TH3813 Realiti Maya. Kesan cahaya dalam dunia maya. Contoh. Latarbelakang. Penggunaan fitur lazim cahaya. Penggunaan jenis cahaya

(1)

TH3813 11 VRML 9 © Dr. Shahrul Azman Mohd Noah_{samn@ftsm.ukm.my} 1

TH3813 Realiti Maya

Cahaya dan Persekitaran

Kesan cahaya dalam

dunia maya

Latarbelakang

Secara default, pemercahati memepunyai satu

cahaya dalam pandangan, terletak di kepela.

Untuk kesan lebih nyata, boleh tambahkan

pelbagai kesan cahaya:

matahari, mentol, lilin flashlight, spotlight, firelight

Cahaya boleh diposisikan, putar dan diwarnakan. Cahaya tidak hasilkan bayang-bayang.

Contoh

Penggunaan jenis cahaya

Terdapat tiga jenis cahaya dalam VRML Point lights - sinarkan cahaya pada kesemua arah

daripada satu punca (titik)

Directional lights - menuju kepada satu arah daripada kedudukan yang jauh

Spot lights - menuju dalam satu arah daripada satu titik, sinaran dalam kon.

Penggunaan fitur lazim cahaya

Setiap jenis cahaya mempunyai beberapa medan

yang sama:

on - on atau off kan cahaya

intensity - kawalan kecerahan cahaya ambientIntensity - kawalan kesan ambien color - pilih warna

(2)

Penggunaan fitur lazim cahaya

Point light dan spot light juga mempunyai medan: location - kedudukan sumber cahaya

radius - jarak pencahayaan maksimum

attenuation - pengecilan/atenuasi dengan jarak

Directional ligtht dan spot light juga mempunyai: direction - arah tujuan

Sintaks: PointLight

Nod PointLight menggemerlap dalam jejari

tertentu daripada satu titik/punca.

PointLight { location 0.0 0.0 0.0 intensity 1.0 color 1.0 1.0 1.0 } [pntlite.wrl]

Sintaks: DirectionalLight

Nod DirectionalLight menggemerlap pada satu

arah daripada satu kedudukan yang jauh

DirectionalLight { direction 1.0 0.0 0.0 intensity 1.0 color 1.0 1.0 1.0 } [dirlite.wrl]

Sintaks: SpotLight

Nod SpotLight menggemerlap daripada satu

punca/titik, dalam satu arah, di dalam kon

Spot { location 0.0 0.0 0.0 direction 1.0 0.0 0.0 intensity 1.0 color 1.0 1.0 1.0 cutOffAngle 0.785 } [sptlite.wrl]

Sintaks: SpotLight

Lebar maksimum untuk kon spot light dikawal

oleh medan cutOffAngle.

Bahagi dalam kon dengan kecerahan seragam di

kawal oleh medan beamWidth. SpotLight { . . . cutOffAngle 0.785 beamWidth 0.52 }

Contoh

[temple.wrl]

(3)

Contoh-contoh lain

[simulasi-matahari.wrl]

Latar belakang

(Background)

Pengenalan

Bentuk berikan bahagian hadapan (terhampir)

dalam pandangan maya anda.

Boleh hasilkan latar belakang (background). Latar belakang deskripsikan:

warna langit dan dasar

imej panorama gunung, bandar dll Latar belakang adalah lebih cepat dilukis

berbanding jika gunakan bentuk.

Penggunaan komponen latar

belakang

Latar belakang hasilkan 3 bentuk khusus: sfera langit (sky sphere)

hemisfera dataran (ground hemishere) dalam sfera

langit

kotak panorama (panorama box) dalam hemisfera

dataran

Hemisfera langit dan dataran dilorekkan dengan

satu kecerunan warna.

Kotak panorama dipetakan secara bertekstur

dengan 6 imej.

Penggunaan komponen latar

belakang

Bahagian transparen hemisfera dataran serlahkan

sfera langit.

Bahagian transparen kotak panorama serlahkan

dataran dan langit.

Pemerhati boleh melihat, atas, bawah, dan

kanan-kiri untuk melihat bahagian berbeza latar belakang.

Pemerhati walaubagaimanapun tak boleh hampiri

latar belakang.

Sintaks: Background

Nod Background deskripsikan warna latar

belakang.

skyColor dan skyAngle - kecerunan langit

groundColor dan groundAngle - kecerunan dataran

Background { skyColor [ 0.1 0.1 0.0, . . . ] skyAngle [ 1.309, 1.571 ] groundColor [ 0.0, 1.571 ] groundAngle [ 1.309, 1.571] }

(4)

Penggunaan sudut langit & warna

Warna pertama langit terletak pada kutub utara. Warna langit selebihnya adalah berdasarkan

sudut langit yang diberikan:

sudut maksimum ialah 1800_{= 3.1415 radian.}

Warna terakhir tercalit ke arah kutub selatan.

Penggunaan sudut dataran dan

warna

Warna pertama dataran terletak pada kutub utara. Warna selebihnya adalah berdasarkan sudut

dataran

sudut maksimum adalah 900_{= 1.5708 radian}

Selepas warna terakhir, hemisfera selebihnya

adalah transparen.

Contoh latar belakang

Background { skyColor [ 0.0 0.2 0.7 0.0 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 ] skyAngle [ 1.309, 1.571] groundColor [ 0.1 0.10 0.0, 0.4 0.25 0.2, 0.6 0.60 0.6, ] groundAngle [ 1.309, 1.571]

} TH3813 11 VRML 9 © Dr. Shahrul Azman Mohd Noah_{samn@ftsm.ukm.my} 22

Contoh latar belakang

[back.wrl]

Sintaks: Background

Nod Backround deskripsikan imej latar belakang frontUrl, dll - URL bagi imej tekstur

Background { . . . frontUrl “mountns.png” backUrl “mountns.png” leftUrl “mountns.png” rightUrl “mountns.png” topUrl “clouds.png” bottomUrl “ground.png” }

Contoh latar belakang

a) Bahagian warna tekstur gunung

a) Bahagian transparen tekstur gunung

(5)

Contoh latar belakang

frontUrl “mountns.png” backUrl “mountns.png” leftUrl “mountns.png” rightUrl “mountns.png” } Background { skyColor [ 0.0 0.2 0.7 0.0 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 ] skyAngle [ 1.309, 1.571] groundColor [ 0.1 0.10 0.0, 0.4 0.25 0.2, 0.6 0.60 0.6, ] groundAngle [ 1.309, 1.571]

Contoh latar belakang

[back2.wrl]

Kabut (fog)

Pengenalan

Untuk tingkatkan realisme:

gunakan kabut untuk hasilkan dunia bekabut/kabur gunakan kabut untuk hasilkan bilik/penjara yang

gelap

gunakan fog untuk setkan mood

Lebih jauh/kedalam pemerhati boleh lihat, lebih

terperinci perlu kita model & lukis.

Untuk singkatkan masa pembangunan dan

pelukisan, hadkan penglihatan pengguna dengan menggunakan kabut.

Contoh

[fog2.wrl] [fog4.wrl]

Kawalan kebolehlihatan

Jenis kabut (fog type) tentukan jenis pengurangan

kebolehlihatan sama ada linear atau eksponen melalui jarak

Linear lebih mudah dikawal Eksponen lebih realistik dan “tebal”

Julat kebolehlihatan (visibility range) tentukan

jarak di mana kabut telah mencapai ketebalan maksimum

Kabut adalah “clear” pada pemerhati, dan secara beransur kurangkan kebolehlihatan

(6)

Pemilihan warna kabut

Kabut mempunyai warna

Biasanya putih, tetapi hitam, merah

berkemungkinan.

Bentuk semakin terpudar terhadap warna kabut

berdasarkan jarak.

Latar belakang tidak terjejas

Untuk kesan terbaik, hasilkan warna latar belakang sama dengan warna kabut.

Sintaks: Fog

Nod Fog hasilkan kabut berwarna color - warna kabut

fogType - LINEAR atau EXPONENTIAL

visibilityRange - had kebolehlihatan maksimum Fog {

color 1.0 1.0 1.0 fogType “LINEAR” visibilityRange 10.0 }

Contoh kabut

Tanpa kabut Kabut linear, julat

kebolehlihatan 30.0 Kabut eksponen, julat kebolehlihatan 30.0 Kabut linear, julat dengan latar belakang

Contoh kabut (Linear)

visibilityRange = 0.0 visibilityRange = 40.0

visibilityRange = 30.0 visibilityRange = 20.0

Penggunaan bunyi

Pengenalan

Bunyi boleh dicetuskan oleh tindakan pengguna Bunyi boleh berterusan pada latar belakang

bunyi angin, muzik dalam lif

Bunyi terpancar daripada lokasi, pada satu arah,

(7)

Penghasilan bunyi

Bunyi terdiri daripada 2 komponen:

sumber bunyi - berikan isyarat bunyi (sound signal)

)komponen stereo

Pemancar bunyi yang terjemahkan isyarat bunyi kepada bunyi maya

)pembesar suara stereo

Sintaks: AudioClip

Nod AudioClip ciptakan sumber bunyi digital url - URL bagi fail bunyi

pitch - kelajuan main-semula

kawalan main-semula, sama seperti nod TimeSensor Sound { source AudioClip { url “myfile.wav” pitch 1.0 startTime 0.0 stopTime 0.0 loop FALSE } }

Sintaks: MovieTexture

Nod MovieTexture ciptakan sumber bunyi movie url - URL bagi fail tekstur movie

speed - kelajuan main-semula

kawalan main-semula, seperti nod TimeSensor

Sound { source MovieTexture { url “movie.mpg” speed 1.0 startTime 0.0 stopTime 0.0 loop FALSE }

Pemilihan jenis sumber bunyi

Nod AudioClip menyokong: WAV - fail bunyi digital

)sesuai untuk kesan bunyian

MIDI - fail muzik MIDI yang lazim )sesuai untuk muzik latar belakang

Nod MovieTexture menyokong: MPEG - fail movie dengan bunyi

)sesuai untuk TV maya

Sintaks: Sound

Nod Sound deskripsikan pemancar bunyi source - nod AudioClip atau MovieTexture location dan direction - penempatan pemancar

Sound {

source AudioClup { . . . } location 0.0 0.0 0.0 direction 0.0 0.0 1.0 }

Sintaks: Sound

Nod Sound deskripsikan pemancar bunyi. intensity - volume

spatialize - guna pemprosesan spatial priority - memberi keutamaan bunyi Sound { . . . intensity 1.0 spatialize TRUE priority 0.0 }

(8)

Sintaks: Sound

Nod Sound deskripsikan pemancar bunyi. minFront, minBack - elipsoid dalaman maxFront, maxBack - elipsoid luaran Sound { . . . minFront 1.0 minBack 1.0 maxFront 10.0 maxBack 10.0

Penentuan julat bunyi

Medan julat bunyi spesifikasikan 2 elipsoid minFront dan minBack kawal elipsoid dalaman maxFront dan maxBack kawal elipsoid luaran

Bunyi mempunyai volume yang seragam di dalam

elipsoid dalaman

Bunyi turun kepada volume sifar daripada elipsoid

dalaman ke elipsoid luaran

Penghasilan bunyi yang

dicetuskan

Nod AudioClip: loop FALSE

Tentukan startTime daripada nod pengesan Nod Sound:

spatialize TRUE

minFront dll dengan nilai kecil

priority 1.0

Contoh penggunaan bunyi yang

dicetuskan

Group { children [

Shape {

appearance Appearance {

material Material {diffuseColor 1.0 1.0 1.0 } }

geometry Box ( size 0.23 0.1 1.5 } }

DEF C4 TouchSensor { } Sound {

source DEF PtchC4 AudioClip { url “tone1.wav” pitch 1.0 } maxFront 100.0 maxBack 100.0 } ] }

ROUTE C4.touchTime TO PitchC4.set_startTime

Contoh penggunaan bunyi yang

dicetuskan

[kbd.wrl]

Penghasilan bunyi berterusan

setempat

Nod AudioClip: loop TRUE startTime 0.0 (default) stopTime 0.0 (default) Nod Sound:

spatialize TRUE (default)

minFront dll dengan nilai pertengahan (medium) priority 0.0 (default)

(9)

Contoh penggunaan bunyi

berterusan setempat

Sound { source AudioClip { url “willow1.wav” loop TRUE startTime 1.0 stopTime 0.0 } minFront 5.0 minBack 5.0 maxFront 10.0 maxBack 10.0 } Transform { translation 0.0 -1.65 0.0 children [

Inline { url “sndmark.wrl” } ]

Contoh penggunaan bunyi

berterusan setempat

[ambient.wrl]

Penghasilan bunyi latar belakang

berterusan

Nod AudioClip: loop TRUE startTime 0.0 (default) stopTime 0.0 (default) Nod Sound:

spatialize FALSE (default)

minfront dll dengan nilai yang tinggi priority 0.0 (default)

Contoh lain

[sound.wrl] [earth.wrl] [virtualtv.wrl]

Kawalan titik pandangan

(viewpoint)

Pengenalan

Secara default, pemerhati memasukai dunia

maya pada ko-ordinat (0.0, 0.0, 10.0)

Boleh hasilkan viewpoint tersendiri: Pilih kedudukan titik masuk

Pilih pandangan yang menjadi minat pemerhati

(10)

Penghasilan viewpoint

Viewpoint spesifikasikan lokasi yang diperlukan,

orientasi dan medan sudut pandangan kamera

Viewpoint boleh ditransformasikan menggunakan

nod Transform

Viewpoint pertama dalam fail merupakan titik

masuk

Sintaks: Viewpoint

Nod Viewpoint spesifikasikan nama lokasi untuk

pemerhatian

position dan orientation - lokasi pemerhatian

fieldOfView - sudut lensa kamera description - deskripsi menu viewpoint

Viewpoint {

position 0.0 0.0 10.0 orientation 0.0 0.0 1.0 0.0 fieldOfView 0.785

description “Entry View” }

Contoh penggunaan berbilang

viewpoint

[windmill.wrl]

Contoh-contoh lain

[house.wrl] [melnikov.wrl]

Kawalan navigasi

Pengenalan

Dunia maya yang berbeza memerlukan kaedah

navigasi yang berbeza:

berjalan di dalam sebuah bilik

terbang ke awan

memeriksa bentuk dalam aplikasi CAD Boleh pilih jenis navigasi

Boleh deskripsikan saiz dan kelajuan avatar bagi

(11)

Pemilihan jenis navigasi

Terdapat 5 kaedah navigasi piawai: WALK - berjalan, di tarik oleh graviti

FLY - terbang, tidak dipengaruhi oleh graviti EXAMINE - memeriksa objek pada jarak dekat NONE - tiada navigasi, pergerakan dikawal oleh

dunia dan bukan pemerhati

ANY - benarkan pemerhati menukar jenis navigasi Sesetengah brower menyokong jenis navigasi

tambahan

Penentuan avatar

Saiz avatar (lebar, ketinggian, ketinggian langkah)

dan kelajuan boleh ditentukan

Kawalan headlight

Headlight diletakkan di kepala dan ditujukan pada

arah kepala

Boleh on/off kan headlight

majoriti browser berikan menu untuk mengawal

headlight

boleh juga kawal headlight dengan menggunakan

nod NavigationInfo

Sintaks: NavigationInfo

Nod NavigationInfo pilih jenis navigasi dan ciri-ciri

avatar:

type - gaya navigasi

avatarSize dan speed - ciri-ciri avatar headlight - on/off

NavigationInfo { type [“WALK”, “ANY”] avatarSize [ 0.25, 1.6, 0.75 ]

speed 1.0

headlight TRUE

}

Contoh

NavigationInfo { type [“WALK”] avatarSize [ 0.25, 1.6, 0.75 ] speed 1.0 headlight TRUE }

(12)

Pengenalan

Mengesani pemerhati membolehkan pencetusan

animasi

bila kawasan boleh dilihat oleh pemerhati

bila pemerhati berada dalam kawasan bila pemerhati bertembung dengan bentuk Nod LOD dan Billboard adalah pengesan

pemerhati khusus dengan sistem tindak balas terbina

Mengesani pemerhati

Terdapat 3 jenis pengesan pemerhati: Nod VisibilitySensor - mengesan jika pemerhati

berada dalam kawasan boleh lihat

Nod ProximitySensor - mengesan jika pemerhati

telah berada dalam satu kawasan

Nod Collision mengesan jika pemerhati telah bertembung dengan bentuk

Penggunaan pengesan visibility

dan proximity

Nod VisibilitySensor dan ProximitySensor

mengesan kawasan berbentuk kotak

center - kawasan tengah

size - dimensi kawasan

Kedua-dua nod mempunyai output yang sama: enterTime

exitTime isActive

Sintaks: VisibilitySensor

Nod VisibilitySensor mengesan jika satu kawasan yang

berbentuk kotak “boleh lihat”oleh pemerhati center dan size - saiz dan lokasi kawasan

enterTime dan exitTime - hantarkan masa kepada entry/exit

isActive - hantarkan true/false kepada entry/exit

DEF VisSense VisibilitySensor { center 0.0 0.0 0.0 size 14.0 14.0 14.0 }

ROUTE VisSense.enterTime TO Clock.set_startTime

Contoh: VisibilitySensor

Sintaks: ProximitySensor

Nod ProximitySensor mengesan jika pemerhati

masuk atau keluar daripada kawasan

center dan size - lokasi dan saiz kawasan enterTime dan exitTime - hantarkan masa pada

entry/exit

isActive - hantarkan true/false pada entry/exit

DEF ProxSense ProximitySensor { center 0.0 0.0 0.0 size 14.0 14.0 14.0 }

(13)

Sintaks: ProximitySensor

Nod ProximitySensor mengesan pemerhati

apabila berada dalam kawasan

position dan orientation - hantarkan kedudukan dan orientasi pada ketika pemerhati berada dalam kawasan

DEF ProxSense ProximitySensor { . . . } ROUTE ProxSense.position_changed TO PetRobotFollower.set_translation

Contoh: ProximitySensor

Mengesan pertembungan

pemerhati-bentuk

Nod pengumpulan Collision mengesan bentuk

dalam kumpulan

mengesan jika pemerhati bertembung dengan sebarang bentuk dalam kumpulan

secara automatik berhentikan pemerhati daripada berjalan menembusi bentuk

Pertembungan berlaku apabila avatar pemerhati

berhampiran dengan bentuk

Penghasilan kumpulan

pertembungan

Penyemakan pertembungan agak rumit, oleh itu

semak pertembungan dengan bentuk proksi

bentuk proksi adalah versi termudah bentuk sebenar

bentuk proksi tidak pernah dilukis

Kumpulan pertembungan dengan bentuk proksi,

tetapi tanpa children, hasilkan bentuk tertembung tanpa boleh dilihat

tingkap dll

had dunia tanpa boleh dilihat

Sintaks: Collision

Nod pengumpulan Collision mengesan jika

pemerhati bertembung dengan kumpulan bentuk

collide - enable/disable pengesan

proxy - mengesan bentuk mudah children - nod children untuk dikesan

collideTime - hantarkan masa pada pertembungan

DEF Collide Collision { collide TRUE

proxy Shape {geometry Box { . . . } } children [ . . . ]

}

ROUTE Collide.collideTime TO OuchSound.set_startTime TH3813 11 VRML 9

samn@ftsm.ukm.my 78

Contoh penggunaan sensor proksi

dan kumpulan pertembungan

(14)

Contoh: Collision

Pengoptimuman pengesanan

pertembungan

Collision adalah on (default) offkan seboleh mungkin

Wapaubagaimanapun, jika nod bapa offkan

pertembungan, nod anak tidak boleh onkan semula

Pertembungan berlaku apabila pemerhati

bertembung dengan bentuk, tetapi bukan daripada bentuk yang bertembung dengan pemerhati

Penggunaan pengesan berbilang

Seberapa bilangan pengesan boleh mengsan

pada masa yang sama

boleh mempunyai pelbagai keolehlihatan, proksimiti, dan pengesan pertembungan

kawasan pengesan boleh bertindih

sensor berbilang boleh dicetuskan

http://www.ftsm.ukm.my/jabatan/tp/samn/TH3813.htm