基于vrml的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目基于VRML的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì)院系計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)年級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)2010級(jí)專升本姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師教授2012年4月1日、原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明本人所呈交的畢業(yè)論文，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究成果做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名日期關(guān)于畢業(yè)論文使用授權(quán)的聲明本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的資料（包括圖紙、試驗(yàn)記錄、原始數(shù)據(jù)、實(shí)物照片、圖片、錄音帶、設(shè)計(jì)手稿等），知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬。本人完全了解有關(guān)保存、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存或向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的紙質(zhì)版和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)可以將本畢業(yè)論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用任何復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。如果發(fā)表相關(guān)成果，一定征得指導(dǎo)教師同意，且第一署名單位為。本人離校后使用畢業(yè)論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為。論文作者簽名日期指導(dǎo)老師簽名日期基于VRML的虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要VR技術(shù)與INTERNET技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了VRML（虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言），它是描述交互式的3D對(duì)象和世界的一種文件格式，可以與WWW一起使用，用來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)通過(guò)全球互聯(lián)網(wǎng)和WWW的超鏈接而形成的虛擬世界。VRML作為實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出現(xiàn)。本文介紹了第二代WWW技術(shù)核心VRML語(yǔ)言及其特性、文件創(chuàng)建方法、應(yīng)用、發(fā)展前景和瀏覽器等。在簡(jiǎn)要介紹VRML的基礎(chǔ)上，詳細(xì)論述了VRML的各種開(kāi)發(fā)工具，VRML技術(shù)的3DMAX支持，以及一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)過(guò)程。本文用較大篇幅講述了VRML虛擬圖書(shū)館場(chǎng)景的設(shè)計(jì)。從最簡(jiǎn)單的虛擬場(chǎng)景構(gòu)造到復(fù)雜型體的設(shè)計(jì)，從一個(gè)虛擬場(chǎng)景的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)到場(chǎng)景中某些實(shí)體的交互式控制，以及一些紋理、背景和光源方面的設(shè)計(jì)。文章還對(duì)怎樣利用強(qiáng)大的三維立體設(shè)計(jì)器3DMAX來(lái)設(shè)計(jì)場(chǎng)景進(jìn)行了舉例描述。最后對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行了總結(jié)，描述了構(gòu)造虛擬場(chǎng)景的關(guān)鍵技術(shù)，以及一些解決方案和進(jìn)一步的研究思路。關(guān)鍵詞虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言，場(chǎng)景，圖書(shū)館，3DMAXVIRTUALLIBRARYSYSTEMDESIGNBASEDONVRMLABSTRACTTHECOMBINATIONOFVRANDINTERNETDEVELOPSVRML（THEVIRTUALREALITYMODELINGLANGUAGE）ITISAFILEFORMATFORDESCRIBINGINTERACTIVE3DOBJECTSANDWORLDSVRMLISUSEDTOACHIEVEAVIRTUALWORLDWITHWWWTHROUGHINTERNETANDHYPERLINKOFWWWITHASEMERGEDASTHEDEFACTTOSTANDARDTHEARTICLEINTRODUCESANEWLANGUAGEVRML,WHICHISTHECORETECHNOLOGYOFTHESECONDGENERATIONWWW,ANDDISCUSSESITSCHARACTERISTICS,PROGRAMMING,APPLICATION,PERSPECTIVE,BROWSERSANDETCBASEDONINTRODUCTINGBRIEFLYVRML,ITDISCUSSESINDETAILTHECREATINGTOOLS,THESUPPORTOF3DMAXINVRMLANDTHEPROCESSOFDESIGNINGAVIRTUALSCENEINTHISTHESIS,ITDISCUSSESTHEDESIGNOFTHELIBRARYINVIRTUALREALITYSCENEOFVRMLWITHMUCHMORELENGTH,WHICHISFROMTHESIMPLEESTVIRTUALSCENETOCOMPLEXSHAPESANDFROMTHECARTOONOFTHEVIRTUALSCENETOINTERACTIVECONTROLSOFSOMEENTITYITALSODESCRIBESSOMEDESIGNOFTEXTURE,BACKGROUNDANDLIGHTINTHETHESIS,SOMEEXAMPLESAREGIVENTOEXPLAINHOWTOUSE3DMAXTOCREATESCENESFINALLY,THISPROJECTISCONCLUDEDANDDESCRIBECRUCIALTECHNIQUESOFCONSTRUCTINGVIRTUALSCENE,ALSOPUTFORWARDSOMEPROJECTWHICHISTOBERESOLVEDANDTHEMORERESEARCHINTHEFUTUREKEYWORDSVRML,SCENE,LIBRARY,3DMAX目錄1緒論111引言112虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述2121什么是虛擬現(xiàn)實(shí)2122VRML與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)313虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和前景314國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究概況415虛擬現(xiàn)實(shí)的開(kāi)發(fā)工具4151COSMOPLAYER瀏覽器5152CORTONA瀏覽器5153強(qiáng)大的三維編輯器3DMAX62解決問(wèn)題721需求分析8211功能需求8212性能需求8213環(huán)境需求922系統(tǒng)設(shè)計(jì)9221虛擬圖書(shū)館的功能9222建立對(duì)象集9223物體的基本造型10224虛擬圖書(shū)館的要求1023詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)102313D建模過(guò)程10232VRML文件的導(dǎo)出與后期制作18233關(guān)鍵代碼2224系統(tǒng)測(cè)試23241測(cè)試結(jié)果23242存在問(wèn)題24243解決方法243結(jié)論25附錄25參考文獻(xiàn)26致謝271緒論11引言虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言VRML是一項(xiàng)新技術(shù),它涉及到多媒體通訊、因特網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域,其基本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)在INTERNET上的具有交互能力的三維多媒體技術(shù)和規(guī)范。1VRML是HTML的三維模型,它使用ASC的文本格式來(lái)描述現(xiàn)實(shí)和連接。通過(guò)VRML,我們可以模仿現(xiàn)實(shí)世界的特征,生成自己的虛擬現(xiàn)實(shí)世界,供別人訪問(wèn)通過(guò)VRML瀏覽器可以讓人瀏覽WEB上的三維實(shí)境。VRML具有動(dòng)態(tài)對(duì)象描述和超鏈接、通用性、擴(kuò)展性、易實(shí)現(xiàn)性等特點(diǎn),可以描述靜態(tài)的和動(dòng)態(tài)的三維對(duì)象,也能描述連接別的場(chǎng)景或媒體類型如音頻、視頻、圖片等的超鏈接。VRML瀏覽器和生成VRML文件的工具廣泛使用于多種平臺(tái)的計(jì)算機(jī),經(jīng)過(guò)注冊(cè)后,允許應(yīng)用者對(duì)基本標(biāo)準(zhǔn)增加新的可交互對(duì)象。用戶可利用現(xiàn)有的圖形接口,很容易地開(kāi)發(fā)VRML的創(chuàng)作工具和瀏覽器。12虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述121什么是虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)是計(jì)算機(jī)模擬的三維環(huán)境，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（VIRTUALWORLD）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。虛擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的，它通過(guò)人的視、聽(tīng)、觸覺(jué)等作用于用戶，使之產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)的視景仿真。它是一門(mén)涉及計(jì)算機(jī)、圖像處理與模式識(shí)別、語(yǔ)音和音響處理、人工智能技術(shù)、傳感與測(cè)量、仿真、微電子等技術(shù)的綜合集成技術(shù)。用戶可以通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)入這個(gè)環(huán)境并能操縱系統(tǒng)中的對(duì)象并與之交互。虛擬現(xiàn)實(shí)不是真的，也不是現(xiàn)實(shí)，它只是一個(gè)在桌面上可實(shí)時(shí)地做交互式三維圖形用戶界面的工具。就像窗口系統(tǒng)及鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)用戶界面一樣，虛擬現(xiàn)實(shí)可使計(jì)算機(jī)的運(yùn)用更加有效、透明。根據(jù)設(shè)計(jì)者的構(gòu)想，用戶可以沉浸到數(shù)據(jù)空間中，將用戶在一定時(shí)間內(nèi)與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相隔離，然后投入到可實(shí)時(shí)交互的虛擬環(huán)境中，并且駕馭其中的數(shù)據(jù)，使人有一種身臨其境的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)是一門(mén)綜合技術(shù)，它以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主，綜合利用計(jì)算機(jī)三維圖形技術(shù)、模擬技術(shù)、傳感技術(shù)、人機(jī)界面技術(shù)、顯示技術(shù)、伺服技術(shù)等，來(lái)生成一個(gè)逼真的三維視覺(jué)以及嗅覺(jué)等感覺(jué)世界，讓用戶可以從自己的視點(diǎn)出發(fā)，利用自身的功能和一些設(shè)備，對(duì)所產(chǎn)生的虛擬世界這一客體進(jìn)行瀏覽和交互式考察。虛擬現(xiàn)實(shí)有三大特點(diǎn)浸沉感、交互性和構(gòu)想性。浸沉感指的是人浸沉在虛擬環(huán)境中，具有和在真實(shí)環(huán)境中一樣的感覺(jué)；交互性指在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)者不是被動(dòng)地感受，而是可以通過(guò)自己的動(dòng)作改變感受的內(nèi)容；構(gòu)想性指虛擬的環(huán)境是人構(gòu)想出來(lái)的，因而可以用以實(shí)現(xiàn)一定目標(biāo)的用途。122VRML與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的英文名稱為VIRTUALREALITY，簡(jiǎn)稱VR，即利用計(jì)算機(jī)的高科技手段構(gòu)造出一個(gè)虛擬的世界，使參與者獲得與現(xiàn)實(shí)一樣的感覺(jué)。虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)在當(dāng)今國(guó)際上倍受矚目的課題。1當(dāng)計(jì)算機(jī)技術(shù)尚未出現(xiàn)的時(shí)期，仿真只能在實(shí)物上進(jìn)行，這一階段的仿真稱為模擬仿真。其特點(diǎn)是由于仿真是在實(shí)物上進(jìn)行，因而實(shí)時(shí)性強(qiáng)且精度較高，但是實(shí)施的難度和費(fèi)用都較大。在計(jì)算機(jī)技術(shù)問(wèn)世且被引入仿真領(lǐng)域的初期，仿真技術(shù)步入了半模擬半數(shù)字的階段。這時(shí)系統(tǒng)中的一些部分由計(jì)算機(jī)代替，另一部分則由實(shí)物充當(dāng)，所以，在一定程度上仍然保留著實(shí)時(shí)性仿真的特點(diǎn)。80年代后期，仿真在諸多方面都發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變，仿真研究的對(duì)象已由連續(xù)轉(zhuǎn)向離散事件系統(tǒng)。仿真已由重視實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向重視建模與結(jié)果分析。計(jì)算機(jī)已成為一種重要的仿真工具。計(jì)算機(jī)仿真是一門(mén)利用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)。由于從強(qiáng)調(diào)并重視與人工智能結(jié)合轉(zhuǎn)向強(qiáng)調(diào)與圖形技術(shù)和對(duì)象技術(shù)結(jié)合，仿真系統(tǒng)的交互性大大加強(qiáng)。就應(yīng)用領(lǐng)域方面而言，仿真已從研究制造對(duì)象的動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性及加工、裝配過(guò)程，擴(kuò)大到研究制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行，并進(jìn)一步擴(kuò)大到后勤供應(yīng)、庫(kù)存管理、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程的組織、產(chǎn)品測(cè)試等，涉及到企業(yè)制造活動(dòng)的各個(gè)方面。這些轉(zhuǎn)變明顯地說(shuō)明，計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段，它的重要性與特殊功能已越來(lái)越突出。虛擬現(xiàn)實(shí)促進(jìn)了仿真技術(shù)的發(fā)展。虛擬現(xiàn)實(shí)是采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)生成的一個(gè)逼真的、具有視、聽(tīng)、觸、嗅、味等多種感知的虛擬環(huán)境，置身于該環(huán)境中的人們可以通過(guò)各種傳感交互設(shè)備與這一虛構(gòu)的現(xiàn)實(shí)進(jìn)行相互作用，達(dá)到彼此融為一體的程度。近年來(lái)隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是高性能海量并行處理技術(shù)、可視化技術(shù)、分布處理技術(shù)、多媒體技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，使得建立人機(jī)一體化的、分布的、多維信息交互的仿真模型和仿真環(huán)境成為可能，仿真因此形成一些新的發(fā)展方向，如可視化仿真、多媒體仿真、虛擬現(xiàn)實(shí)仿真等。13虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和前景虛擬現(xiàn)實(shí)是近來(lái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界的熱點(diǎn)之一，在社會(huì)生活的許多方面有著非常美好的發(fā)展前景，更是數(shù)字地球概念提出來(lái)的依據(jù)和基礎(chǔ)技術(shù)。1虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要在工程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、數(shù)據(jù)可視化、飛行模擬、多媒體遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、藝術(shù)創(chuàng)作、游戲、娛樂(lè)等方面。WEB的出現(xiàn)更使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引起人們普遍的關(guān)注。人們對(duì)它寄予厚望，希望利用這個(gè)技術(shù)使世界各地的人，可以在三維環(huán)境下交流。多個(gè)用戶可以進(jìn)行基于文本的或是聲音技術(shù)的閑談，在網(wǎng)上建立一個(gè)真正的三維社區(qū)已不再只是夢(mèng)想中的事。虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)展前景十分誘人，而與網(wǎng)絡(luò)通信特性的結(jié)合，更是人們所夢(mèng)寐以求的。在某種意義上說(shuō)它將改變?nèi)藗兊乃季S方式，甚至?xí)淖內(nèi)藗儗?duì)世界、自己、空間和時(shí)間的看法。它是一項(xiàng)發(fā)展中的、具有深遠(yuǎn)的潛在應(yīng)用方向的新技術(shù)。利用它，我們可以建立真正的遠(yuǎn)程教室，在這間教室中我們可以和來(lái)自五湖四海的朋友們一同學(xué)習(xí)、討論、游戲，就像在現(xiàn)實(shí)生活中一樣。使用網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)及其相關(guān)的三維設(shè)備，我們的工作、生活、娛樂(lè)將更加有情趣。因?yàn)閿?shù)字地球帶給我們的是一個(gè)絢麗多彩的三維的世界我們相信社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的創(chuàng)新使這一切在世界的任何地方都能做到，再不需等待可望而不可及的將來(lái)，或許就在十年以后，或許二十年以后。14國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究概況美國(guó)是VR技術(shù)的發(fā)源地。美國(guó)VR研究技術(shù)的水平基本上就代表國(guó)際VR發(fā)展的水平。目前美國(guó)在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究主要集中在感知、用戶界面、后臺(tái)軟件和硬件四個(gè)方面。在當(dāng)前實(shí)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)中日本是居于領(lǐng)先位置的國(guó)家之一，主要致力于建立大規(guī)模VR知識(shí)庫(kù)的研究。2另外在虛擬現(xiàn)實(shí)的游戲方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虛擬現(xiàn)實(shí)硬件是從美國(guó)進(jìn)口的。在VR開(kāi)發(fā)的某些方面，特別是在分布并行處理、輔助設(shè)備（包括觸覺(jué)反饋）設(shè)計(jì)和應(yīng)用研究方面，在歐洲英國(guó)是領(lǐng)先的。到1991年底，英國(guó)已有從事VR的六個(gè)主要中心，它們是WINDUSTRIES，BRITISHAEROSPACE，DIMENSIONINTERNATIONAL，DIVISIONLTD，ADVANCEDROBOTICSRESEARCHCENTER和VIRTUALPRESENCELTD。和一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)VR技術(shù)還有一定的差距，但已引起政府有關(guān)部門(mén)和科學(xué)家們的高度重視。根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，制定了開(kāi)展VR技術(shù)的研究，例如，九五規(guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把VR列入了研究項(xiàng)目。在緊跟國(guó)際新技術(shù)的同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些重點(diǎn)院校，已積極投入到了這一領(lǐng)域的研究工作。還有其他一些大學(xué)在虛擬現(xiàn)實(shí)發(fā)面取得了驕人成績(jī)，在這里就不再介紹了?？傊?，雖然我們和其他一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在差距，但我國(guó)的發(fā)展前景還是很光明的，需要大家的不懈努力。15虛擬現(xiàn)實(shí)的開(kāi)發(fā)工具如果想瀏覽VRML，就必須安裝VRML播放器，目前支持VRML的播放器很多，這些播放器的功能特性也有很大的差異。主要包括COSMOPLAYER、CORTONA、BLAXXUNCONTACT、WORLDVIEW。這里僅對(duì)部分在設(shè)計(jì)中用到的瀏覽器進(jìn)行介紹。151COSMOPLAYER瀏覽器應(yīng)用平臺(tái)SGI、WINDOWS9X、MACINTOSH、WINDOWSNT公司，在速度、質(zhì)量、兼容性等諸多方面，都遙遙領(lǐng)先。但由于它被一再轉(zhuǎn)手，研究人員流失殆盡，原先的各種優(yōu)勢(shì)不復(fù)存在。但其控制面板至今仍是最好、最科學(xué)的，可方便地在WALK模式和EXAMINE模式之間進(jìn)行切換，它的兼容性和質(zhì)量至今仍是一流的，但速度和擴(kuò)展能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在BLAXXUNCONTACT和CORTONA之后了。之所以它還占據(jù)著VRML瀏覽器市場(chǎng)的第一位，僅僅是歷史原因造成的。152CORTONA瀏覽器CORTONA的應(yīng)用平臺(tái)是WINDOWS平臺(tái)，除了能很好地支持VRML97、NURBS外，還支持多種自己規(guī)格的擴(kuò)展功能，如鍵盤(pán)輸入、拖放控制、FLASH等，更是業(yè)內(nèi)第一個(gè)支持最新EAI功能的VRML瀏覽器，而它的安裝文件僅有18M，是各種VRML瀏覽器中最小的。2不過(guò)CORTONA（如圖31）的兼容性稍差，主要應(yīng)用環(huán)境是WINDOWS平臺(tái)和IE瀏覽器，并且聲音功能還有一些小缺陷。在這一次的設(shè)計(jì)過(guò)程中使用了不同的瀏覽器主要有COSMOPLAYER和CORTONA，兩者在使用上也有少許區(qū)別，在效果上也不盡相同。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)COSMOPLAYER對(duì)VRML的各種效果支持比較好，對(duì)各種影響、聲音、導(dǎo)航系統(tǒng)的效果支持相當(dāng)好。在WINDOWS7運(yùn)行環(huán)境下可以瀏覽各種VRML文件。但是最新版本的COSMOPLAYER在WINDOWS98或者有些版本的WINDOWS中卻不能單獨(dú)運(yùn)行系統(tǒng)經(jīng)常找不到COSMOPLAYERCONTORLER的執(zhí)行文件。這可能跟它已經(jīng)很多年沒(méi)有更新有關(guān)。CORTONA功能強(qiáng)大而且很小，它直接對(duì)IE瀏覽器進(jìn)行升級(jí)在WINDOWS7環(huán)境下運(yùn)行的相當(dāng)穩(wěn)定，但是該瀏覽器對(duì)某些影像、聲音、導(dǎo)航系統(tǒng)的效果支持并不太好。這里尤其需要說(shuō)明的是在對(duì)影音、圖像文件的支持方面。理論上二者都支持MPEG、AVI、JPG、GIF格式，但是在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)COSMOPLAYER僅對(duì)JPG和GIF文件能夠有效的支持。但這些只能算一點(diǎn)心得并沒(méi)有更深層次的研究，可能存在一定的偏頗。圖21CORTONA瀏覽器153強(qiáng)大的三維編輯器3DMAX在此次設(shè)計(jì)中，用到的建模工具就是3DMAX,其可視化的界面和清晰的坐標(biāo)系統(tǒng)是的建模過(guò)程更加方便和容易。遠(yuǎn)比使用VRMLPAD編程來(lái)實(shí)現(xiàn)建模要方便的多。它具有一流的三維建模和動(dòng)畫(huà)制作功能，若用VRML建立復(fù)雜三維模型是相當(dāng)繁瑣和困難的，而且毫無(wú)直觀性可言，而3DMAX因其強(qiáng)大的三維建模和動(dòng)畫(huà)制作功能恰好可以彌補(bǔ)VRML這方面的不足。為了更好地、更全面的支持VRML20,3DMAX還提供了VRML20HELPS以幫助建立VRML世界，它包含了幾乎全部的VRML特有模型，極大的方便了VRML世界的建立。啟動(dòng)3DMAX后，單擊命令面板中的創(chuàng)建，再次單擊次級(jí)面板中的HELPERS，在下拉式組合框中選取VRML20,這時(shí)面板上出現(xiàn)了12種VRML特有的造型。1ANCHOR用來(lái)創(chuàng)建虛擬空間的一個(gè)錨點(diǎn)造型，它用于VRML世界之間的鏈接。點(diǎn)擊錨點(diǎn)造型將引導(dǎo)VRML瀏覽器順著鏈接檢索出該鏈接所連的VRML文件。這樣當(dāng)你漫步于INTERNET時(shí)，就可以方便的從一個(gè)虛擬空間跨入另一個(gè)虛擬空間。2TOUCHSENSOR用來(lái)創(chuàng)建虛擬空間中的一個(gè)接觸傳感器造型，用于檢測(cè)參與者的動(dòng)作并將其轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)妮敵鲆杂|發(fā)一段動(dòng)畫(huà)。這樣當(dāng)你鼠標(biāo)移動(dòng)到該造型或者從該造型上移開(kāi)時(shí)，就會(huì)開(kāi)始或停止一段動(dòng)畫(huà)。3PROXSENSOR用來(lái)創(chuàng)建虛擬空間中的一塊不可見(jiàn)的長(zhǎng)方形區(qū)域，該區(qū)域可以感知參與者的進(jìn)入、離開(kāi)以及參與者在該長(zhǎng)方形區(qū)域中移動(dòng)時(shí)間等。4TIMESENSOR用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)控制虛擬空間中動(dòng)畫(huà)進(jìn)行的時(shí)鐘。由于VRML20動(dòng)畫(huà)采用了關(guān)鍵幀技術(shù)，因而必須為它所控制的造型指定關(guān)鍵時(shí)刻的關(guān)鍵值以達(dá)到動(dòng)畫(huà)平滑的效果。5BACKGROUND用來(lái)描述虛擬空間中的背景特征，為你的VRML世界提供一個(gè)外部環(huán)境。該背景由一個(gè)天空球體、一個(gè)在天空球體內(nèi)的地面球體和一個(gè)在天空和地面之間的背景立方體組成。這三者在概念上均為無(wú)窮大，你可以從不同的角度觀察，但永遠(yuǎn)無(wú)法接近他們。對(duì)其剩下的其他造型，這里不再一一描述，若后面設(shè)計(jì)中用到，再進(jìn)行功能描述。3DMAX在制作立體場(chǎng)景方面功能相當(dāng)強(qiáng)大。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)用到它的很多方面，是這次設(shè)計(jì)使用的主要工具之一。但它也有不足之處，3DMAX生成的虛擬場(chǎng)景最大的缺點(diǎn)就是代碼過(guò)于冗雜，因?yàn)?DMAX把場(chǎng)景中的每一個(gè)細(xì)微的面都進(jìn)行了細(xì)化，而且對(duì)場(chǎng)景中的每一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置描述的相當(dāng)精確，而瀏覽虛擬場(chǎng)景時(shí)沒(méi)有必要那么精確，這主要是因?yàn)?DMAX并不是面向VRML開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。3DMAX中的動(dòng)畫(huà)效果也不能導(dǎo)入到VRML當(dāng)中去，導(dǎo)出后只會(huì)一幀一幀的顯示，沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。2解決問(wèn)題21需求分析在進(jìn)行系統(tǒng)建模和構(gòu)建前，需要對(duì)圖書(shū)館的整體進(jìn)行規(guī)劃，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面的需求分析。其中包括對(duì)虛擬圖書(shū)館的功能進(jìn)行描述，對(duì)系統(tǒng)性能需求的描述以及系統(tǒng)的環(huán)境需求。211功能需求虛擬圖書(shū)館構(gòu)建完畢后，可以實(shí)現(xiàn)瀏覽者在虛擬的場(chǎng)景中進(jìn)行自由的瀏覽，可以對(duì)圖書(shū)館內(nèi)部的各種模型觀察，并可以從各個(gè)角度對(duì)圖書(shū)館場(chǎng)景進(jìn)行觀察。通過(guò)設(shè)置不同的視點(diǎn)已達(dá)到上面的要求，使瀏覽者能夠全面全方位的在場(chǎng)景中漫游。在虛擬圖書(shū)館中，瀏覽者可以用行走、飛行、檢視、平移等多種方式對(duì)模型進(jìn)行觀察。虛擬大學(xué)圖書(shū)館是用VRML技術(shù)構(gòu)建的虛擬圖書(shū)館，他的研究?jī)?nèi)容包括圖書(shū)館內(nèi)部基本場(chǎng)景的建立；圖像、環(huán)境、裝飾、燈光與場(chǎng)景的有機(jī)結(jié)合以增加場(chǎng)景的復(fù)雜度和主動(dòng)性；利用光照技術(shù)和和觸發(fā)器技術(shù)及接口編程技術(shù)增加場(chǎng)景的交互性和動(dòng)態(tài)性，給人以身臨其境的感覺(jué)。由于提供的觀察者是不可見(jiàn)的，為了增加虛擬圖書(shū)館的真實(shí)感，場(chǎng)景中將有導(dǎo)航人進(jìn)行導(dǎo)航以及指定場(chǎng)景的自動(dòng)瀏覽功能。虛擬圖書(shū)館旨在實(shí)現(xiàn)可供瀏覽的、漫游的、比較完整的虛擬環(huán)境，其中圖書(shū)館內(nèi)包括桌子椅子、壁畫(huà)、門(mén)窗、書(shū)柜和電燈等，用瀏覽者自主導(dǎo)航的方式展示各模型和場(chǎng)景整體的畫(huà)面。瀏覽者可以在圖書(shū)館內(nèi)隨意走動(dòng)，并觀賞里面的各種模型，給瀏覽者以身臨其境的感覺(jué)，從而達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的目的。圖書(shū)館內(nèi)部環(huán)境具有分布性、三維性、交互性和環(huán)境逼真性。該系統(tǒng)支持手動(dòng)漫游，瀏覽者可以自主的控制視角對(duì)圖書(shū)館場(chǎng)景進(jìn)行自由的瀏覽，可以按照自己的想要的方式進(jìn)行漫游。場(chǎng)景內(nèi)支持任意模型的復(fù)制、移動(dòng)、刪除和方位的任意修改。對(duì)于圖書(shū)館內(nèi)部各種模型，可以在3DMAX中進(jìn)行形狀和材質(zhì)的改變，可以利用3DMAX中各種全局光渲染器生成的光照情景，使場(chǎng)景具有非常逼真的靜態(tài)光影效果。212性能需求在性能實(shí)現(xiàn)發(fā)面，要求表現(xiàn)真實(shí)，文件不能太大，瀏覽速度要快。由于VRML具有平臺(tái)無(wú)關(guān)性，故VRML與用于絕大部分的操作系統(tǒng)。由于整個(gè)圖書(shū)館的三維立體場(chǎng)景在執(zhí)行過(guò)程中需要設(shè)計(jì)大量的圖形計(jì)算和大量的數(shù)據(jù)讀入讀出，故對(duì)于計(jì)算機(jī)的顯存和CPU主頻要求較高，特別是瀏覽比較復(fù)雜，而且色彩渲染較高場(chǎng)景時(shí)，這一技術(shù)瓶頸相當(dāng)突出。對(duì)計(jì)算機(jī)的性能配置基本要求是CPU配置最好能在1G以上和256M顯存，在這個(gè)配置下可以流暢的瀏覽虛擬場(chǎng)。而且顯示器最好選擇CRT，顯示器分辨率在1024768以上，顏色為32位以上。如果選擇LCD顯示器，在瀏覽較大場(chǎng)景時(shí)將會(huì)有比較明顯的延遲現(xiàn)象，如果分辨率較低對(duì)很多三維設(shè)計(jì)器產(chǎn)生影響，而且在瀏覽器場(chǎng)景中的物體時(shí)，視角也比較小。如果CUP性能很低，則會(huì)影響文件執(zhí)行速度，而且會(huì)導(dǎo)致畫(huà)面停滯，沒(méi)有流暢的漫游感。213環(huán)境需求編程語(yǔ)言VRML使用輔助工具VRMLPAD、3DMAX、PHOTOSHOP操作系統(tǒng)WINDOWS722系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是進(jìn)行設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的前提，沒(méi)有正確的系統(tǒng)設(shè)計(jì)就沒(méi)有正確的系統(tǒng)，鑒于本次設(shè)計(jì)并不像制作系統(tǒng)軟件那么復(fù)雜繁瑣，此次設(shè)計(jì)并不需要很多的過(guò)程，需要的主要是設(shè)計(jì)和建模過(guò)程，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)也較為簡(jiǎn)單。221虛擬圖書(shū)館的功能本場(chǎng)景是實(shí)現(xiàn)一個(gè)地面上的一個(gè)虛擬圖書(shū)館。它將采取有效的方式將二維、三維、圖形、影像、背景、燈光、視角等結(jié)合在一起。瀏覽者可以在虛擬圖書(shū)館內(nèi)進(jìn)行漫游，向四周觀察，行動(dòng)也不受約束，非常自由。222建立對(duì)象集有了一個(gè)大致的想法后可以把場(chǎng)景進(jìn)行細(xì)化，該虛擬場(chǎng)景可以細(xì)化為多個(gè)對(duì)象集。大致可以分成椅子、書(shū)柜、電燈和壁畫(huà)四個(gè)對(duì)象集。其中椅子場(chǎng)景又包括若干個(gè)自己和若干個(gè)長(zhǎng)方形桌子；書(shū)柜場(chǎng)景包含若干個(gè)單個(gè)書(shū)柜和連體書(shū)柜；電燈場(chǎng)景包括12個(gè)吊燈；壁畫(huà)場(chǎng)景包括4個(gè)壁畫(huà)。223物體的基本造型對(duì)對(duì)象進(jìn)行了細(xì)化后就要研究每一個(gè)物體，由于每一個(gè)物體都有物理特性，所以就要研究物體的基本造型，包括形狀、顏色、材質(zhì)、發(fā)光、空間位置、圖片、光源、視點(diǎn)等等。由于基本造型眾多，需要在3DMAX里詳細(xì)描述，在這里就不一一舉例了。224虛擬圖書(shū)館的要求首先瀏覽者可以與場(chǎng)景內(nèi)的物體和對(duì)象進(jìn)行近距離的接觸，計(jì)算機(jī)不能呆板的設(shè)定用戶，用戶可以在整個(gè)場(chǎng)景中隨意瀏覽，有相當(dāng)大的自由度。第二，運(yùn)行環(huán)境要盡可能低，減少不必要的計(jì)算，避免冗余節(jié)點(diǎn)23詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)詳細(xì)設(shè)計(jì)階段的根本目標(biāo)是確定應(yīng)該怎樣具體實(shí)現(xiàn)所要求的系統(tǒng)，也是就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段的設(shè)計(jì)工作，應(yīng)該得出對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的精確描述，詳細(xì)設(shè)計(jì)結(jié)果基本上決定了最終的程序代碼的質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)虛擬圖書(shū)館系統(tǒng)，需要比較全面的掌握VRML語(yǔ)言，能夠熟練的掌握其中大部分節(jié)點(diǎn)的特性。而且整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程都需要對(duì)三維立體空間有一定的空間想象能力，空間定點(diǎn)也就成立設(shè)計(jì)過(guò)程中重要的一環(huán)。當(dāng)然，有了3DMAX的輔助，為設(shè)計(jì)過(guò)程提供了很大的方便。在如下的詳細(xì)設(shè)計(jì)中著重對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的重要技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。2313D建模過(guò)程（1）墻體的創(chuàng)建首先選擇工具面板，然后選擇矩形工具后拉出一個(gè)矩形，修改參數(shù)為1400020000MM。接著再拉出兩個(gè)50001000MM的矩形，選擇捕捉工具，進(jìn)行捕捉頂點(diǎn)操作，然后放在大矩形的最左端，上下各一個(gè)，為下面制作窗戶做準(zhǔn)備。用同樣的方法，為書(shū)柜大廳里也拉出兩個(gè)矩形，然后用捕捉工具，放在適當(dāng)?shù)奈恢脼橄旅嬷谱鞔皯糇鰷?zhǔn)備。選擇直線工具，開(kāi)啟頂點(diǎn)捕捉工具將剛才建立好的矩形描繪出來(lái)，此時(shí)需要注意，現(xiàn)在的操作應(yīng)該細(xì)致認(rèn)真，不然容易造成繪制的圖形發(fā)生偏離。描繪完畢后，基本的墻體線條描繪完畢，下面繼續(xù)將墻體“擠出”。CTRLA全部選擇描繪好的線條，然后在工具面板里修改器列表中，選擇“擠出”工具，并修改參數(shù)為3000MM，此時(shí)可以得出墻體模型。墻體建立完畢后，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在右側(cè)選項(xiàng)中選擇轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，接著進(jìn)行下一步修改。在工具面板中選擇多邊形工具，然后選中墻體所有的“面”然后在工具面板里的編輯多邊形下拉菜單中選擇翻轉(zhuǎn)按鈕，使的墻體的法線翻轉(zhuǎn)，這樣才能在圖書(shū)館內(nèi)部看到想要的效果，不然將是漆黑一片。下面需要對(duì)墻體內(nèi)部進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化修改。首先選擇墻體，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇對(duì)象屬性，進(jìn)入屬性選擇菜單后，在“背面消隱”選項(xiàng)的前面打鉤選擇，這樣可以使墻體的面對(duì)著我們的面進(jìn)行消隱，為下面的操作提供了方便。（如圖21）圖21墻體的建立（2）窗體的創(chuàng)建首先選擇墻體上事先建好的兩條線，選擇完畢后，點(diǎn)擊“連接”工具，然后輸入?yún)?shù)2400MM，這是窗體的高度。然后點(diǎn)擊“多邊形”工具，選擇面，再選中窗體,然后點(diǎn)擊編輯多邊形面板里面的“擠出”按鈕，輸入?yún)?shù)240MM，以達(dá)到更為逼真的效果。然后選擇分離，使其與墻體分離，并命名為窗框。（如圖22）圖22窗框然后關(guān)閉子物體,再次選擇窗框，為了操作方便，使用快捷鍵ALTQ，使窗體孤立。點(diǎn)擊工具欄選擇按鈕，選擇“邊”選項(xiàng)，然后選取窗體兩邊，點(diǎn)擊編輯幾何體下面的“連接”選項(xiàng)，輸入?yún)?shù)2600MM，然后再次選擇最上方的兩條邊，再次連接，在其中央做出一條線。接著選擇下方兩條邊，繼續(xù)進(jìn)行連接操作，然后連接出第三條邊。此時(shí)可看出窗體大致形狀。最后，點(diǎn)擊“面”工具，選擇整個(gè)窗體，然后選擇編輯多邊形下面“插入”工具，在插入面板里，選擇“按多邊形”插入方式，然后輸入變量30MM。再選擇“擠出”工具，輸入?yún)?shù)30MM。為了是窗體更為逼真，立體感更強(qiáng)，需要對(duì)窗體重復(fù)進(jìn)行插入操作，分別輸入?yún)?shù)為10MM和10MM，此時(shí)得到的窗體就更為立體。完成后，點(diǎn)擊面選擇工具，將窗體的五個(gè)面刪除，此時(shí)窗體完成。依照上面的步驟，將圖書(shū)館室內(nèi)的窗戶全部完成。（如圖23）圖23窗體整體（3）墻角線的建立首先選擇“面”選項(xiàng)，將建好的墻體全部選擇中，然后在編輯幾何體界面下選擇切片平面工具，接著看著圖形緩慢移動(dòng)切線，并將參數(shù)修改為260MM。然后進(jìn)行切割，切割完畢后可以看到距地面260MM處出現(xiàn)一條環(huán)形切線。因?yàn)閴蔷€和墻面的材質(zhì)不同，所以需要對(duì)墻角線和墻面賦予不同的材質(zhì)。選擇切割好的墻角線，然后選擇“分離”工具將其與墻面分離。按F鍵進(jìn)入前視圖，點(diǎn)擊穿越選擇工具，然后選擇墻角面，選擇面工具，選擇分離工具，命名為墻角線，使之完成分離。因?yàn)閴蔷€有向外凸出效果，所以對(duì)其進(jìn)行細(xì)化，選擇所有墻角線，然后選擇擠出工具，選擇按各自的法線擠出，并輸入?yún)?shù)20MM。（如圖24）圖23墻角線完成（4）書(shū)柜的制作首先創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為1800MM，寬度為1100MM，高度為1800MM的長(zhǎng)方體，并命名為書(shū)柜。第二步，再分別建立4個(gè)長(zhǎng)度，寬度，高度都為70MM的長(zhǎng)方體，并用“對(duì)其”工具，使他們分別與書(shū)柜的四個(gè)邊角對(duì)齊。改變4個(gè)書(shū)角的顏色，然后命名為“書(shū)角”。鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊書(shū)柜，將其轉(zhuǎn)換成可編輯的多邊形，然后對(duì)其進(jìn)行細(xì)化。點(diǎn)擊“邊”工具，選擇一條邊，然后加選同一個(gè)面上的另一條邊，選擇“連接”工具連接兩條邊，輸入?yún)?shù)2，使所選擇的面分段為兩端。接著選擇書(shū)柜已劃分成兩段的面，選擇“面”工具將它們選中。然后點(diǎn)擊插入工具，選擇按多邊形插入，然后輸入?yún)?shù)20MM。最后對(duì)其進(jìn)行擠出操作，形成柜子內(nèi)陷的效果。點(diǎn)擊擠出按鈕，選擇按組擠出，然后輸入?yún)?shù)50MM。，確定后各得到如下圖形。為了讓書(shū)柜更加逼真，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化，對(duì)其進(jìn)行圓滑處理。首先選擇中整個(gè)書(shū)柜，然后需要在其四周加上環(huán)切線。在編輯幾何體選項(xiàng)里，選擇使用NURMS細(xì)分，這樣就能使書(shū)柜的表面和四周更加圓滑和逼真，不會(huì)出現(xiàn)很突兀的棱角。最后為書(shū)柜選擇適當(dāng)?shù)念伾M(jìn)行顏色處理，書(shū)柜制作完成。（如圖24）圖24書(shū)柜模型（5）吊燈的制作首先創(chuàng)建一個(gè)半徑為80MM，高度為200MM的圓柱形作為天花板吊燈的底座，然后將其轉(zhuǎn)化為可編輯的多邊形，對(duì)其進(jìn)行略微修改。然后建立一個(gè)長(zhǎng)度為2200MM，寬度為450MM，高度為40MM的長(zhǎng)方體，作為吊燈的底座面。同樣的方法，將其轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形，將其四周加上環(huán)切線，再用圓滑的方式將其展現(xiàn)。然后再其兩側(cè)分別建立兩個(gè)長(zhǎng)度為450MM，寬度為10MM，高度為200MM的長(zhǎng)方體，再用對(duì)齊工具將它與底座面的兩邊對(duì)齊，然后用復(fù)制工具復(fù)制另一個(gè)，仍然將其對(duì)齊于底座面的另一邊。最后將底座和底座面合并，用移動(dòng)工具移動(dòng)底座，使它的軸心和底座面的軸心重合，避免兩者之間出現(xiàn)縫隙，然后進(jìn)出頂視圖觀察，看是否移動(dòng)到位，如果沒(méi)有，繼續(xù)移動(dòng)，直到兩者無(wú)縫連接。此時(shí)完成吊燈的整體框架，下面將制作燈管。用同樣的方法，首先創(chuàng)建一個(gè)半徑為50MM，高度為2000MM的圓柱體。此時(shí)燈管體已經(jīng)完成，下面為其制作接口部分，創(chuàng)建一個(gè)半徑為70MM，高度為50MM的圓柱體，然后選擇“旋轉(zhuǎn)”工具，將其按Y軸旋轉(zhuǎn)90度，然后將其移動(dòng)至燈管體一側(cè)，然后點(diǎn)擊CTRLV對(duì)其進(jìn)行復(fù)制，然后將其移動(dòng)至燈管另一側(cè)，移動(dòng)時(shí)依照坐標(biāo)系精確移動(dòng)，并用頂視圖進(jìn)行觀察，以確保燈管和接口的無(wú)縫連接。最后，將燈管打包成組，便于整體移動(dòng)。接著將燈管和底座進(jìn)行合并，首先選中燈管部分，利用移動(dòng)工具和坐標(biāo)系參數(shù)輸入的方式將燈光放在底座上合適的位置。最后使用“對(duì)齊”工具，將燈管和底座的兩端對(duì)其，選擇“對(duì)齊”工具后，點(diǎn)擊吊燈底座，然后勾選X軸，再選擇將燈管X軸的最大值與電燈底座的X軸的最大值對(duì)齊。對(duì)其完畢后，用同樣的方法，轉(zhuǎn)到透視圖，對(duì)電燈整體進(jìn)行檢查，如果沒(méi)有問(wèn)題，則電燈制作完畢。（如圖25）圖25吊燈（6）桌子椅子的制作首先點(diǎn)擊文件下拉菜單，點(diǎn)擊場(chǎng)景重置，將界面內(nèi)其他物體清除掉。然后設(shè)定系統(tǒng)尺寸，在自定義下拉菜單下，點(diǎn)擊單位設(shè)置，將顯示單位比例和系統(tǒng)單位設(shè)置都選定為毫米。選擇創(chuàng)建按鈕，鍵盤(pán)輸入創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為25MM，寬度為25MM，高度為500MM的長(zhǎng)方體。然后點(diǎn)擊L進(jìn)入左視圖，在圖形上按鼠標(biāo)右鍵，將其轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形物體，然后選擇頂點(diǎn)工具選擇最上面的四個(gè)頂點(diǎn)，將其向左移動(dòng)150MM，接著需要向上再擠出200MM，進(jìn)入透視圖，選擇面工具，選擇最上面的面，然后進(jìn)入編輯多邊形下拉菜單里的擠出設(shè)定工具，輸入?yún)?shù)200MM，因?yàn)橐巫油扔袕澢Ч枰獙?duì)其加一圈環(huán)切線，在椅子腿中間加完一圈環(huán)切線之后，選中移動(dòng)工具，將環(huán)切線向右拉動(dòng)一定距離即可。由于椅子靠背上部也有彎曲效果，用同樣的方法，選中最上面的四個(gè)頂點(diǎn)，然后將其向右拉動(dòng)一定的距離。為了使椅子腿更加圓滑，需要為其邊緣添加一些倒角，所以在其四周加上幾圈環(huán)切線，以達(dá)到所要效果。制作完畢后，將其命名為“椅子腿”。接著制作椅子的橫撐，首先創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為400MM，寬度為25MM，高度為25MM的長(zhǎng)方體。然后將其移動(dòng)至高度為400MM的位置，鼠標(biāo)右鍵單擊移動(dòng)工具，然后輸入?yún)?shù)400即可，再將它向前推拉至適當(dāng)?shù)奈恢?。接著將橫撐轉(zhuǎn)換為可編輯多邊形物體，然后選擇“線”工具，為其四周添加幾圈環(huán)切線，已達(dá)到圓滑效果。最后為其命名為“橫撐”。此時(shí)再次選中橫撐，CTRLV對(duì)其復(fù)制，復(fù)制完畢后需要對(duì)其旋轉(zhuǎn)可得到椅子腿，點(diǎn)擊旋轉(zhuǎn)按鈕，在X軸輸入角度90，然后鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊移動(dòng)工具，輸入?yún)?shù)200MM，然后再次推拉將其移動(dòng)至適當(dāng)?shù)奈恢?。也可用?duì)齊工具，是它的Z軸最大短與另一個(gè)椅子腿Z軸最大端對(duì)其。由于椅子兩側(cè)是對(duì)稱的，所以選中現(xiàn)在建好的所有模型，CTRLV復(fù)制后，將其整體沿著Y軸移動(dòng)400個(gè)單位，鼠標(biāo)右鍵單擊移動(dòng)工具，然后輸入?yún)?shù)400MM即可。接著對(duì)椅子的橫撐進(jìn)行復(fù)制，旋轉(zhuǎn)移動(dòng)后利用對(duì)齊工具，使各個(gè)坐標(biāo)軸對(duì)齊，即可得到椅子的整體框架。（如圖56）圖26椅子框架下面繼續(xù)對(duì)椅子面進(jìn)行創(chuàng)建，首先創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為400MM，寬度為400MM，高度為20MM的長(zhǎng)方體，然后選擇“對(duì)齊”工具，將其Z軸的最小對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)物體的最大，然后進(jìn)行拖拉將其移動(dòng)至適當(dāng)?shù)奈恢?。由于椅子面有一個(gè)向下彎曲的效果，所以需要在椅子面中間加上三條環(huán)切線，首先選擇線工具，選擇椅子面的其中一邊，然后單擊環(huán)形按鈕，選中桌子面邊緣的所有邊，然后選擇連接，輸入?yún)?shù)3，即可為桌子面添加3條環(huán)切線，然后分別選擇這三條線，分別向上或向下進(jìn)行微調(diào)，使得椅子面有向下彎曲的效果。然后在椅子面的四種的面進(jìn)行擠出工作，使得椅子面的四周能夠包住椅子腿。最后進(jìn)行椅子靠背的制作，用同樣的方法，創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為20MM，寬度為450MM，高度為200MM的長(zhǎng)方體，然后將其轉(zhuǎn)換為可編輯的多邊形物體，點(diǎn)擊L進(jìn)入左視圖，點(diǎn)擊F4打開(kāi)線框顯示，然后將其放在高度約為500MM的位置，然后選擇頂點(diǎn)工具，選擇椅子靠背最上面的四個(gè)頂點(diǎn)，接著向右側(cè)拉動(dòng)，使椅子靠背得到傾斜的效果，最后選擇“對(duì)齊”工具，使椅子靠背和目標(biāo)物體的軸心對(duì)齊即可。然后利用上面的方法同樣使椅子靠背有向后彎曲的效果。桌子的制作和椅子基本相同，在此不再重復(fù)敘述。最后利用復(fù)制工具，可以得到多張椅子，通過(guò)移動(dòng)和鏡像工具，將椅子放在桌子的兩側(cè)即可，此時(shí)桌子椅子建模完畢。（如圖27）圖27桌子椅子模型（7）場(chǎng)景貼圖及物體的合并首先，需要賦予窗戶玻璃材質(zhì)，但是3DMAX中的玻璃材質(zhì)在VRML中無(wú)法顯示，所以在這種情況下，需要對(duì)窗體進(jìn)行修改，以便為后期制作提供必要的準(zhǔn)備。先在窗體中間添加一個(gè)長(zhǎng)方體，以方便后期貼圖使用。選擇窗體，然后按ALTQ，將窗體孤立，然后按T進(jìn)入頂視圖，開(kāi)啟頂點(diǎn)捕捉工具，在兩個(gè)頂點(diǎn)直接建立一個(gè)長(zhǎng)方體，然后進(jìn)入修改面板，調(diào)整長(zhǎng)方體大小，使其覆蓋整個(gè)窗體。最后按L進(jìn)入左視圖，移動(dòng)長(zhǎng)方體將其移至窗體中間，用同樣的方法，對(duì)剩下的窗體進(jìn)行相同的材質(zhì)。所有的窗體修改完畢后，下面對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行賦予響應(yīng)的材質(zhì)。首先按H打開(kāi)按名字選擇菜單，選中墻體，然后打開(kāi)材質(zhì)編輯器，先點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵將材質(zhì)球轉(zhuǎn)換為64顯示，選擇一個(gè)材質(zhì)球，將標(biāo)準(zhǔn)材質(zhì)轉(zhuǎn)換為建筑材質(zhì)，然后點(diǎn)擊漫反射顏色，對(duì)顏色進(jìn)行調(diào)節(jié)，分別輸入?yún)?shù)R233，G233，B233，此時(shí)將材質(zhì)賦予給墻體，賦予完畢后看墻體的顏色是否合適，不合適用同樣的方法進(jìn)行微調(diào)。接著為地面賦予瓷磚的材質(zhì)，同樣的方法，選中地板，打開(kāi)材質(zhì)編輯器，選擇建筑材質(zhì)，然后在圖片庫(kù)內(nèi)選擇一張瓷磚的圖片拖拉至漫反射貼圖右方的空白處，然后點(diǎn)擊在視窗里顯示貼圖，從視窗里可以看出，由于貼圖較大，需要在對(duì)貼圖進(jìn)行調(diào)整，點(diǎn)擊漫反射貼圖，將平鋪數(shù)據(jù)改為44，由于地板是不規(guī)則圖形，貼圖此時(shí)無(wú)法顯示，所以需要進(jìn)入修改器下拉菜單，進(jìn)入U(xiǎn)V坐標(biāo)，然后選擇UVW貼圖即可完成對(duì)地板的貼圖。用同樣的方法，對(duì)墻體賦予建筑材質(zhì)，輸入?yún)?shù)R203，G203，B203，然后將材質(zhì)賦予墻體，最后分別將天花板和墻角線也賦予相應(yīng)的材質(zhì)。下面將前面做好的模型導(dǎo)入此場(chǎng)景，首先打開(kāi)文件菜單，在下拉菜單里選擇合并選項(xiàng)，然后在相應(yīng)的文件夾下選擇桌子椅子，在選項(xiàng)框中選擇全部，然后確定，此時(shí)桌子椅子導(dǎo)入完成。下面將桌子椅子用移動(dòng)工具放在合適的位置，然后CTRLV對(duì)其進(jìn)行若干次復(fù)制，得到多組物體，然后將其放在圖書(shū)館的各個(gè)相應(yīng)的位置，然后按F3看整體布置是否恰當(dāng)，如果有偏差，則仍需要用移動(dòng)工具進(jìn)行調(diào)試。接著繼續(xù)將書(shū)柜合并入場(chǎng)景之中，導(dǎo)入場(chǎng)景之后，先將書(shū)柜打包成組，以便下面復(fù)制操作，先選中書(shū)柜的所有組件，然后在組下拉菜單中點(diǎn)擊成組即可。但是由于書(shū)柜的方向不對(duì)，需要對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作，選中書(shū)柜，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)”工具，然后在偏移坐標(biāo)軸Z軸中輸入?yún)?shù)90，此時(shí)書(shū)柜朝向改變，得到想要的效果。下面用同樣的方法，將書(shū)柜放在適當(dāng)?shù)奈恢?，然后?duì)其進(jìn)行復(fù)制，經(jīng)過(guò)若干次復(fù)制后，將這些書(shū)柜放置于大廳的各個(gè)位置即可。最后導(dǎo)入電燈，導(dǎo)入后將電燈沿著Z軸方向移動(dòng)即可，方法同上，最終完成物體的合并。如圖（28）圖28整體場(chǎng)景（8）燈光和攝像機(jī)的創(chuàng)建首先打開(kāi)創(chuàng)建面板，點(diǎn)擊燈光按鈕，選擇泛光燈，按T進(jìn)入頂視圖，然后最大化顯示，對(duì)燈光進(jìn)行調(diào)節(jié)，移動(dòng)泛光燈的位置和焦距，然后在透視圖內(nèi)看光線效果，由于在VRML里還需要用代碼進(jìn)行調(diào)節(jié)，再次只需調(diào)整為大致的效果即可。接著在場(chǎng)景內(nèi)放置幾臺(tái)攝像機(jī)，可以為后面漫游是提供方便，首先點(diǎn)擊創(chuàng)建面板里的攝像機(jī)按鈕選擇目標(biāo)攝像機(jī)，然后在頂視圖內(nèi)調(diào)節(jié)位置和角度，焦距越長(zhǎng)，則視野越小，焦距越大，視野越大，一般人的視角為120度，所以在焦距選擇框內(nèi)輸入?yún)?shù)43即可，然后在透視圖內(nèi)觀察視野是否合適，然后在頂視圖內(nèi)調(diào)節(jié)位置，達(dá)到理想的效果，在透視圖內(nèi)按C可進(jìn)入第一人稱視角，此時(shí)觀察攝像機(jī)是否達(dá)到預(yù)期效果，如果沒(méi)有，繼續(xù)進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完畢后，可以繼續(xù)添加若干個(gè)攝像機(jī)，方法相同。232VRML文件的導(dǎo)出與后期制作（1）建模完畢后，選擇文件下拉菜單下面導(dǎo)出選項(xiàng)，在導(dǎo)出對(duì)話框內(nèi)選擇保存類型為VRML97格式，并命名為“圖書(shū)館”，在VRML97導(dǎo)出界面中，選中“縮進(jìn)”，“基本線”以及“坐標(biāo)插補(bǔ)器”選項(xiàng)，然后點(diǎn)擊確定。導(dǎo)出成功后，會(huì)生成一個(gè)名為“圖書(shū)館WRL”的文件，將其用VRMLPAD打開(kāi)，會(huì)顯示出代碼編輯界面。（如圖29）圖29代碼界面下面通過(guò)用代碼編輯的方式對(duì)模型進(jìn)行貼圖，燈光，視點(diǎn)等進(jìn)行操作。由代碼界面可知，在3DMAX中的模型都轉(zhuǎn)換為一個(gè)個(gè)父節(jié)點(diǎn)，每個(gè)父節(jié)點(diǎn)包含若干個(gè)子節(jié)點(diǎn)，這些子節(jié)點(diǎn)是模型的各個(gè)組成部分，下面開(kāi)始對(duì)模型進(jìn)行貼圖。物體的外部貼圖是由外觀域節(jié)點(diǎn)控制，外觀域（APPEARANCE）節(jié)點(diǎn)是一級(jí)域節(jié)點(diǎn)，用在SHAPE節(jié)點(diǎn)中為APPEARANCE域的域值，它分為兩種情況第一是節(jié)點(diǎn)中使用材質(zhì)域，用來(lái)說(shuō)明物體表面的材質(zhì)，域值使用材質(zhì)域節(jié)點(diǎn)表示。下面對(duì)材質(zhì)域進(jìn)行調(diào)節(jié)，VRML的色彩設(shè)計(jì)分為兩種類型，一種為整體造型添加同樣的顏色，另一種為造型添加變化的顏色。3第一種較為簡(jiǎn)單，只需為DIFFUSECOLOR域的域值設(shè)定一組合適的RGB分量值，就完成了對(duì)造型基本顏色的設(shè)計(jì)，瀏覽器會(huì)自動(dòng)為整體造型的各個(gè)表面添加相同的漫反射顏色，下面就使用此種方法。首先打開(kāi)左側(cè)名字為“書(shū)柜”的父節(jié)點(diǎn)，然后鼠標(biāo)放置于程序“MATERAL”位置，單擊頂部工具欄的材質(zhì)編輯命令，進(jìn)入材質(zhì)設(shè)置編輯器。在該編輯器中，通過(guò)鼠標(biāo)操作可以編輯材質(zhì)的DIFFUSECOLOR域，SPECULARCOLOR域，SHININESS域和AMBIENT域等，也以一邊調(diào)整一邊觀看效果。需要注意的的是COLOR顏色節(jié)點(diǎn)的設(shè)置優(yōu)于METERIAL材質(zhì)節(jié)點(diǎn)的顏色設(shè)置，使用COLOR顏色節(jié)點(diǎn)后，METERIAL材質(zhì)節(jié)點(diǎn)的EMISSIVECOLOR域設(shè)定的顏色將會(huì)失效，所以可以省略掉APPEARANCE外觀域的全部設(shè)置。對(duì)于書(shū)柜其DIFFUSECOLOR的參數(shù)分別為05294，02314，003137。此時(shí)如果效果已經(jīng)調(diào)整好，則不需要進(jìn)行下面的貼圖步驟。但是由于書(shū)柜材質(zhì)是木制的，所以只在才是編輯界面是無(wú)法實(shí)現(xiàn)書(shū)柜的木制效果，所以需要再為書(shū)柜的外表貼上木制的材質(zhì)貼圖。貼圖域的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)為IMAGETEXTUREURL“圖像文件名”，其中URL域說(shuō)明貼圖使用的圖形名稱和位置，必須為全名，相對(duì)位置和絕對(duì)位置都可以。需要注意的是，VRML只支持JPG和GIF圖像格式。接著對(duì)書(shū)柜內(nèi)部面的材質(zhì)進(jìn)行編輯，此時(shí)用到INDEXEDFACESET面集節(jié)點(diǎn)，它和線集節(jié)點(diǎn)一樣，有COLOR，COLORINDEX和COLORPERVERTEX三個(gè)域值用于為所創(chuàng)建的平面造型著色，由于在建模過(guò)程中顏色已經(jīng)確定，所以此時(shí)不需進(jìn)行修改。用同樣的方法，找到圖書(shū)館內(nèi)各個(gè)模型的父節(jié)點(diǎn)，然后進(jìn)入代碼編輯命令面板，對(duì)各個(gè)圖形的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行材質(zhì)的編輯和表面的貼圖，完畢后進(jìn)行調(diào)試，進(jìn)入視圖模式后看效果，如果有錯(cuò)誤則退出檢查代碼是否出現(xiàn)錯(cuò)誤并加以修改。（2）圖書(shū)館建模完畢后，由于四周全是黑色，效果很差，沒(méi)有周圍景物的襯托，顯得非常單調(diào)，所以還要為圖書(shū)館的周圍添加上場(chǎng)景環(huán)境。在VRML中虛擬背景分為全景空間背景和天體空間背景兩種全景空間背景是一個(gè)將造型包圍在里面的空間立方體，具有前后左右上下六個(gè)平面，可以根據(jù)圖書(shū)館周圍的需要設(shè)置不同的材質(zhì)和圖片。天體空間背景是一個(gè)無(wú)窮大的空間球體，分為天空背景和地面背景。天空和地面的劃分以地平線為界。地平線位于原始坐標(biāo)系XOZ平面向后延伸的無(wú)窮遠(yuǎn)處，上面的球體是天空，下面的球體是地面。背景和造型的嵌套關(guān)系是造型在最里面，全景空間背景的立方體為中間包圍層，天體空間背景的無(wú)窮大球體是最外面的包圍層。如果同時(shí)增加了全景空間和天空空間兩種背景，可以通過(guò)設(shè)置全景空間背景的透明度值決定能否看到天空和地面的顏色。在默認(rèn)的情況下，沒(méi)有全景空間背景，天空和地面均為黑色。下面要用到BACKGROUND背景節(jié)點(diǎn)，它可以是任意組節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，用于在當(dāng)前坐標(biāo)系中創(chuàng)建全景空間或天體空間背景?？臻g背景在空間變換中僅受到坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)變化的影響，不受坐標(biāo)系平移或縮放變換的影響，因此在這種情況下，瀏覽者是不可能靠近背景，只能從不同的角度觀察全景空間背景。BACKGROUND背景節(jié)點(diǎn)包括若干個(gè)域值，SKYCOLOR域的域值由一系列RGB顏色組成，用于設(shè)定天體背景中天體的顏色，默認(rèn)為黑色。SKYANGLE域的域值用于設(shè)定天空著色位置所需的空間角度，角度用弧度表示。相對(duì)應(yīng)的GROUNDCOLOR域和GROUNGANLE域分別用于表示地面顏色和角度。3為圖書(shū)館創(chuàng)建天空背景，需要模擬真實(shí)的立體天空空間效果，必須采用梯度著色的方法。在BACKGROUND背景節(jié)點(diǎn)中，首先對(duì)SKYCOLOR域的域值進(jìn)行多種顏色的設(shè)置，天空的顏色排列方向從上到下，從垂直的頂部到水平處一次渲染。然后在SKYANGLE域的域值中，為每一種顏色提供一個(gè)空間角度，角度用垂直頂部開(kāi)始度量，由于默認(rèn)起始角度為0弧度在設(shè)置中被省略，所以天空角度的設(shè)置數(shù)目總比天空顏色的設(shè)置數(shù)目少一個(gè)。即第一種顏色對(duì)應(yīng)于起始角度，第二種顏色對(duì)應(yīng)于設(shè)置的第一個(gè)角度，第三種顏色對(duì)應(yīng)于設(shè)置的第二個(gè)角度，以此類推。角度之間為兩種顏色的過(guò)渡區(qū)域。創(chuàng)建一個(gè)多色的天空背景，有頂部的藍(lán)色，中間的天藍(lán)色到水平處的白色，形成一個(gè)顏色梯度變化的天空背景。接著創(chuàng)建地面背景，創(chuàng)建地面背景梯度著色的方法與創(chuàng)建天空背景時(shí)大體相同，在BACKGROUND背景節(jié)點(diǎn)中，利用GROUNDCOLOR域和GROUNDANGLE域的域值，設(shè)置一組地面顏色及確定顏色渲染位置的空間角度。地面角度的起始位置與天空角度不同，地面角度0度位于正下方，90度位于地平線，地面角度按升序排列。第一種地面顏色對(duì)應(yīng)于地面角的起始位置，即地面背景的正下方；第二種顏色對(duì)應(yīng)于第一個(gè)地面角的位置，以此類推。此時(shí)，圖書(shū)館的外部場(chǎng)景環(huán)境設(shè)置完畢。（3）由于圖書(shū)館內(nèi)部并沒(méi)有設(shè)置燈光，所以內(nèi)部的光線暗淡，與現(xiàn)實(shí)效果不服，所以需要對(duì)其進(jìn)行燈光的添加和設(shè)置。在VRML中，默認(rèn)情況下，瀏覽器會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)白色頭燈光源HEADLIGHT。此光源為平行光束，與瀏覽者的視點(diǎn)同步運(yùn)動(dòng)，始終照亮瀏覽者的前方。頭燈光源可以通過(guò)設(shè)置NAVIGATIONINFO節(jié)點(diǎn)的HEADLIGHT域的域值，控制光源打開(kāi)或關(guān)閉，默認(rèn)缺省情況下，頭燈為打開(kāi)狀態(tài)，光源的顏色無(wú)法改變。此外，還可以人工設(shè)置三種類型的光源點(diǎn)光源，平行光源和錐光源。其中點(diǎn)光源和常見(jiàn)的燈泡類似，由一個(gè)發(fā)光點(diǎn)向整個(gè)空間散發(fā)光線。平行光則是始終朝著一個(gè)特定的方向發(fā)射光線，在場(chǎng)景中產(chǎn)生一組完全平行的光照效果。錐光源類似于帶罩的臺(tái)燈，由一個(gè)發(fā)光點(diǎn)向一個(gè)特定的方向照亮圓錐體。光源的顏色可以再COLOR域中，由一個(gè)RGB顏色域值進(jìn)行設(shè)置。在VRML創(chuàng)建的光源與現(xiàn)實(shí)世界中的光源最大的差異是無(wú)法自動(dòng)產(chǎn)生陰影，需要通過(guò)人為設(shè)置已達(dá)到陰影效果。下面對(duì)圖書(shū)館的內(nèi)部進(jìn)行點(diǎn)光源的設(shè)置，點(diǎn)光源由發(fā)光點(diǎn)向四面八方發(fā)射亮度相同的光線，各個(gè)方向具有相同性，很適合作為圖書(shū)館內(nèi)的燈光。由于在3DMAX中燈光的位置已經(jīng)確定，所以在此不需要再對(duì)燈源的坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，只需要對(duì)燈源的顏色，輻射半徑，明亮程度等進(jìn)行設(shè)置。POINTLIGHT點(diǎn)光源節(jié)點(diǎn)也包括若干個(gè)域值，其中ON域值用于設(shè)定點(diǎn)光源的打開(kāi)與關(guān)閉；LOCATION用于設(shè)定點(diǎn)光源在當(dāng)前坐標(biāo)