词:虚拟现实;安全;教育
中图分类号:TP311.52文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2012) 04-0000-02
虚拟现实技术的进展与运用,使用3DS MAX等工具软件来开发防震安全教育软件,让用户观察不同场景下的地震逃生反应来学习正确的逃生技能。VR技术继计算机多媒体技术又在计算机科学界和工程界广泛的探讨热点,它使人感觉到如同处在真实世界中一样,使人机之间的交互变得更加人性化。
一、可行性浅析
以现有的技术可行性浅析来看,的场景、人物角色动画的建模三维建模软件3DS MAX来;虚拟人物与场景的交互可Virtools开发工具来;作品的发布和浏览选择安装3DVIA Player插件的IE等浏览器来。二、功能模块浅析
(一)三维虚拟场景模块
软件呈现给视觉感官的,三维虚拟场景视图具有真实感、具有光照及阴影等效果。地震三维虚拟场景模块:山坡、教室、博物馆、街边、卧室。(二)交互功能模块
为了便于场景中虚拟人物角色的制约,其交互功能的是菜单方式列出虚拟人的不同反应,供软件用户选择,不论选择正确与否均给予提示信息。三、设计
(一)设计策略
软件的设计了VR技术开发流水线绘制策略,即把整个工作划分为阶段,在开发中不同的开发技术和硬件资源。整个开发两条流水线,其一是三维场景模型的创建,即图形绘制流水线;其二是交互情景功能的创建,即触觉绘制流水线。(二)功能模块设计
整个软件的结构:三维场景创建模块、交互功能创建模块、脚本发布模块。每个模块分为若干功能子模块。三维场景模块由虚拟场景中物体和人物角色模型所构成,又子模块:模型汉语言论文的参数设置、模型的建立、材质贴图、灯光处理、摄相机构图、场景组合。交互功能模块也子模块:场景的编辑、动作的设置、后期的整合。脚本发布在交互功能模块完成后。四、设计
(一)三维场景模型的建立
本软件选用了3DS MAX模型的创建。实际将建立人物角色、教室场景、山坡场景、博物馆场景、卧室场景、街边场景等模型。以3DS MAX中输出的场景模型要导入进Virtools中,要Virtools的文件类型,安装3DS MAX输出的插件Virtools Exporters for 3DS,这样在3DS MAX创建完模型并输出时才有Virtools软件编辑所需的文件类型。人物角色动画的创建有行走、跑步、后退、下蹲、倒地动作。下面以行走为例,角色动画:(1)先要创建人物外形的角格,然后使用Biped创建两足动物(由在层次中连接的骨骼组成的简单骨架),在窗口中拉出骨骼人形,并调整大小。
(2)移动、旋转和两足动物部位以设置两足动物姿势,使之适应指定的角格,即将两足动物与模型对齐。
(3)设置两足动物的姿势匹配角格,将“Physique”修改器运用于角格并使其与两足动物联。设置两足动物骨骼的行走动画后,网格中相应的顶点将与每个两足动物部位一起移动。
(4)调整封套时,应以角度检查网格。当两足动物姿势更改时,测试动画也将展现出网格不同瑕疵。
(5)使用足迹设置人物角色的动画。
(6)以3DS MAX中输出人物角色动画导入进Virtools,与输出场景模型不同,在弹出的Virtools Export对话框中选择输出为虚拟角色动画(Export Animation Only)。
(二)交互场景的创建
对于交互的,选择Virtools软件创作。在开发的中,Virtools工具创建互动场景通常分为七个:开启数据资源库、添加三维场景模型、添加三维角色及动画、加入模块、测试效果、存储作品、发布。“模块”指的是一组用来描述该组件在特定的条件或既定的事件之下应如何行动或反应的描述文件。为了要使先前汇入的人物有键盘的指令在街道上四处走动,就添加“模块”到它的身上。在Animation选项中选择相应的动作:“run” 、“back” 、“pingtang” 、“xiadun”、“zhanli”。在Message选项中设定用于激发相应动作的传递信息。对不同动作的设定交互。(三)交互功能模块设计
基于桌面虚拟现实的教育软件在防震安全教法学论文育中地学生模拟逃生训练的工具,除了模型的模拟,创建出逼真的视觉效果场景以外,还要创建出人在地震时的不同逃生,并及时的反馈。Virtools工具来开发,先将在3DS MAX中创建好的场景模型和人物角色模型、动画导入至3D Layout面板里,再模块的添加人物角色的设计和立体交互场景的设置等,完成可视化的场景效果播放和输出。,场景属性的设定由重力属性和碰撞属性设定两组成,重力属性设定如下:(1)场景的设定。场景中属于地板的,设定地板的属性,这样人物角色才知道该站在哪物体上,而不会有漂浮在空感觉。
(2)人物主角的设定。在设定完成地板的属性后,还要再新增模块作用于角色上,告诉Character站在所设定的地板上。而若不设置碰撞属性,会有人穿墙或穿越物体而过情况发生,导致不真实的情景。本软件即Group策略。此法为较为方便,不用一一为每障碍物设定碰撞属性,只要将物体加入指定的Group,再由模组“Object Slider”制约即可。场景中有不同物体,每个物体的碰撞半径不同,设置多个组。试运转,调整半径参数Radius的设定值。整个场景触发事件由三个组成:
(1)整个软件的开始是按空格键。在该模块中,制约器模块Key Waiter,等待空格键的按下,激活,We Player声音,以播放地震时声音,人的视觉是摄像机的,地震震动效果须摄像机震动来,其功能由Camera Wer模块。
(2)人物制约。为了便于制约场景人物,本软件鼠标点选菜单按钮的方式来选择人在场景。人物角色在接收到传来的消息后,Charater GO TO模块的设置,到达场景中指定的位置,再Send Message模块,传递消息给人物角色,以激活二级动画,如下蹲、匍匐前进等。
(3)反馈的制约。当人物角色到达场景指定位置后,无论是正确的躲藏位置,都应给以相应的提示信息和地震时的动画效果。判断人物角色到达指定位置是检测碰撞辅助来的。当人物角色到达错误躲藏位置时,应有相应的地震动画效果。如到达阳台时,可能出现阳台和人物坠落的动画,又如人原不动,可能掉下楼板,将其砸伤,它们的脚本者的。
软件设计和开发完成后,把它输出成相应的VMO格式让装有3DVIA Player的IE浏览器浏览、演示和操作。文件以VMO格式输出后,启动IE浏览器即可的操作。
五、测试与评价
在软件设计与开发中不断试用,以测试软件的实用性和有着的不足,再不断修改,以达到前期预计的效果。设计和开发基于VR技术防震安全教育软件,更于知识的传达,有助于提高防震安全教育的教学效果,给受教育者留下深刻记忆。开发技术本身具有的难度和深度,中所消耗的时间和精力,在使用中还有着不足,探讨和探讨,在不断改善软件功能的,再注入新的理念、补充更多的场景。文献:
张菁,张天驰,陈怀友.虚拟现实技术及运用[M].北京:清华大学出版社,2011,5
张德丰,周灵.VRML虚拟现实运用技术[M].北京:电子工业出版社,2010,8