虚拟场景中虚拟化身的应用[文档资料]

虚拟场景中虚拟化身的应用 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 针对浏览者在虚拟场景中游览迷失方向，缺少沉浸感的问题。提出一种有效的解决办法，即通过添加虚拟化身使虚拟环境更活泼，更有吸引力。 利用虚拟化身，自动带领浏览者参观虚拟场景，充分了解环境。 虚拟现实技术是 20 世纪 80 年代末 90 年代初崛起的一项实用性很强的技术。它可以真实的模拟出现实世界的事物或环境，用户投入到这种环境中，犹如 “ 身临其境 ” 的感觉。但是，随着虚拟现实的不断深入，仅有 景色、障碍物的三维场景已经无法满足人们视觉的需求，需要引入一些生动的人物角色，即虚拟化身，并在虚拟化身身上完成各类交互，来增加浏览者的沉浸感。 1 建立虚拟化身模型 当一个虚拟的三维场景建好后，为了使虚拟场景更活泼更具吸引力，在虚拟场景中设计一个虚拟化身是很有必要的。虚拟化身的设计手先就是建立虚拟化身模型。目前有许多建立虚拟人体模型的方法，根据现有的实验条件和人体骨骼的构造，采用建模的方法建立虚拟化身模型。建模过程如下： （ 1）绘出三维人体骨骼层次结构图 （ 2）通过 VRML 语言中的坐标变换节点（ Transform）、内联结点（ Inline）等进行设计生成人体三维骨骼图。 （ 3）采用 Avatar Studio 软件生成虚拟化身。通过Export VRML 导出，生成 wrl 文件。使用 Avatar Studio 软件导出的虚拟替身，生成的 avatar.wrl 文件存在类型定义不匹配的问题，需要修改类型定义。 Avatar Studio 生成的avatar.wrl 文件的 PROTO 节点 position 域的定义为exposedField SFVec3f position 0 0 0 与 后面要在 Script节点调用 position 域的定义类型不匹配，需要修改为eventIn SFVec3f position。 2 实现人性化的虚拟化身 要想得到逼真的虚拟化身，就需要使虚拟化身具有人性化，实现真实的人体动作。其中最基本的就是行走，即虚拟化身在虚拟场景中如何引导浏览者浏览场景，在遇到障碍物时如何避障。 通过 Avatar Studio 软件生成的虚拟人能够产生一些简单动作，通过 ROUTE 节点的 enentIn 和 eventOut 域来进行传递， avatar.wrl 文件的动作 触发代码如下： 动效果，此时需要脚本语言。脚本语言是一种灵活的互动效果实现方式。 VRML 中常用的脚本语言是 ECMAScript（典型的是 JavaScript）、 VrmlScript 和 Java。 JavaScript和 VrmlScript 是 VR Pad 软件自带的两种脚本语言，只适合在简单的场景中使用，对于复杂的场景需要采用 Java。这里通过加载 path 和 obstacle 文件实现虚拟人的导航路径规划。 目前 VRML 编程接口有以下四种方式： 1）内嵌在 VRML 的 Script 节点中的描述 性脚本语言VrmlScript 和 JavaScript； 2）浏览器 +VRML 插件方式，通过对 VRML EAI 外部创作接口进行编程，允许 VRML 世界与网页其它对象相互沟通； 3）在 VRML 的 Script 节点中引用外部 Java 类，用来实现一些特殊的、 VrmlScript 语言所不能实现的功能； 4）应用 VRML 解释器提供的 Automation 接口进行编程。 设计中主要使用了前三种编程接口，通过触发器ProximitySensor 来检测用户在场景中的移动，当有用户进入或退出场 景时，该节点产生事件。被感应的区域由 size 和center 设定，它们在局部坐标空间定义一个矩形区域，该区域的各条边平行于各个主坐标轴。当用户进入该区域时，将产生两个事件 isActive 为真和 enterTime 为当前时间，当用户离开该区域时，将产生两个事件 isActive 为假和 exitTime为当前时间。当用户在该区域时，位置的改变将会产生position_changed 事件，方向的改变将产生orientation_changed 事件。 ProximitySensor 的语法定义如下： 在 Java 程序中 ，通过 EAI 获得该 ProximitySensor 的position_changed 事件出口。通过 EAI 要求自动捕获事件，即当事件发生时，外部的 Java 代码自动获得通知，并由参数获得事件数据进行处理。 3 结束语 虚拟现实是一个充满活力，具有巨大应用前景的高新技术领域。虚拟化身是虚拟现实领域一个很具有发展潜力的方向。文中通过在虚拟场景中添加虚拟化身，来增加场景的活力和浏览者的沉浸感。未来虚拟化身将不止应用于虚