- MÔ PHỎNG KHÔNG GIAN DI TÍCH HOR PHA KEO VIÊNG CHĂN BẰNG ĐỒ HỌA 3D. - Em xin cam đoan luận văn tốt nghiệp với tên đề tài “Mô phỏng không gian di tích HOR PHA KEO Viêng Chăn bằng đồ họa 3D” là do em triển khai thực hiện dưới sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn khoa học. - TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG VÀ BÀI TOÁN HIỂN THỊ MÔ HÌNH 3D. - 1.2.1 Vai trò của việc mô phỏng không gian 3D. - 1.2.3 Bài toán mô phỏng thực tại ảo. - 2.3 Kỹ thuật hiển thị mô hình Bump Mapping. - 2.4 Kỹ thuật hiển thị mô hình Impostor. - XÂY DỰNG MÔ PHỎNG KHÔNG GIAN DI TÍCH “ HOR PHA KEO. - Xây dựng dữ liệu mô phỏng. - Thiết kế mô hình 3D HOR PHA KEO. - Hình 1.4 Chùa HOR PHA KEO. - Hình 3.2 Flow diagram Quá trình số hóa vào tái tạo cảnh 3D trong mô phỏng. - Hình 3.6 Workflow xây dựng dữ liệu mô phỏng mức thấp. - Hình 3.7 Workflow quá trình sinh ảnh của cảnh mô phỏng tác động vào người khi thị sát của phần mềm sinh cảnh. - Hình 3.10 Modelling tạo ra mô hình 3D mô phỏng một trụ hình cột nhỏ. - Bài toán tối ưu hóa bề mặt lưới trên mô hình 3D có nhiều ý nghĩa khi mà số lượng mô hình cần đưa vào thực tại ảo ngày một nhiều, ví dụ như chúng ta mô phỏng lại một thành phố, hay tái tạo lại một khu bảo tàng. - Chính vì tầm quan trong của bài toán tối ưu hóa mô hình với số lượng lưới lớn, đặc biệt là các mô hình tạo ra từ máy quét 3D, tôi thực hiện đề tài “Mô phỏng không gian di tích HOR PHA KEO Viêng Chăn bằng đồ họa 3D” nhằm đáp ứng các yếu tố về kích thước dữ liệu mô hình đối tượng đồng thời tạo lưới mới cho bề mặt mô hình để thỏa mãn cho các chuyển động của mô hình.. - Nội dung luận văn được chia làm 3 phần chính: Chương 1 tổng quan về mô phỏng và bài toán hiển thị mô hình 3d.Chương 2 một số kỹ thuật xây dựng và hiển thị mô hình 3d. - Chương 3 xây dựng mô phỏng không gian di tích“ HOR PHA KEO”Phần cuối cùng là kết luận và hướng phát triển tiếp theo của luân văn.. - TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG VÀ BÀI TOÁN HIỂN THỊ MÔ HÌNH 3D 1.1 Tổng quan về Thực tại ảo. - Thực tại ảo (Virtual reality_VR) là một hệ thống mô phỏng trong đó đồ họa máy tính được sử dụng để tạo ra một thế giới "như thật". - Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trên màn hình ngay theo ý muốn và bị thu hút bởi sự mô phỏng này. - VR không phải là một phát minh mới, mà ngay từ năm 1962 Morton Heilig (Mỹ) đã phát minh ra thiết bị mô phỏng SENSORAMA. - Thế giới này có thể là các mô hình được thiết kế với sự trợ giúp của máy tính, là sự mô phỏng hay là cách nhìn nhận một cơ sở dữ liệu. - Hệ thống có thể có tính động, các mô phỏng vật lý hay các hoạt cảnh.. - Với công nghệ mô phỏng thực tại ảo sẽ tạo ra sự ấn tượng về sự du hành ngược thời gian, được thể hiện với hình ảnh ba chiều, sẽ giúp người xem cảm thấy như mình đang sống thực với không gian ảo.. - Ngoài ra còn được dùng trong các ứng dụng CAD, thực tại ảo, mô phỏng khoa học, mô phỏng thông tin, phát triển trò chơi. - VR là một hệ mô phỏng có tương tác hai chiều và xử lý thời gian thực, đặc biệt với kỹ thuật Stereo 3D cho phép người quan sát được chìm đắm trong không gian ảo. - Cho đến nay, nhìn chung có 2 xu hướng để thực hiện mô phỏng hình 3D:. - Cách thứ nhất: thể hiện các mô hình 3D nhờ các ngôn ngữ lập trình truyền thống như C#, Cách này không đòi hỏi sự chạy đua về công nghệ cũng như cấu hình mạnh của phần cứng, hơn nữa nó có thể thực hiện các mô phỏng phức tạp đòi hỏi sự chính xác cao.Tuy nhiên nó không được nhiều người sử dụng vì đó không phải là công việc đơn giản, nó đòi hỏi trình độ lập trình cao, các thuật toán phức tạp, mất nhiều thời gian và nhất là rất khó trong việc tạo ra những cảnh rộng lớn.. - Tuy nhiên nó chỉ phù hợp với những mô phỏng có quy mô nhỏ, phù hợp với việc học tập.. - Cách thứ hai: sử dụng các công cụ mô phỏng đã được xây dựng sẵn. - Cách này không đòi hỏi trình độ lập trình cao, không tốn nhiều thời gian thực hiện, nó phù hợp với các mô phỏng có tính chất mô hình không yêu cầu độ chính xác cao.. - Một số bộ công cụ mô phỏng thông dụng là: 3DsMax, Maya, Autocad, Painter3D, VirtualML, Softimage, Renderman, Houdili, Lightware, Flash.v.v.... - Trạng thái đối tượng mô phỏng có 2 dạng chính: mô phỏng tĩnh và mô phỏng động.. - Mô phỏng tĩnh: Là dạng mô phỏng chỉ thể hiện được mô hình tĩnh, trong kết quả mô phỏng không có sự chuyển động, không có sự biến đổi. - Đây là dạng mô phỏng thường chỉ áp dụng cho các vật tĩnh. - Đây là dạng mô phỏng đơn giản nhất.. - Mô phỏng động: mô phỏng động được tách thành 2 loại, đó là mô phỏng động theo thời gian thực và mô phỏng động không theo thời gian thực:. - Mô phỏng động theo thời gian thực: là dạng mô phỏng đối tượng có sự chuyển động hoặc có tính chất thay đổi theo thời gian, không gian, và khi có tương tác thì hệ phải đáp ứng sự kiện đó trong một khoảng thời gian nhất định (quá thời gian đó thì kết quả không còn có ý nghĩa). - Đây là dạng mô phỏng phức tạp nhất, khó khăn nhất. - Mô phỏng động không theo thời gian thực: Đây là dạng mô phỏng không quan tâm tới thời gian đáp ứng của yêu cầu. - Nó phù hợp cho xây dựng các hệ mô phỏng không có sự tương tác nhiều, không cần đáp ứng thời gian.. - Để thực hiện mô phỏng sự vật ta lại có 2 phương pháp chính: Phương pháp giả mô phỏng và phương pháp mô phỏng thật.. - Phương pháp giả mô phỏng là ta dùng các kỹ thuật xử lý ảnh để tạo ra những đối tượng và những hiệu ứng giả đánh lừa mắt nhìn của con người. - Phương pháp mô phỏng thật là dùng các kỹ thuật tạo đối tượng và hiệu ứng dựa trên cơ sở khoa học là các thuật toán biểu diễn tính chất vật lý của đối tượng và các hàm biến đổi để thể hiện đối tượng một cách chính xác.. - Vì số dữ liệu hình học rất lớn cùng dữ liệu mô phỏng chất liệu kiến trúc,do vậy bắt buộc tiếp cận các kỹ thuật tăng tốc đồ họa 3D với các máy tính hiệu năng cao. - Các vật thể hữu hình trong cuộc sống của chúng ta hầu hết được cấu tạo nên từ những hình khối cơ bản, cũng như vậy trong phần mềm mô phỏng 3DS Max đã cung cấp cho chúng ta các hình khối đó để thể hiện các đối tượng trong không gian 3 chiều: khối cầu, khối trụ, khối hộp.... - Bằng việc quan sát vật thể cần mô phỏng hay thiết kế, người thực hiện rút ra cho mình những nhận xét, cấu tạo của vật thể, như mô phỏng chiếc nón lá Việt Nam-nó có dạng hình chóp nhọn thì tại sao ta không dùng luôn chức năng Cone(chóp nhọn) để vẽ, sẽ rất nhanh chóng, tuy nhiên nhiều vật thể khác có thể không đơn giản như vậy, người ta có thể phải sử dụng kết hợp nhiều hình khối, lấy phần giao, phần bù để tạo được vật thể như ý muốn.. - Bằng cách này bạn có thể co kéo, bóp dãn. - Vì khách quan mà nói mọi vật thể trong cuộc sống đều tương đối phức tạp, bằng khả năng phân tích tốt cùng với sự linh hoạt công việc thiết kế xây dựng của các nhà mô phỏng sẽ được thực hiện dễ dàng và nhanh chóng, hiệu quả hơn. - Việc mô hình hóa và mô phỏng các đối tượng trong tòa HOR PHA KEO là rất khó, do độ phức tạp, chi tiết chân thực của HOR PHA KEO. - Bên cạnh các kỹ thuật hiển thị truyền thống như chọn lọc có loại bỏ và thay thế ảnh 3D bằng ảnh 3D phần mềm mô phỏng còn sử dụng kỹ thuật hiển thị mới đó là bump mapping.. - Normal map có thể tạo ra bằng 2 cách, dùngheight map (texture dạng graycale chứa thông tin độ sâu về bề mặt của vật thể trong đó màu sáng hơn biểu thị độ cao lớn hơn). - Các lập trình viên đồ họa 3D đôi khi sử dụng một chất lượng thấp hơn, kỹ thuật bump mapping nhanh hơn để mô phỏng bump mapping. - 2.4 Kỹ thuật hiển thị mô hình Impostor.. - Chẳng hạn như việc sử dụng billboard là mô phỏng cây. - Thay đổi kích thước texture có thể được thực hiện bằng cách gọi glCopyTexImage2D() thay thế cho hàm glTexSubImage2D().. - XÂY DỰNG MÔ PHỎNG KHÔNG GIAN DI TÍCH. - HOR PHA KEO”. - Ứng dụng cho HOR PHA KEO,chúng tôi xây dựng mô phỏng một số hình ảnh về di tích HOR PHA KEO trong không gian đồ họa 3D với công nghệ mô phỏng thực tại ảo, tạo ra sự ấn tượng về sự du hành ngược thời gian, được thể hiện với hình ảnh ba chiều, sẽ giúp người xem cảm thấy như mình đang sống thực với không gian ảo.. - Vì vậy trong đề tài này tôi mô phỏng không gian di tích của HOR PHA KEO gồm: không gian ngoai thất, các tượng, các cột trụ, mái nhà và quang cảnh xung quanh. - Xây dựng dữ liệu mô phỏng.. - Sau đó chuyển đổi mô hình 3 chiều và địa hình thành định dạng cho mô phỏng trong thời gian thực theo các phân loại.. - Dữ liệu hình học 3D cho mô phỏng động Tạo lưới định. - Hình 3.5 Workflow xây dựng dữ liệu mô phỏng mức thấp. - Về mặt nguyên tắc có thể dùng bất cứ ngôn ngữ lập trình hay phần mềm đồ họa nào để mô hình hóa và mô phỏng các đối tượng của VR. - Phần mềm của bất kỳ VR nào cũng phải bảo đảm 2 công dụng chính: Tạo hình và mô phỏng. - Không gian hor pha keo được xây dựng bằng cách tẩm phủ các kiến trúc bề mặt bằng công nghệ mô phỏng. - Mô phỏng là quá trình “bắt chước” hay mô tả các sự vật hiện tượng, cảnh vật có thực trong thiên nhiên hoặc trong trí tưởng tượng của con người. - Hệ mô phỏng là một hệ thống thông tin đầy đủ về một môi trường nào đó mà con người có thể giao tiếp được. - Trong luận văn này, mô phỏng là xây dựng chương trình mô phỏng về mặt hình ảnh các hiệu ứng khi người dùng thị sát không gian hor pha keo. - Bởi chất lượng hiển thị đồ họa là nền tảng của bất kỳ một hệ thống mô phỏng thực tại ảo nào, thông. - Hình 3.6 Workflow quá trình sinh ảnh của cảnh mô phỏng tác động vào người khi thị sát của phần mềm sinh cảnh. - qua các hình ảnh trực quan, các cảnh quan để người dụng cảm nhận độ trung thực của hệ thống mô phỏng. - Với kỹ thuật đồ họa hiện nay có thể mô phỏng được hầu hết các hiệu ứng đồ họa chất lượng cao giúp tạo lập các sản phẩm mô phỏng và thực tại ảo.. - Trong sơ đồ trên để tạo ra một phần mềm mô phỏng không gian di tích cần thông qua hệ thống phát triển phần mềm mô phỏng - thực tại ảo dựa trên các hệ thống của sản phẩm thực tại ảo và mối quan hệ giữa các hệ thống đó:. - Tóm lại, một hệ thống mô phỏng được thiết kế tốt, kết hợp với các thiết bị trình chiếu hiện đại và các thiết bị tương tác ngoại vi sẽ giúp con người tiếp cận được với thế giới ảo đó như đang ở trong thế giới thực. - Thiết kế mô hình 3D HOR PHA KEO.. - Hệ thống phát triển phần mềm Mô phỏng – Thực tại ảo. - Phần mềm Mô phỏng không gian di tích. - Có nhiều loại cây có thể sử dụng. - Như vậy, nếu xét HOR PHA KEO thì nó có thể được tổ chức như sau: Nếu HOR PHA KEO có các lớp không gian khác nhau, thì HOR PHA KEO là một nút nhóm của mô phỏng 3D, có thể chứa đựng các nút.. - HOR PHA KEO. - đồ họa có hình dáng, kích thước, màu sắc mô phỏng một vật, đối tượng nào đó trong thực tế hay trong trí tưởng tượng của chúng ta. - Những lệnh chuyển đổi,hiểu chỉnh cho phép chúng ta tùy chỉnh các đơn vị của một đối tượng 3D(đỉnh-vertex,cạnh-edge,poly-đa giác,face-mặt,element-đơn vị).mô hình cuối cùng là một hoặc một tập hợp của các mô hình 3D với các đơn vị cơ bản(tiêu biểu là poly) thể hiện hình dạng của đối tượng mà ta muốn mô phỏng dưới dạng mô hình 3D trong máy tính. - Hình 3.9 Modelling tạo ra mô hình 3D mô phỏng một trụ hình cột nhỏ Để tạo nên vẻ bề ngoài của mô hình như các thành phần màu sác, sự phản xạ ánh sáng,… chúng ta sử dụng các hình ảnh được biên tập từ các phần mềm biên tập,xử lý ảnh như Photoshop cùng các chức năng và lệnh hiệu chỉnh liên quan để áp vào mô hình. - 1) Dựng hình – Modelling: Thiết kế mô hình 3D mô phỏng các đối tượng từ thực tế hoặc trí tưởng tượng(kịch bản,ý tưởng).. - Một hình ảnh mô phỏng. - Cài đặt thành công chương trình mô phỏng di tích HORPHAKEO bằng đồ họa 3D. - Ứng dụng công nghệ VR lập trình với C#, và Unity 3D Game Engine để xây dựng phần mềm mô phỏng không gian di tích HOR PHA KEO. - Tìm hiểu thêm về quá trình hình thành và phát triển di tích lịch sử, văn hóa HOR PHA KEO , một số khu di tích lịch sử khác để xây dựng và phát triển thêm các phần mềm mô phỏng khác.. - [1] Nguyễn Văn Huân , Vũ Đức Thái, Kỹ thuật lập trính mô phỏng thế giới thực Morfit 3D.. - [4] Nguyễn Văn Trường, Trung tâm Công nghệ Mô phỏng – HVKTQS. - “Hệ thống thời gian thực và ứng dụng trong kỹ thuật mô phỏng”, Recognizing 3D object for automatic toolpath generation an verification.. - [5] Công ty cổ phần phát triển công nghệ và hệ thống mô phỏng W2G, “Mô phỏng không gian phổ cổ Hà Nội”.. - [6] Nguyễn Văn Trường, Trung tâm Công nghệ Mô phỏng – HVKTQS “Impostor và Occlusion Culling”. - [7] Nguyễn Văn Trường, Trung tâm Công nghệ Mô phỏng –HVKTQS, “Giới thiệu nhanh về Scenengraph API của cộng đồng mã nguồn mở (Tiếng việt)”.. - [8] Nguyễn Văn Trường, Trung tâm Công nghệ Mô phỏng –HVKTQS, “Bump mapping”. - [9] Nguyễn Văn Trường, Nguyễn Văn Đức, Trung tâm Công nghệ Mô phỏng – HVKTQS, “Tái hiện các di tích lịch sử bằng công nghệ thực tại ảo”.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt