传奇ＶＲＭＬ与ＪＡＶＡ在《安全技术防范》教学中的应用 |
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作者:去玩变态 文章来源:Www.75bt.com |
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| 本文作者： 李振宇， 唐苹 第14卷第3期重庆电力高等专科学校学报2009年8月V01．14No．3Journal0fChongqingElectricPowerCollegeAug．2009李振宇，唐苹(重庆警察职业学院，重庆400039)【摘要】介绍VRML特点及VRML的交互方式，VRML浏览器插件的动作按钮、插入VRML节点和Script节点。 用插入Viewpoint、TouchSensor和TimeSensor、Script等VRML节点以及Java类函数实现了《安全技术防范》部分内容的i维交互，如主动红外探测器的工作状态控制，给其他类似的课程提供了一个町供参考的教学手段。【关键词】VRML交互JAVA安全技术防范节点主动红外探测器【中图分类号】G640TP391．9【文献标识码】A【文章编号】10088032(2009)03-0080-03O引言目前，随着计算机技术的快速发展，我国的教育现代化正在普及与深入。越来越多新型的科学技术手段被引入课堂，促进了教学手段的多元化、网络化，教学效果的直观化、立体化，也整合了现有的传统教学资源，使得教育技术的理论与概念日趋完善，虚拟现实技术也是教育技术的发展趋势。1VRML的特点VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是In-temet上基于WWW(WorldWideWeb)的具有交互性的虚拟现实建模语言，是HTML的三维模拟，并能用VRML浏览器浏览描述虚拟世界与连接的ASCⅡ码文本。将VRML用于开发虚拟实验室，具有形象、逼真的直观效果，对提高学生兴趣、增加对专业知识的感性认识具有积极作用。 我们可以利用VRML提供的54个结点来构建场景，并在形体上进行贴图、附上声音、编写复杂的交互程序。 VRML的主要特点之一就是能在网上实现三维实时交互，用户可以通过交互得到常规平面图形、平面动画和视频无法表现的信息。 VRML编写的程序可以在任何的平台下运行，只要浏览器安装了VRML的插件就可以浏览网络上传输来的虚拟场景，VRML使用简单的结点就可以创建模型，不需借助于其他的软件嵋J。1．1VRML与JAVA的交互VRML具有良好的交互能力。它除了有自己的收稿日期：2008-12-31作者简介：李振宇(1981一)，讲师，研究方向：自动化。脚本语言VRMLSCRIPT，还可以和JAVA、JAVASCRIPT、HTML等结合，使得场景有突出的交互能力。 由于JAVA的优点，使用JAVA与VRML交互是当前最理想的三维交互方式。使用Java编写脚本，实际上是把Java源程序经编译后的字节码(宰．class)文件写入Scrip传奇t节点ud域的程序资源。除了使用脚本节点，实现Java对VRML的访问，还可以使用JavaApplet对VRML场景进行访问pJ。例如变色球的VRML与JAVA控制模型(见图1)：该模型分为VRML文件colorl．wrl，与类文件ChangeColor．classo图1变色球控制模型本模型的试验是将鼠标移至红球处，并进行点击，触动传感器，红球瞬即变为蓝色，其中VRML与JAVA的接口程序为：DEFColorScriptScript{url”ChangeColor．class”eventlnSFBoolclickedeventOutSFColornewColorfieldSFBoolonFALSE}第3期李振字等：812VRML语言在《安全防范技术》教学中的应用《安全技术防范》是重庆警官职业学院治安管理专业的主要课程之一，而《安全防范防区设计》与《入侵探测报警技术》是安全技术防范中比较重要的内容。 《安全防范防区设计》涉及防区三维建筑图形，《入侵探测报警技术》则涉及红外线、微波、压力、声波等原理，抽象理解起来比较困难，采用虚拟技术和现代教育技术来开发《安全技术防范》实验课件是比较好的教学方法之一。 采用VRML的三维交互性可以形象直观地表达抽象内容，VRML构造的场景能够模拟真实的教学环境，因而更能适应学员的要求，提高学员的学习兴趣，使学员能够在一个比较真实的教学环境中自主地学习，对提高教学质量具有促进作用。2．1《安全技术防范》三维实训基地的建立《安全技术防范》三维实训基地实际上是给受训学员一个完全虚拟现实仿真的实训基地。该基地里，学员可以以游客身份在不同类型的防区进行游览参观i了解不同防区的防范特点还可以以操作者的身份在虚拟现实中接触原理特性不同的入侵探测器，通过模拟操作的方式，加深其形象理解。而在VRML中，三维实训基地则是一些静止的几何元素组成，通过控制视点与分配角色实现虚拟现实场景。下面是《安全技术防范》的VRML三维场景的源文件部分代码及场景图VRMLV2．0ut毋Background{skyColor[00传奇文章．20．7，00．51，111]skyAngle[1．309，1．571]groundColor[0．1O0，0．40．250．2，0．60．60．6]groundAngle[1．309，1．571]}／定义天地方位及色效DirectionalLight{direction010}DEFaViewpoint{position05060jumpFALSEorientation10O一0．4description”aa”}／定义一个视点aa在图1的VRML三维场景中，可以通过VRML浏览器插件的动作按钮或视点节点来实现从不同角度来观察各个防区。下面以主动红外探测器的仿真来说明一下如何图2《安全技术防范》三维实训基地场景图(视点蛆)构建基于VRML与JAVA的虚拟现实教学环境。2．2主动红外探测器的仿真主动红外探测器由红外发射机、红外接收机和报警控制器组成。分别置于收、发端的光学系统一般采用的是光学透镜，将红外光束聚焦成较细的平行光束，使红外光的能量能够集中传送。 红外光在人眼看不见的光谱范围，有人经过这条无形的封锁线，必然全部或部分遮挡红外光束，使接收端输出的电信号的强度会因此产生变化，从而启动报警控制器发出报警信号。主动红外探测器的VRML场景如图2所示，与之相关的部分VRML源文件及简要说明如下。2．2．1主动红外探测器元件代码DEFduishe2Transform{translation41011childrenShape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor0．20．3O．4}textureImageTexture{ud”red．jPg”}}geometryCylinder{radius1height4}}}2．2．2红外线代码DEFWaveITransform{childrenShape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometrySphere{radius0．1}}}2．2．3开关代码(略)2．2．4定义时间传感器节点代码DEFclockTimeSensor{热血传奇eycleInterval1loopTRUE82重庆电力高等专科学校学报第13卷}DEFstartTimeSensor{enabledFALSEcycleInterval0．2loopTRUE}2．2．5定义VRML与JAvA的接口代码DEFinfraredScriptScript{url”infrared．class”eventInSFBoolclickedeventInSF3'imegeteventlnSFFloataaeventOutSFVec3fnewpositionROUTEinfraredScript．PositionlTOWaveI．position2．2．6JAVA控制类函数infrared．class(略)在本段代码中，主动红外探测器元件代码表示静止的圆柱形红外探测器三维图像，外表可以引用真实的主动红外探测器图像”red．jPg”红外线代码则以可视的红色小圆球代表生活中不可视的红外线，可以以一定的速度给学员展示红外线从发射端飞往接收端的过程开关代码则表示开关的控制动作，学员作为虚拟操作员一旦掀动开关，则触发红外线探测器的动作时间传感器节点可以像时钟一样标记时间的流逝，也是一个定时开关，用它来同步整个虚拟世界的时钟动作VRML与JAVA的接口则定义了VRML中各个节点的信息输出及输入变量，通过JAVA控制红外线的传输速度及方位参数，达到控制VRML虚拟现实中的红外线的传输效果。如图所示，一旦虚拟操作员触发红外探测器的开关，便可以观察到红外线的传输效果以及当入侵物体切断红外线后所产生的报警效果。《安全技术防范》课程三维实训软件可以对各种需要进行防范的建筑物及场景进行三维虚拟现实图3主动红外探测器防区及原理场景图(多视点)的模拟设计，让学员可以身临其境地在三维世界里漫游，直观地感受到各个防区不同的防范特点及其重要防范区域的方位与防范要点。能够通过实训软件中java程序开发的报警系统仿真模型，直观地认识到各类探测器与报警器的工作原理与工作方式，甚至可以尝试像真实世界一样近距离地观察各种设备。3结语教育专家指出：崭新的技术，会带给我们崭新的教育思维，解决了我们以前无法解决的问题，将给我们的教育带来一系列的重大变革。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力。主动地去交互与被动的观看，有质的差别。VRML作为在wwW上建立3D的虚拟世界的语言，它一出现就给远程教育带来革命性的变化。VRML97更提供了与用户交互这网游这一点行啊的各种强大功能，利用它开发与三维动画、模型及工程图纸有关的远程教育软件，必将对我国教育的现代化产生深远的影响。参考文献：[1]张正霞，汪厚样．虚拟现实建模语言(VRML)的概况与展望[J]．工程图学学报，1998大家，(2)．[2]张旆，杜町亮，刘见灼．www上的虚拟现实技术VRML语言[M]．北京：电子工业出版社，1998．[3]黄文丽，卢碧红，杨志刚，等．VRML语言入门与应用[M]．中国铁道出版社，2003，(1)．TheApplicationofVRMLandJAVAinSecurityandProtectionTeachingLIZhengyu，TANGPing(ChongqingPoliceCollege，Chongqing400039，China)Abstract：Thepaperintroducescharacteristicsandinteract好玩的装备ivewayofVRML，actionbuttonsofVRMLbrowserplugin，aswellas，VRMLinsertednodesandScriptnodes．WithinsertedVRMLinViewpoint，TouchSensora。TimeSensorandScriptnodesandJavagenericfunction．somethreedimensionalinteractionsofsecurityandprotectionarea-chieved，suchasthecontrolofactiveinfrareddetectorworkingstate．Inaddition，thispaperprovidesareferenceforteachingmethodstoothersimilarcourses．Keywords：VRMLinteractionJAVAsecurityandprotectionnodesactiveinfrareddetector。 本文《ＶＲＭＬ与ＪＡＶＡ在《安全技术防范》教学中的应用》 --- 作者： 李振宇， 唐苹 |
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