VRML虛擬現實應用技術

前言

計算機技術發(fā)展迅猛，已由初級計算、實時控制、事務處理等迅速朝著巨型化、微型化、網絡化、智能化及多媒體化等方面發(fā)展。計算機將人類社會帶入了嶄新的信息時代。尤其是計算機網絡的飛速發(fā)展，使我們的地球變成了一個“地球村”。早期的網絡系統主要傳送文字、數字等信息，隨著多媒體技術在網絡上的應用，使得目前的計算機網絡無法承受如此巨大的信息量。為此，人們開發(fā)出信息高速公路，即寬帶網絡系統，而在信息高速公路上馳騁的“高速跑車”就是虛擬現實建模語言（VirtualRealityModelingLanguage，VRML）系統。虛擬現實建模語言是最近才興起的一門新型的三維造型語言，它可以通過創(chuàng)建一個虛擬場景而達到現實中的效果。VRML支持三維動畫，其實時交互功能大大改變了原來互聯網上單調、交互性較差的弱點，從而創(chuàng)建一個全新的可進入、可參與的三維立體虛擬現實世界。短短數年，VRML已經應用到很多領域，航天、軍事、建筑、醫(yī)療、教育……人們相信它會有廣闊的發(fā)展前景。由于VRML本身自帶腳本語言，而且也有Java、JavaScript的支持，使三維造型的控制交互比其他同類造型語言具有更強的優(yōu)勢。用此語言設計的造型和動畫文件小、交互性強、控制靈活，適合嵌入網頁在網上播放。此語言易學，有系列開發(fā)工具支持，有自身的特色。

內容概要

本書系統地介紹了虛擬現實建模語言(VRML)的基礎知識、各節(jié)點詳細的使用方法和應用，并給出了大量實例。全書共分為8章，分別介紹了虛擬現實概述、虛擬現實軟件及三維立體造型、造型的其他相關操作、虛擬現實環(huán)境設計、動畫效果與交互節(jié)點、虛擬現實的高級應用、虛擬現實與MATLAB接口應用、VRML腳本語言與編程等內容。    本書可作為大學本科和高職高專計算機相關專業(yè)的虛擬現實技術課程教材，也可供成人教育和在職人員的培訓使用。同時適合于欲制作虛擬空間的VRML初學者，也可作為運用VRML技術進行系統仿真、虛擬現實程序設計的研究人員和程序開發(fā)人員的參考書。

書籍目錄

第1章  虛擬現實概述  1.1  人機交互技術的發(fā)展史  1.2  虛擬現實技術的發(fā)展史  1.3  虛擬現實的特點    1.3.1  交互性    1.3.2  沉浸感    1.3.3  構想性  1.4  虛擬現實的發(fā)展前景  1.5  虛擬現實的系統分類    1.5.1  沉浸式虛擬現實系統    1.5.2  桌面式虛擬現實系統    1.5.3  增強式虛擬現實系統    1.5.4  分布式虛擬現實系統  1.6  虛擬軟件技術    1.6.1  VRML的基本概念    1.6.2  VRML的立體空間計量單位    1.6.3  VRML語法    1.6.4  VRML的節(jié)點和域  1.7  虛擬現實主要應用領域    1.7.1  城市規(guī)劃    1.7.2  室內設計    1.7.3  文物保護    1.7.4  軍事與航空航天    1.7.5  虛擬教育與培訓    1.7.6  商業(yè)領域    1.7.7  娛樂    1.7.8  工業(yè)應用    1.7.9  醫(yī)學領域    1.7.10  虛擬現實在Web3d/產品/靜物展示中的應用第2章  虛擬現實軟件及三維立體造型  2.1  軟件開發(fā)模型    2.1.1  軟件瀑布開發(fā)模型    2.1.2  軟件原型開發(fā)模型    2.1.3  軟件漸進式開發(fā)模型  2.2  虛擬現實軟件開發(fā)工具  2.3  幾何造型    2.3.1  造型節(jié)點    2.3.2  簡單幾何造型節(jié)點    2.3.3  復雜幾何造型節(jié)點  2.4  造型外觀設計    2.4.1  外觀節(jié)點    2.4.2  材質節(jié)點    2.4.3  圖片型的表面材質節(jié)點    2.4.4  表面材質轉換節(jié)點    2.4.5  影像紋理節(jié)點    2.4.6  紋理坐標節(jié)點    2.4.7  造型的材質設計第3章  造型的其他相關操作  3.1  造型空間變換    3.1.1  坐標變換節(jié)點    3.1.2  空間坐標的平移    3.1.3  空間坐標的旋轉    3.1.4  空間坐標的縮放  3.2  造型群節(jié)點    3.2.1  編組節(jié)點    3.2.2  素材調用基本方法    3.2.3  節(jié)點的定義及引用    3.2.4  內聯節(jié)點  3.3  其他組節(jié)點使用    3.3.1  布告牌    3.3.2  開關節(jié)點    3.3.3  細節(jié)層次節(jié)點    3.3.4  視點    3.3.5  錨節(jié)點    3.3.6  導航節(jié)點第4章  虛擬現實環(huán)境設計  4.1  背景設計  4.2  光源創(chuàng)建    4.2.1  法線    4.2.2 點光源    4.2.3  平行光源    4.2.4  錐光源  4.3  創(chuàng)建陰影效果  4.4  創(chuàng)建霧化效果  4.5  創(chuàng)建聲音效果    4.5.1  環(huán)境中聲音的基本概念    4.5.2  音頻剪輯節(jié)點    4.5.3  聲音節(jié)點第5章  動畫效果與交互節(jié)點  5.1  事件和路由    5.1.1  事件    5.1.2  路由  5.2  動畫效果    5.2.1  時間傳感器節(jié)點    5.2.2 位置插補器    5.2.3  顏色插補器    5.2.4  朝向插補器    5.2.5  標量插補器    5.2.6  坐標插補器    5.2.7  法向量插補器  5.3  交互造型功能    5.3.1  交互的基本概念    5.3.2  觸摸傳感器    5.3.3  平面?zhèn)鞲衅?   5.3.4  圓柱體傳感器    5.3.5  球體傳感器    5.3.6  接近傳感器    5.3.7  可視傳感器    5.3.8  碰撞傳感器第6章  虛擬現實的高級應用  6.1  虛擬現實在三維立體場景中的設計    6.1.1  虛擬現實在生日場景中的設計    6.1.2  虛擬現實在奧運五球場景中的設計    6.1.3  虛擬現實月亮繞地球轉動場景設計  6.2  虛擬實現自然景觀設計    6.2.1  虛擬現實雪山設計    6.2.2  虛擬現實海上日出設計    6.2.3  虛擬現實雪山樹林設計  6.3  虛擬現實建筑設計    6.3.1  虛擬辦公樓    6.3.2  虛擬醫(yī)院設計    6.3.3  虛擬公路設計    6.3.4  虛擬現實客廳設計  6.4  虛擬三維人體骨骼設計第7章  虛擬現實與MATLAB接口應用  7.1  MATLAB的簡單介紹    7.1.1  MATLAB的概述    7.1.2  MATLAB的啟動、退出及工作界面    7.1.3  Simulink  7.2  虛擬實現工具箱的MATLAB函數    7.2.1  MATLAB的接口函數    7.2.2  Vrworld對象    7.2.3  Vrnode對象  7.3  Simulink的應用接口    7.3.1  使用Simulink連接虛擬世界    7.3.2  一個虛擬世界例子  7.4  MATLAB接口中虛擬現實的應用    7.4.1  熱傳送的虛擬現實    7.4.2  汽車在山中運動的模擬  7.5  Simulink接口虛擬現實示例    7.5.1  燈光的模擬    7.5.2  磁懸浮模型第8章  VRML腳本語言與編程  8.1  腳本  8.2  VRMLScript語言    8.2.1  表達式    8.2.2  語法    8.2.3  函數  8.3  對象處理    8.3.1  對象    8.3.2  數學運算對象    8.3.3  browser對象  8.4  VRML與網絡參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術，是20世紀末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術。它融合了圖像處理、計算機圖形學、人工智能、多媒體技術、傳感器、網絡以及并行處理技術等多個信息技術分支的最新發(fā)展成果，為創(chuàng)建和體驗虛擬世界提供了有力的支持，從而大大推進了計算機技術的發(fā)展。VR技術的特點在于，由計算機產生一種人為虛擬的環(huán)境，這種虛擬的環(huán)境是通過計算機構成的三維空間，或是把其他現實環(huán)境編制到計算機中去產生逼真的“虛擬環(huán)境”，從而使得用戶在多種感官上產生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺。VR技術實時的三維空間的表現能力、人機交互式的操作環(huán)境以及給人帶來的身臨其境感受，將一改人與計算機之間枯燥、生硬和被動的現狀。它不但為人機交互界面開創(chuàng)了新的研究領域，為智能工程的應用提供了新的界面工具，為各類工程大規(guī)模的數據可視化提供了新的描述方法，同時，它還能為人們探索宏觀世界和微觀世界以及由于種種原因不便于直接觀察的事物的運動變化規(guī)律，提供極大的便利。VR技術一經問世，人們就對它身臨其境的真實感和超越現實的虛擬性的追求，以及建立的個人能夠沉浸其中、進出自如并具有交互作用的虛擬世界，產生了濃厚的興趣。近幾年，VR技術不但已開始在軍事、醫(yī)學、設計、房地產、考古、藝術、娛樂等諸多領域得到越來越廣泛的應用，而且還給社會帶來了巨大的經濟效益。因此，有關人士認為：20世紀80年代是個人計算機的時代；90年代是網絡、多媒體的時代；而21世紀初則將是VR技術的時代。

編輯推薦

《VRML虛擬現實應用技術》由電子工業(yè)出版社出版。

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