2023年虚拟现实实验报告

实验一造型定位和旋转、缩放

一、实验内容：

1.熟悉VrmIPad编辑器的安装和使用

2.熟悉Cortonaplayer浏览器的安装和使用

3.掌握虚拟造型的基本操作。

二、实验环境：

1.硬件环境

计算机一台

2.软件环境

WindowsXP操作系统、VrmIPad编辑器和Cortonaplayer浏览器

三、实验环节：

完毕第四章例4-1

代码：

Shape{

appearanceAppearance{

□materia1MateriaI{

0SdiffuseColor0.90.10.05

0)

)

geometrySphere{

团团radius0.85

)

)

Shape{

appearaneeAppearanee{

00materialMateria1{

diffuseCo1or0.80.90.1

团)

)

0GeometryCylinder{

radius0.3

height2.0

0bottomFALSE

)

)

截图：

实验二三维立体造型的设计与实现（需交实验报告）

一、实验内容

1.熟悉各种立体造型的设计

2.学会运用各种不同的立体造型组合实现复杂的造型

二、实验环境

1.硬件环境

计算机一台

2.软件环境

WindowsXP操作系统、VrmiPad编辑器和Cortonaplayer

浏览器

三、实验环节：

1.制作一个烟囱的立体造型，一方面以原点为中心生成一个半径

为1、高度为2的圆柱体，然后以1.5）为坐标变换节点的

新原点生成一个底面半径为2,高度为1的圆锥体。

2.建立一个带刻度的钟表造型：一方面生成钟表面box造型，然

后在钟表面上运用球体sphere造型生成各个刻度，运用圆柱体

cylinder造型生成时针、分针等造型。其中运用Transfor

m坐标变换节点对各个造型进行平移、缩放以及旋转操作。

3.设计一个文本造型。

4、完毕书中第四章的例4-2、4-3和4-4。

1)4-2

代码：

Transform{

trans1ation-200

rotation0010.5

children[

DEFIegShape{

回回回appearanceAppearance{

回materia1MateriaI{

0回diffuseColor0.30.30.3

团团团团团团ambientintensity0.3

0酿团团specularColor0.70.70.7

团团团shininess0.1

回防}

酿)

geometryBox{

00size20.24

团田}

)

]

)

Transform{

0translation团200

Elrotation001-0.5

0chi1dren[

回USE1eg

]

Transform{

0transiation0O0.520

scaIe1.511

团children[

Shape{

appearanceAppearance{

0materialMaterial{

团团团diffuseColor0.50.30.2

00transparency00.15

丽团}

回)

□geometryCylinder{

00团radius3

团height0.1

回}

团团}

0]

截图:

2)4-3

代码：

Shape{

appearaneeAppearanee

团material团Material{

diffuseCo1or1.000

0)

}

geometryText{

string[

0"Happy""new""Year!H

]

目fontStyIeFontStyle团(

盟style"BOLDITALIC"

团团团size0.8

砌justify"MIDDLE"

团团}

团}

)

Transform{

translation团—3-0.50

Sscalel.21.21.2

0children[

0Inline{

0urI"1-l.wrI"

团）

]

Transform{

translation3-0.50

团sea1e1.21.21.2

0children[

Inline{

0url"1-1.wrl"

)

)

截图：

3)4-4

代码：

Shape{

ElappearaneeAppearance{

materialMaterial

0diffuseColor100

回}

)

geometrylndexedFaceSet{

团coordCoordinate{

0point[

000.00-0.05-1,0.35-0.10-1,

团0.53-0.26-1,0.63-0.50-1,

0000.79-0.71-1,1.00-0.87-1,

团

1.24-0.97-1,1.50-1.00-17

1.76-0.97-1,2.00-0.90-1,

团团团0.00-0.05-1,0.35-0.101,

0000.53-0.26-1,0.63-0.501,

团0.79-0.71-1,1.00-0.871,

团团1.24-0.97-1,1.50-1.001,

0m,76-0.97-1,2.00-0.901,

回

团团

coordIndex[

010111-1,111122-1,

0212133-1,313144-1,

0414155-1,515166一1,

回

0616177-1,717188-lz

回0818199-1

00]

0soIidFALSE

0creaseAngle0.875

0)

}

Shape{

ISappearanceAppearance{

0materialMaterial{

00diffuseColor0.30.30.3

0Bambientlntensity0.3

00specularColor0.70.70.8

0shininess0.1

0)

0)

0geometryExtrusion{

HerossSection[]

0spine[

01.8-1.00.75,1.8-1.50.75,

01300.6-1.50.75,0.6-1.5-0.75,

El0.6-1.5-0.75,1.8-1.5-0.75,

001.8-1.0-0.75

]

seale[0.030.05]

)

)

截图:

实验三造型的空间变换以及编程技术应用

一、实验内容

1.熟悉Transform空间变换节点的运用

2.熟悉Group编组造型节点的运用

3.熟悉DEF、USE、Inline、Anchor>PROTO等节点的运

用

二、实验环境

1.硬件环境

计算机一台

2.软件环境

VrmIPad编辑器和CortonaPlayer浏览器

三、实验环节

1.运用Transform空间变换节点和Group编组节点来设计

生成4个米字造型，多个造型之间从前到后依次排列。一方面，

运用Group编组节点和DEF、USE素材调用方式生成一个米

字型的造型;然后运用Transform空间变换节点中translation

域的域值设定来改变不同的米字造型的前后位置关系，需要用

到Group编组造型节点的嵌套。

2.运用PROTO原型节点，设计生成四个带刻度的钟表面，四

个带刻度钟表面的位置、大小以及颜色均有不同。一方面，运

用PROTO原型节点定义钟表面，同时将其定义的参数铜鼓IS

关键字传给Transform空间变换节点的transiation域、

Materia1节点里面的diffusecolor域、box节点里面的

size域来改变造型的空间位置、颜色和大小。

3、完毕书中第四章的例4-5、4-6与4-7。

1)4-5

代码：

Group{

chi1dren司

Shape{

团0appearanceAppearance{

0materiaIMaterial{}

000textureImageTexture{

000url0"wood.jpg"

盟}

000}

团geometryBox{

00size22.40.8

团回}

回}

Transform{

0transiation000.4

团chi1dren[

团酿团Shape{

团团团appearanceAppearance

0团团materialMateriaI{}

团团[UtextureImageTexture{

0000url"bookcase.jpg,r

0000}

000}

回0geometryBox{

0size22.40.01

团团团团｝

00团｝

团团］

回｝

}

截图:

2)4-6

代码：

Shape{

appearanceAppearance{

materialMaterial{}

StextureMovieTexture{

0url"steady.mpg"

1oopTRUE

团}

回}

0geometryBox{

size2.420.01

)

Sound

sourceAudioClip{

00ur1"steady.mpg”

团loopTRUE

}

0intensity1

SmaxFront16

maxBack16

minFront8

[2minBack8

}

3)4-7

代码：

NavigationInfo{

headlightFALSE

)

PointLight{

location0050

intensity0.8

ambientIntensity00.5

onTRUE

}

Shape{

0appearanceAppearance{

materia1MateriaI{

0diffuseCo1or100

0)

)

团geometrySphere{

0radius0.9

)

)

Transform{

0translation0O—30

chiIdren[

Shape{

appearaneeAppearance

materialMateria1{}

盟}

团团geometryBox{

团size80.026

即

}

0]

)

Transform{

translation0-2.990

团children[

0Shape{

团appearanceAppearance{

00materia1Materia1{

回diffuseCo1or000

transparency0.5

团团

回}

geometryCy1inder{

团团团height0.05

sideFALSE

团bottom团FALSE

团团团}

回}

回］

截图:

实验四简朴的虚拟现实环境场景设计（需交实验报告）

一.实验内容

1.理解VRML中虚拟现实场景中具有的一些要素

2.运用Background背景节点设立场景的背景

3.综合运用Transform空间变换节点、Shape空间造型

节点、MovieTexture电影纹理节点以及Sound声音节点

设计一个播放电影的平板电视造型效果

二、实验环境

1.硬件环境

计算机一台

2.软件环境

三、实验环节：

1.创建一个简朴的天空地面组合而成的背景。通过设立

Background背景节点里面的skyCo1or和skyAngle来设立天

空的背景颜色渐变的效果，有蓝色逐渐转变成远处地平线位置

的白色；同时设立BackGround背景节点里面的goundColor

和groundAngle来设立地面背景颜色渐变的效果，由深褐

色慢慢变到远处地平线位置的浅褐色。

2.在上题的基础上，增长全景背景的设计，显示一副高尔夫

球场的背景。运用Background背景节点里面的IeftUrLri

ghtUr1>frontUrl>backUrl等域的设立，将全景

空间背景的前、后、左、右4个面分解设立成4张图片，

3.制作一个平板电视的效果，规定不仅有图像效果，同时也有声音

效果。一方面运用transform节点和Box节点构造一个平板电

视的效果，然后运用MovieTexture电影纹理节点将一个电影

文献作为纹理贴图贴于造型表面,再运用Sound声音节点制造与

之相应的声音效果。

4、完毕书中的练习。

1)

代码：

Background{

skyAng1e[0(3#设立天空角

001.21.57

0]

ElskyColor[EB0#设立天空角相应的颜色

OOI

00.50.8

0111

]

0groundAngle[El#设立地面角

01.21.571

]

ElgroundColor[0#设立地面角相应的颜色

0.10.10.1

0.40.30.2

00.80.80.8

0]

截图:

2)

代码：

Background{

0skyAngle[00#设立天空角

0131.21.57

0]

skyColor[回团#设立天空角相应的颜色

0001

0000.50.8

0111

回

groundAngle团[团#设立地面角

01.21.571

]

groundColor[00#设立地面角相应的颜色

000.10.10.1

00.40.30.2

000.80.80.8

]

ElfrontUrl"GCA02.JPG"0#设立前景图片

rightUri"GCAO4JPG"#设立右景图片

leftUri"GCA09.JPG"#设立左景图片

0backUrl0"GCA07.JPG"EE#设立后景图片

)

截图:

skyColor0.10.50.6

)

Transform{

团trans1ation000—0.1

children[

Shape{

00appearanceAppearanee{

函materialMaterial{

00diffuseCo1or0.30.30.3

0sa

团

000}

团团团geometryBox{00#电视造型

size5.13.40.2

回}

0)

即

)

Shape{

0appearanceAppearance{

团团texture团DEFhgdyMovieTexture{团#电影纹理节点

urI0"xqdz1.MPG”瓯团#电影文献

loopTRUE

)

)

geometryBox{

size4.530.01团团#电影屏幕造型

)

)

Sound{回团回函#声音节点

团sourceUSEhgdy000000#引用电影纹理节点

团maxBack10

maxFront80

minBack5

minFront30

截图:

实验五造型的动画效果（需交实验报告）

一、实验内容

1.理解VRML中动画实现的基本原理

2.运用TimeSensor时间传感器节点和各种插补节点完毕各

种动画效果的制作

二、实验环境

1.硬件环境

计算机一台

2.软件环境

团VrmIPad编辑器和CortonaP1ayer浏览器

三、实验环节

1.设计实现一个垂直于Z轴并绕Z轴旋转的十字架的造型，并且

旋转地过程中十字架的两根金属棒分别进行不同的颜色变换。一方面

运用transform节点构造两根金属棒的造型，然后设^一个Tim

eSensor时间传感器驱动整个动画的运营，设计两个Orientatio

nInterpolator朝向插补节点分别控制造型的旋转，设计两个

Colorlnterpolator颜色插补节点分别控制造型的颜色变换。

1）代码：

DEFbarlTransform{团团团团团#定义第一根棒坐标变换节点

团children[

0Shape{

0appearaneeAppearance{

回materiaIDEFcbar1Material{

0diffuseColor0.50.50.7

ambientlntensity0.4

团团specu1arColor0.80.80.9

0团shininess0.2

01

}

0geometryCylinder{

团团height5

Sradius0.2

)

}

1

)

DEF团bar2Transform{随函瓯#定义第二根棒坐标变换节点

chi1dren[

0Shape{

0appearanceAppearance{

团团0materialDEFcbar2Material{

EldiffuseColor0.80.80.9

0ambientlntensity0.4

团specularColor0.80.80.9

shininess0.2

)

回}

0geometryCylinder{

团height5

Hradius0.2

)

}

]

}

DEFclockTimeSensor{EEEEB#定义时间传感器节点

cycleinterval9

1oopTRUE

)

DEFpath1Orientationlnterpolator{000#定义第一根棒的朝向插补器

0key0[O0.510003#时间关键点

]

keyValue[回回0回#朝向关键值

000100

0013.1410

020016.281

]

}000013

DEF0path20rientationInterpo1ator{EB井定义第二根棒的朝向插补器

key[00.5100#时间关键点

0]

keyValue[000回#朝向关键值

0E1OO11.571

00014.712E)

000017.851

]

DEF0cpathlColorlnterpolator{0回#定义第一根棒的颜色插补器

0key[O0.5IEEE0豳#时间关键点

]

keyValue[00aEB#颜色关键值

0100

aoi00

0010

DEFCpath2ColorInterpolator{00#定义第二根棒的颜色插补器

0key[00.51回回回回回回#时间关键点

]

keyValue[00EI00#颜色关键值

0.80.60.2

0.60.40.90E]

000.10.80.40

]

ROUTEdock.fraction_changedTOpath1.set_fraction

ROUTEclock.fraction_changedT012path2.set_fraction

ROUTEcIock.fraction_changedTO0cpathl.set_fraction

ROUTEclock.fraction_changedTOcpath2.set_fraction

ROUTEpath1.value_changedTObarl.rotation

ROUTEpath2.value__changedTObar2.rotation

ROUTEcpath1.value_changedTOcbar1.diffuseColor

ROUTEcpath2.value_changedTOcbar2.diffuseCo1or

截图:

实验六造型的交互功能（需交实验报告）

一、实验内容

1.理解VRML中交互实现的基本原理

2.运用TouchSensor>PIaneSensor、CylinderSensor

等各种可以实现交互功能的传感器节点设计具有人机交互功

能的动画效果

、实验环境

1.硬件环境

团计算机一台

2.软件环境

0Vrm1Pad编辑器和CortonaPlayer浏览器

三、实验环节

1.设计一个碰撞效果动画,假想在（0,0,3）的位置有一个长方体，当视

点与其碰撞时，触发位于原点位置的一个球体进行一系列的移动。

将长方体设立为碰撞传感器节点的代体（Proxy），而将真正要运动

的球体作为Col1ision碰撞传感器节点的chi1dren子节点;

设立一个TimeSensor节点和一个Positionlnterpolator节点,

用Collision节点去触发TimeSensor节点的运营，从而驱动

Positionlnterpolator节点来控制球体的运营轨迹。

1）代码：

Background{

skyCo1or0.60.21

）

DEF0sensorCol1ision{

即roxyTransform{西胆#设立碰撞代体的位置和形状

transIationH003

团children[

0Shape{

团团团团appearanceAppearance{

0000materia1MaterjaI{

00团}

geometryBox{

团00size442

回)

国)

㈣

即

0chi1dren[

团DEF团ballTransform{

团团chi1dren[

0Shape{

团团appearanceAppearance

0000materialMaterial{

团团团团diffuseColor110

a0回}

瓯酿团}

00geometrySphere{

0团幽radius1

00000}

)

]

团团}

]

DEFclockTimeSensor{

eye1elnterva14

)

DEF即athPositionInterpolator{

key[

团00.20.40.60.81

即

0keyValue[

000

团团00-30

050-10

团团一50-10

00-30

000-10

0]

)

ROUTEsensor.collideTimeTOclock.startTime

ROUTEcIock.fraction__changedTO团path,set__fraction

ROUTEpath.value_changedTO0baI1.translation

实验七综合程序设计（4学时）

一、实验内容

综合运用所学知识，设计一个虚拟校园。或自拟题目设计一个虚

拟现实场景。

二、实验环境

1.硬件环境

团计算机一台

2.软件环境

0Vrm1Pad编辑器和CortonaPlayer浏览器

三、实验规定

1、必须要有动画交互功能

2、具有虚拟环境设计

3、具有内联或联接功能

1）作品名:画廊

2)部分代码：

Background{

groundAngleEl.309,1.571]

groundColor[00.40,00.20,000]

skyAngle[1.309,1.571]

skyColor[l10,001,111]

}

Navigationlnfo

(

headlightTRUE

)

Viewpoint{

position16.31.412

#fieIdOfView0.9

#orientation00101.57

)

PointLight{

intensity1

coIor111

Iocation32.22

radius10

attenuation010

)

PointLight{

intensity1

co1or111

Iocation82.22

radius10

attenuation010

}

PointLight{

intensity1

color111

location132.22

radius10

attenuation010

)

PointUght{

intensity1

color111

Iocation192.22

radius10

attenuation010

)

PointLight{

intensity1

color111

location32.26

radius10

attenuation010

PointLight{

intensity1

color111

1ocation7.52.25

radius10

attenuation010

}

PointLight{

intensity1

co1or111

location82.28

radius10

attenuation010

)

PointLight{

intensity1

color111

location112.25.5

radius10

attenuation010

)

PointLight{

intensity1

color111

location112.28

radius10

attenuation010

)

截图:

Lubelar

实验8初识3dsmax6

实验目的：熟悉3dsmax6用户界面

实验课时：2课时

实践内容：3dsmax6是一个功能强大的,32位的面向对象的三维建模、动画和

渲染程序。它提供了一个非常易用的用户界面。通过本实验，可以掌握如下内容：

熟悉3dsmax的用户界面；

调整视口大小和布局；

使用命令(Command)面板；

定制用户界面。

【思考题】：

视图的导航控制钮有哪些？

视图的导航控制钮有:缩放缩放所有视图最大化显示/最大化显示选定

对象所有视图最大化显示/所有视图最大化显示选定对象缩放区域/视

野平移视图户型转换最大化视图切换

如何合理使用各个按钮？

1.缩放Q：单击按钮，按住鼠标左键拖动，当前视口放大缩小，与

滚动滚轴的用途相同

2.缩放所有视图半：左键拖动，所有视口缩放

叫

3.最大化显示/最大化显示选定对象国；两个按钮，默认按钮指当

前窗口所有物体最大化显示；白色按钮指当前窗口被选中的物体最大

化显示

4.所有视图最大化显示/所有视图最大化显示选定对象也1：两个按

钮，默认为所有视口中所有对象最大化显示；白色按钮指所有视口中

被选中的物体最大化显示快捷键：z

5.缩放区域/视野奥1：在顶前左视图中只有缩放区域按钮，可通过踮

框选的方式来局部放大图形；在透视图中可局部放大图形，也可拖动

视野按钮整体放大图形

6.平移视图6：手形在视图中移动视口，与拖动滚轴的用途一致

7.弧形旋转令一一般用在透视图中，在其他视图中成为用户视图，

与Alt+拖动滚轴一致

8.最大化视口切换电：将当前视口最大化显示，与Alt+W一致.

动画控制按钮有哪些？

*“转至开头”可“转至结尾”.“上一帧”*1"下一帧”回“播放动画”

叫“停止动画”1“关键点模式切换”同当前帧（转到帧）”曲庆••司

“切换自动关键点模式切换设立关键点模式”设立关键点”“新

建关键点的默认入/出切线”关••瑟I蹴।1“打开过滤器对话框”G“时间配置”

如何设立动画时间的长短？

右键单击，可设立时间长动画时间的长短

实验9：在3dsmax中建模

实验目的:纯熟使用多边形建模方法建模

实验课时：2课时

实践内容:

纯熟使用多边形建模方法建模。直观地说,建模就象在做泥塑，要捏出它的

各个面，不同的是三维建模是在计算机里编辑的。在三维软件中建模，一般是从

简朴的几何形体开始，逐步地修改、调试、变形而得到的比较复杂、精细的模型。

在整个动画的制作中建模相称于二维动画中的动画形象和场景设计，模型将是动

画中的表现主体。所以建模不仅仅是基础，还将决定动画的风格取向。象《最终

幻想》中真实而趋于完美的人物形象决定了整个动画的唯美写实风格，《怪物史

莱克》中夸张，怪诞的人物造型更是奠定了它的喜剧风格。

3Dsmax多边形建模方法比较容易理解，非常适合初学者学习，并且在建模

的过程中用者有更多的想象空间和可修改余地。在本实验里，我们要通过循序渐

进的讲解及相应的小实例来对3Dsmax6中的多边形建模进行剖析，使大家可以

比较全面的了解和掌握3Dsmax6中的多边形建模方式与流程。

二、小试牛刀：实际制作茶杯模型

【思考题】

1、editmesh和editablemesh在用法上有和区别？

EditMash（可编辑网格命令）它是一个加在物体之上对物体进行修改的修改

命令。

EditableMash（可编辑网格物体）是一个自身带编辑命令的网格物体

2、编辑节点的常用工具有哪些？

NodeJoe,ThinkingPartic1e

3、meshselect的重要作用是什么？

MeshSelect修改器的作用是将一个物体的某个子物体选择集传递给上一层

的修改器或者提供应其他操作使用。

4^faceextrude的重要作用是什么？

此修改工具与EditMesh（编辑网格对象）内部的挤压面功能相似，使用它可

将其下层修改器中所选择的面次对象相对于自身的法线或已定的中心来进行挤

压操作。它Extrude相类似，不同的只是Extrude应用于平面图形的挤压，

而FaceExtrude则应用于对象的面级次对象。

实验10:3dsmax中材质的运用

实验目的：了解材质编辑器的用法，使用材质

实验课时：2课时

实践内容：

添加材质就象是给模型穿衣服化装同样,用来体现物体的质地,如颜色,透明

度,纹理，粗糙或者光滑的限度等等，使模型更具可视性。相称于二维动画制作中

给黑白线描上色和场景的上色。和建模同样，也是动画风格的重要体现因素。

在3