空间信息可视化与虚拟现实课程设计报告

空间信息可视化与虚拟现实上机实验报告 学院： 资源与土木工程学院 班级： 测绘工程 班 学号： 姓名： 指导教师： 郭甲腾 2016年6月成绩评定表学生姓名：_ _ 学号：_ _专业班级：测绘工程 班指导教师评语：成绩： 指导教师： 年 月 日目 录一、实验概况1二、实验内容11.实验一12.实验二43.实验三74.实验四125.实验五13三、实验总结14一、 实验概况虚拟现实 (VR)技术与Internet互联网、多媒体技术并称为21世纪的三大关键技术。VR技术具有多感知、可视化、三维建模、沉浸性、交互性、想象性等特点，是集成了多学科、多技术的一门综合技术，不仅在军事、航空航天等尖端领域得到运用，而且在教育、医疗、工业仿真、游戏等领域的运用也十分广泛。虚拟现实技术被认为是本世纪计算机领域最重要、最新奇的研究方向之一。虚拟现实的三维建模功能可以在计算机中构建生动逼真的虚拟环境，人们可以通过使用一些具有传感的设备，非常方便、直观、自然的“进入”这个虚拟空间，沉浸其中交互遐想。 本课程介绍了虚拟现实建模语言VRML的基础知识以及应用实例，并系统介绍了虚拟现实编辑器VRP的应用与项目开发方法，这两款软件都具有鲜明的特色，提供了与其它三维建模软件（如3dsMax）的接口。VRML的基本特征包括三维性、交互式、分布式集成性和逼真性，适用于在网络上创建逼真的三维场景。VRML具有平台独立性、可扩展性、低宽带要求、实时图形渲染和基于事件的交互等特点，对于小型的场景，VRML的优点是非常明显的。VRP则是一款直接面向项目开发的虚拟现实软件，它提供了与3dsMax、Maya或VRML的接口，可以方便地进行通信。使用VRP可以制作出大型、精致、逼真的三维交互场景，可以将其它软件制作的三维模型导入，并且进行后期的编辑、加工和渲染，制作完成的作品可以直接形成exe文件，也能够通过IE插件发布到互联网上运行。二、 实验内容1 实验一 VRML基本几何造型上机实验在VRML中，任何一个VRML虚拟场景的空间造型都必须使用Shape（造型）节点，VRML设定了一些基本的几何造型节点，用来模拟真实的几何图形。这些几何造型节点的灵活组合，能够构建出较为复杂的场景造型。在现实生活中，诸如球体、圆柱体、长方体和圆锥体等基本的几何形状是现实世界场景的基本元素。本章中主要学习VRML中几何造型的创建，这是VRML建模的基础，任何复杂的场景都不可能离开基本造型。同时，在本章中还要学习文本造型的知识，这也是场景建造中必不可少的。1.1 圆柱体的建立#VRML V2.0 utf8#DRAW THE cylinderShape appearance Appearance material Material diffuseColor 1.0 1.0 0geometry Cylinderbottom TRUEside TRUEtopFALSEradius 0.5height 3.01.2 球体的建立#VRML V2.0 utf8#DRAW sphereShape appearance Appearance material Material diffuseColor 1 0 0 geometry Sphereradius 1.01.3 立方体的建立#VRML V2.0 utf8#DRAW boxShape appearance Appearance material Material diffuseColor 0 1 1geometry Box size 5.0 3.0 4.01.4 圆锥体的建立#VRML V2.0 utf8#DRAW coneShape appearance Appearance material Material diffuseColor 0 1 1geometry Cone bottomRadius 10.0height 10.0bottom TRUE2 实验二 复杂造型和空间变换上机实验2.1 电风扇实例模型#VRML V2.0 utf8#DRAW cysphereShape appearance Appearance material Material diffuseColor 0 1 1geometry Cylinder radius 1.0height 4.5Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 1 0 0geometry Sphere radius 2.02.2 旋转实例#VRML V2.0 utf8Transform translation0 0 0rotation 1 0 0 1.57children DEF MyCylinder Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 1 0 0geometry Cylinder radius 0.5height 6Transform translation-3 0 0rotation 0 0 1 0.785children USE MyCylinder Transform translation3 0 0rotation 0 0 1 -0.785children USE MyCylinder 2.3 缩放设置#VRML V2.0 utf8Transformtranslation0 0 0children DEF MyBox Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 1.0 0.7 0.5geometry Box size 1 1 1Transform translation 0 1.5 0scale 0.5 2 0.5children USE MyBox Transform translation 0 -0.75 0scale 2 0.5 2children USE MyBox 3 实验三 造型外观设计、环境设计与视点控制上机实验3.1 电风扇造型外观设计#VRML V2.0 utf8#DRAW surfaceTransform translation 0 0 0children Shape appearance Appearance material DEF mymaterial Material diffuseColor 0 1 1specularColor 0.39 0.39 0.39ambientIntensity 0.25shininess 0.11geometry Cylinder radius 1.0height 0.3Transform translation 0 0.4 0children Shape appearance Appearance material USE mymaterialgeometry Cone bottomRadius 0.5height 0.5Transform translation 0 2 0children Shape appearance Appearance material USE mymaterialgeometry Cylinder radius 0.2height 4.0Transform rotation 0 1 0 0children DEFyp Transform translation4 0 0rotation 1 0 0 0.15children Shape appearance Appearance material USE mymaterialgeometry Box size 7 0.05 0.8Transform rotation 0 1 0 2.09children USEypTransform rotation 0 1 0 -2.09children USEyp3.2 椅子模型的建立#VRML V2.0 utf8Group children Transformtranslation-0.2 0 0children DEFbeside Group #chair.sidechildren Transform translation 0 0 0children Shape appearance Appearance material DEF ChairColor Material diffuseColor 1 0.5 0.1geometry Cylinder radius 0.02height 1.0Transform translation0 -0.2 0.2rotation 1 0 0 1.57children Shape appearance Appearance material USE ChairColorgeometry Cylinder radius 0.02height 0.4Transform translation0 -0.26 0.4children Shape appearance Appearance material USE ChairColorgeometry Cylinder radius 0.02height 0.48Transform translation0.2 0 0children USEbeside Transform translation0 0.45 0children DEFbaffle Shape #chair.backappearance Appearance material USE ChairColor geometry Box size 0.4 0.09 0.03Transform translation0 0.2 0children USEbaffle Transform translation0 -0.06 0children USE baffle Transform translation0 -0.06 0.4children USE baffle Transform translation-0.2 -0.06 0.2rotation 0 1 0 1.57children USE baffle Transform translation0.2 -0.06 0.2rotation 0 1 0 -1.57children USE baffle Transform translation0 -0.02 0.215children Shape appearance Appearance material USE ChairColor geometry Box size 0.45 0.02 0.434 实验四 动画与交互上机实验这里主要通过使用触发器，达到点击桌面上某一开关，使得屋顶的电风扇旋转或停止的目的，具体代码过长，不予粘贴。5 实验五 脚本设计上机实验这里通过设计相关的脚本，达到构筑“奇思妙想博物馆”的目的，脚本非常庞大，不予粘贴，具体代码实例截图在最终成果的下方。三、 实验总结通过这几次实验，我们逐渐掌握了VRML语言的用法，在学习与成长中锻炼了自己的空间想象能力。在实验中，学会了解决复杂的场景模型问题，复杂场景是由一些简单的几何模型构成，通过对模型的旋转平移和缩放达到组成复杂场景的目的，如果没有考虑好这些几何关系，会导致最终的模型出现错误。所以在编写代码之前，需要考虑好几何模型之间的关系。这几次实验也提升我了解决问题的能力，遇到问题时，先在互联网上查询是否有解决的方法。没有