Neskute né skute no
Co je virtuá virtuální lní realita ? Virtuální realita virtuální = fiktivní, neskute ný, zdánlivý realita = skute nost, pravost • Prost edí umož ující práci v trojrozm rném prostoru, který byl vytvo en (vymodelován) v pam ti po íta e • pod pojmem virtuální realita m žeme nalézt celou adu aplikací od po íta ových her až po simulace pohybu nap . ve vesmíru
Základní kladní cíle zpracová zpracování VR • • • •
tvorba prostorových model a scén manipulace s modely pohyb v 3D prostoru zobrazování v reálném ase
1
Mož Možnosti realizace • standardní prost edí — obrazovka po íta e se stává „oknem“ do virtuálního sv ta, ve kterém se pohybujeme pomocí klávesnice a myši, stereofonní reproduktory poskytují zdání prostorového zvuku
• nadstandardní prost edí — speciální periférie zajiš ující obrazovou (hlavní d raz je kladen na optická za ízení, nebo pocit, že se lov k nachází v trojrozm rném prostoru je nejvíce ovlivn n zrakem), zvukovou a hmatovou interakci: helmy se zabudovanými displeji a reproduktory (HMD -— Head Mounted Display), brýle, sníma e skute né polohy návšt vníka, hmatová za ízení (uživatel p edm t drží?, tla í na n j?, deformuje jej?, p ejíždí rukou po jeho povrchu?), …
Základní kladní rysy program z oblasti VR • d je se provád jí v reálném ase (pokud možno okamžitá reakce na vstupní požadavky uživatele) • um lý sv t vytvá í iluzi trojrozm rného charakteru • uživatel nenahlíží do virtuálního sv ta zvenku, ale vstupuje do n j a je jeho sou ástí • sv t není statický; s jednotlivými p edm ty lze manipulovat • jednotlivé p edm ty interagují s návšt vníkem i se svým okolím (srážky, p ekážky …) • p edcházející vlastnosti jsou (zatím) up ednost ovány p ed kvalitou grafiky
Rychlost po íta •
základní limitující faktor p i vytvá ení virtuálních sv t
•
rychlost zobrazování a pohybu se udává tzv. po tem snímk za sekundu fps (frames per second) – plynulý pohyb pro lidské oko — alespo 24 fps – pro VR posta ující 10 fps
2
Co je VRML? • Virtual Reality Modeling Language — jazyk pro popis obsahu virtuálních sv t a jejich chování • VRML definuje zp sob zápisu virtuálních sv t do textových souboru (na rozdíl od soubor pro zápis obrázk jako nap . GIF, BMP, JPEG, … ; pop . pro zápis videa jako nap . AVI, MPEG, …
Historie VRML • •
koncem 80. let byla ve firm Silicon Graphics, Inc. vytvo ena knihovna pro práci s prostorovými objekty – nazvaná Inventor za átkem 90. let byla vytvo ena nová grafická knihovna — tzv. OpenInventor – formát zápisu t les a scén v knihovn OpenInventor se stal základem VRML
•
v roce 1995 definuje fa Silicon Graphics, Inc. formát VRML 1.0 — rozší ení knihovny OpenInventor o možnost využívat data prost ednictvím Internetu v prost edí WWW – sou asn se vznikem VRML 1.0 vzniká i skupina programátor VAG (Virtual Architecture Group) — vytý ení požadavk na jazyk pro popis VR; oslovení programátor , internetové ve ejnosti, firem s výzvou týkající se nového formátu VRML 2.0
•
•
v roce 1996 byla vybrána spole ná specifikace jazyka firem Silicon Graphics a SONY; p edložený návrh je déle více než rok upravován a up es ován koncem roku 1997 je oficiáln p ijat jazyk VRML za standard ISO — oficiální mezinárodn normovaný jazyk nese název VRML 97 – z VAG se stává VRML Consorcium, Inc. – VRML 2.0 je v sou asné dob pouze programátorské ozna ení VRML 97 – prohlíže e podporují i VRML 1.0 (automatický p evod do VRML 97)
3
Prohlížení VRML soubor • k prohlížení VRML soubor je nutné používat speciální prohlíže e, které p evád jí textový zápis do obrazu virtuálního sv ta • v tšina dostupných VRML-prohlíže pracuje jako sou ást prohlíže WWW stránek • CosmoPlayer http: //www.cosmosoftware.com • Cortona http: //www.parallelgraphics.com • WorldView • atd.
Prohlíže COSMOP COSMOPlayer
Základní pojmy Avatar - návšt vník nevstupuje do VR p ímo, ale jen prost ednictvím svého „dvojníka“, tzv. avatara, který p edstavuje nás samé uvnit virtuálního sv ta Velitelské stanovišt - jedná se o systém pro ovládání avatara Jak vlastnosti avatara (rozm ry; výška o í; maximální výška p ekážky, kterou lze ješt p ekro it; zrakové schopnosti avatara; rychlost pohybu avatara), tak n které prvky velitelského stanovišt lze specifikovat pomocí jazyka VRML
4
Velitelské stanovišt 1. WALK/FLY Výb r stanoviš
UNDO/REDO
Pohyb vp ed/zp t P edklon/záklon
Posun
Ch ze pohyb/zkoumání
Zam ovací k íž
Let
2. EXAMINE
P iblížení
Oto ení
„Narovnání zad“ Nápov da
Panoramování
Nastavení
Jednoduchý popis jazyka
Úvod • p ípona soubor *.wrl (zkr. world) • pravoto ivá kartézská soustava sou adnic s kladnou poloosou z sm ující k nám („podlaha“ — rovina xz, sm r vzh ru — kladná poloosa y) • jednotky • velikosti úse ek — v metrech • velikosti úhl — v radiánech • as — sekundy • barva — RGB (red-green-blue): 0 0 0 ( erná); 1 1 1 (bílá)
5
Postup „stavební stavebních prací“ prací“ ve virtuá virtuální lním sv t 1. Vytvo íme hrubý tvar objektu a ur íme jeho velikost a) použijeme základní stavební prvky — t lesa; transformace b) nejde-li použít základní t lesa, vytvo íme si vlastní — body, áry, plochy; transformace 2. Popíšeme povrch objektu — barva, textura 3. Vytvo íme iluzi prostorového vnímání — osv tlení, zvuky 4. Umístíme objekty do prostoru virtuálního sv ta
Uplatn ní VRML • • • • • • • •
3D-prezentace Archeologie/Historie Architektura Biologie Fyzika Galerie/muzea Geo-v dy Hry/zábava
• • • • • • • •
Chemie Matematika Medicína Obchod Pr myslový design Robotika/strojírenství Vyu ování atd.
SW pro tvorbu VRML • VRMLPad – editor pro psaní VRML jazyka • Internet Space Builder – použití v architektu e (možnost zpracování soubor AutoCADu) • Maple • Rhinoceros
6
7
