第10章课后习题参考答案.doc

第十章1. 简述虚拟现实技术的特征？答：(1) 多感知性；(2) 浸没感；(3) 交互性；(4) 构想性。具体见10.1.2节的第一大点。2. 例举几个典型的虚拟现实技术的应用场景？答：(1) 虚拟远程教育；(2) 虚拟室内装潢；(3) 网络3D游戏。3. 计算机图形技术在虚拟现实技术中的作用主要体现在哪些方面？答：虚拟现实技术主要涉及到计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、显示技术以及仿真技术等多种学科。可以看出，虚拟现实的基础是对环境的虚拟，而对环境的虚拟又主要基于计算机图形学运用。计算机图形学理论作为基础理论无疑发挥着巨大的作用。近年来计算机图形学的发展对虚拟现实技术有着极大的推动作用，也说明了计算机图形学在虚拟现实技术领域中的主导地位。虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，虚拟世界是全体虚拟环境或给定仿真对象的全体，而对对象的仿真主要是视觉上的刻画，这就给计算机图形学提供了广阔的设计和应用平台。建立在计算机图形学理论和技术之上并通过其他途径完善的虚拟现实系统，与一般交互式仿真系统相比，具有更高的真实性和多维性。由于计算机图形学理论的发展和进步，使得虚拟现实系统对对象的刻画更为深刻，从而推动了虚拟现实技术在教育、医疗、娱乐、科技、工业制造等领域中的广泛应用。4. 目前主流的虚拟现实软件开发工具有哪些？答：具体参见课本10.2.3节。5. 什么是分布式虚拟现实系统，它与传统的非分布式VR系统有什么区别？答：分布式虚拟现实(Distributed Virtual Reality，简称DVR)又称网络虚拟现实(Networked Virtual Reality，简称NVR)，其目标是建立一个可供异地多个用户同时参与的分布式虚拟环境(Distributed Virtual Environment，简称DVE)。在这个环境中，位于不同物理位置的多台计算机及其用户，可以不受其各自的时空限制，在同一个共享虚拟环境中实时交互、协同工作，共同完成某一复杂行为动作的设计或某一大型任务的演练。它特别适合用于实现对造价高、危险、不可重复、宏观及微观事件的仿真。DVR技术是VR技术和网络技术相结合的产物。它与传统的VR系统相比较具有分布式、交互性、实时性和共享性等更显著的特征。6. 利用VRML语言构造一个太阳升起又落下的虚拟场景。答：#VRML V2.0 utf8Background skyAngle 1, 1.5, 1.571 skyColor 0 .2 .7, 0 .5 1.0, .85 .9 .95 groundAngle 1.4, 1.52, 1.57 groundColor .25 .455 .141, .25 .455 .141, .1 .329 .129, .259 .408 .4 #定义蓝天白云草地背景DEF sun Transform children Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 1 0 0geometry Sphere#定义了红色球体作为太阳DEFTime TimeSensorcycleInterval 4loop TRUE#定义了时间传感器且无限循环DEFposition PositionInterpolator key0.00,0.25,0.50,0.75,1.0keyValue -30.0 0.0 0.0, -3.0 3.0 0.0,0.0 7.6 0.0,3.0 3.0 0.0, 30.0 0.0 0.0#定义了位置插补器ROUTE Time.fraction_changedTO position.set_fraction ROUTE position.value_changed TOsun.translation7. 利用VRML语言设计一个虚拟场景，背景是蓝天白云和草地，并且有雾化的效果，草地上有一棵树，这棵树总是朝向观察者，树旁边有一个带有纹理的球体，用鼠标单击后能够弹跳一次，要求该球体用Inline的形式嵌入场景。答：#定义b.wrl#VRML V2.0 utf8DEF movingball Transform translation 0 0 0children Shapeappearance Appearance material Material diffuseColor 0.8 0.2 0.2 ambientIntensity 0.4 specularColor 0.7 0.7 0.6 shininess 0.2geometry Sphere #定义有纹理的红色球体#定义greentree.wrl#VRML V2.0 utf8DEF greentree Transform translation -5 0 0children Shape appearance Appearance textureImageTexture urltalltree.gifgeometry Box size 2 4 0#定义了一棵绿树#定义了主文件#VRML V2.0 utf8 Background skyAngle 1, 1.5, 1.571 skyColor 0 .2 .7, 0 .5 1.0, .85 .9 .95 groundAngle 1.4, 1.52, 1.57 groundColor .25 .455 .141, .25 .455 .141, .1 .329 .129, .259 .408 .4 #定义蓝天白云草地背景DEF movingball Transform translation 0 0 0children Inline urlb.wrl #嵌入了红色球体Billboard children Inline urlgreentree.wrl#嵌入了朝向永远面向观察者的一棵绿树DEF time TimeSensorcycleInterval 4#定义了时间传感器DEF position PositionInterpolator key0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0keyValue 0.0 0.0 0.0, -1.0 3.0 0.0,0.0 4.5 -2.0, 0.5 6.0 -1.0, 0.0 4.0 0.5, 0.5 1.0 0.0#定义了位置插补器DEF touch TouchSensor enabled TRUE #定义了触摸传感器Fog color 1 1 1 fogType EXPONENTIAL visibilityRange 25#雾化效果ROUTE touch.touchTime TO time.startTime #点击小手ROUTE time.fraction_changed TO position.set_fraction #触发位置变化事件ROUTE position.value_changed TO movingball.translation #小球位移8. 编程实现一个透明度不断变化的红色球体围绕不停自转的绿色球体旋转，其中，红色球体是用Browser对象在脚本节点中添加造型和路由产生的。#VRML V2.0 utf8Background skyColor0 0.5 0.8 #背景DEF Scene Transform #定义一个绿色球体 rotation 1 0 1 1.571 children DEF Sensor TouchSensor #触摸传感器 Shape appearance Appearance material DEF qiu Material diffuseColor 0 1 0 shininess .2 geometry Sphere radius 1 DEF Timer TimeSensor #时间传感器设置 cycleInterval 1 loop TRUEDEF AddedObject Group #定义了一个节点结构，由脚本加入造型 children DEF add_o_r Script eventIn SFTime qiuz #入事件用于绿色球体的转动 eventIn SFTime touchTime #入事件用于加入造型 field SFFloat jd -0.01 #旋转的单位角度 field SFInt32 j 0 #旋转计数 field SFNode addedObject USE AddedObject #添加造型的对象 field MFNode tempNode #节点造型对象，初始为空 field SFString str field SFNode timer USE Timer field SFNode scene USE Scene url vrmlscript: function initialize () print (scene.children0=+scene.children0); /显示 print (scene.children1=+scene.children1); print (scene.children1.appearance=+scene.children1.appearance); print (scene.children1.appearance.material.diffuseColor=+scene.children1.appearance.material.diffuseColor); function qiuz() scene.rotation3=jd*j; j+; function touchTime () str+=DEF ys Transform ; str+= translation 3 0 0; str+= children Shape ; str+= appearance Appearance ; str+= material DEF Red Material ; str+= diffuseColor 1 0 0; str+= geometry Sphere ; str+= radius 0.3 ; /定义一个红色球体 str+=DEF n_move Script; str+=field SFFloat sz 0.01; str+=field SFTime s1 0; str+=field SFInt32 i 0; str+=eventIn SFTime xz; str+=field SFNode yss USE ys; str+=urljavascript:; str+=function xz (va) ; str+=sj=va; str+=if (sj-s1)0.01) ; /控制红球的旋转速度 str+=yss.translation0=3*Math.sin(1.571+sz*i); /红球坐标变换 str+=yss.translation1=3*Math.cos(1.571+sz*i); str+=s1=sj; str+=i+; str+=; str+=; tempNode=Browser.createVrmlFromString(str); /创建节点造型 addedObject.addChildren=tempNode; /添加到组节点中 print (tempNode0.children0=+tempNode0.children0); /显示 print (tempNode0.children0.appearance.material=+tempNode0.children0.appearance.material); print (tempNode1=+tempNode1); Browser.addRoute (timer,time,tempNode1,xz); /增加两个路由 Browser.addRoute (timer,fraction_changed,tempNode