關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)在辦公自動(dòng)化場(chǎng)景中的應(yīng)用

關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)在辦公自動(dòng)化場(chǎng)景中的應(yīng)用

論文關(guān)鍵詞：辦公自動(dòng)化虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)及操作

論文摘要：辦公自動(dòng)化是近年隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展而提出來(lái)的新概念。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬其關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)及操作過(guò)程．從而構(gòu)建出一個(gè)仿真的理論教學(xué)演示環(huán)境，以便在缺乏硬件設(shè)備或硬件設(shè)備投入不足的情況下達(dá)到掌握辦公自動(dòng)化設(shè)備的另一種方式。

辦公自動(dòng)化采用Internet／Intranet技術(shù)，基于工作流的概念口]，是以計(jì)算機(jī)為中心，采用一系列現(xiàn)代化的辦公設(shè)備(如復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、電話機(jī)傳真機(jī)、掃描儀、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)和先進(jìn)的通信技術(shù)，廣泛、全面、迅速地收集、整理、加工、存儲(chǔ)和使用信息。本文利用虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言模擬現(xiàn)實(shí)辦公自動(dòng)化的情形，從另一個(gè)角度探討虛擬現(xiàn)實(shí)在辦公自動(dòng)化場(chǎng)景設(shè)計(jì)中的實(shí)現(xiàn)和現(xiàn)實(shí)意義。

1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言的描述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、多種虛擬現(xiàn)實(shí)專用設(shè)備和軟件構(gòu)造出一種虛擬環(huán)境，實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境直接進(jìn)行自然交互和溝通的技術(shù)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為人類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)虛擬空間，可向參與者提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)、導(dǎo)航漫游等身臨其境的感受，并與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的三維實(shí)體進(jìn)行交互和感知。

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言(VirtualRealityModelingLanguage，VRML)是一種進(jìn)行三維造型和渲染的圖形描述性語(yǔ)言，可以通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)虛擬場(chǎng)景而達(dá)到現(xiàn)實(shí)中的效果。它把“虛擬世界”看成是一個(gè)“場(chǎng)景”，而場(chǎng)景中的一切都被看作“對(duì)象”(也稱為節(jié)點(diǎn))]。VRML主要是為了在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫(huà)效果及基于三維對(duì)象用戶的交互。它改變了原來(lái)互聯(lián)網(wǎng)上的單調(diào)、交互性差的弱點(diǎn)，將人的行為作為瀏覽器的主體，VRML創(chuàng)造的是一個(gè)可進(jìn)入、可參與的虛擬世界，使得人們可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上看到生動(dòng)活潑、逼真的三維立體世界，并可以自由地在網(wǎng)絡(luò)上遨游、馳騁。

2虛擬辦公自動(dòng)化場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)通過(guò)模擬“真實(shí)環(huán)境、場(chǎng)景和造型”，從而把“虛擬空間”和“現(xiàn)實(shí)空間”有機(jī)地結(jié)合。在VRML中，其所提供的節(jié)點(diǎn)不僅可以創(chuàng)建出逼真的現(xiàn)實(shí)物體，還可以通過(guò)各種技術(shù)之間的融合模擬現(xiàn)實(shí)存在的動(dòng)畫(huà)效果以及人與現(xiàn)實(shí)中的交互現(xiàn)象。虛擬辦公自動(dòng)化場(chǎng)景的建立就是依賴于這種技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的，以辦公自動(dòng)化設(shè)備中常見(jiàn)的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等為例，闡述虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)辦公自動(dòng)化場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于實(shí)際的物體來(lái)說(shuō)，最主要的基本特征就是它的形狀、材質(zhì)和外觀等。VRML中，shape節(jié)點(diǎn)能夠創(chuàng)建所有造型的節(jié)點(diǎn)，其中g(shù)eometry域用來(lái)描述造型的形狀特征。在復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等設(shè)備中，其形狀特征比較規(guī)整的部分，可以使用幾何造型節(jié)點(diǎn)(包括Box節(jié)點(diǎn)、Sphere節(jié)點(diǎn)、Cone節(jié)點(diǎn)和Cylinder節(jié)點(diǎn))創(chuàng)建；其形狀特征較復(fù)雜的部分可以使用點(diǎn)、線、面集合節(jié)點(diǎn)以及成型節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建造型的外觀。為了使造型更加形象，可以使用外觀節(jié)點(diǎn)Appearance描述造型的基本屬性(基本屬包括：造型的表面是什么顏色、是否有貼圖、表面是否反光以及造型是否透明等)。創(chuàng)建出的設(shè)備造型圖如下圖1、圖2、圖3、圖4所示。

在現(xiàn)實(shí)中，這些辦公自動(dòng)化設(shè)備都有其獨(dú)一無(wú)二的特點(diǎn)及工作原理。為模擬這些現(xiàn)象，使得在教學(xué)中逼真演示其工作過(guò)程，需要根據(jù)設(shè)備自身特點(diǎn)創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)效果。在VRML中，設(shè)置了一個(gè)虛擬的時(shí)鐘——TimeSensor節(jié)點(diǎn)，它向其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)間值，使被描述對(duì)象的狀態(tài)、外觀等隨時(shí)間而變化。復(fù)印機(jī)在曝光、掃描過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)光的變化，通過(guò)利用標(biāo)量插補(bǔ)器ScalarInterpolator改變光照和材質(zhì)的透明度，顏色插補(bǔ)器Col0rInterpolator改變材質(zhì)的顏色可模擬實(shí)現(xiàn)這種變化，同時(shí)配合TouchSensor節(jié)點(diǎn)觸發(fā)動(dòng)畫(huà)效果的開(kāi)始。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)為：

DEFtouchTouchSensor{)

DEFclockTimeSensorfcyclelnterval3．33loopFALSE}

DEFBulblntensityScalarlnterpolator{key[]keyValuer]}

DEFBulbDiffuseColorlnterpolator{key[]keyValue[]}

R0UTEtouch．touchTimeTOclock．startTime

ROUTEclock．fractionchangedTO_fraction

Bulblntensity．setROUTEclock．fractionchangedTOBulbDiffuse．setfraction．

在復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等設(shè)備中，紙的運(yùn)動(dòng)是必不可少的。究其本質(zhì)，在復(fù)印打印過(guò)程中紙的位置和角度發(fā)生改變，為實(shí)現(xiàn)這一效果，可以交互使用TouchSensor節(jié)點(diǎn)、位置插補(bǔ)器PositionInterpolator和方位插補(bǔ)器OrientationInterpolator。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)為

現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，聲音是環(huán)境的一部分，周?chē)錆M著特定物體發(fā)出的聲音和環(huán)境的背景聲音。在VRML中，對(duì)于虛擬場(chǎng)景適當(dāng)?shù)囊寺曇裟苁沟铆h(huán)境更接近于現(xiàn)實(shí)，烘托的效果更好。例如對(duì)于電話的模擬，拿起聽(tīng)筒——按鍵撥號(hào)(發(fā)出聲音)——接通或占線。聽(tīng)筒的拿起可以使用PlaneSensor節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，而按鍵撥號(hào)則使用TouchSensor節(jié)點(diǎn)及Sound節(jié)點(diǎn)之間的交互功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在Sound節(jié)點(diǎn)中，嵌入所需的聲音文件，其格式為：Sound{sourceDEFsoundAudioClip{url””至此，我們已能虛擬實(shí)現(xiàn)復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、電話在實(shí)際運(yùn)行中的各種功能(包括：紙張運(yùn)行、曝光、掃描、觸發(fā)動(dòng)畫(huà)效果、按鍵撥號(hào)、接通或占線聲等)。

計(jì)算機(jī)是辦公自動(dòng)化中的重要設(shè)備，任何軟件產(chǎn)品的運(yùn)行都要依賴于計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)的開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)的模擬以及軟件運(yùn)行過(guò)程的模擬結(jié)合了聲音及視頻的處理L6]。MovieTexture節(jié)點(diǎn)可以引入MPEG文件，意味著可以給造型添加動(dòng)態(tài)的表面貼圖，同時(shí)也可以給場(chǎng)景添加聲音。其中，貼圖的MovieTexture節(jié)點(diǎn)要在Shape節(jié)點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)。其語(yǔ)法結(jié)構(gòu)為：Shape{appearanceAppearance{textureDEFmovieMovieTexture(url””loopTURE))Sound{sourceDEFmovieAudioClip{url””loopTURE}

在場(chǎng)景的創(chuàng)建過(guò)程中，如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)畫(huà)功能，交互功能要求高，僅僅使用VRML提供的節(jié)點(diǎn)來(lái)模擬動(dòng)畫(huà)效果及虛擬對(duì)象的交互是不夠的，這就需要通過(guò)使用Script節(jié)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行虛擬。

一個(gè)Script節(jié)點(diǎn)用以包含一段腳本程序，腳本程序則可接受輸入事件，處理事件中的信息，并產(chǎn)生基于處理結(jié)果的事件。例如：大屏幕在接收計(jì)算機(jī)及投影儀的信號(hào)時(shí)，屏幕上會(huì)產(chǎn)生與計(jì)算機(jī)相同的內(nèi)容；而在關(guān)閉大屏幕時(shí)，這些內(nèi)容會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。對(duì)于這一現(xiàn)象的模擬需要使用Script節(jié)點(diǎn)。

在全部場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)中，運(yùn)用Transform節(jié)點(diǎn)中的translation域控制物體的位置，rotation域控制物體的旋轉(zhuǎn)角度，scale域控制物體的大小，并結(jié)合Group組節(jié)點(diǎn)和Inline內(nèi)聯(lián)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行場(chǎng)景的搭建。同時(shí)場(chǎng)景中設(shè)置了多個(gè)視點(diǎn)，這些視點(diǎn)可以幫助用戶手動(dòng)或自動(dòng)瀏覽場(chǎng)景，并可以通過(guò)改變參數(shù)調(diào)整手動(dòng)瀏覽的速度，使用戶在瀏覽場(chǎng)景的過(guò)程中從不同的角度進(jìn)行觀察，進(jìn)行交互式體驗(yàn)。如下圖5為結(jié)合各種辦公設(shè)備所創(chuàng)建出的虛擬辦公室場(chǎng)景的效果圖。

3總結(jié)

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言(VRML)涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，多媒體及人工智能技術(shù)三大領(lǐng)域，運(yùn)用在自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)和哲學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，具有高效快捷的三維建模、實(shí)時(shí)有效的渲染以及友好的交互性等優(yōu)點(diǎn)。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力。主動(dòng)的交互與被動(dòng)的觀看，有本質(zhì)的差別。本文所創(chuàng)建的虛擬場(chǎng)景在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域的研究和實(shí)踐中將起到廣泛的實(shí)踐作用和巨大的經(jīng)濟(jì)作用。

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