關(guān)于虛擬現(xiàn)實在辦公自動化場景中的應(yīng)用

關(guān)于虛擬現(xiàn)實在辦公自動化場景中的應(yīng)用

論文關(guān)鍵詞：辦公自動化虛擬現(xiàn)實結(jié)構(gòu)及操作

論文摘要：辦公自動化是近年隨著計算機科學(xué)技術(shù)發(fā)展而提出來的新概念。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬其關(guān)鍵設(shè)備的結(jié)構(gòu)及操作過程．從而構(gòu)建出一個仿真的理論教學(xué)演示環(huán)境，以便在缺乏硬件設(shè)備或硬件設(shè)備投入不足的情況下達(dá)到掌握辦公自動化設(shè)備的另一種方式。

辦公自動化采用Internet／Intranet技術(shù)，基于工作流的概念口]，是以計算機為中心，采用一系列現(xiàn)代化的辦公設(shè)備(如復(fù)印機、打印機、電話機傳真機、掃描儀、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)和先進的通信技術(shù)，廣泛、全面、迅速地收集、整理、加工、存儲和使用信息。本文利用虛擬現(xiàn)實建模語言模擬現(xiàn)實辦公自動化的情形，從另一個角度探討虛擬現(xiàn)實在辦公自動化場景設(shè)計中的實現(xiàn)和現(xiàn)實意義。

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)及虛擬現(xiàn)實建模語言的描述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指利用計算機系統(tǒng)、多種虛擬現(xiàn)實專用設(shè)備和軟件構(gòu)造出一種虛擬環(huán)境，實現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境直接進行自然交互和溝通的技術(shù)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可為人類創(chuàng)建一個虛擬空間，可向參與者提供視覺、聽覺、觸覺、嗅覺、導(dǎo)航漫游等身臨其境的感受，并與虛擬現(xiàn)實環(huán)境中的三維實體進行交互和感知。

虛擬現(xiàn)實建模語言(VirtualRealityModelingLanguage，VRML)是一種進行三維造型和渲染的圖形描述性語言，可以通過創(chuàng)建一個虛擬場景而達(dá)到現(xiàn)實中的效果。它把“虛擬世界”看成是一個“場景”，而場景中的一切都被看作“對象”(也稱為節(jié)點)]。VRML主要是為了在網(wǎng)頁中實現(xiàn)三維動畫效果及基于三維對象用戶的交互。它改變了原來互聯(lián)網(wǎng)上的單調(diào)、交互性差的弱點，將人的行為作為瀏覽器的主體，VRML創(chuàng)造的是一個可進入、可參與的虛擬世界，使得人們可以在計算機網(wǎng)絡(luò)上看到生動活潑、逼真的三維立體世界，并可以自由地在網(wǎng)絡(luò)上遨游、馳騁。

2虛擬辦公自動化場景的實現(xiàn)

虛擬現(xiàn)實通過模擬“真實環(huán)境、場景和造型”，從而把“虛擬空間”和“現(xiàn)實空間”有機地結(jié)合。在VRML中，其所提供的節(jié)點不僅可以創(chuàng)建出逼真的現(xiàn)實物體，還可以通過各種技術(shù)之間的融合模擬現(xiàn)實存在的動畫效果以及人與現(xiàn)實中的交互現(xiàn)象。虛擬辦公自動化場景的建立就是依賴于這種技術(shù)而實現(xiàn)的，以辦公自動化設(shè)備中常見的復(fù)印機、打印機、傳真機等為例，闡述虛擬現(xiàn)實對辦公自動化場景的實現(xiàn)。

對于實際的物體來說，最主要的基本特征就是它的形狀、材質(zhì)和外觀等。VRML中，shape節(jié)點能夠創(chuàng)建所有造型的節(jié)點，其中g(shù)eometry域用來描述造型的形狀特征。在復(fù)印機、打印機、傳真機等設(shè)備中，其形狀特征比較規(guī)整的部分，可以使用幾何造型節(jié)點(包括Box節(jié)點、Sphere節(jié)點、Cone節(jié)點和Cylinder節(jié)點)創(chuàng)建；其形狀特征較復(fù)雜的部分可以使用點、線、面集合節(jié)點以及成型節(jié)點創(chuàng)建造型的外觀。為了使造型更加形象，可以使用外觀節(jié)點Appearance描述造型的基本屬性(基本屬包括：造型的表面是什么顏色、是否有貼圖、表面是否反光以及造型是否透明等)。創(chuàng)建出的設(shè)備造型圖如下圖1、圖2、圖3、圖4所示。

在現(xiàn)實中，這些辦公自動化設(shè)備都有其獨一無二的特點及工作原理。為模擬這些現(xiàn)象，使得在教學(xué)中逼真演示其工作過程，需要根據(jù)設(shè)備自身特點創(chuàng)建動畫效果。在VRML中，設(shè)置了一個虛擬的時鐘——TimeSensor節(jié)點，它向其它節(jié)點發(fā)送時間值，使被描述對象的狀態(tài)、外觀等隨時間而變化。復(fù)印機在曝光、掃描過程中會出現(xiàn)光的變化，通過利用標(biāo)量插補器ScalarInterpolator改變光照和材質(zhì)的透明度，顏色插補器Col0rInterpolator改變材質(zhì)的顏色可模擬實現(xiàn)這種變化，同時配合TouchSensor節(jié)點觸發(fā)動畫效果的開始。其語法結(jié)構(gòu)為：

DEFtouchTouchSensor{)

DEFclockTimeSensorfcyclelnterval3．33loopFALSE}

DEFBulblntensityScalarlnterpolator{key[]keyValuer]}

DEFBulbDiffuseColorlnterpolator{key[]keyValue[]}

R0UTEtouch．touchTimeTOclock．startTime

ROUTEclock．fractionchangedTO_fraction

Bulblntensity．setROUTEclock．fractionchangedTOBulbDiffuse．setfraction．

在復(fù)印機、打印機、傳真機等設(shè)備中，紙的運動是必不可少的。究其本質(zhì)，在復(fù)印打印過程中紙的位置和角度發(fā)生改變，為實現(xiàn)這一效果，可以交互使用TouchSensor節(jié)點、位置插補器PositionInterpolator和方位插補器OrientationInterpolator。其語法結(jié)構(gòu)為

現(xiàn)實環(huán)境中，聲音是環(huán)境的一部分，周圍充滿著特定物體發(fā)出的聲音和環(huán)境的背景聲音。在VRML中，對于虛擬場景適當(dāng)?shù)囊寺曇裟苁沟铆h(huán)境更接近于現(xiàn)實，烘托的效果更好。例如對于電話的模擬，拿起聽筒——按鍵撥號(發(fā)出聲音)——接通或占線。聽筒的拿起可以使用PlaneSensor節(jié)點實現(xiàn)，而按鍵撥號則使用TouchSensor節(jié)點及Sound節(jié)點之間的交互功能進行實現(xiàn)。在Sound節(jié)點中，嵌入所需的聲音文件，其格式為：Sound{sourceDEFsoundAudioClip{url””至此，我們已能虛擬實現(xiàn)復(fù)印機、打印機、傳真機、電話在實際運行中的各種功能(包括：紙張運行、曝光、掃描、觸發(fā)動畫效果、按鍵撥號、接通或占線聲等)。

計算機是辦公自動化中的重要設(shè)備，任何軟件產(chǎn)品的運行都要依賴于計算機。計算機的開機關(guān)機的模擬以及軟件運行過程的模擬結(jié)合了聲音及視頻的處理L6]。MovieTexture節(jié)點可以引入MPEG文件，意味著可以給造型添加動態(tài)的表面貼圖，同時也可以給場景添加聲音。其中，貼圖的MovieTexture節(jié)點要在Shape節(jié)點中實現(xiàn)。其語法結(jié)構(gòu)為：Shape{appearanceAppearance{textureDEFmovieMovieTexture(url””loopTURE))Sound{sourceDEFmovieAudioClip{url””loopTURE}

在場景的創(chuàng)建過程中，如果結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動畫功能，交互功能要求高，僅僅使用VRML提供的節(jié)點來模擬動畫效果及虛擬對象的交互是不夠的，這就需要通過使用Script節(jié)點對其進行虛擬。

一個Script節(jié)點用以包含一段腳本程序，腳本程序則可接受輸入事件，處理事件中的信息，并產(chǎn)生基于處理結(jié)果的事件。例如：大屏幕在接收計算機及投影儀的信號時，屏幕上會產(chǎn)生與計算機相同的內(nèi)容；而在關(guān)閉大屏幕時，這些內(nèi)容會自動關(guān)閉。對于這一現(xiàn)象的模擬需要使用Script節(jié)點。

在全部場景的實現(xiàn)中，運用Transform節(jié)點中的translation域控制物體的位置，rotation域控制物體的旋轉(zhuǎn)角度，scale域控制物體的大小，并結(jié)合Group組節(jié)點和Inline內(nèi)聯(lián)節(jié)點進行場景的搭建。同時場景中設(shè)置了多個視點，這些視點可以幫助用戶手動或自動瀏覽場景，并可以通過改變參數(shù)調(diào)整手動瀏覽的速度，使用戶在瀏覽場景的過程中從不同的角度進行觀察，進行交互式體驗。如下圖5為結(jié)合各種辦公設(shè)備所創(chuàng)建出的虛擬辦公室場景的效果圖。

3總結(jié)

虛擬現(xiàn)實建模語言(VRML)涉及計算機網(wǎng)絡(luò)，多媒體及人工智能技術(shù)三大領(lǐng)域，運用在自然科學(xué)、社會科學(xué)和哲學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域，具有高效快捷的三維建模、實時有效的渲染以及友好的交互性等優(yōu)點。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力。主動的交互與被動的觀看，有本質(zhì)的差別。本文所創(chuàng)建的虛擬場景在辦公自動化領(lǐng)域的研究和實踐中將起到廣泛的實踐作用和巨大的經(jīng)濟作用。

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