基于VRML的虛擬音頻實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建

摘要虛擬實(shí)驗(yàn)作為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的重要組成部分,在保障教學(xué)效果方面起著不可替代的作用,當(dāng)前教育技術(shù)學(xué)專業(yè)所需的音頻實(shí)驗(yàn)室主要是對(duì)音頻進(jìn)行處理，能為遠(yuǎn)程教育網(wǎng)絡(luò)課程、多媒體CAI課件提供視音頻信號(hào)采集、編輯及回放等。文章對(duì)VRML并結(jié)合3DSMAX在音頻實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)現(xiàn)虛擬實(shí)驗(yàn)的技術(shù)進(jìn)行了探索,并以實(shí)例的形式討論了音頻課程的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的靜態(tài)建模方法及實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)仿真等的關(guān)鍵技術(shù)問題。先用相應(yīng)的軟件進(jìn)行三維建模，突顯出真實(shí)性；再結(jié)合VRML節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)更多的交互性，如信息提示、活動(dòng)門窗、活動(dòng)電腦、燈光亮暗、聲音控制等等，并盡可能的達(dá)到真實(shí)的音頻實(shí)驗(yàn)室的效果。該虛擬音頻實(shí)驗(yàn)室為教育技術(shù)學(xué)中的音頻編輯實(shí)驗(yàn)開拓了新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段。關(guān)鍵詞：VRML、虛擬實(shí)驗(yàn)室、3DSMAX、音頻技術(shù)VirtualAudioLabBasedontheVRMLABSTRACTAsanimportantcomponentofmoderndistanceeducation,virtualexperimentsplayanirreplaceableroleintheaspectofinstructioneffect.Theprofessionalaudiolaboratoryneededbycurrenteducationaltechnologymainlyprovidesaudioprocessing,videoandaudiosignalacquisition,editingandplayback,andsoonfordistanceeducationnetworkprogramsandmultimediaCAI.ThepaperexploresVirtualexperimentstechnologybasedonacombinationofVRMLand3DSMAXusedinAudioLaboratory.Anditdiscusseskeytechnicalissuessuchasstaticmodelingofexperimentalaudioequipmentsdynamicsimulationofexperimentintheformofexamples.Firstly,theauthorusedcorrespondingsoftwarefor3Dmodelinordertoprotrudehighlightedauthenticity.ThenmoreinteractiveisachievedwithVRMLnodessuchasmessage,activewindow,computer,brightlightsdimmer,voicecontrollingandsoon.Aboveall,ittriestoachievetheeffectasauthenticallyaspossibleofrealaudiolaboratory.TheVirtualAudioLaboratoryopensupnewexperimentalteachingmethodsofAudioEditingexperimentforEducationalTechnology.Keywords：VRML,Virtuallaboratories,3DSMAX,Audiotechnology目錄摘要 IIABSTRACT II第一章引言 1第二章虛擬實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介 22.1虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義 22.2VRML的定義 2第三章音頻實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備 43.1音頻實(shí)驗(yàn)室的組成 43.2YAMAHA 5第四章虛擬實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì) 74.1建立虛擬空間的方法和所需要的軟件工具 74.2實(shí)驗(yàn)室模型的創(chuàng)建 74.2.1三維模型的創(chuàng)建 74.2.2VRMLPad編輯 10第五章用VRML實(shí)現(xiàn)動(dòng)作及聲音交互的方法 115.1動(dòng)作交互的實(shí)現(xiàn)方法 115.2聲音交互的實(shí)現(xiàn)方法 125.3虛擬場(chǎng)景的組合 15第六章總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 17致謝 18PAGE18

第一章引言隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，人們可以在世界的任何地方通過互聯(lián)網(wǎng)異地接受教育；同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者也希望能在互聯(lián)網(wǎng)上做實(shí)驗(yàn)。為了解決這個(gè)問題，佛羅里達(dá)Adantie大學(xué)的Alhalabi和Haraza兩位教授及一些計(jì)算機(jī)科學(xué)、教育技術(shù)研究領(lǐng)域的研究生構(gòu)建了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)樣本虛擬實(shí)驗(yàn)室。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)不能充分發(fā)揮學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，隨著教育的發(fā)展改革，對(duì)于學(xué)習(xí)者的實(shí)驗(yàn)要求越來越高，但是由于精密實(shí)驗(yàn)儀器的價(jià)格大多都很昂貴，學(xué)校往往難以承受，虛擬實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)就讓這個(gè)問題得到了緩解。而且學(xué)習(xí)者可以走進(jìn)這個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，身臨其境地操作虛擬儀器，操作結(jié)果可以通過儀表顯示反饋給學(xué)生，并可據(jù)此判斷操作是否正確。這種實(shí)驗(yàn)既不消耗器材，也不受場(chǎng)地等外界條件限制，可重復(fù)操作，直至可得出滿意結(jié)果。而且虛擬實(shí)驗(yàn)室更具有開放性、直觀性；利用虛擬實(shí)驗(yàn)室更新快捷，易于擴(kuò)充維護(hù)、操作方便。目前，浙江科技學(xué)院教育技術(shù)系尚無音頻實(shí)驗(yàn)室，因此，本文以音頻實(shí)驗(yàn)室為例開展研究。開發(fā)該虛擬實(shí)驗(yàn)室有助于緩解硬件帶來的限制，也可以讓在校生體驗(yàn)音頻實(shí)驗(yàn)室，因此，該虛擬實(shí)驗(yàn)室的開發(fā)具有一定的實(shí)際意義。

第二章虛擬實(shí)驗(yàn)室簡(jiǎn)介2.1虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義目前，關(guān)于虛擬實(shí)驗(yàn)室的定義主要有兩種：（1）所謂虛擬實(shí)驗(yàn)室是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果等值于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。（2）虛擬實(shí)驗(yàn)室是一個(gè)創(chuàng)造和引導(dǎo)模擬實(shí)驗(yàn)的交互環(huán)境：即實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。用戶可以通過增加新的物體、建立新的實(shí)驗(yàn)并把他們轉(zhuǎn)化成超文本來擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)室[2]。筆者比較贊同第一個(gè)觀點(diǎn)，即虛擬實(shí)驗(yàn)室指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中取得的效果。2.2VRML的定義VRML是VirtualRealityModelingLanguage的縮寫，譯為虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言。VRML最常被人定義為：（1）VRML是一種建模語言，它是用來描述三維物體及其行為的，可以構(gòu)建虛擬境界（VirturalWorld)。（2）VRML是要將Web擴(kuò)充到三度圖形空間的一種語言。VRML互聯(lián)網(wǎng)紓可以敘述現(xiàn)實(shí)或是想象的空間，這個(gè)空間包含了可以鏈結(jié)到其它文件或是VRML互聯(lián)網(wǎng)紓的對(duì)象[3]。VRML是一種3D交換格式,它定義了當(dāng)今3D應(yīng)用中的絕大多數(shù)常見概念,諸如變換層級(jí)、光源、視點(diǎn)、幾何、動(dòng)畫、霧、材質(zhì)屬性和紋理映射等[4][5]?；谝陨系恼J(rèn)識(shí)，我認(rèn)為基于VRML的虛擬實(shí)驗(yàn)室就是一個(gè)運(yùn)用建模語言制作一個(gè)虛擬場(chǎng)景來開展實(shí)驗(yàn)，而且任何人都可以在任何地方、任何時(shí)間通過互聯(lián)網(wǎng)完成實(shí)驗(yàn)。VRML實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫和互動(dòng)效果的程序所占的存儲(chǔ)空間甚至比用Flash實(shí)現(xiàn)還要小，大大緩解了網(wǎng)絡(luò)傳輸速度慢的問題．瀏覽者通過鼠標(biāo)可以在虛擬的實(shí)驗(yàn)室，并得到自己所需要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。虛擬實(shí)驗(yàn)作為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的重要組成部分,在保障教學(xué)效果方面起著不可替代的作用,目前的虛擬實(shí)驗(yàn)多為簡(jiǎn)單的二維演示實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)真實(shí)感、交互性和教學(xué)效果等方面與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)。近年來,VRML技術(shù)為虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展帶來了新的生機(jī)，VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是開放的、可擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)描述語言,他能夠在Web上創(chuàng)建可導(dǎo)航的超鏈接的三維虛擬現(xiàn)實(shí)空間,并能使用戶與場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,感知和操作虛擬對(duì)象,因而能夠提供比現(xiàn)有虛擬實(shí)驗(yàn)更佳的性能和更好的教學(xué)效果。

第三章音頻實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備3.1音頻實(shí)驗(yàn)室的組成音頻技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主要由微型計(jì)算機(jī)、音頻卡Delta1010LT、數(shù)碼調(diào)音臺(tái)DDX3216、耳機(jī)分配器PARTNER、專用話筒、卡式錄音機(jī)202MK、專用耳機(jī)K240STUDIO、音頻工作站\AD/DA轉(zhuǎn)換器、效果器DSP2024P、數(shù)字硬盤錄音機(jī)D24等設(shè)備組成。主要承擔(dān)《多媒體技術(shù)及其引用》、《視頻非線性編輯》、《電視教學(xué)設(shè)計(jì)與制作》等課程的全部或部分實(shí)驗(yàn)。而整個(gè)實(shí)驗(yàn)中占主導(dǎo)地位的是數(shù)碼調(diào)音臺(tái)DDX3216如圖3-1所示，它使用高功率浮點(diǎn)運(yùn)算器，24-bitAKMA/D和CRYSTALD/A，4個(gè)效果處理器，4段全參數(shù)均衡。具有全自動(dòng)32通道，16總線，8輔助發(fā)送，面板上有17個(gè)100毫米行程的馬達(dá)化推子，內(nèi)部備有2個(gè)擴(kuò)展槽允許更多的擴(kuò)展。主要技術(shù)指標(biāo)包括：o32全能聲道16總線、8輔助發(fā)送和廣泛的定線選擇o高質(zhì)量的浮點(diǎn)運(yùn)算保證寬廣的動(dòng)態(tài)范圍。o12ULN(超低噪音)話筒前置放大器帶有幻相電源o24-bitAKMA/D和CRYSTALD/Ao4段全參數(shù)均衡，低切、噪音門、壓縮、倒相在所有通道上都具有。前十六通道還帶有延遲效果o全新的動(dòng)態(tài)和抽點(diǎn)打印自動(dòng)化o17個(gè)超精密噪聲100mm自動(dòng)ALPS衰減器o立體聲主混音用的附加壓縮器/限幅器(可掃描前/后)和均衡器o內(nèi)建幾十種頂級(jí)效果處理器（混響，合唱，鑲邊，延遲，移相，低保真，LFO過濾器，環(huán)繞調(diào)制等o二個(gè)任選插槽，三個(gè)電源組件選購(gòu)件能得到無限的可擴(kuò)展性（16聲道ADAT，16聲道TFIF，8聲道AES/EBU）o模擬感覺、操作簡(jiǎn)易o(hù)下載DDX3216用的16聲道ADAT接口軟件支持，使你能以數(shù)字方式與許多數(shù)字錄音機(jī)、同步器和支持ADAT（r）多聲道光學(xué)數(shù)學(xué)格式的機(jī)外設(shè)備相連接。它的"雙"1/0﹝輸入/輸出﹞提供16個(gè)輸入和輸出﹝各2x8﹞oDDX3216具有的自動(dòng)數(shù)據(jù)流使它能與外部ADAT裝置同步，而不需額外的數(shù)字時(shí)鐘連接oDDX3216用的16聲道TDIF接口TDF1616型接口，能將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至ASCAM（r）數(shù)字錄音機(jī)或從它轉(zhuǎn)移音頻數(shù)據(jù)。此外，你只要一根接線就能得到16聲道輸用的2x8輸入輸出。并帶有RS232控制接口。圖3-1數(shù)碼調(diào)音臺(tái)DDX32163.2YAMAHAYAMAHA如圖3-2所示結(jié)構(gòu)緊湊(16.75"Lx12.5"Wx4"D)，使用方便。小巧的機(jī)身內(nèi)包含了數(shù)字錄音所需的全套功能，可以8軌同時(shí)用16-bit錄音，沒有壓縮。每一軌有8條虛擬軌，內(nèi)置20GBIDE硬盤，錄音數(shù)據(jù)兼容AW4416和AW2816，并可以WAV格式16軌一同輸出到CD-ROM，內(nèi)置的CD-RW為AW16G增添了許多便利。AW16G具有36通道數(shù)字調(diào)音臺(tái)功能，帶有8個(gè)24-bitmic/line輸入（XLR端口并具有+48V幻像供電，高阻樂器輸入），2條效果總線，2個(gè)輔助發(fā)送加立體聲，4通道效果返回，4段參數(shù)均衡，動(dòng)態(tài)處理等。還有8通道快速循環(huán)采樣器專門紀(jì)錄節(jié)奏或樂句循環(huán)。240x64背光LCD顯示，MIDI遙控功能，無論作為獨(dú)立的數(shù)字錄音機(jī)或與電腦聯(lián)合使用，AW16G都能夠顯示強(qiáng)大而靈活的特點(diǎn)。這款音頻工作站可以勝任幾乎所有的音樂制作任務(wù)——從錄音到縮混再到CD刻錄——使你在家中的工作不輸給任何的專業(yè)錄音棚。AW16G提供最多16軌的同時(shí)回放。每一軌均包含數(shù)字推子、4段參數(shù)均衡器、動(dòng)態(tài)處理、通道分解按鈕等。240X64像素的背光式LCD顯示器，快速導(dǎo)航按鈕使所有功能的操作變得圖形化、簡(jiǎn)單化。圖3-2YAMAHA

第四章虛擬實(shí)驗(yàn)室的總體設(shè)計(jì)4.1建立虛擬空間的方法和所需要的軟件工具用VRML建立虛擬現(xiàn)實(shí)世界的方法有兩種。一是通過編寫源代碼，生成文本文件，再轉(zhuǎn)化生成“*.wrl”為擴(kuò)展名的網(wǎng)頁文件。但此法由于源代碼函數(shù)過于復(fù)雜，文件較大，不易掌握，運(yùn)用較困難。另一種方法是通過輔助建模軟件，先建立三維物體，再在虛擬世界中進(jìn)行組合，形成豐富多彩的虛擬世界。這里我們主要探討此種方法，即3DSMAX中建立各種三維物體，再將這些物體以“*.wrl”格式導(dǎo)入到VRML中去，編輯它們?cè)谔摂M現(xiàn)實(shí)世界的位置關(guān)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體世界。在這里系統(tǒng)使用VRML、3DSMAX、POTOSHOP9.0等作為制作工具。建模是真實(shí)圖形仿真的基礎(chǔ)，也是實(shí)現(xiàn)交互操作的前提。虛擬實(shí)驗(yàn)室中的各種設(shè)備、儀器都需要通過建模來實(shí)現(xiàn)，模型力求真實(shí)、客觀以達(dá)到逼真的描述，同時(shí)相同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，并清晰地展示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，真正達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)的效果。3DSMAX是一種功能強(qiáng)大的三維造型和動(dòng)畫制作軟件，能提供具有專業(yè)水準(zhǔn)的渲染和動(dòng)畫效果，是虛擬場(chǎng)景和造型設(shè)計(jì)的理想平臺(tái)。在開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)室時(shí)，采用多種方法和手段，在3DSMAX中構(gòu)造出各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備的三維模型，并實(shí)現(xiàn)對(duì)其結(jié)構(gòu)原理和運(yùn)動(dòng)過程的三維動(dòng)畫模擬。VRML能夠通過基本圖元(球、圓錐、長(zhǎng)方體等)建立簡(jiǎn)單幾何造型，其編寫比較簡(jiǎn)單，用戶也較多，隨著XMI標(biāo)準(zhǔn)的迅速發(fā)展，VRML也進(jìn)化成了新的XML格式，稱為X3D，但到目前為止還未發(fā)布其最終版本。充分發(fā)揮3DSMAX軟件自身的建模功能以及VRML強(qiáng)大的交互能力，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及運(yùn)動(dòng)過程描述得惟妙惟肖，達(dá)到理想的虛擬效果。4.2實(shí)驗(yàn)室模型的創(chuàng)建4.2.1三維模型的創(chuàng)建即在3DSMax中構(gòu)造基本模型。實(shí)驗(yàn)器材的構(gòu)建比較細(xì)致，若全部采用編寫VRML代碼的方法，易出錯(cuò)且效率低。選用三維軟件3DSMax來搭建基本場(chǎng)景，其優(yōu)勢(shì)是能夠快速高效地構(gòu)造復(fù)雜的三維模型，并設(shè)定材質(zhì)、光效，同時(shí)兼有輸出．wrl格式的功能，這一點(diǎn)對(duì)提高建模效率非常有用。利用3DSMax創(chuàng)建VRML場(chǎng)景的主要步驟如下：(1)3DSMax構(gòu)建場(chǎng)景基本模型為了使整個(gè)構(gòu)建的運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快，本文采用了單個(gè)構(gòu)建的方法，單一的構(gòu)建電腦、桌子、話筒、話筒架、數(shù)碼調(diào)音臺(tái)等等。但是VRML通過節(jié)點(diǎn)來描述場(chǎng)景實(shí)體，3DSMax可以將其環(huán)境中的模型以VRML的格式輸出，即將各個(gè)三維模型轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)，以便為相應(yīng)的瀏覽器解釋并繪制。而3DSMAX的建模主要有多邊形(Polygon)建模、NURBS建模。多邊形建模適于創(chuàng)建形狀規(guī)則、無曲面的對(duì)象。它的思想是用小平面來模擬曲面．做出各種形狀的三維物體。小平面可以是三角形、矩形或其他多邊形但實(shí)際中多是三角形或矩形。使用多邊形建模可以先創(chuàng)建基本的幾何體，再根據(jù)要求使用編輯修改器調(diào)整物體形狀，或通過布爾運(yùn)算、放樣、曲面片造型組合物體來制作虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景和物體。多邊形建模的主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、方便和快速．但它難以生成光滑的曲面。故多邊形建模技術(shù)適合于構(gòu)造具有規(guī)則形狀的物體，如大部分的人造物體，目前在建筑效果圖．游戲的角色建模中大多數(shù)使用多邊形建模。NURBS是Non—UniformRationalB—Splines(非均勻有理B樣條曲線)的縮寫，是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的一個(gè)數(shù)學(xué)概念。NURBS建模技術(shù)是近年來三維建模最主要的建模方法之一。NURBS適于創(chuàng)建光滑的、復(fù)雜的、細(xì)節(jié)逼真的模型。但由于NURBS建模必須使用曲面片作為基本的建模單元，所以它有一定的局限性。如NURBS曲面只有有限的幾種拓樸結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它很難制作拓樸結(jié)構(gòu)復(fù)雜的物體；NURBS曲面片的基本結(jié)構(gòu)是網(wǎng)格狀的，若模型比較復(fù)雜，會(huì)導(dǎo)致控制點(diǎn)急劇增加面難以控制；構(gòu)造復(fù)雜模型時(shí)經(jīng)常需要大量地裁剪曲面而容易導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤等。圖4-1數(shù)碼調(diào)音臺(tái)DDX3216圖4-2鍵盤圖4-3空調(diào)圖4-4機(jī)箱圖4-5音響圖4-6話筒圖4-7話筒架圖4-8影碟機(jī)(2)紋理采集對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行拍照采集素材，并在Photoshop中將其處理成可無縫平鋪的貼圖，運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)建模中，使其看過去更加真實(shí)，不過在細(xì)致的貼圖過程中為了使效果更加明顯，就嘗試了很多方法，譬如整體貼圖、局部貼圖等等。（3）引入需要的VRML節(jié)點(diǎn)一些VRMI節(jié)點(diǎn)在3DSMax中并不能被直接通過3DS的實(shí)體模型創(chuàng)建出來，需要向這個(gè)3DSMAX場(chǎng)景中插入圖標(biāo)來引入相應(yīng)的VRML節(jié)點(diǎn)，這樣的節(jié)點(diǎn)通常在場(chǎng)景中是不可見的或者是空間背景、聲音、大氣效果等對(duì)于整個(gè)空間有效的VRML節(jié)點(diǎn)，其中包括Anchor、ProxSensor、Navlnfo、Fog、Sound、L0D、TouchSensor、Timesensor、Background、AudioClip、Billboard、Inline共12個(gè)節(jié)點(diǎn)。4.2.2VRMLPad編輯VRMLPad是一個(gè)很出色的虛擬現(xiàn)實(shí)文件專用編輯器，不僅有利于提高代碼編寫效率，而且還提供程序調(diào)試功能，是完成復(fù)雜虛擬場(chǎng)景必不可少的利器之一。從3DSMax輸出的VRML文件雖然已能上網(wǎng)發(fā)布，但由于場(chǎng)景物體不全、交互行為不足，所以還應(yīng)該打開已生成的．wrl文件，加入聲音及其他交互行為以完善系統(tǒng)功能。利用造型節(jié)點(diǎn)的層次細(xì)分和編組節(jié)點(diǎn)對(duì)場(chǎng)景對(duì)象的相應(yīng)代碼作進(jìn)一步的組織、校驗(yàn)和完善。然后制作出整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)架，制作過程中應(yīng)當(dāng)注意保持房間與物體的協(xié)調(diào)比例及其位置的安排。在本例中主要建立實(shí)驗(yàn)室中各種實(shí)物及位置關(guān)系：為了方便與瀏覽者的交互，提高瀏覽者的瀏覽效率，可以引人視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)語句節(jié)點(diǎn)“Viewpoint的語法如下：Viewpoint{position0010并確定三維坐標(biāo)orientation0010#確定視點(diǎn)的方向FieldOfView0785398#確定視圖域JumpTRUE#視點(diǎn)變化方向”建立好視點(diǎn)后，再選取“Inline”節(jié)點(diǎn)，從外部引人已編寫好的各個(gè)文件。使用“l(fā)nline”語句前，必須先定位插入點(diǎn)坐標(biāo)，且此子節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)受到上一級(jí)的父節(jié)點(diǎn)的影響；引人貼圖時(shí)，“．url”路徑必須是絕對(duì)路徑，在調(diào)用時(shí)應(yīng)盡量存放于同一路徑下，否則在應(yīng)用過程中會(huì)出現(xiàn)空白。

第五章用VRML實(shí)現(xiàn)動(dòng)作及聲音交互的方法5.1動(dòng)作交互的實(shí)現(xiàn)方法虛擬實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)作交互主要是一些按鈕的交互，如旋轉(zhuǎn)，上下劃動(dòng)，燈光的亮暗，電腦屏幕的交互，設(shè)備連接等等，這些交互都可以使用VRML里的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制其中，包括Anchor、ProxSensor、Navlnfo、Fog、Sound、L0D、TouchSensor、Timesensor、Background、AudioClip、Billboard、Inline共12個(gè)節(jié)點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)之間的應(yīng)用關(guān)系也要進(jìn)行注意，否則及有可能出現(xiàn)語法錯(cuò)誤。旋轉(zhuǎn)：DEFanniuTransform{ children[Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{ } } geometryCylinder{ }}DEFdrehenCylinderSensor{ minAngle0.7maxAngle0.7}]}ROUTEdrehen.rotation_changedTOanniu.rotation實(shí)驗(yàn)室里展示的主要儀器都需要標(biāo)明名稱，可在其上加入錨記Anchor，當(dāng)鼠標(biāo)指向該儀器時(shí)出現(xiàn)提示，這樣能讓觀看者充分了解實(shí)驗(yàn)室中主要儀器的名稱及說明。錨記命令可以進(jìn)行視點(diǎn)轉(zhuǎn)化，即點(diǎn)擊某物體，就可以激活某個(gè)攝像機(jī)視點(diǎn)；錨記命令還可以進(jìn)行新的VRML場(chǎng)景的切換，打開網(wǎng)頁等等。在視圖中要展現(xiàn)的儀器旁邊加入Anchor命令，在Anchor的變動(dòng)命令面版中選擇目標(biāo)物體即要表現(xiàn)的儀器，在DESCRIPTION框中輸入器械名稱，即在其上加入錨記。圖5-1燈亮的狀態(tài)圖5-2關(guān)燈狀態(tài)圖5-3顯示器圖5-4椅子5.2聲音交互的實(shí)現(xiàn)方法VRML相對(duì)于3DSMAX等系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是它的廣泛的交互性，它可以給使用者產(chǎn)生身臨其境的感覺。音頻實(shí)驗(yàn)室的主要交互也就在于聲音的交互。AudioClip節(jié)點(diǎn)用語提供音源信息，其域值指明從哪里可以獲得一個(gè)預(yù)先錄制好的聲音文件以及播放時(shí)加以控制。AudioClip節(jié)點(diǎn)只能出現(xiàn)在Sound的source域中。其語法格式為：AudioClip{url[]descriptionloopFALSEpitch1.0startTime0.0stopTime0.0duration_changedisActive}Sound聲音節(jié)點(diǎn)主要用于在VRML環(huán)境中生成聲場(chǎng)及聲音發(fā)射器。該節(jié)點(diǎn)通過指定各種聲音播放參數(shù)，以指定場(chǎng)景中聲源的位置以及聲音的立體化表現(xiàn)形式。VRML中的虛擬聲源可以位于局部坐標(biāo)系中的任意位置，并以球面或橢球面的模式發(fā)射聲音。SOUND節(jié)點(diǎn)語法格式：Sound{SourceNULLLocation0.00.00.0Direction0.00.01.0Internsity1.0maxBack10.0maxFront10.0minBack1.0minFront1.0priority0.0spatializeTRUE}在這其中Location、Direction、Internsity在整個(gè)建構(gòu)過程需要更多的注重的，Location指的是聲音發(fā)射器的位置，Direction則是聲音發(fā)射的空間朝向，Internsity是調(diào)節(jié)聲音音量的大小，不過所要注意的是要對(duì)不同的按鈕進(jìn)行不同的聲音構(gòu)建，以防在使用過程中造成不同按鈕對(duì)不同聲音同時(shí)改變。DEF ASound{sourceDEFaAudioClip{url"zyhx_3578.mid"loopTRUE}location000minBack10minFront10maxBack20maxFront20spatializeTRUE}DEF bSound{sourceDEFBAudioClip{url"zyhx_3578.mid"loopTRUE}Direction000minBack10minFront10maxBack20maxFront20spatializeTRUE}DEF CSound{sourceDEFcAudioClip{url"zyhx_3578.mid"loopTRUE}Internsity000minBack10minFront10maxBack20maxFront20spatializeTRUE}圖5-5DDX3216的劃片圖5-6DDX3216的旋鈕在音頻實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)有聲音輸入時(shí)，我們就可以同過旋鈕如圖5-5所示和劃片如圖5-5所示來控制，譬如說你要做出一個(gè)六人小合唱的場(chǎng)景，但是人卻不能統(tǒng)一到場(chǎng)，那么我們就可以把六個(gè)人的各自聲音通過不同的通道進(jìn)入后，我們就可以用旋鈕來旋轉(zhuǎn)控制聲音的來源方向，向左旋代表聲音來自左邊，向右旋則代表聲音來自右邊；而相同的是不同的方位聲音強(qiáng)弱也有所不同，那么我們就可以用劃片來控制音量的大小，所有的聲音一起放則就找成了你似乎聽到這六個(gè)一起在合唱的感覺。5.3虛擬場(chǎng)景的組合在場(chǎng)景中可設(shè)置6個(gè)視點(diǎn)：“前視”、“俯視”、“右視”、“左視”、“后視”、“仰視”等，其中，“前視”為場(chǎng)景中默認(rèn)值。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后將可以實(shí)現(xiàn)聲音的交互。通過瀏覽器中不斷按“View”按鈕，場(chǎng)景將不斷地切換到不同的視點(diǎn)觀看。最后仍可以采用“Inline”節(jié)點(diǎn)，調(diào)入已經(jīng)錄制完的聲音進(jìn)行編輯。Viewpoint{ position0.01.045.0 description "out_in"}Viewpoint{ position0215 description "in"}Viewpoint{ position-1500 orientation 010-1.571 description "left_right"}Viewpoint{ position01-15 orientation 0103.142 description "in_out"}Viewpoint{ position1310 orientation 0101.571 description "right_left"}第六章總結(jié)目前的虛擬實(shí)驗(yàn)多為簡(jiǎn)單的二維演示實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)真實(shí)感、交互性和教學(xué)效果等方面與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相差甚遠(yuǎn)。近年來,VRML技術(shù)為虛擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展帶來了新的生機(jī)，VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是開放的、可擴(kuò)展的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)描述語言,他能夠在Web上創(chuàng)建可導(dǎo)航的超鏈接的三維虛擬現(xiàn)實(shí)空間,并能使用戶與場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)交互,感知和操作虛擬對(duì)象,因而能夠提供比現(xiàn)有虛擬實(shí)驗(yàn)更佳的性能和更好的教學(xué)效果。通過這樣的虛擬實(shí)驗(yàn)室，使用可以如同身處在真正的實(shí)驗(yàn)