Реферат

на тему:

Технологія віртуальної реальності VRML

Поняття про технологію VRML

Технологія VRML (Virtual Reality Modeling Language – мова моделювання
віртуальної реальності) являє собою відкритий стандарт віртуальної
реальності в мережі Internet. Віртуальна реальність – це створене
комп’ютером середовище (“світ”, “оточення”), яке доступне користувачеві
та може включати в себе тривимірну графіку, об’ємний звук тощо. VRML,
читається як “вер-мул”, можливо використовувати для створення світів,
програмування комп’ютерних ігор та об’ємного представлення інформації.
VRML є відкритим стандартом, тому кожен користувач може використовувати
мову VRML для написання програм та створення власного віртуального
світу, не роблячи при цьому ніяких ліцензійних відрахувань. При
використанні VRML можна створювати віртуальний світ, частини якого
будуть розміщені по всьому світу, наприклад, стілець на екрані монітора
знаходиться у Франції, сад, що його оточує, знаходиться в Японії,
записана фонограма – в Англії і т.д.

Історія розвитку технології VRML наступна. Під час першої конференції по
WWW в 1994 році була організована секція по проблемам віртуальної
реальності. На ній Марк Песке запропонував чернетки, присвячені мові
VRML. До роботи над стандартом підключилися вчені Гелвін Бел та Ентоні
Парізі, які розробили стандарт VRML версії 1.0.

В 1996 році група по архітектурі VRML запропонувала нову версію мови –
VRML 2.0, яка була обновлена більше ніж 50 фірмами (Silicon Graphics,
Sun Microsystem, Apple, IBM Japan, Microsoft та інші). З 1997 року VRML
2.0 знаходиться в серійній експлуатації.

Існує багато додатків використання VRML, які використовують відкритий
тривимірний формат файлів VRML, мережеві можливості мови моделювання
віртуальної реальності та мультимедійну структуру. Наведемо деякі сфери
використання VRML:

— автоматизоване проектування;

— наукове моделювання;

— програмування комп’ютерних іграшок;

— візуалізація даних;

— розподілене багатокористувацьке середовище;

— спеціальні програми;

— інтерфейс користувача;

— фінансові додатки;

— маркетинг та реклама продукції;

— освіта;

— розваги.

В багатьох випадках світ віртуальної реальності може використовуватися в
декількох перерахованих областях.

Використання броузерів та вмонтованих додатків VRML

Щоб працювати з VRML, не потрібно ніякого спеціального апаратурного та
програмного забезпечення. Для завантаження віртуальних світів із
віддалених комп’ютерів необхідне підключення до Internet. В той же час,
щоб “зануритися” у віртуальну реальність, файли якої знаходяться на
жорсткому диску користувача, не треба ніякого з’єднання з Internet.
Деякі популярні броузери VRML можна завантажити з наступних вузлів:

Live 3D від Netscape (http://www.netscape.com)

Webspace для TS від TGS (http://www.tgs.com)

VRScount від Chaco (http://www.chaco.com)

CyberGate від Black Sun (http://www.blacksun.com)

З світами VRML непогано працювати на комп’ютерах 486/50 з 8 Мбайт
пам’яті, маючи в наявності програмне забезпечення броузера Netscape
Navigator Atlas та модем із швидкістю 14,4 Кбайт.

Для роботи з VRML можна використовувати три різних види програмного
забезпечення:

автономні броузери;

допоміжні додатки;

вмонтовані додатки.

Автономні броузери.

Автономні броузери VRML можливо запускати як звичайний броузер HTML типу
Netscape Navigator. Різниця між ними полягає в тому, що броузер VRML
служить для роботи з документами, створеними за допомогою мови
моделювання віртуальної реальності, броузера HTML – для дослідження
ресурсів, що записані з використанням мови розмітки гіпертексту. Броузер
VRML завантажує дані віртуального світу, візуалізує їх у вигляді
тривимірного графічного простору та дозволяє переміщуватися по ньому
користувачеві. При клацанні мишкою на гіперзв’язку відбувається перехід
до іншого віртуального світу або на яке-небудь інше місце мережі,
наприклад, на сторінку HTML або образ GIF. При виборі звуку з документом
HTML управління може бути передано броузеру HTML. Аналогічно, при
звертанні броузера HTML до даних VRML вони можуть бути завантажені в
автономний броузер VRML.

Допоміжні додатки.

Допоміжні додатки, наприклад, VRWeb, інакше називають програмами
перегляду VRML. Коли звичайний броузер Web звертається до документу
VRML, то він передає його допоміжному додатку, який візуалізує
віртуальний світ та дозволяє користувачеві переміщуватися в ньому. Сам
допоміжний додаток без броузера не зможе завантажувати ресурси VRML.

Вмонтовані додатки.

При розробці технологій VRML одним із найбільших досягнень було
створення вмонтованих (plug-ins) додатків для броузерів. Першим
програмним продуктом такого роду був додаток Live 3D. Завдяки
вмонтованим додаткам VRML стала використовуватися там, де раніше
використовувалась виключно HTML. Деякі броузери, наприклад Netscape,
можуть одночасно відтворювати декілька віртуальних світів, що вмонтовані
в сторінку HTML.

Технологія роботи з додатком Live 3D

Live 3D можна встановити на свій комп’ютер одним з двох способів:
завантажити його з віддаленого вузла окремо в якості вмонтованого в
Netscape Navigator 2.0 додатку або скористуватись програмою Netscape
Navigator Atlas, до якої входить Live 3D.

Після копіювання додатку Live 3D на свій комп’ютер, можливо, клацнувши
на його піктограмі в кінці Netscape, запустити броузер Navigator. В
нього автоматично буде завантажений додаток Live 3D.

Переміщуватися по віртуальній реальності в додатку Live 3D (Netscape
Navigator 4.0) можна одним з п’яти способів:

Walk (прогулянка пішки)

Spin (кружляння)

Look (перегляд)

Slide (ковзання)

Point (точка перегляду)

Режим переміщення відображається на панелі інструментів Live 3D, яка
з’являється в нижній частині броузера Netscape при завантаженні в нього
віртуального світу.

В режимі Walk переміщення здійснюється по горизонтальній площині.
Можливо скористатись мишкою та її лівою кнопкою або задати напрям руху
за допомогою клавіш управління курсором.

В таблиці 1 наведена технологія переміщення по віртуальному світу Live
3D.

Таблиця 1. Технологія переміщення

№ Напрям руху Використання мишки Використання клавіатури

1. Вліво чи вправо

Натиснути ліву клавішу та переміщувати мишку Натиснути клавішу “вліво”
або “вправо”

2. Вперед чи назад

Натиснути ліву клавішу та переміщувати мишкою Натиснути клавішу “вверх”
або “вниз”

3. Вверх або вниз Натиснути “Alt”, “Ctrl”,

ліву клавішу мишки та переміщувати маніпулятор Натиснути клавішу “Z” або
“A”

Режим Spin дозволяє переміщення навкруги якогось предмету. Режим Look
змінює направлення віртуального світу, режим Slide – переносить точку
огляду в потрібне місце кіберпростору, а Point призначений для
наближення до обраного об’єкту, який знаходиться найближче.

Додаткові способи переміщення.

Для того, щоб навчитися користуватися додатковими способами переміщення
по віртуальному простору, існують різні опції меню Live 3D, яке виникає
на екрані.

Пункт опції ViewPoints в верхній частині меню надає користувачеві
прискорений доступ до різних частин VRML.

Багато корисних можливостей надає опція Bank (робити віражі), коли
переміщення буде дуже нагадувати політ в реальному літаку. Опція
Collision Detection (виявлення зіткнень) – відтворює наштовхування на
стіни, зупиняючись перед ними, а не проникаючи крізь них.

Підменю Lights містить опцію Headlight (фара), за допомогою якої можна
освітлювати світи, що виглядають на екрані дуже темними.

Однією з самих важливих властивостей додатку Live 3D є можливість
розміщення тривимірних ресурсів VRML в двовимірному документі HTML. Щоб
добавити світ VRML в сторінку HTML, необхідно в первинному тексті
документу HTML використати тег такої структури:

,

потім замість VRL вставити ресурс у форматі VRML, наприклад:

Крім перегляду світів VRML всередині сторінки Web існує ще один спосіб,
яким можна скористатися. Справа йде про кружляння (spinning) навкруги
об’єкту або світу віртуальної реальності. Щоб це здійснити, достатньо
навести покажчик на потрібний об’єкт, натиснути праву кнопку мишки і, не
відпускаючи її, ініціювати напрямок кружляння.

При дослідженні можливостей різних броузерів VRML найбільше труднощів
виникає при монтажі конфігурації їх спільної роботи з броузером Web.
Краще працювати з одним з обраних броузерів VRML і не поєднувати з
іншими.

Технологія програмування VRML

Створення світів віртуальної реальності за допомогою VRML може вимагати
значних потуг та витрат. Це не так просто, як написання сторінки Web
мовою HTML. Броузери VRML не такі лагідні до розробників віртуальної
реальності, як броузери Web до творців документів HTTP. Один із способів
оволодіння мистецтвом створення світів VRML полягає в використанні
спеціалізованого замовлення, що називається Instant VRML Home World
(Рис.1.), що знаходиться на сайті http://www.aereal.com/instant та
підтримується всесвітнім павутинням WWW. Додаток Instant VRML Home World
буде створювати документ віртуальної реальності та розміщувати його в
Web за певною визначеною адресою.

Мова VRML складається з об’єктів, що називаються вузлами (node). В
наведеному прикладі файл віртуальної реальності складається з одного
вузла Separator (роздільник), який вміщує вкладені групи інших вузлів,
вузол Translation (переклад) задає позицію деякої геометричної фігури,
Rotation (обертання) здійснює поворот послідовних об’єктів, а Cylinder
(циліндр) являється елементарним геометричним вузлом.

Рис. 1. Вигляд сторінки на екрані

Тривимірні світи, що володіють численними можливостями, мають у той же
час один суттєвий недолік. Справа в тому, що в них дуже легко втратити
орієнтацію, особливо коли зображувана на екрані частина кіберпростору не
така вже й велика за своїми розмірами. А це можна спостерігати при
використанні більшості сучасних дисплеїв. З цією проблемою борються як
розробники програмного забезпечення броузерів, забезпечуючи свої
програмні продукти більш сучасним інтерфейсом користувача, так і творці
віртуальних реальностей, розміщуючи в свої світи VRML знаки орієнтації
для спрощення переміщення.

Рис. 2. Лістинг початкового коду мовою VRML віртуального світу,
створеного за

допомогою Instant VRML Home World

Коли, використовуючи Live 3D, ви забули орієнтацію в тривимірному світі,
то вийти з цього положення можливо одним з наступних чотирьох нескладних
способів:

Кнопка Reset. Переміщення до початкової точки огляду.

Кнопка Help. Виведення на екран інструкції про можливості переміщення в
даному режимі.

Вказівка точки перегляду. Вибір однієї з можливих точок перегляду. Щоб
скористуватися даним способом, клацніть правою кнопкою мишки на
якій-небудь області віртуального світу і з меню Live 3D, що з’явилося,
виберіть пункт ViewPoints.

Виведення панелі переміщення. Поява на екрані кнопок Reset та Help,
якими потім можна буде скористатись.

Інформаційний ресурс VRML

Хоча VRML вже широко використовується в мережі, пошук цікавих вузлів
віртуальної реальності все ще являє певну проблему. В даному розділі
наведено короткий огляд деяких непоганих ресурсів VRML:

The VRML Repository (http://www.sdsc.edu.vrml). Однією з точок
відправлення для отримання інформації про VRML є цей вузол. На ньому
зберігаються зв’язки з броузером VRML, з трансляторами VRML, а також
різноманітна документація по специфікаціям VRML.

BOOM (http://www.aereal.com/boom). Вузол використовує VRML та
прогресивні технології Web, наприклад, CGI для надання доступу до
будь-якого з більш ніж 1000 VRL бази даних.

Intel (http://www.intel.com). Вузол Web корпорації Intel вміщує цікаві
світи віртуальної реальності, створені лідерами індустрії VRML Dimension
X та Planet 9 Studios. На даному вузлі можна знайти VRML-представлення
мікросхеми Pentium.

Вузол моделі VRML від ORC (http://www.ocnuc.com). Містить сотні VRML.

Засоби розробки ресурсу VRML:

3D Studio (http://www.autodesk.com). Популярний пакет тримірного
моделювання, який підтримує перетворення в форматі VRML.

TriSpectives (http://www.eye.com). Програмне забезпечення для
тривимірного проектування, яке може перетворювати свої файли у формат
VRML. До складу цього пакету входить бібліотека тривимірних об’єктів.

Fountain (http://www.сaligari.com). Практичний пакет тривимірного
моделювання для створення світів VRML.

Virtual Home Space Builder (http://www.paragraph.com). Засіб розробки,
за допомогою якого можливо швидко створити нескладний світ VRML.

Web SpaceAuther (http://crml.sgi.com). Засіб розробки, до складу якого
входять цікаві утиліти, що використовують переваги специфікації VRML.

Cosmo Create (http://vrml.sgi.com). Нове середовище розробки ресурсу
мультимедіа від Silicon Graphics для комп’ютерів SGI.

Технологічні можливості мови VRML 2.0.

Мова VRML 2.0 – мова нового покоління віртуальних світів. Розроблені вже
броузери, що доступні для цієї мови, надають можливість переміщення по
більш-менш “не надуманим” віртуальним світам, в яких вже реалізований
багатокористувацький режим. В віртуальному світі можна буде почути
об’ємні звуки, здійснювати взаємодію з об’єктами. Поведінку об’єктів
будуть програмувати за допомогою мов Java та Java Script.

З’явилися чотири нові властивості моделювання віртуальної реальності:

інтерактивність;

поведінка;

об’ємний звук;

багатокористувацькі можливості.

Інтерактивність.

В інтерактивному віртуальному світі можливо, наприклад, відкривати двері
і дивитись, як повільно вони рухаються. Можливо переставляти предмети,
наприклад, меблі в офісі або, торкнувшись кнопки будильника, перервати
звучання віртуального дзвінка.

Для створення таких інтерактивних ефектів широко використовують Java та
Java Script, а також інші мови.

Поведінка.

Мовою VRML 2.0. можливо задавати поведінку (behavior) об’єктів
віртуального світу, ніби “оживляючи” їх. Крім суворо приписаних
переміщень в віртуальних світах можна знайти і взаємодію об’єктів між
собою. При завданні поведінки декількох об’єктів на передній план
виступає мова Java. Більшість поведінок реалізовано за допомогою мови
Java. Нескладні поведінки можуть бути написані мовою Java Script, яка є
більш простою. Крім того, стануть доступні технології “перетягнути і
відпустити” (drang-and-droup). Використовуючи мишку, з їх допомогою
можливо буде легко і просто задавати поведінку об’єктів тривимірного
віртуального світу.

Об’ємний звук.

Об’ємний звук є надзвичайно цікавою новою можливістю VRML 2.0. Стануть
доступними звуки, які пов’язані з певними об’єктами, такими як людська
річ. Можливо буде спроектувати направлені звуки, що виходять, наприклад,
з мегафону або вечірній хор солов’їв.

Багатокористувацькі можливості.

Уявіть собі групи людей, які грають в футбол або працюючих над
створенням нового продукту. Для реалізації додатків подібного типу
кібернетичний простір VRML повинен володіти багатокористувацькими
можливостями. При цьому користувачі будуть відтворені за допомогою
аваторів, виступаючих в тривимірного аналогу людини в віртуальному
світі.

Підтримка багатокористувацьких можливостей буде реалізована за допомогою
вмонтованих додатків або коду Java. Вони будуть передавати сигнали про
місцезнаходження аватора та його швидкість. Крім того, розробники
ресурсу VRML та програмісти VRML створюють способи обміну інформації про
аватори між різними серверами при переході від одного віртуального світу
до іншого.

Похожие записи