虛擬場景中虛擬化身的應用[文檔資料]

虛擬場景中虛擬化身的應用 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 針對瀏覽者在虛擬場景中游覽迷失方向，缺少沉浸感的問題。提出一種有效的解決辦法，即通過添加虛擬化身使虛擬環(huán)境更活潑，更有吸引力。 利用虛擬化身，自動帶領(lǐng)瀏覽者參觀虛擬場景，充分了解環(huán)境。 虛擬現(xiàn)實技術(shù)是 20 世紀 80 年代末 90 年代初崛起的一項實用性很強的技術(shù)。它可以真實的模擬出現(xiàn)實世界的事物或環(huán)境，用戶投入到這種環(huán)境中，猶如 “ 身臨其境 ” 的感覺。但是，隨著虛擬現(xiàn)實的不斷深入，僅有 景色、障礙物的三維場景已經(jīng)無法滿足人們視覺的需求，需要引入一些生動的人物角色，即虛擬化身，并在虛擬化身身上完成各類交互，來增加瀏覽者的沉浸感。 1 建立虛擬化身模型 當一個虛擬的三維場景建好后，為了使虛擬場景更活潑更具吸引力，在虛擬場景中設(shè)計一個虛擬化身是很有必要的。虛擬化身的設(shè)計手先就是建立虛擬化身模型。目前有許多建立虛擬人體模型的方法，根據(jù)現(xiàn)有的實驗條件和人體骨骼的構(gòu)造，采用建模的方法建立虛擬化身模型。建模過程如下： （ 1）繪出三維人體骨骼層次結(jié)構(gòu)圖 （ 2）通過 VRML 語言中的坐標變換節(jié)點（ Transform）、內(nèi)聯(lián)結(jié)點（ Inline）等進行設(shè)計生成人體三維骨骼圖。 （ 3）采用 Avatar Studio 軟件生成虛擬化身。通過Export VRML 導出，生成 wrl 文件。使用 Avatar Studio 軟件導出的虛擬替身，生成的 avatar.wrl 文件存在類型定義不匹配的問題，需要修改類型定義。 Avatar Studio 生成的avatar.wrl 文件的 PROTO 節(jié)點 position 域的定義為exposedField SFVec3f position 0 0 0 與 后面要在 Script節(jié)點調(diào)用 position 域的定義類型不匹配，需要修改為eventIn SFVec3f position。 2 實現(xiàn)人性化的虛擬化身 要想得到逼真的虛擬化身，就需要使虛擬化身具有人性化，實現(xiàn)真實的人體動作。其中最基本的就是行走，即虛擬化身在虛擬場景中如何引導瀏覽者瀏覽場景，在遇到障礙物時如何避障。 通過 Avatar Studio 軟件生成的虛擬人能夠產(chǎn)生一些簡單動作，通過 ROUTE 節(jié)點的 enentIn 和 eventOut 域來進行傳遞， avatar.wrl 文件的動作 觸發(fā)代碼如下： 動效果，此時需要腳本語言。腳本語言是一種靈活的互動效果實現(xiàn)方式。 VRML 中常用的腳本語言是 ECMAScript（典型的是 JavaScript）、 VrmlScript 和 Java。 JavaScript和 VrmlScript 是 VR Pad 軟件自帶的兩種腳本語言，只適合在簡單的場景中使用，對于復雜的場景需要采用 Java。這里通過加載 path 和 obstacle 文件實現(xiàn)虛擬人的導航路徑規(guī)劃。 目前 VRML 編程接口有以下四種方式： 1）內(nèi)嵌在 VRML 的 Script 節(jié)點中的描述 性腳本語言VrmlScript 和 JavaScript； 2）瀏覽器 +VRML 插件方式，通過對 VRML EAI 外部創(chuàng)作接口進行編程，允許 VRML 世界與網(wǎng)頁其它對象相互溝通； 3）在 VRML 的 Script 節(jié)點中引用外部 Java 類，用來實現(xiàn)一些特殊的、 VrmlScript 語言所不能實現(xiàn)的功能； 4）應用 VRML 解釋器提供的 Automation 接口進行編程。 設(shè)計中主要使用了前三種編程接口，通過觸發(fā)器ProximitySensor 來檢測用戶在場景中的移動，當有用戶進入或退出場 景時，該節(jié)點產(chǎn)生事件。被感應的區(qū)域由 size 和center 設(shè)定，它們在局部坐標空間定義一個矩形區(qū)域，該區(qū)域的各條邊平行于各個主坐標軸。當用戶進入該區(qū)域時，將產(chǎn)生兩個事件 isActive 為真和 enterTime 為當前時間，當用戶離開該區(qū)域時，將產(chǎn)生兩個事件 isActive 為假和 exitTime為當前時間。當用戶在該區(qū)域時，位置的改變將會產(chǎn)生position_changed 事件，方向的改變將產(chǎn)生orientation_changed 事件。 ProximitySensor 的語法定義如下： 在 Java 程序中 ，通過 EAI 獲得該 ProximitySensor 的position_changed 事件出口。通過 EAI 要求自動捕獲事件，即當事件發(fā)生時，外部的 Java 代碼自動獲得通知，并由參數(shù)獲得事件數(shù)據(jù)進行處理。 3 結(jié)束語 虛擬現(xiàn)實是一個充滿活力，具有巨大應用前景的高新技術(shù)領(lǐng)域。虛擬化身是虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域一個很具有發(fā)展?jié)摿Φ姆较?。文中通過在虛擬場景中添加虛擬化身，來增加場景的活力和瀏覽者的沉浸感。未來虛擬化身將不止應用于虛