【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，網(wǎng)絡(luò)給人們的生活和工作帶來(lái)了極大的方便，在生活工作的各個(gè)領(lǐng)域都占據(jù)著重要的地位。本文首先接受了在萬(wàn)維網(wǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)工程制圖虛擬現(xiàn)實(shí)模型庫(kù)的設(shè)計(jì)方法，并且通過(guò)實(shí)例來(lái)說(shuō)明現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用方法和技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)；網(wǎng)絡(luò)；工程制圖

序 言：

工程制圖是理工科專業(yè)的一門重要的基礎(chǔ)課程，在課程教學(xué)的過(guò)程中，最首要的任務(wù)就是培養(yǎng)學(xué)生的空間分析能力以及空間構(gòu)形能力。因此，在教學(xué)的過(guò)程中，常常會(huì)進(jìn)行一些三維和二維圖形之間的轉(zhuǎn)換活動(dòng)，以此來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的想象能力以及圖形的表達(dá)能力，這也是工程制圖的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，掛圖，模型以及幻燈的使用雖然會(huì)讓教學(xué)更加的生動(dòng)，但是還是很難清楚的反映出整個(gè)轉(zhuǎn)換的過(guò)程。

一、網(wǎng)絡(luò)模型庫(kù)的頁(yè)面設(shè)計(jì)特點(diǎn)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和局域網(wǎng)的迅速普及，這為工程制圖的教學(xué)方法和教學(xué)手段都提供了重要的后盾，到目前為止，已經(jīng)有很多具有三維模型和三維動(dòng)畫(huà)的多媒體教學(xué)方面的軟件被開(kāi)發(fā)出來(lái)，并且投入了使用，取得了良好的效果。但是這些動(dòng)畫(huà)演示都是事先設(shè)計(jì)好的，動(dòng)畫(huà)演變的過(guò)程不會(huì)受到控制，所以無(wú)法讓學(xué)生的思維得到進(jìn)一步的擴(kuò)展。另外這些動(dòng)畫(huà)的格式問(wèn)題，文件大，網(wǎng)上傳輸不方便，為了解決這些問(wèn)題，開(kāi)發(fā)出以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的工程制圖虛擬現(xiàn)實(shí)模型庫(kù)，這個(gè)模型庫(kù)采用的是先進(jìn)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)多媒體交互技術(shù)，是三維模型具有交互性，觀察著不僅僅能夠直觀的看到動(dòng)畫(huà)的演變，還能夠根據(jù)自己的間接改變動(dòng)畫(huà)的演變方式，給學(xué)生提供了大量的模型素材，滿足學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的各方面的需求【1】。模型庫(kù)包含的內(nèi)容很多，在工程制圖學(xué)習(xí)中難度比較高的切割立體，組合體模型，裝配模型等內(nèi)容。模型庫(kù)的頁(yè)面結(jié)構(gòu)有三個(gè)部分，分別是目錄，圖形檢索以及瀏覽三個(gè)部分。用戶可以在模型庫(kù)的目錄中大概的了解到模型庫(kù)的整體內(nèi)容，如果模型庫(kù)的內(nèi)容太多，一時(shí)之間無(wú)法找到自己需要的內(nèi)容，就可以通過(guò)關(guān)鍵詞尋找到需要的模型，點(diǎn)擊之后就能夠?yàn)g覽模型的演變過(guò)程，并且通過(guò)功能鍵改變模型的演變方式。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)模型庫(kù)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種模擬人在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的各種感官的感覺(jué)的行為的人機(jī)界面交互技術(shù)。

1、虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)造語(yǔ)言簡(jiǎn)介

虛擬現(xiàn)實(shí)建立模型語(yǔ)言的縮寫(xiě)是VRML，這是用來(lái)描述三維交互世界的一種程序語(yǔ)言，能夠被用在創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)的過(guò)程中，用戶可以通過(guò)瀏覽器來(lái)觀賞到VRML所創(chuàng)建的三維虛擬世界。節(jié)點(diǎn)是VRML語(yǔ)言的構(gòu)成元素，通過(guò)域和域值來(lái)表現(xiàn)模擬對(duì)象的屬性，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都代表著模擬對(duì)象的一個(gè)屬性。VRML虛擬世界就是通過(guò)把這些節(jié)點(diǎn)組合起來(lái)形成一個(gè)完整的具有的模擬現(xiàn)實(shí)功能的對(duì)象，節(jié)點(diǎn)之間能夠通過(guò)介質(zhì)相互信任，介質(zhì)又能夠通過(guò)路由器在虛擬空間中傳播【2】。節(jié)點(diǎn)有很多種特性，節(jié)點(diǎn)的名稱，節(jié)點(diǎn)的種類，節(jié)點(diǎn)所代表的事件，節(jié)點(diǎn)的接口以及節(jié)點(diǎn)最終實(shí)現(xiàn)的情況等等這些都是節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)在虛擬世界分為兩種，一個(gè)是基本類型，另一個(gè)是用戶自定義類型，顧名思義，基本類型的是節(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)設(shè)置的，用戶自定義類型是用戶在基本類型的基礎(chǔ)上根據(jù)自己的想法去構(gòu)造的。

2、三維實(shí)體對(duì)象的創(chuàng)建

對(duì)三維實(shí)體對(duì)象創(chuàng)建的方法有兩種首先是利用VRML語(yǔ)言編程，例如下面是利用VRML語(yǔ)言編程創(chuàng)建的體積為十六的正方體源程序代碼：

用VRML語(yǔ)言編程的方法的最大的優(yōu)點(diǎn)就是文件比較小，方便網(wǎng)絡(luò)的傳輸，但是這種方法只適合比較簡(jiǎn)單的模型結(jié)構(gòu)，一旦模型結(jié)構(gòu)太過(guò)復(fù)雜，代碼的數(shù)量就會(huì)更多，整個(gè)編程過(guò)程會(huì)非常的復(fù)雜，并且非常容易出錯(cuò)。第二種方法就是把其他格式的文件轉(zhuǎn)化成VRML的格式，這種方法常用在建立復(fù)雜的模型中，有效的解決了VRML的缺點(diǎn)，也實(shí)現(xiàn)了將文件變小，適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。

3、動(dòng)態(tài)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的構(gòu)建

虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的構(gòu)建主要要做好幾個(gè)方面的工作，首先是設(shè)置好模型的交互功能，設(shè)置空間的視點(diǎn)，設(shè)計(jì)好瀏覽模型的方式【3】。在模型交互功能的設(shè)置中，交互能力是通過(guò)設(shè)置傳感器的節(jié)點(diǎn)來(lái)設(shè)置的，傳感器的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自身的作用和特點(diǎn)，在總節(jié)點(diǎn)中，出發(fā)節(jié)點(diǎn)的條件和時(shí)間是需要根據(jù)傳感器的節(jié)點(diǎn)類型來(lái)確定的。第二項(xiàng)工作是設(shè)置空間的視點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)能夠?qū)μ摂M世界中瀏覽者的空間視點(diǎn)進(jìn)行控制，所以設(shè)置好虛擬對(duì)象的最初的觀察的角度非常重要，在虛擬世界中預(yù)先設(shè)定好空間視點(diǎn)，能夠有利于用戶對(duì)模型的整體映像和后期的使用。下圖是虛擬對(duì)象所設(shè)置的一個(gè)較好的視點(diǎn)節(jié)點(diǎn)：

由于在編輯器中很難準(zhǔn)確的掌握到視點(diǎn)的位置，我們可以通過(guò)3DMAX效果處理器來(lái)設(shè)置視點(diǎn)。最后是設(shè)計(jì)好瀏覽方式，瀏覽者通過(guò)相應(yīng)的瀏覽方式瀏覽虛擬世界，其實(shí)就相當(dāng)于是用戶在虛擬的世界行走，真實(shí)的感受虛擬世界的模型運(yùn)行情況。所以好的瀏覽方式是用戶了解虛擬世界最直接的方式。瀏覽方式其實(shí)就是用戶在虛擬世界的替身。VRML中的節(jié)點(diǎn)可以設(shè)置瀏覽者替身在虛擬空間的瀏覽方式【4】。目前為止，瀏覽方式有四種，WALK模式，F(xiàn)LY模式，EXAMINE模式，NONE模式。但是常用的一般是EXAMINE模式，這種模式操作起來(lái)比較方便。

三、總結(jié)

建立在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的工程制圖虛擬現(xiàn)實(shí)模型庫(kù)的建立為工程制圖教學(xué)方式和教學(xué)手段的改革創(chuàng)造了重要的條件，能夠從根本上改變工程制圖教學(xué)的方式，也能夠很大程度上提高教學(xué)的質(zhì)量，提高學(xué)生制圖的水平。但是基于網(wǎng)絡(luò)的工程制圖虛擬現(xiàn)實(shí)模型庫(kù)的建立還處于初級(jí)發(fā)展的階段，目前還存在著很多的問(wèn)題，發(fā)展和成熟的過(guò)程還很長(zhǎng)，需要各方面的支持，無(wú)論是人才還是資金方面的支持都是建立模型庫(kù)無(wú)法缺少的重要資源【5】。所以為了能夠利用現(xiàn)代化工快速培養(yǎng)學(xué)生的制圖能力和空間想象的能力，我們還需要作出不懈的努力。

【參考文獻(xiàn)】

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