虛擬現(xiàn)實(shí)課件_第6章(教師-王洪群).ppt

1、1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、講師：王洪群、whq_、2、第6章VR編程、工具包和場景圖、world工具包、JAVA 3D、通用觸覺開放軟件工具包、PeopleShop、3、模擬對象基本圖形語言：支持OpenGL、world工具包、Java 3D、VRML、通用套件、GHOST、PeopleShop、跟蹤器、傳感器手套、HMD、表等各種IO設(shè)備獨(dú)有的、和軍事模擬用、4、場景圖：圖形編程和觸覺編程中的創(chuàng)作任務(wù)之一是制作場景圖。 這是虛擬世界中所有對象(可見或不可見)和世界視圖的層次結(jié)構(gòu)。 在應(yīng)用階段，CPU執(zhí)行場景圖的各部分(子樹)和虛擬相機(jī)觀察體的交叉測試，包圍體和觀察體交叉時(shí)，其中包含的所有對象都被傳送

2、到管線。 中的組合圖層性質(zhì)變更選項(xiàng)。 葉節(jié)點(diǎn)表示可見對象及其屬性(幾何體、外觀和行為)，并且是外部節(jié)點(diǎn)。 內(nèi)部節(jié)點(diǎn)：通常表示變換。 用于確定子對象和根對象以及其他對象在空間中的位置關(guān)系。 另外，在場景圖中，球的葉節(jié)點(diǎn)(包含其幾何體屬性和顏色屬性)是內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，能夠通過變更內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的值來反映球的跳躍效果。 抓住虛擬球后，它將成為手掌對象的子節(jié)點(diǎn)。 掌上的父節(jié)點(diǎn)表示基于用戶佩戴的跟蹤器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)各種轉(zhuǎn)換。 5，WorldToolKit(WTK )，Geometries (幾何學(xué))，Nodes (節(jié)點(diǎn))，Viewpionts (視點(diǎn))，WTK工具包的類，WTK的一個(gè)場景地圖的例子，視點(diǎn)，同一場景

3、的多個(gè)視圖，6，world toolkit 幾何原語* /幾何原語()；幾何原語： WTgeometry_begin ()； 自定義幾何*/WTpoly_addvertex ()； WTgeometry_save ()； wtgeometrynode _ load (加載)； 文件名，文本加載。 引入紋理*/WTtexture_setfilter ()； /*操作紋理*/WTpoly_settexturestyle ()； /*紋理的透明度處理和融合*/，7，WorldToolKit(WTK )，WTK構(gòu)筑場景圖的編程示例：/*-加載手模型幾何體-*/palm /*根節(jié)點(diǎn)*/thumb dis

4、tal=wtmovnode _ load () 索引參數(shù)=wtmovnode _ load (參數(shù)、索引參數(shù). nff、1.0 )； 索引中間=wtmovnode _ load (索引代理、索引代理. nff、1.0 )； 構(gòu)建場景圖-*/WTmovnode_attach(Palm、ThumbProximal )； /*拇指與手掌連接*/wtmovnode _ attach (手機(jī)代理，手機(jī)距離)； /*拇指根部和拇指末端的連接*/WTmovnode_attach(Palm，索引代理)； 掌和食指的根部*/wtmovnode _ attach (索引代理，索引中間)； /*食指的根部和食指的中

5、央*/，8，WorldToolKit(WTK )，WTK構(gòu)筑的虛擬手的場景圖，9， 世界工具包(WTK )、WTK的模擬進(jìn)程：初始化： WTuniversenew ()加載：進(jìn)入wtuniverseload (文件名)模擬循環(huán)： WTuniversego () 中止整個(gè)程序： wtuniversestop ball=wtspaceball _ new (serial2):/*將軌跡球Space ball附加到串行端口*/，視點(diǎn)對象：在宇宙中隨時(shí)只有一個(gè)活動視點(diǎn)，函數(shù)wtt、10、世界工具包(WTK )、WTK傳感器的控制示例：主() wtsensor * polhemus、*ball； wt節(jié)

6、點(diǎn)* root、*scene； /*加載根節(jié)點(diǎn)和場景節(jié)點(diǎn)或視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)*/wt universe _ new (wt display _ default，wt window _ default ) root=wt universe _ gew/*加載場景，并選擇根節(jié)點(diǎn)*/scene 1.0 ) polhemus=wt polhemus _ new (將串行端口跟蹤器安裝到串行端口1 */ball=wtspaceball _ new (串行2 )； 視圖點(diǎn)地址(通用地址)或者輪詢點(diǎn)(輪詢點(diǎn))。 /*將模擬視圖附著到控制模擬視圖的跟蹤器polhemus */wt view point _ addres

7、s or (wt通用_ getview point ()、空間球)； wt通用版本()； 開始模擬*/WTuniverse_go ()； wt通用_刪除()； 返回0；11、WorldToolKit(WTK )、WTK網(wǎng)絡(luò)開發(fā)、2層客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)通過World2World擴(kuò)展庫實(shí)現(xiàn)，位于UDP互連協(xié)議的上層。 只有鎖定共享對象組的客戶才能更改對象的屬性。 12，JAVA 3D，幾何建模：點(diǎn)3 f my coords=新點(diǎn)0.0f、0.0f、0.0f /*創(chuàng)建定點(diǎn)坐標(biāo)列表*/。 0.0f /*創(chuàng)建定點(diǎn)法線向量列表*/*創(chuàng)建三角形數(shù)組*/trianglearraymytris=newtrian

8、gleararry (my coords.length，geometry array ) my tris.set coordinates (0，0 設(shè)置正規(guī)(0，我的正規(guī))； 組合形狀- * /形狀3 dmyshape=新形狀3 d (mytrape3d )。 有不依賴于平臺的優(yōu)點(diǎn)。 13、JAVA 3D，將外觀：/*文件加載到場景圖表中*/Scene SC=loader.load(Hand.wrl )； 分支組BG=sc.getscenegroup ()； /*訪問已裝載模型的指定部分*/Thumb=Bg.getChild(0)； 索引=BG.get child (1)； 對象的外觀-*/m

9、at=新材料()； 最新版本(r，g，b ) tex LD=新版本(checkered.jpg ) tex=新版本()； 設(shè)置材料(mat )； 設(shè)置紋理(tex )； 地理位置(appr )； 只有鏈接到、14、JAVA 3D、JAVA 3D場景圖、場景節(jié)點(diǎn)和本地節(jié)點(diǎn)的分支處于活動狀態(tài)，并且可以在場景中繪制。 群組節(jié)點(diǎn)，群組節(jié)點(diǎn)：定義連接分支中元素的子圖。 變換組節(jié)點(diǎn)確定葉節(jié)點(diǎn)的位置和方向。 Viewplatform對象：定義虛擬相機(jī)在虛擬世界中的位置和方向。 View對象、View對象：在模擬器輸入設(shè)備的輸入與圖形和聲音顯示設(shè)備的輸出之間建立聯(lián)系。 一個(gè)或多個(gè)Canvas 3D對象，包括C

10、anvas 3D對象：用于選擇要顯示的屏幕區(qū)域。 PhysicalBody對象：定義用戶的特性。PhysicalEnvironment對象：描述模擬中使用的圖形顯示裝置的類型(CRT、立體頭盔顯示器)、15、JAVA 3D、虛擬手的示例：將幾何信息加載到VRML中并放入組*/的thuu /*創(chuàng)建虛擬機(jī)械手層次*/palm.addchild (真實(shí)版)； 小型專業(yè)機(jī)器人(小型數(shù)字)； 索引代理人(palm.addchild )； 索引代理. addchild (索引中間)； indexmilddle.addchild (索引數(shù)字)； 16、JAVA 3D、JAVA 3D強(qiáng)調(diào)了通用性：平臺無關(guān)性和

11、高級圖形API的通用性。 可從實(shí)際軟元件讀取數(shù)據(jù)，也可從虛擬軟元件讀取數(shù)據(jù)。 IputDevice對象、SensorRead對象和View對象在模擬器輸入設(shè)備的輸入與圖形和音頻顯示設(shè)備的輸出之間建立關(guān)系。 描述顯示設(shè)備的類型、屏幕區(qū)域、用戶和跟蹤器的位置、用戶特征等。 提供Java 3D場景圖、視圖平臺節(jié)點(diǎn)和虛擬世界的觀察模式。 調(diào)度范圍，用戶指定的包圍對象和行為包圍體。17、JAVA 3D、網(wǎng)絡(luò)開發(fā)： virtualrealitytransferprotocol (virtualrealitytransferprotocol )簡稱VRTP。 JAVA 3D與WTK的性能比較、通用觸覺開放軟

12、件包、WTK與JAVA 3D套件主要支持圖形反饋和三維聲音反饋。 通用觸覺開放軟件包(generalhapticsopensoftwaretookit，簡稱GHOST )，VR引擎單獨(dú)處理繪圖線和觸覺繪圖線。 觸覺周期包含不同的場景地圖。根據(jù)PHANToM司服周期的要求，每秒1000次方便。 GHOST與圖形管線的集成、18、GHOST觸覺場景圖、Abstract node (抽象節(jié)點(diǎn))、Geometry Nodes (幾何節(jié)點(diǎn))、Dynamic Property node (動態(tài)屬性節(jié)點(diǎn))、 觸覺接口設(shè)備節(jié)點(diǎn)，效果節(jié)點(diǎn)，操作節(jié)點(diǎn)，操作節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)類型(Data Types ) GHOST觸覺場

13、景圖，機(jī)器人的GHOST場景圖，20，GHOST代碼示例： include # include # include/*管理觸覺場景和模擬*/GST separator * root=newgstset /*分離節(jié)點(diǎn)*/GST sphere * sphere=newgstsphere； 幾何節(jié)點(diǎn)類型*/Sphere-setRadius(20 )； /*下面是觸點(diǎn)接口類*/GST phantom * phantom=newgstphantom (phantom name )； 根代碼(phantom )； 根添加(sphere )； 按下根(根)； Scene-startSevoloop ()； 觸覺循環(huán)！ 通過調(diào)用scene-getdoneservoloop ()/* scene-stopservoloop ()，結(jié)束應(yīng)用程序*/，21，圖形和PHANToM補(bǔ)償，虛擬相機(jī)觀察了錐體。 22，PeopleShop API是一個(gè)基于OpenGL或Direct3D的C/C可鏈接對象庫，與WTK、JAVA 3D和VRML不同，PeopleShop允許任務(wù)級編程。 使用鼠標(biāo)，從