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第11章 VRML(虚拟现实建模语音)交互与动画效果的实现

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VRML

VRML



BitManagement BS Contact X3D/VRML97插件，支 持Internet Explorer(Windows) Octaga X3D/VRML浏览器，支持Internet Explorer(Windows) CRC FreeWRL X3D/VRML浏览器，基于C语言开发， 开源，支持MacOSX, Linux平台 Xj3D for X3D/VRML97 开源浏览器，是用于制定X3D 规范的试验工具，2.0版本采用Java OpenGL (JOGL) 渲染，以Java WebStart或独立运行方式启动 （Windows MacOSX Linux Solaris) Vivaty X3D/VRML97 Player（以前的Flux），支持 Internet Explorer (Windows) SwirlX3D 一款免费的浏览器，由Pine Coast Software公司出品 (Windows)
下面以Bitmanagement公司的BS Contact 为例说 VRML/X3D浏览器的使用。 BS Contact插件可以在Bitmanagement公司网站上 下载免费版本，安装后会自动关联VRML文件。 由于BS Contac对VRML进行了关联，当打开一个 VRML文件时，会自动启动IE浏览器调用BS Contact渲 染三维场景，如图7-2-4所示。BS Contact 被设计为不 在屏幕上显示自身固定的用户界面。除了未注册版本的 水印，BS Contact 没有可见的东西。这可方便使用者可 以完全控制他们网站或应用程序的外观。
VRML是第二代Web语言



熟悉WWW的人都知道，受HTML的限制，网页只能是平 面的结构，就算 JAVA语言能够为网页增色不少， 但也 仅仅停留在平面设计阶段，而且实现环境与浏览者的动态 交互是非常繁琐的。 于是VRML应运而生。尤其是VRML 2.0标准，被称为第 二代Web语言，它改变了WWW上单调、交互性差的弱点， 将人的行为作为浏览的主题，所有的表现都随操作者行为 的改变而改变。 VRML创造的是一个可进入、可参与的世界。你可以在计 算机网络上看到一幅幅生动、逼真的三维立体世界，你可 以在里面自由的遨游；你可以将网络上流行的MUD游戏 转换为立体图形世界； 你可以将你公司的主页改编成三 维主页，让浏览者领略到你公司的实貌，而不仅仅是简单 的文本、表格...

VRML虚拟场景中实时交互动画的实现

VRML虚拟场景中实时交互动画的实现

Imp lem en tation of R eal tim e In teractive An im ation in VRM L Scene
Gao Jianhong, H u Zh ihua
( Suzhou U n ivers ity of S cien ce and Technology, Su zhou 215011, Ch ina)
* 收稿日期: 2008- 06- 29 作者简介: 高建洪 ( 1969- ), 男, 讲师, 主要研究方向为计算机辅助设计、虚拟 现实。
第 6期
高建洪, 胡志华: VRM L 虚拟场景中实时交互动画的实现
37
利用 EA I类包提供的 B row ser和 Node类, 可以完全不用 Script节点和 Scr ipt类以及路由等方式而直接由
1. 2 基于 EA I的交互
基于 SA I的交互动画都是在 VRM L 世界内部实现的, 对于一些要
实现 VRML 世界与外部环境实时交互的应用, VRML 提供了一组接口
EA I。通过 EA I类, 可以为 VRM L与外部世界建立一个通信接口, 使用 户真正成为 VRM L的一个参与者。
图 1 S cr ip t节点的工作机制
trans= ( EventInSFVec3f) node1. getEventIn( " set_translat ion" ) ;
...... } / /事件处理函数, 拖动某个滚动条, 相当于改变了场景中两圆柱轴线间距离、夹角或者改变了绿色圆柱 的透明度、半径。
pub lic boo lean hand leEvent( Event e) { .... .. trans. setV alue( val1) / / 向节点 node1( 即节点 cy linder02) 的可见域 translation赋值。

用VRML实现模型交互演示的方法

用VRML实现模型交互演示的方法

、
Ｖ ＭＬ简 介 Ｒ
１模 型 交 互 演 示 的 制 作 ． 为 使制 作 过程 条理 清晰 ，主要采 用分 离模 块设 计 。其 制作构 思 如图 １ ： 示
ＶＲＭＬ Ｖｉ ｕ ｌＲｅ ｌｙＭｏ ｅｉｇ Ｌ ｎ ｕ ｇ （ ｒ ａ ａｉ ｄ ｌ ａ ｇ ａｅ） 虚 拟 现 ｔ ｔ ｎ
一
标 点取 这条直 线 ， 击 “ ｆ ， 点取 平面圆角矩形 ， 点 ｏ ” Ｌｔ 再 这 样 就 可 以看 到 平 面 物 体 被 添 加 到 了 直 线 上 。 切 换 成 实 物 显 示 方 式 ，可 以 看 到 空 间 中 产 生 了 一 个 截 面 为 圆角 矩 形 的 柱 体 。 再 次 选 中 直 线 ， 击 “ ｆ ， 同 点 ｏ ” Ｌｔ 用 样 的 方 法 也 将 圆 加 到 直 线 上 ， 井 调 整 圆 或 矩 形 在 直 线 上 的 位 置 比 例 。 这 就 产 生 了 由矩 形 到 圆 的 渐 变 效
维普资讯
２０ ０ ２年 ８月 第 ４期
广 西 高教 研 究
Ｇｕ ｎ ｘ ｇ ｅ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｒ ｓ ａ ｃ ａ ｇ ｉＨｉｈ ｒＥ ｕ ａｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ａ ｇ２ ０ ．ｏ ４ ｕ ．０ ２ Ｎ ．
用 Ｖ ＭＬ实 现 模 型 交 互演 示 的方 法 Ｒ
实 建 模 语 言 是 一 种 以 Ａ ＣＩ 为 基 础 ， 来 描 述 建 立 ＳＩ码 用 ３ 虚 拟 现 实 世 界 的语 言 。 ＭＬ与 通 常 所 指 的 ３ Ｄ ＶＲ Ｄ立 体 图 或 立 体 动 画 是 不 一 样 的 。 大 不 同 点 在 于 Ｖ ＭＬ 最 Ｒ 是 一 种 描 述 性 程 序 语 言 。 用 Ｖ ＭＬ描 述 而 产 生 的 虚 Ｒ 拟 立 体 世 界 ，测 览 者 可 以 利 用 鼠标 在 虚 拟 世 界 中 漫 游， ３ 而 Ｄ立 体 动 画 并 不 能 让 浏 览 者 进 入 虚 拟 世 界 里 自由 随 意 地 浏 览 。 Ｖ ＭＬ也 是 一 种 描 述 多 参 与 者 交 Ｒ 谈 式 模 拟 的 语 言 ， 虚 拟 世 界 通 过 Ｉｔ ｔ 连 在 一 ｎｅ ｍｅ 相 起 。 利 用 虚拟 世 界 来 展 示 产 品 ， 行 交 谈 ， 是 做 国 进 或

vrml文档

vrml文档

VRML什么是 VRML？VRML（Virtual Reality Modeling Language）是一种用于描述3D图形和多媒体的编程语言。

它是一种基于文本的标记语言，用于创建虚拟现实（VR）环境，使用户能够在计算机中沉浸式地体验3D场景。

VRML最初由Silicon Graphics公司于1994年推出，被定义为ISO标准（ISO/IEC 14772）。

它的目标是向Web浏览器添加3D图形功能，以便人们可以通过互联网访问和交互式地浏览虚拟3D环境。

VRML的特点和功能•描述三维图形和交互性：VRML可以用于描述物体的形状、纹理、材质和位置等，以及用户与物体之间的交互行为，例如单击、拖动、旋转等。

•可移植性：VRML文件可以在多个平台和设备上运行，并且与不同的Web浏览器兼容。

这使得用户可以轻松地在不同的操作系统和设备上获取相同的虚拟现实体验。

•开放性和扩展性：VRML是一个开放标准，可以通过扩展来支持新的功能和技术。

用户可以自定义节点、传感器和动画等，以创建更复杂的3D场景和交互效果。

•轻量级和高效性：与其他3D图形格式相比，VRML 文件相对较小，加载速度快。

这对于在互联网上传输和浏览大规模3D场景非常重要。

VRML文件结构VRML文件由一系列的节点组成，每个节点都有一个节点类型和一组字段。

节点类型定义了节点的功能和属性，而字段用于存储节点的值。

以下是一个简单的VRML文件示例：#VRML V2.0 utf8#声明一个场景节点DEF SCENE Scene {#声明一个转换节点Transform {#定义平移变换属性translation 0 0 -2#定义旋转变换属性rotation 0 1 0 0#定义缩放变换属性scale 1 1 1#声明一个形状节点Shape {#定义外观属性appearance Appearance {#定义材质属性material Material {diffuseColor 1 0 0}}#定义几何体属性geometry Box {size 1 1 1}}}}在上面的示例中，SCENE是场景节点，Transform是转换节点，Shape是形状节点，Appearance是外观节点，Material是材质节点，Box是几何体节点。

虚拟现实(VRML语言)

虚拟现实(VRML语言)

虚拟现实（VRML语言）摘要：虚拟现实技术是利用计算机的图形环境和电子技术外设产生逼真的视、听、触、力等伪物质三维感觉环境。

VRML 是面向实时漫游的虚拟现实造型语言。

本文简要介绍了虚拟现实技术的概念、技术特征、应用及VRML的概念、发展与构造，并讨论了VRML在虚拟现实技术应用中重要地位。

关键词：计算机；虚拟现实；VRML1 虚拟现实技术1．1虚拟现实技术的概念虚拟现实(Viamal Reality)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，是一种新的人一机界面形式。

它追求的是将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人处于计算机创造的人工环境中。

用户借助物定装备(如数据手套、头盔等)以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。

1．2虚拟现实技术的发展过程虚拟现实技术的起源可以追溯到1970年，任Ivan Suther Land领导下研制成功了第一个头盔显示器。

人们戴上头盔显示器，可以看到一个边长5厘米的立方体线框图飘浮在自己眼前。

当实验者转动头部时，可以看见这个发光的立方体的不同侧面，可以像真实世界中那样来确定这个物体的形状和位置。

1972年Nolan·Bushnell发明了电子游戏rorh；1985年，Apple公司的Macintosh开始研制Sinmet，1989年Sinmet完成。

NASA的Ames研究中心利用Radioshaek公司的袖珍式液晶显示电视的屏幕研制成为头戴式虚拟现实眼镜，并研制成第一台商用虚拟现实硬／软件，美国空军的Supemoelwit 飞行模拟器。

虚拟现实这个名词已成为平常生活话题。

1．3虚拟现实技术的特征虚拟现实技术具有以下三个基本特征：(1)沉浸性。

虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备，便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。

虚拟现实技术―VRML篇

虚拟现实技术―VRML篇

虚拟现实技术――VRML篇一、VRML介绍1.什么是VRML？VRML是“Virtual Reality Modeling Language”的缩写形式，意思是“虚拟现实造型语言”。

第一代Web是以HTML为核心的二维扫瞄技术，受HTML语言的局限性，VRML之前的网页只能是简单的平面结构，而且实现环境与参与者的动态交互是特不烦琐的。

第二代Web是以VRML 为核心的三维扫瞄技术。

第二代Web把VRML与HTML、Java、媒体信息流等技术有机地结合起来，形成一种新的三维超媒体Web。

VRML是用来描述三维物体及其行为的，能够构建虚拟境地（Virtural World), 能够集成文本、图像、音响、MPEG影像等多种媒体类型，还能够内嵌用Java、ECMAScript等语言编写的程序代码。

以VRML为核心构建的虚拟世界中用户如身处真实世界，能够和虚拟物体交互，人们能够以适应的自然方式访问各种场所，在虚拟社区中“直接”交谈和交往。

事实上，目前采纳VRML技术取得成功的案例差不多专门多，例如探路者到达火星后的信息确实是利用VRML在因特网上即时公布的，网络用户能够以三维方式随探路者探究火星。

2.VRML的工作原理VRML定义了一种把3D图形和多媒体集成在一起的文件格式。

从语法角度看，VRML文件是显式地定义和组织起来的3D多媒体对象集合；从语义角度看，VRML文件描述的是基于时刻的交互式3D多媒体信息的抽象功能行为。

VRML文件描述的基于时刻的3D空间称为虚拟境地(Virtual World)，简称境地，所包含的图形对象和听觉对象可通过多种机制动态修改。

VRML文件能够包含对其他标准格式文件的引用。

能够把JPEG、PNG和MPEG文件用于对象纹理映射，把WAV和MIDI文件用于在境地中播放的声音。

另外，还能够引用包含Java或ECMAScript代码的文件，从而实现对象的编程行为。

VRML使用场景图（Scene Graph）数据结构来建立3D实境，VRML的场景图是一种代表所有3D世界静态特征的节点等级：几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。

第11章 VRML(虚拟现实建模语音)交互与动画效果的实现

第11章 VRML(虚拟现实建模语音)交互与动画效果的实现
key 域 的 值 表 示 一 系 列 的 关 键 的 、 浮 点 时 刻 值 ， 与 接 收 到 的 set_fraction对应。时刻值一般在0.0至1.0区间内取值，关键时刻值可 以是任何形式的正或负浮点值，但其值必须以非递减的方式表示。其 默认值为空格。 KeyValue 域 的 域 值 表 示 一 系 列 的 关 键 RGB 色 彩 值 。 当 接 收 到 set_fraction eventIn时，用它来插值value_change输出。每个RGB色 彩都是由在0.0至1.0区间内的三个浮点数所表示的，它们分别表示混 合色中红、绿、蓝的数值。其默认值为一个空的列表。 事件入口 set_fraction 收到一个时刻值时， ColorInterpolator 节点就在 关键色彩值和它们相应的关键时间值的基础上计算出一个RGB色彩值 ，并通过value_changed事件出口输出该RGB色彩值。 事件出口value_changed用来输出计算后的RGB色彩值。
11.1.2 控制动画的插补器
插补器(Interpolator)节点是为线性关键帧动画而设计的。其采用一组 关键数值，且每个关键值对应一种状态。这个状态允许以各种形式表 示，如SFVec3f或SFVecColor。浏览器会根据这些关键状态生成连续 的动画。一般来说，浏览器在两个相邻关键帧之间生成的连续帧是线 性的。 插补器节点根据其所插值的类型不同而分为6种：颜色插补器 (ColorInterpolator)、坐标插补器(CoordinateInterpolator)、法线插补 器(NorMalInterpolator)、朝向插补器(OrientationInterpolator)、位置 插补器(PositionInterpolator)、标量插补器(ScalarInterpolator)。

基于VRML的交互式虚拟实验室设计与实现

基于VRML的交互式虚拟实验室设计与实现

基于VRML的交互式虚拟实验室设计与实现VRML（虚拟现实建模语言）是一种用于描述交互式3D图形和虚拟现实世界的编程语言。

基于VRML的虚拟实验室是一种利用虚拟现实技术模拟实验室实验环境的系统，通过VRML可以实现虚拟实验室的设计和实现。

本文将介绍基于VRML的交互式虚拟实验室的设计和实现方法。

一、虚拟实验室的概念和应用虚拟实验室是一种利用虚拟现实技术搭建的模拟实验环境，可以实现实验室实验的模拟和展示。

虚拟实验室可以广泛应用于教育、训练、科研等领域，为学生和研究人员提供一个安全、方便、实时的实验环境。

虚拟实验室可以大大提高实验效率和降低实验成本，是21世纪教育和科研的重要工具。

二、基于VRML的虚拟实验室设计1.需求分析：首先需要明确虚拟实验室的功能和特点，确定虚拟实验室的实验项目和内容。

对虚拟实验室的用户进行分析，了解用户的需求和使用习惯。

2.场景设计：根据实验项目和内容设计虚拟实验室的场景，包括实验设备、实验器材、实验内容等。

虚拟实验室的场景应该栩栩如生，能够给用户带来身临其境的感觉。

3.交互设计：设计虚拟实验室的交互方式，包括用户界面设计、操作方式等。

用户可以通过交互方式在虚拟实验室中进行实验操作，并获得实时反馈和结果。

4.功能实现：使用VRML语言编写虚拟实验室的代码，实现虚拟实验室的功能和交互效果。

代码应该简洁、高效，能够实现虚拟实验室的各种功能。

5.测试优化：对虚拟实验室进行测试和优化，确保虚拟实验室的稳定性和性能。

根据用户的反馈意见对虚拟实验室进行优化改进，提高用户体验。

三、基于VRML的虚拟实验室实现1.环境搭建：搭建VRML编程环境，选择适合的开发工具和软件。

常用的VRML开发工具包括Blender、Unity等。

2.模型建立：设计并建立虚拟实验室的模型，包括实验设备、实验器材、实验场景等。

模型应该细致入微，能够反映实验的真实性。

3.功能实现：使用VRML语言编写虚拟实验室的代码，实现虚拟实验室的各种交互功能。

vrml动画

vrml动画
• 当set_fraction入事件接收到一个时间传感器时刻值时， PositionInterpolator节点计算出基于关键位置表和相关的关键时刻 的一个位置，并通过出事件value_changed输出新的位置列表。
朝向插补器（OrientationInterpolator）
• 朝向插补器OrientationInterpolator节点用于产生场景造型旋转的 动画效果。该节点在一组SFRotation值之间进行插值，可以使造型 旋转。
• 入事件接收改变的域值，使自己的域值发生变化，以改变虚拟 场景。出事件对域值改变进行设置。
route
• eventIn事件通常以“set_”开始，eventOut事件通常以 “_changed”结尾，布尔类型的eventOut事件名以“is”开头， 时间类型的eventOut事件名以“Time”结束。
位置插补器（PositionInterpolator）
• key域的域值用于设定一组时间关键点的列表，每一个时间值都代 表全部动态时间中的一个相对时间，每个时刻值在0.0-1.0之间取 值，并且依次递增排列。
• keyValue域的域值用于设定了一个关键位置的列表。每一个关键 位置都是一组由X、Y、Z浮点值组成的三维坐标或平移距离。在 一些运用中，关键值也可以是X，Y和Z的比例要素或其他三个浮 点值的组。其默认值是一张空列表。
插补器节点
• 颜色插补器（ColorInterpolator） • 位置插补器（PositionInterpolator） • 朝向插补器（OrientationInterpolator） • 标量插补器（ScalarInterpolator） • 坐标插补器（CoordinateInterpolator） • 法向量插补器（NormalInterpolator）

虚拟现实VRML技术

虚拟现实VRML技术

虚拟现实VRML技术摘要:虚拟现实技术是利用计算机的图形环境和电子技术外设产生逼真的视、听、触、力等伪物质三维感觉环境。

本文简要介绍了虚拟现实VRML技术的概念、技术特征，并讨论了虚拟现实VRML技术在先进制造业中的应用。

关键词:计算机；虚拟现实；VRML引言虚拟现实(Viamal Reality)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，是一种新的人一机界面形式。

它追求的是将传统的计算机从一种需要人用键盘、鼠标对其进行操作的设备变成了人处于计算机创造的人工环境中。

用户借助物定装备(如数据手套、头盔等)以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。

1 VRML的概念VRML (Virtral Reality Modeling Language)是虚拟现实造型语言的缩写形式。

它是描述虚拟场景的一种标准。

它定义了三维应用系统中常用的语言描述，如层次变换、光源、试点、几何、动画、雾、材料特性和纹理映射等，并具有简单的行为特征描述功能。

虚拟现实VRML技术（简称VR技术）是在Internet、Intranet或本地构造3D对象的语言，提供了完整的3D图形和多媒体的交互功能。

它采用SGI（silicon graphyicsinc）公司的OPen Inventer ASCll文件格式作为语言的基础。

VRML的主要目的是为了在计算机网络中建造一个虚拟的三维世界，使信息的表现形式更加生动，给人以身临其境的感觉。

其最新版本VRML 2.0增加了支持动画虚拟世界的功能，其结构与1.0版本有较大区别，现在使用的都是VRML 2.0版本。

设计VRML的一个主要目标就是保证它成为多个虚拟现实系统或其组成部分间有效的三维文件交换格式，并且，这些虚拟现实系统或其组成部分可分布在网络的不同计算机处。

2 VRML的发展历史1994年5月。

在瑞士日内瓦召开的万维网(www)会议上。

第 11 章 VRML简介

第 11 章 VRML简介
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• VRML 2.0 August 1996
-- 重新设计了VRML语法，加入了许多新的特征
• VRML 97 December 1997 • VRML 200x June 2000
VRML简单场景示例 VRML简单场景示例
VRML文件结构 VRML文件结构
• VRML文件包括：
-- 文件头 //描述版本和编码集 ------
颜色、纹理、光源及环境 ((续2.2) 续2.2)
• 纹理变换可以改变纹理在表面上的 位置、方向及大小
Shape { appearance Appearance { material Material { . . . } texture ImageTexture { . . . } textureTransform TextureTransform { translation 0.0 0.0 rotation 0.0 scale 3.0 3.0 } } }
} } }
• IndexedLineSet
Shape { appearance Appearance { . . . } geometry IndexedLineSet { coord Coordinate { point [ . . . ] } coordIndex [ . . . ] }
}
几何形状的建立（续1.3） （续1.3）
颜色、纹理、光源及环境
#VRML V2.0 utf8 # A Cylinder Shape { appearance Appearance { material Material { } } geometry Cylinder { height 2.0 radius 1.5 } }
颜色、纹理、光源及环境 ((续1.1) 续1.1)

vrml动画课程设计

vrml动画课程设计

vrml动画课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解VRML的基本概念，掌握VRML文件的构成和基本语法。

2. 学生能运用VRML语言创建简单的三维动画场景，并了解动画原理。

3. 学生能掌握VRML中的常用传感器及其功能，实现对动画的交互控制。

技能目标：1. 学生能运用VRML软件进行三维建模，培养学生的空间想象能力和创新思维。

2. 学生能通过编写VRML代码实现动画效果，提高编程实践能力。

3. 学生能运用VRML动画进行作品展示，提升表达和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习VRML动画制作，培养对虚拟现实技术的兴趣和热情。

2. 学生在创作过程中，培养团队协作和解决问题的能力，增强自信心。

3. 学生通过VRML动画创作，关注现实生活，提高对美的鉴赏能力。

课程性质：本课程为信息技术课程，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力。

学生特点：六年级学生具有一定的信息技术基础，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。

教学要求：课程设计要注重启发式教学，引导学生主动探究，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。

教学过程中，注重分层教学，关注每一个学生的成长。

二、教学内容1. VRML基本概念与文件结构- 理解VRML的概念及其在虚拟现实中的应用。

- 学习VRML文件的构成，掌握基本节点和字段的使用。

2. 三维建模与动画原理- 运用VRML软件进行基础三维建模。

- 学习动画原理，实现简单动画效果。

3. VRML传感器与交互控制- 介绍VRML中常用的传感器类型及其功能。

- 实现动画的交互控制，提高作品的互动性。

4. 编程实践与作品创作- 编写VRML代码，实现复杂的三维场景和动画效果。

- 结合实际案例，指导学生进行VRML动画作品的创作。

5. 作品展示与评价- 学生展示自己的VRML动画作品，进行交流与评价。

- 分析作品的优缺点，提出改进措施。

教学内容依据教材章节进行安排，确保学生能够循序渐进地掌握VRML动画制作的相关知识。

VR智能交互系统设计与实现

VR智能交互系统设计与实现

VR智能交互系统设计与实现随着科技的不断发展，虚拟现实(VR)技术已经逐渐深入人们的生活，成为人们越来越关注的领域，VR技术的应用也逐渐扩展开来，如教育、医疗等领域。

而智能交互系统更是VR技术的一大应用方向。

本文将着重介绍VR智能交互系统的设计与实现。

一、VR智能交互系统基础VR智能交互系统的基础包括两个方面：虚拟现实技术和智能交互技术。

1.虚拟现实技术虚拟现实技术通过计算机图像处理技术、专业的硬件设备等方式，将用户带入一个仿真的虚拟环境中，给用户带来沉浸式的体验。

虚拟现实技术的应用场景日益增多，从课堂教学到产品研发及市场营销等方面都有着广阔的应用前景。

2.智能交互技术智能交互技术结合了人工智能、语音识别、自然语言处理、机器视觉等技术，为用户提供便捷、智能的操作方式。

智能交互技术的应用范围也相当广泛，例如智能音箱、智能门锁、智能家居等。

二、VR智能交互系统的设计与实现设计VR智能交互系统需要考虑全面的用户体验，包括交互界面、人机交互方式、数据反馈等方面，下面将分别介绍。

1.交互界面的设计交互界面是VR智能交互系统最直观的入口，交互界面要考虑到用户使用的方便性、易操作性和可视性。

交互界面的设计需要参考人机交互界面设计规范，包括层次结构、颜色、文字说明等等。

同时，还需要根据应用场景进行定制化的设计。

2.人机交互方式的设计人机交互方式包括手势识别、语音识别、物体捕捉等多种方式，需要根据不同情形进行选择。

在VR智能交互系统中，手势交互是最常用的方式，可以使用手柄、手套等设备来进行交互。

对于语音识别的应用，需要考虑到语音识别的准确性和识别速度。

3.数据反馈的设计数据反馈是VR智能交互系统的重要部分，可以用来帮助用户更好地理解和操作系统。

数据反馈的形式可以是视觉反馈、声音反馈等，因此需要根据应用场景进行选择和设计。

三、VR智能交互系统的应用场景VR智能交互系统的应用场景不仅涵盖了传统的虚拟现实应用场景，而且能够应用于多个领域，包括：教育、医疗、游戏、智慧城市等等。

VRML动画与交互功能的设计与实现三

VRML动画与交互功能的设计与实现三

华北水利水电学院虚拟现实技术实验报告2012～2013学年第一学期2011 级计算机科学与技术专业班级： 2011179 学号： 2011179 ：实验三VRML动画与交互功能的设计与实现一、实验目的：掌握VRML构建三维场景动画的原理与方法，在此基础上，实现浏览者与三维场景的交互功能。

重点掌握时间传感器、位置插补器、标量插补器、坐标插补器、触摸型检测器和感知性检查器的原理与使用方法。

二、试验容：创建一个三维虚拟现实场景，实现三维场景的动画效果与交互功能。

>要求：场景元素不限，但必须包括动画和交互的功能。

三、试验步骤：1）构思复杂三维场景设计一所房子，房子里摆放一些生活物品，构思完成后准备好要使用的素材。

2）设计房子外观1、设计好房子空间大小，以便能够放得下要摆放的物品。

2、建造房间门，即感应门，当观察者走近时自动开门。

3、门两侧分别做一面墙，材质与门框相同，同为金黄色。

用相同的方法做其余三面墙以及分隔房子的墙。

4、房子地板使用纹理材质，添加图片纹理，该图片是在网上下载的木质贴图。

天花板材质与墙壁相似，设置其透明度为。

5、引用台阶造型文件台阶，放于屋前。

3）制作客厅1、客厅中摆放衣柜，该衣柜也是采用的纹理贴图法。

2、中间摆沙发和茶几，茶几上放着一瓶酒和三个装有酒的玻璃杯，这是使用引用基本造型文件到中的方法实现的。

3、墙上安装会转动的米字型模型，引用的文件，改造型使用了朝向插补器OrientationInterpolatar，产生旋转效果。

4)制作卧室1、卧室门口摆放书桌、桌上放电脑，旁边摆音响和凳子。

书桌使用的是上次实验做的模型，只是又为它添加了木质材质的贴图；电脑的制作过程主要是组合基本造型，另外，在电脑上设有锚节点Anchor,文本为“Watch TV”,当点击该文本时跳转到文件播放视频，当在改文件播放窗口中点击“back”文本后，又跳转到主场景；音响使用了纹理贴图；凳子制作使用了纹理贴图，而且实现了与人的交互，造型中使用了平面传感器PlaneSensorr，观察者可以移动凳子，但是对凳子在X、Y方向上的移动最大位置做出了限制。

虚拟现实中的多模态交互设计

虚拟现实中的多模态交互设计

虚拟现实（VR）中的多模态交互设计是指使用多种感官和信息交流方式来增强用户体验，让用户在虚拟环境中感受到更加真实和自然的交互。

多模态交互设计主要涉及到以下几个方面：
1. 视觉设计：在VR中，视觉设计是最重要的元素之一。

为了提供沉浸式的体验，需要使用高质量的图像和动画，以及适当的色彩和照明。

此外，还可以使用动态背景和环境音效来增强环境的真实感。

2. 声音设计：声音在VR中起着非常重要的作用。

环境音效、语音对话和音乐都可以增强用户的沉浸感。

声音可以用来传达信息、表达情感和引导用户的动作。

3. 触觉和力反馈设计：VR系统可以使用触觉和力反馈设备来模拟不同的触感，如冷热、软硬、重量等。

这可以让用户更加真实地感受到虚拟环境中的物体。

4. 身体运动捕捉和跟踪设计：通过使用身体运动捕捉和跟踪技术，VR系统可以实时捕捉用户的动作，并将其反映在虚拟环境中。

这可以让用户更加自然地与虚拟环境进行交互。

5. 语音交互设计：语音交互是VR中越来越受欢迎的一种交互方式。

用户可以通过语音命令与虚拟环境进行交互，而无需使用键盘或触摸屏。

6. 情感和心理交互设计：除了物理交互，VR还可以通过情感和心理交互来增强用户的沉浸感。

例如，VR系统可以使用情感引擎来根据用户的情绪和态度来调整虚拟环境的氛围。

7. 社交互动设计：在VR中，社交互动也是一个重要的方面。

VR系统可以通过面部表情、肢体语言和语音来与用户进行互动，从而创造更加自然和真实的社交体验。

总之，多模态交互设计是VR中一个非常重要的领域，它可以让用户更加真实地感受到虚拟环境中的物体和氛围，从而增强用户的沉浸感和体验。

基于VRML的虚拟校园中交互和动画的设计与实现

基于VRML的虚拟校园中交互和动画的设计与实现

校 园系统更接近 真实 的校 园。 在虚拟校 园中， 览者可 以相对 自由 Ｖｉｂｌ ｙ ｅ ｓｒ 碰 撞 传 感 器 Ｃ ｌｓｏ 。 浏 ｓ ｉｔ Ｓ ｎ ｏ和 ｉ ｉ ｏｌｉｎ ｉ 另外 ， 还有一 种特殊的时钟传感器Ｔｉ Ｓ ｎｏ ， ｍｅ ｅｓｒ 利用它能创 建 地 浏览校 园风景 ， 并能在一些特殊场 景中进行 一定的人机交流 。 除 此之 外 ， 浏览者还可 以图文 并茂地查 询 自己各 方面感兴趣的信息 ，
应 用 研 究
基于 Ｖ ＭＬ的虚拟校园中交互和动画的 Ｒ 设计与实现
张 捷
（ 川建 筑职 业技 术 学 院 四川德 阳 ６８０） 四 １００
摘要： 虚拟校 园是 利 用虚 拟现 实技 术 ， 计 算机 中模 拟 再 现校 园的真 实场景 。 虚拟 校 园 中实现一 定 的 交互 和动 画是 非 常 必要 的 ， 在 在 交互 和 动 画可 以使 虚 拟校 园 系统 更接 近真 ＃４ －４园， 浏 览者如 亲 临校 园一般 。 ， 使 文章介 绍基 ｆＶ － ＲＭＬ ￣虚 拟现 实 交互和 动画 实现 的理论基 础及 实现 原理 ， 讨论 虚拟 校 园 中动 画和 交互 功能 的设 计和 实现 ， 以 自动 门和 喷泉 两个 例子 介 绍 了虚拟 校 园 中交互 和动 画 实现 的基本 思路 和 部分 实现代 码 。 并 关键 词 ： 拟校 园 Ｖ 虚 ＲＭＬ 动 画 交互
系统 更 具 真 实 感 ， 需 要 在虚 拟校 园某 些 特 殊 场景 的特 殊 部 分 实 现 分 别 是 ： 还 位置 插补 器 、 色插 补 器 、 向插 补 器 、 量 插 补器 、 标插 颜 朝 标 坐 定动 画和交互 。 比如在虚拟校园中某些重要设 施的大 门设置开关 补 器 、 向 量 插 补器 。 法 动画 ， 某特殊的办公室和教 室的灯设 置开 关效果 ， 些关键的地方 某 １２ ２利 用 ＶＲ ．． ＭＬ的 Ｓ ｒ ｔ 点 实 现 交互 ｃｉ 节 ｐ 术一 曼 出现介绍情 况的学生 ， 学生休 闲花园的喷泉水流 ， 教学楼 门 口文字 虚拟校 园中也有部分比较复杂的交互 ， 若仅依￣Ｖ ＭＬ 身的 Ｒ 本 图片变幻的通告牌 等等 。 节 点 是难 以实 现 的 。 使 用 一 个 或 者 多 个ｓ 啦 ） 需 Ｃ ｃ 节点 引入 Ｊｖ ｓｒ ｔ ａ ａｃｉ ｐ １ ． ２交互 和 动 画现 实的 理论 基础 编写 的脚本程序来实 现复 杂的动 画效果 ，ｃｉｔ Ｓ ｒｐ节点 为ＶＲＭＬ 中
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11.1 动画效果
其节点语法定义如下： TimeSensor{ EventOut SFBool EventOut SFTime EvetnOut SFTime EventOut SFFloat ExposedField SFTime ExposedField SFBool ExposedField SFTime ExposedField SFTime ExposedField SFBool }
11.1.2 控制动画的插补器
key域的值指定了一个关键浮点时刻列表。与接收到的set_fraction对 应。该浮点值一般在0.0和1.0之间取值，其也可以是任意大小的正、 负浮点数。关键时刻必须以非递减的顺序排列。其默认值为一张空列 表。 KeyValue域的值指定了一个关键法向量矢量列表。每个法向量矢量都 包含三个浮点数，分别为此向量的X、Y和Z分量。同 CoordinateInterpolator节点中keyValue域一样可提供两个或更多的法 向量矢量。其默认值为一空列表。 当事件入口set_fraction接收到一个时刻值时，NormalInterpolator节 点根据关键时刻列表和其对应的关键法向量矢量列表，计算出一个法 向量矢量子列表，并通过value_changed事件出口输出新算出的法向 量矢量列表。
ColorInterpolator{ ExposedField ExposedField EventIn EventOut }
MFFloat MFColor SFFloat SFColor
key [] keyValue [] set_fraction value_changed
11. 控制动画的插补器
11.1.2.5 ScalarInterpolator节点 ScalarInterpolator节点描述的是在动画中使用的一些列关键色彩值。 该节点不创建任何造型，在一组SFFloat值之间进行线性插值，这个 插值适合于用简单的浮点值定义的任何参数。使用该节点，能够动画 他的透明度。 其语法定义如下： ScalarInterpolator{ ExposedField MFFloat key [] ExposedField MFFloat keyValue [] EventIn SFFloat set_fraction EventOut SFFloat value_changed }
11.1.2 控制动画的插补器
key域的值指定了一张浮点时刻关键值列表，与接收到的set_fraction 对应，时刻值一般在0.0和1.0之间取值，然而关键时刻值可以是任意 大小的正值或负值，不过必须以递增的顺序排列，其默认值是一张空 列表。 KeyValue域的值指定了一个关键位置的列表。每一个关键位置都是一 组由X、Y和Z浮点值组成的三维坐标或平移距离。在一些运用中，关 键值也可以是X、Y和Z的比例要素或其他三个浮点值的组。其默认值 是一张空列表。 当事件入口set_fraction接收到一个时刻值时，PositionInterpolator节 点计算出基于关键位置表和相关的关键时刻的一个位置，并通过 value_changed事件出口输出新的位置列表。
11.1 动画效果
VRML中提供了多个用来控制动画的插补器，以及控制时间的时间传 感器。
11.1.1 TimeSensor节点——时间传感器
在现实世界中，世界万物的变化往往是自动的，而且是有一定规律的 ，即不是随人的改变而改变的，这就需要在VRML虚拟世界中，创建 出能自动变化不需要认为改变的造型。可以通过设定时间规律变化来 控制造型变化。而控制时间按规律变化最常见的就是时间传感器。时 间传感器TimeSensor节点的作用就是创建一个虚拟时钟，并对其他 节点发送时间值。
第十一章 交互与动画效果的实现
到目前为止，我们主要还停留在静态的虚拟场 景的构建上，在现实世界中，万物都是在变化着的， 如太阳的升落，树叶由绿变黄等等，这些都是动态 的，可以称之为动画。同样，作为主体与虚拟世界 进行交互的人类化身，其在虚拟世界中的活动也必 将带来信息的交互和场景等的变化。因此，必要得 动画措施和交互手段也是虚拟世界的重要组成部分。 本章将重点介绍VRML中这些效果的实现。
11.1 动画效果
StartTime 域的值指定了时间传感器开始输出事件的绝对时间。该域 值的缺省值为0.0秒。 StopTime域的值指定了时间传感器停止输出事件的绝对时间。该域值 的缺省值为0.0秒。 同 AudioClip 节 点 中 的 域 一 样 ， startTime,stopTime,cycleInterval 和 loop 域值共同控制着时间传感器的事件输出。当这4 个域同时使用时 ，根据这4个域值之间的关系，决定时间传感器的工作状态。 事件出口isActive在时间传感器开始运行的同时向外输出TRUE值，在 时间传感器停止运行时向外输出FALSE值。
key 域 的 值 表 示 一 系 列 的 关 键 的 、 浮 点 时 刻 值 ， 与 接 收 到 的 set_fraction对应。时刻值一般在0.0至1.0区间内取值，关键时刻值可 以是任何形式的正或负浮点值，但其值必须以非递减的方式表示。其 默认值为空格。 KeyValue 域 的 域 值 表 示 一 系 列 的 关 键 RGB 色 彩 值 。 当 接 收 到 set_fraction eventIn时，用它来插值value_change输出。每个RGB色 彩都是由在0.0至1.0区间内的三个浮点数所表示的，它们分别表示混 合色中红、绿、蓝的数值。其默认值为一个空的列表。 事件入口 set_fraction 收到一个时刻值时， ColorInterpolator 节点就在 关键色彩值和它们相应的关键时间值的基础上计算出一个RGB色彩值 ，并通过value_changed事件出口输出该RGB色彩值。 事件出口value_changed用来输出计算后的RGB色彩值。
11.1 动画效果
事件出口time在时间传感器运行时，不断输出一个绝对时间值。 事件出口cycleTime 在时间传感器每次循环的开始时输出一个当前的 时间绝对值。 事件出口fraction_changed在时间传感器运行时，输出0.0和1.0之间 的浮点时刻。 TimeSensor节点在VRML中并不产生任何造型和可视效果。该节点可 以包含在任何组节点中作为子节点，但独立于所选用的坐标系。
CoordinateInterpolator{ ExposedField MFFloat ExposedField MFVec3f EventIn SFFloat EventOut MFVec3f }
key [] keyValue set_fraction value_changed
[]
11.1.2 控制动画的插补器
11.1.2 控制动画的插补器
11.1.2.3 NormalInterpolator节点
NormalInterpolator节点是表示法向量的节点但不创建任何造型。该节 点在Normal节点中的法向量矢量中进行插值，以产生动画效果。 其语法定义如下： NormalInterpolator{ ExposedField MFFloat key [] ExposedField MFVec3f keyValue [] EventIn SFFloat set_fraction EventOut MFVec3f value_changed }
11.1.2 控制动画的插补器
11.1.2.1 ColorInterpolator节点
ColorInterpolator节点是用来表示颜色间插值的节点。该节点并不创建造型， 在 VRML场景中是看不见的，该节点可以作为任何编组节点的子节点，但又 独立于所使用的坐标系，即不受坐标系的限制。 其节点语法定义如下：
11.1.2 控制动画的插补器
11.1.2.4 PositionInterpolator节点
PositionInterpolator 节点用来描述一系列用于动画的关键值。该节点 不创建任何造型，在一组SFVec3f值之间进行线性插值。适合于对平 移进行插值。 其语法结构定义如下： PositionInterpolator{ ExposedField MFFloat key [] ExposedField MFVec3f keyValue[] EventIn SFFloat set_fraction EventOut SFVec3f value_changed }
11.1.2 控制动画的插补器
插补器(Interpolator)节点是为线性关键帧动画而设计的。其采用一组 关键数值，且每个关键值对应一种状态。这个状态允许以各种形式表 示，如SFVec3f或SFVecColor。浏览器会根据这些关键状态生成连续 的动画。一般来说，浏览器在两个相邻关键帧之间生成的连续帧是线 性的。 插补器节点根据其所插值的类型不同而分为6种：颜色插补器 (ColorInterpolator)、坐标插补器(CoordinateInterpolator)、法线插补 器(NorMalInterpolator)、朝向插补器(OrientationInterpolator)、位置 插补器(PositionInterpolator)、标量插补器(ScalarInterpolator)。
11.1.2 控制动画的插补器
11.1.2.2 CoordinateInterpolator节点
CoordinateInterpolator 节点是表示坐标插值的节点，该节点在一组 MFVec3f 值之间进行线性插值，通过使用该节点，一个造型的组成坐标可以变化。同 ColorInterpolator节点一样，CoordinateInterpolator节点也不创建任何造型， 在VRML场景中也是不可见的。 其节点语法定义如下：
isActive time cycleTime fraction_changed cycleInterval 1.0 enabled TRUE startTime 0 stopTime 0 loop FALSE