تحويل دادن ساختمان داده تشكيل شده براي اشياء به برنامه اي كه آنرا پردازش و تفسير كرده و نهايتا نمايش مي دهد به اين برنامه “موتور تفسير” مي گويند مقايسه VRML و HTML از لحاظ حجم پردازش صحنه هاي سه بعدي طراحي شده در فايلهاي كم حجم VRML نياز به سخت افزار و مرورگر بسيار سريع و قوي شكست فعلي VRML و عدم رشد كامل آن استفاده فراگير در آينده از حقيقت مجازي مانند خريد يك خانه از طريق اينترنت، انتخاب يك خانه و ديدن كامل آن

اسلاید 6: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي6 of 26اصول VRML دو وظيفه مهم موتور تفسير Rendering engine : محاسبات و پردازش لازم رسم تصاوير تعريف موتور تفسير : پروسه اي كه كارش رسم تصاوير محيط VR با استفاده از ساختمان داده حاصل از پويش فايل VRML است حجم بسيار زياد محاسبات لازم براي تشكيل و ترسيم تصاوير استفاده از مفاهيم شي گرايي و ذخيره برداري ذخيره برداري : هر نقطه در فضاي سه بعدي با مختصات x و y و z بصورت يكتا مشخص مي شود

اسلاید 7: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي7 of 26اصول VRML رسم يك پاره خط با دو بردار (x0,y0,z0) و (x1,y1,z1) رسم اشياء شناخته شده مانند استوانه، كره و مخروط با استفاده از روابط رياضيشان مثال : رسم يك كره بر اساس رابطه رياضي نقاط سطح كره : (x-x0)^2 + (y-y0)^2 + (z-z0)^2 =R^2 نياز به دو پارامتر شعاع كره و بردار مركزرسم اشياء پيچيده تر بر اساس اشياء ساده رسم اشياء بسيار پيچيده توسط مجموعه اي از بردارها

اسلاید 8: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي8 of 26اصول VRML سه عمل اساسي براي تغيير دادن اشياء : عمل مقياس Scaling : انبساط يا انقباض شي در جهت محورهاي مختصات با يك ضريب : (x,y,z) =======> (ax,by,cz) انبساط : a,b,c > 1 انقباض : a,b,c < 1 عمل چرخش Rotation : چرخش يك شي حول يك بردار عمل انتقال Translation : انتقال يك شي از يك مكان به مكان جديد حركات و تغييرات پيچيده يك شي بر اساس تركيب سه عمل اساسي

اسلاید 9: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي9 of 26اصول VRML توجه به اثرات و تعاملات اشياء يك صحنه بر روي يكديگر پردازشهاي موتور تفسير براي ترسيم يك شي : بررسي موقعيت هر شي نسبت به اشياء ديگر محاسبه درخشندگي شي محاسبه سطوح قابل رويت هر شي بر اساس زاويه ديد فعلي محاسبه پرسپكتيو شي : بدست آوردن z بر اساس x و y پردازشهاي گوناگون ديگري نيز وجود دارند توجه : وقت گير بودن بسيار اين محاسبات

اسلاید 10: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي10 of 26ساختار يك فايل VRML فايلهاي VRML مجموعه اي از اشياء تعريف شده بزبان vrml فايلهاي VRML فايلهاي متني ساده ASCII هستند مانند HTML قابل ايجاد و ويرايش در يك ويرايشگر متن ذخيره فايل با پسوند wrl يا vrml يا vrm انتقال فايل vrml پس از درخواست مبتني بر پروتكل HTTP پويش فايل vrml توسط نسخه هاي جديد netscape نياز مرورگر IE براي پويش vrml به برنامه هاي اتصالي Plug-ins مثالي از مرورگر تفسير كننده vrml : مرورگر Live3D

اسلاید 11: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي11 of 26ساختار يك فايل VRML چهار قسمت يك فايل vrml : 1) خط سرآيند فايل : اولين خط فايل شروع شونده با # تعيين كننده مشخصات فايل مانند : #VRML V1.0 ascii يعني محتواي فايل از نوع vrml با كدهاي ascii و مطابق با نسخه 1 #VRML V2.0 uttf2 يعني محتواي فايل از نوع vrml با كدهاي ascii شامل كدهاي بالاتر از 128 و مطابق با نسخه 2 از زبان vrml 2) خطوط توضيح : خطوط شروع شونده با # بغير از خط اول

اسلاید 12: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي12 of 26ساختار يك فايل VRML 3) گره ها : يك شي ساده يا پيچيده سه بعدي بصورت زير : NodeType { fields } 4) فيلدها : مقادير بين {…} در تعريف گره تعيين كننده چگونگي تفسير يا نمايش يك شي. مثال : خط سرايند #VRML V1.0 ascii خط توضيح #This file defines a simple red sphere يك گره (شي كلي صحنه) } Seperator يك گره (تعريف رنگ پوسته اشيا) Material { diffuseColor 1 0 0 } #The color red يك گره (تعريف كره اي با شعاع 1 در مركز) { } Sphere پايان تعريف گره (پايان تعريف شي صحنه) {

اسلاید 13: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي13 of 26ساختار يك فايل VRML خاصيت شي گرايي و ارث بري شي فرزند از شي پدر

اسلاید 14: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي14 of 26ساختار يك فايل VRML بوجود آوردن يك شي پدر براي چند شي ديگر بدون داشتن ظاهر گرافيكي يا هندسي درخت معكوس : بنيان ساختمان داده اشياء در vrml تعريف سلسله مراتبي از گره ها توسط درخت دو نوع شي اصلي : گره برگ : تعريف اشياء در vrml طبق تجربيات جهان مجازي گره گروه : شامل برگ و گروههاي ديگر توجه : گرههاي گروه را نميتوان ديد هر گره داراي مجموعه اي از فيلدهاي مقدار قابل تغيير است

اسلاید 15: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي15 of 26ساختار يك فايل VRML

اسلاید 16: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي16 of 26پياده سازي گرهها در VRML ساختار يك گره :Seperator { Transformations Defenition Surface Properties Shapes Childrens} نداشتن نمود ظاهري در صورت تعريف نشدن shape

اسلاید 17: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي17 of 26تبديلات در VRML مجموعه تبديلات بصورت زير مي باشند :Transform { Center x y z ScalingFactor x y z ScaleOrientation x y z a Rotation x y z a Translation x y z} قرار گرفتن هر فيلد روي خط مجزا و مهم نبودن ترتيب نوشتن آنها ترتيب اجراي گره transform توسط موتور تفسير : 1) مقياس 2) چرخش 3) انتقال

اسلاید 18: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي18 of 26تبديلات در VRML Center : تعريف نقطه اي در فضاي سه بعدي كه عملياتي نظير چرخش اشياء حول آن انجام ميشود scalingFactor : تعريف ضرايب انبساط و انقباض اشياء scaleOrientation : چرخش محور مختصات به اندازه a حول مركز پيش فرض و سپس انبساط يا انقباض با ضرايب x,y,z rotation : چرخش اشياء به اندازه a راديان حول بردار (x y z) translation : انتقال اشياء روي محورهاي مختصات مثال : } Transform rotation 0 1 0 0.78 translation 0.5 0 0 }

اسلاید 19: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي19 of 26اشكال هندسي در VRML كره : { sphere { radius r كره به مركز پيش فرض و شعاع r بر حسب متر(پيش فرض=1) مخروط : } Coneشعاع قاعده مخروط بر حسب متر bottomRadius rارتفاع مخروط بر حسب متر { height hمقادير پيش فرض : شعاع : 1 ارتفاع :2 استوانه : } Cylinderشعاع قاعده استوانه بر حسب متر bottomRadius rارتفاع استوانه بر حسب متر { height h

اسلاید 20: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي20 of 26اشكال هندسي در VRML مكعب : } Cube طول مكعب بر حسب متر width w ارتفاع مكعب بر حسب متر height h عمق مكعب بر حسب متر { depth d متن : } AsciiTextرشته متني مورد نظر براي نمايش string sضريب فاصله عمودي سطرهاي متن از هم spacing spموقعيت نمايش متن (وسط،چپ يا راست) { justification j اشكال هندسي مركب : Coordinate3 و IndexFaceSet

اسلاید 21: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي21 of 26اشكال هندسي در VRML Coordinate3 :تعيين مختصات تمامي رئوس IndexFaceSet : تعريف وجوه جسم با علامت ختم 1- مثال : تعريف يك هرم : } coordinate3 point [ -1 0 -1, 1 0 -1, 1 0 1, -1 0 -1, 0 1 0 ] }IndexFaceSet { coordIndex [ 0, 4, 1, -1 , 1, 4, 2, -1 , 2, 4, 3, -1 , 3, 4, 0, -1 , 0, 1, 2, 3, -1 ] }

اسلاید 22: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي22 of 26نور، صدا و رنگ در VRML سه نوع منبع نور براي نورپردازي صحنه ها در vrml :1) نورافكن نقطه اي : پرتوهاي نور در تمام جهات مانند لامپ آويزان PointLight {روشن يا خاموش بودن منبع نور On TRUE / FALSEشدت منبع نور (بين 0 يا خاموش و1 يا روشن) intensity xرنگ منبع نور بر حسب سه مولفه قرمز، سبز و آبي color r g bمختصات موقعيت منبع نور { location x y z

اسلاید 23: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي23 of 26نور، صدا و رنگ در VRML2) نورافكن صحنه : پرتوهاي نور در حالت مخروطي به بخشي خاص SpotLight {روشن يا خاموش بودن منبع نور On TRUE / FALSEشدت منبع نور (بين 0 يا خاموش و1 يا روشن) intensity xرنگ منبع نور بر حسب سه مولفه قرمز، سبز و آبي color r g bمختصات موقعيت منبع نور location x y zبردار جهت نور direction x y zميزان تفرق نور از مركز به سمت لبه هاي قاعده مخروط dropOffRate dorزاويه اي كه تحت آن، نور به صحنه تابانيده ميشود CutOffAngle cof }

اسلاید 24: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي24 of 26نور، صدا و رنگ در VRML3) نورافكن مستقيم : پرتوهاي نور به موازات يك بردار DirectionalLight {روشن يا خاموش بودن منبع نور On TRUE / FALSEشدت منبع نور (بين 0 يا خاموش و1 يا روشن) intensity xرنگ منبع نور بر حسب سه مولفه قرمز، سبز و آبي color r g bبردار جهت نور { direction x y z fog : گره اي براي كدر و مات كردن رنگ صحنه background : طراحي و رنگ آميزي پس زمينه صحنه مانند پس زمينه آسمان ، زمين، جنگل و ...

اسلاید 25: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي25 of 26نور، صدا و رنگ در VRML رنگ آميزي سطوح اشياء در vrml :material { ambientColor r g b // مقدار انعكاس نور در اشياء صيقلي diffuseColor r g b // رنگ سطح اشياء specularColor r g b // اشياء با درخشش متاليك emissiveColor r g b //اشياء مشتعل shininess s // ميزان درخشندگي transparency t // ميزان شفافيت}

اسلاید 26: 17 / 01 / 1382مهندسي اينترنت دكتر داورپناه جزي26 of 26نور، صدا و رنگ در VRML پشتيباني از گره صدا در vrml 2.0 با دو گره audioclip و sound گره sound : شبيه نورافكن صحنه، داراي فيلدهاي مكان، بردار جهت و شدت صدا گره URL Audioclip : مشخص كننده محل قرار گرفتن فايل صدا در شبكه اينترنت پشتيباني از فايلهاي midi و wav