Opis modułów ćwiczeń laboratoryjnych
Wirtualna Rzeczywistość- Tryb NIestacjonarny
Plugin wymagany do zajęć: http://www.cortona3d.com/Products/Cortona-3D-Viewer.aspx
Klucz do VrmlPad: WSKIZ-MWF-5L228Q37
Materiały do zajęć znajdują się w katalogu \\primary\media\zbigniew wlodarczyk\wirtualna rzeczywistosc
Dane podstawowe
Prowadzący mgr inż. Zbigniew Włodarczyk
Kontakt [e-mail]
Ćwiczenie numer 1.
Nazwa ćwiczenia Wprowadzenie
Studenci powinni orientować się w zagadnieniach związanych z wirtualną
Cel ćwiczenia rzeczywistością, znać podstawy tworzenia obrazów 3D, przykładowe zastosowania
VR
Wykład wprowadzający
Podczas wykładu omówione zostaną wybrane elementy związane z
rzeczywistością wirtualną:
" Postrzeganie świata zewnętrznego przez człowieka (zmysły człowieka,
paralaksa, dz
więk przestrzenny)
" Sposoby odwzorowania świata rzeczywistego w grach komputerowych
(oświetlenie, perspektywa, dz
więk dookólny, model fizyczny zachowań)
" Sposoby odwzorowania obrazu 3D (anaglify, światło spolaryzowane,
Przebieg ćwiczenia
okulary migawkowe, hełm wirtualny, monitory 3D)
" Oprogramowanie wykorzystywane do modelowania rzeczywistości
wirtualnej (gry komputerowe, prezentacja danych w przeglądarkach
internetowych: VRML, X3D, Papervision3D, Flash, Silverlight)
" Urządzenia wykorzystywane w wirtualnej rzeczywistości: rękawice 3D,
kombinezony wirtualne, hełmy wirtualne
" Przykłady zastosowań wirtualnej rzeczywistości: sklepy komputerowe,
projektowanie grupowe, szkolenie, katalogi wirtualne, gry
Wykonanie zdjęcia 3D  anaglif, opracowanie dotyczące VR  opis wybranego
Zadanie domowe
zagadnienia odnalezionego w internecine
Ćwiczenie numer 2.
Nazwa ćwiczenia Wprowadzenie do VRML
Studenci powinni umieć stworzyć prototyp sparametryzowanego obiektu 3D
wykorzystującego podstawowe węzły VRML. Umieć posługiwać się lokalnym
Cel ćwiczenia
układem współrzędnych, sposobami oświetlenia, teksturowania obiektów,
kamerą.
Celem zajęć jest wykonanie prostego sparametryzowanego modelu obiektu 3D
(krzesło).
Do realizacji modelu wykorzystane zostaną wybrane elementy języka VRML:
Transform, Shape, PROTO, DEF/USE.
W pierwszej fazie ćwiczenia elementy umieszczane są w globalnym układzie
współrzędnych. Wszystkie obiekty umieszczone są w osobnych lokalnych układach
współrzędnych (węzeł Transform). Do obrócenia oparcia należy wykorzystać
dodatkowy (pośredni) układ współrzędnych.
W drugiej części zajęć, gotowy model zostanie przekształcony w prototyp z
parametrami umożliwiającymi przesuwanie i obracanie krzesła.
Jako ćwiczenie zaliczające należy wykonać projekt pokoju zawierającego kilka
prototypów mebli. W projekcie należy wykorzystać węzeł PROTO oraz dodatkowe
Zadanie domowe
węzły takie, jak Cone, Sphere, Viewpoint itp. Nie należy przesadzać z użyciem
tekstur a szczególnie filmów. Tekstury można użyć na przykład jako dywan, obraz.
Ćwiczenie numer 3
Nazwa ćwiczenia Wykorzystanie skryptów  tworzenie lasu
Studenci powinni umieć dodawać do sceny obiekty wykorzystując prototypy i język
Cel ćwiczenia
JavaScript
Celem ćwiczenia jest przedstawienie sposobu wykorzystania języka JavaScript do
dynamicznej budowy scen VRML.
Podczas zajęć zbudowane zostaną dwa niezależne modele. Pierwszy, to model
drzewa, które podczas wstawiania obliczać będzie dynamicznie położenie (metoda
initialization). Jako tekstura zostanie wykorzystana przez
roczysty obraz gif. Druga
Przebieg ćwiczenia
scena tworzy dynamicznie las wykorzystując model drzewa. Do tworzenia
obiektów wykorzystane zostanie polecenie CreateVrmlFromUrl.
Omówiony zostanie węzeł Script, metoda initialization oraz sposoby dynamicznego
tworzenia węzłów.
Jako ćwiczenie zaliczające należy wykonać ogród, otoczenie domu  drzewa, ptaki,
Zadanie domowe
krzaki, kwiaty.
Ćwiczenie numer 4
Nazwa ćwiczenia Sparametryzowane modele geometryczne  model ściany z otworem na drzwi
Studenci powinni umieć tworzyć dowolne kształty używając węzła IndexedFaceSet
Cel ćwiczenia
i język JavaScript
2
Celem ćwiczenia jest utworzenie sparametryzowanego modelu ściany z otworem
na drzwi. Sparametryzowane modele ścian zostaną wykorzystane do budowy
domu.
Do budowy ściany wykorzystany zostanie węzeł IndexedFaceSet.
Podczas zajęć omówione zostaną zagadnienia związane ze sposobami określania
widoczności ścian, teksturowaniem oraz optymalizacją wielkości projektów.
Przebieg ćwiczenia
Jako ćwiczenie zaliczające należy wykonać pozostałe modele ścian, model dachu,
Zadanie domowe balkon itp., potrzebne do zbudowania kompletnego modelu domu i ustawić je tak,
by powstał szkielet domu
Ćwiczenie numer 5
Animacja obiektów z wykorzystaniem programowania  model automatycznych
Nazwa ćwiczenia
drzwi
Studenci powinni umieć budować animowane, interaktywne sceny wykorzystując
Cel ćwiczenia funkcje wywoływane przez zdarzenia węzła TimeSensor (Zegar). Powinni umieć
posługiwać się zdarzeniami i prawidłowo dobierać typy danych
Celem ćwiczenia jest wykonanie modelu drzwi, które otwierają i zamykają się
automatycznie po  dotknięciu .
Podczas zajęć omówione zostaną sposoby animowania obiektów z
wykorzystaniem zdarzeń języka JavaScript, węzły dotykowe, definiowane własnych
zdarzeń.
maxAngle t2  ą2
t1 - ą1
Przebieg ćwiczenia
minAngle
W omawianym przykładzie przyjmuje się następujące założenia:
" drzwi po uruchomieniu obracają się od kąta minimalnego (minAngle) do
kąta maksymalnego (maxAngle)
" drzwi poruszają się ze stałą prędkością  v
" szukany jest kąt wychylenia ą zależny od czasu animacji t: ą(t)=v*t
3
" zdarzenie wywołujące metodę animującą wywoływane jest okresowo i
istnieje możliwość odczytania czasu wywołania zdarzenia
Czas pomiędzy zdarzeniami: dt=t2-t1
Przyrost kąta pomiędzy zdarzeniami: dą=v*dt
Jako ćwiczenie zaliczające należy zbudować sparametryzowany prototyp drzwi
okna i uzupełnić model domu z poprzedniego ćwiczenia.
Zadanie domowe Należy pamiętać, że drzwi mogą otwierać się w różnych kierunkach, ściana może
mieć więcej niż jedno okno. Na ścianie może być kaloryfer. Okno powinno
otwierać się tylko od wnętrza domu.
Ćwiczenie numer 6
Nazwa ćwiczenia Animacja samochodu
Studenci powinni umieć programowo sterować położeniem obiektów
wykorzystując wiedzę z fizyki i matematyki. Do realizacji tego ćwiczenia konieczna
Cel ćwiczenia jest podstawowa wiedza z mechaniki dotycząca ruchu jednostajnego i jednostajnie
przyśpieszonego, z fizyki dotycząca operacji na wektorach (składanie, przesuwanie,
obracanie)
Celem ćwiczenia jest zbudowanie modelu sterowanego samochodu.
W omawianym przykładzie przyjmuje się następujące założenia:
" samochód porusza się ze stałą prędkością v
" kąt skręcenia samochodu zależy od kąta skręcenia kierownicy i czasu
" zdarzenie wywołujące metodę animującą wywoływane jest okresowo i
istnieje możliwość odczytania czasu wywołania zdarzenia
" dany jest wektor jednostkowy [0,0,-1]
Operacje realizowane podczas każdorazowego wywołania funkcji sterującej
położeniem:
Krok 1  obrót samochodu  o ile kierownica jest skręcona
dą=dt*vk (dt  przyrost czasu, vk  prędkość kątowa)
Krok 2  obrót wektora jednostkowego o przyrost kąt samochodu (dą)
Krok 3  przemnożenie obróconego wektora przez drogę
Krok 4  dodanie wektora przesunięcia do wektora samochodu
Przebieg ćwiczenia
4
3
2
1
4
Jako ćwiczenie zaliczające należy rozbudować model samochodu o:
" możliwość skręcania kół
" dodanie tekstur na koła i obracanie kół w czasie jazdy
Zadanie domowe
" dodatkową funkcjonalność (nowy kształt, animowane wycieraczki,
światła, drzwi, zmiana prędkości itp.)
Przesłanie propozycji ćwiczeń 9 i 10  sugestie dotyczące zakresu, rodzaju
elementów, sposobu interakcji. Przesłanie propozycji projektu zaliczeniowego.
Ocena przedmiotu
" Ocena przedmiotu odbywa się na podstawie mikroprojektów (zadań domowych) przesyłanych po
każdych zajęciach oraz projektu końcowego.
" Zadania domowe powinny być przysyłane na adres [e-mail] z
tematem składającym się z litery V, numeru indeksu i numeru zadania, np. V0123_01. Jako załącznik
należy przesłać pliki spakowane w ten sposób, by po rozpakowaniu pliki znalazły się w katalogu o
numerze zadania, ten z kolei ma znajdować się w katalogu o nazwie zgodnej z numerem indeksu.
" V1234_01.zip - załącznik
o 1234  nazwa katalogu po rozpakowaniu pliku załącznika
01-nazwa katalogu wewnątrz katalogu 1234
" Zadanie01.vrml-plik wewnątrz katalogu 01
" Zadania powinny być przesłane przed następnymi zajęciami.
" Zadanie domowe oceniane jest od 0 do 10 punktów. Przy czym spełnienie wymagań podstawowych
(umieszczonych przy każdym zadaniu w tabeli) oznacza ok. 4 pkt. Dodatkowe punkty przyznawane są
za samodzielność, stosowanie elementów związanych z omawianym tematem znalezionych w
dokumentacji.
" Projekt końcowy obejmujący całą zdobytą wiedzę: domyślnie jest to wirtualny dom z wyposażeniem i
otoczeniem
" Zdobywanie punktów za zadania domowe wiąże się z postępem w realizacji projektu końcowego. Za
elementy, które stanowić będą część projektu końcowego dostaje się punkty dwa razy: raz, gdy przyśle
się je jako pracę domową, drugi raz jako część pracy końcowej. Elementy nie przedstawione jako
zadania domowe będą oceniane tylko raz w projekcie końcowym. Warto więc pracować
systematycznie i przysyłać zadania domowe
" Prac domowych jest 6, czyli można za nie zdobyć 60 punktów
" Za projekt końcowy można dostać maksymalnie 40 punktów
Ocena: 50 punktów: 3.0; 60  3.5;70  4.0; 80  4.5;90 i więcej  5.0
Tematy zadań domowych są tylko przykładowe, punkty dostaje się również za innowacyjność
5