2012虚拟现实技术实验教案

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2012虚拟现实技术实验教案

实验一 VRML 基本造型一、实验目的1. 熟悉 VRML 浏览器的安装及使用方法。2. 了解 VRML 编辑器 vrmlpad 的安装及基本用法。3. 了解 VRML 语言的基本语法。4. 掌握 VRML 语言创建的基本几何造型。二、实验器材硬件环境：多媒体计算机软件环境：1.Windows XP 操作系统2.虚拟现实浏览器插件 BS_Contact_VRML-X3D.3.VRML 编辑器 vrmlpad.三、实验原理任何一个 VRML 场景中的几何造型都必须以 Shape 节点进行创建，场景造型包括基本的立方体、圆柱、圆锥、圆、文本造型等。四、实验步骤实例 1.圆柱基本几何造型。1.输入下例。#VRML V2.0 utf8#Background # skyColor 1.0 1.0 1.0#Shapeappearance Appearance material Materialgeometry Cylinder topFALSE2. 将本例中关于 Cylinder 节点的参数进行更改，并观察每个参数的影响。实例 2.圆柱基本几何造型。1.输入下例。#VRML V2.0 utf8Background skyColor 1.0 1.0 1.0Shapeappearance Appearance material Materialgeometry Sphere radius 1.62.将 Sphere 节点的参数进行更改，并观察更改后的效果。实例 3. 长方体等基本几何造型的例子。#VRML V2.0 utf8Shape appearance Appearance material Material geometry Box 实验二 VRML 空间变换实验目的1理解 VRML 空间变换的原理。2掌握 Transform 节点的用法。实验器材硬件环境：多媒体计算机软件环境：1.Windows XP 操作系统2.虚拟现实浏览器插件 BS_Contact_VRML-X3D.3.VRML 编辑器 vrmlpad.实验原理VRML 场景中的每一个造型都是基于当前坐标系进行创建的，而单一坐标系的使用将在很大程度上限制用户的空间想象力和创造力的发挥。在 VRML 场景中改变空间位置和空间朝向，需要进行VRML 空间变换，也即变换造型创建所基于的空间坐标系。VRML 空间变换使用 Transform 节点进行。其主要的语法格式如下： Chilidren Translation 0.0 0.0 0.0 Rotation 0.0 0.0 1.0 0.0 Scale 1.0 1.0 1.0 scaleOrientation 0.0 0.0 1.0 0.0 Center 0.0 0.0 0.0 Bboxcenter 0.0 0.0 0.0 bboxSzie -1.0 -1.0 -1.0 addChildren removeChildren实验内容与步骤实例 1. 楼梯造型1. 代码如下：#VRML V2.0 utf8DEF stair Shape appearance Appearancematerial Materialgeometry Box size 1.5 1.0 5.0Transform translation 1.3 0.8 0.0children USE stairTransform translation 1.3 0.8 0.0children USE stairTransform translation 1.3 0.8 0.0children USE stair2. 效果图如下：实例 2. 立体鼠标1. 代码如下：#VRML V2.0 utf8Background skyColor 1.0 1.0 1.0DEF acrossmouse Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 1.0 1.0 0.0geometry Cylinder radius 0.2height 4.0Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 0.6 0.4 0.2geometry BoxTransform rotation 1 0 0 1.571children USE acrossmouseTransform rotation 0 0 1 1.571children USE acrossmouse2. 效果图如下：实例 3. 嵌套使用1. 代码如下：#VRML V2.0 utf8Background skyColor 1.0 1.0 1.0 Group children Shape appearance Appearance material Material emissiveColor 1.0 0.8 0.2transparency 0.5geometry Sphere radius 2.0DEFspace Transform translation 4 0 0children Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 1.0 0.0 0.0geometry Sphere radius 0.5Transform rotation 0 0 1 0.785children USEspaceTransform rotation 0 0 1 0.785children USEspaceTransform rotation 0 0 1 0.785children USEspaceTransform rotation 0 0 1 0.785children USEspaceTransform rotation 0 0 1 0.785children USEspaceTransform rotation 0 0 1 0.785children USEspaceTransform rotation 0 0 1 0.785children USEspace2. 效果如下：实验三 VRML 材质及纹理实验目的1理解 VRML 材质及纹理的主要作用。2掌握 VRML 材质及纹理节点的用法。实验器材硬件环境：多媒体计算机软件环境：1.Windows XP 操作系统2.虚拟现实浏览器插件 BS_Contact_VRML-X3D.3.VRML 编辑器 vrmlpad.实验原理造型的材质属性包括造型的反光颜色、发光颜色、明亮程度以及透明度等。造型的材质控制使用 Appearance 节点的 material 域的域值设置，material 域的域值所使用的材质节点为 Material节点。VRML 纹理映射是通过将数字纹理根据几何体的外形，按一定规则映射到几何造型或文本造型的表面。纹理映射是包括 VRML 在内的各种三维技术广泛使用的一种增效渲染方法。该方法通过在造型表面映射具有微观细节的数字纹理，极大地改善了单纯使用 Material 节点进行材质渲染所呈现的视觉宏观效果。本实验涉及到的主要节点：AppearancematerialtexturetextureTransformImageTextureurl( )repeatSrepeatYTextureTransformtranslation 0.0 0.0 rotation 0.0scale 1.0 1.0center 0.0 0.0实验内容与步骤实例 1.广告牌。1. 代码如下：#VRML V2.0 utf8Shape appearance Appearance texture ImageTexture url "2.jpg"geometry Boxsize 2 2 0.04Transform translation 0 0 -0.1children Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 0 1 1geometry Box size 2 2 0.162其效果如下：实例 2. 视频纹理。1.代码如下：#VRML V2.0 utf8Background skyColor 1 1 1 Transform translation 0 0 -0.1children Shape appearance Appearance material Material diffuseColor 0.5 0.6 0.1geometry Box size 15 8 0.2Shape appearance Appearance texture DEF mpeg MovieTexture url "dahanzhan.mpeg"loop TRUE# speed 0.1geometry Box size 12 7 0.12. 效果图如下：实例 3.纹理缩放。1. 代码如下：#VRML V2.0 utf8Background skyColor 0.6 0.2 0.2Shape appearance DEF aa Appearance texture ImageTexture url "front.bmp"#repeatS TRUErepeatT FALSEtextureTransform TextureTransform scale 2 2geometry Boxsize 20 10 2Transform translation 0 0 -2 children Shape appearance USE aageometry Sphere 2. 效果如下：实验四视点与导航实验目的1掌握 VRML 视点及导航控制实验器材硬件环境：多媒体计算机软件环境：1.Windows XP 操作系统2.虚拟现实浏览器插件 BS_Contact_VRML-X3D.3.VRML 编辑器 vrmlpad.实验原理VRML 所提供的视点是在所浏览的场景中预先由用户定义的观察位置及空间朝向。在这个位置且通过该朝向，用户可以浏览到虚拟世界中相应场景的指定部分。同一个 VRML 场景中可以设置许多个视点，但一次浏览只有一个视点是可用的。视点控制通过Viewpoint 节点进行实现。虚拟场景中，NavigationInfo 导航信息节点用来提供浏览者化身信息以及该化身如何使用当前的视点进行系统导航。实验内容与步骤实例 1. 视点应用1. 代码如下#VRML V2.0 utf8Background skyColor 0.85 0.85 0.85Viewpoint position 0.0 0.0 16.0 description "view1"Viewpoint position 0.0 0.0 3.0description "v2"Viewpoint orientation 0 0 1 -0.0description "v3"Viewpoint orientation 0 0 1 1.571description "v4"Viewpoint fieldOfView 0.1description "v5"Viewpoint fieldOfView 1.571ori

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