Mô phỏng sự tạo bóng của vật thể từ một nguồn sáng trong thực tại ảo

Hình 3.5 Cửa sổ Inspector.

Trong hình trên, chúng ta thấy cửa sổ Inspector đang hiển thị một vài thuộc tính, Components của một đối tượng đang được chọn.Trong đó, bao gồm 2 Components là Transform và Animation.Cửa sổ Inspector sẽ cho phép chúng ta thay đổi các thiết đặt trên. Các Components này còn có thể được tạm thời vô hiệu hóa vào bất kỳ lúc nào chúng ta muốn bằng cách bỏ chọn Checkbox ở góc trên bên trái của mỗi Component, việc này sẽ rất hữu ích cho chúng ta khi muốn kiểm tra hay thử nghiệm các Components này. Ngoài ra, cửa Inspector còn cho phép chúng ta vô hiệu hóa toàn bộ một đối tượng đang được chọn bằng cách bỏ chọn Checkbox ở trên cùng góc trái của cửa sổ Inspector.

Hình 3.6 Cửa sổ Project.

Cửa sổ Project: là cửa sổ cho phép chúng ta nhìn thấy trực tiếp nội dung của thư mục Assets của dự án. Mỗi dự án Unity đều được chứa trong một thư mục cha. Trong đó có 3 thư mục con là Assets, Library và Temp (chỉ có khi Unity đang chạy). Đặt tất cả các Assets vào thư mục Assets có nghĩa là ngay lập tức chúng ta sẽ thấy chúng xuất hiện trong cửa sổ Project. Ngoài ra, khi thay đổi vị trí của Assets trong thư mục Assets hay lưu tập tin lại từ một chương trình ứng dụng thứ 3 nào khác (ví dụ như Photoshop), sẽ làm cho Unity nhập lại (Re-Import) Assets, phản ánh sự thay đổi này ngay lâp tức trong cửa sổ Project và Scene có sử dụng Assets vừa được thay đổi. Cửa sổ Project được tích hợp nút Create, nút này cho phép chúng ta tạo mới bất kì một Assets mới nào, ví dụ như Script, Prefabs, Materials, …

Cửa sổ Game: Cửa sổ Game sẽ được gọi khi chúng ta nhấn vào nút Play (là một hành động thực hiện test trò chơi). Cửa sổ này cho phép chúng ta tùy chọn về thiết đặt tỉ lệ màn hình, nó phản ánh phạm vi trong Scene mà người chơi có thể thấy được với mỗi tỉ lệ màn hình tương ứng, ví dụ như với mỗi tỉ lệ màn hình 4:3, 16:9 thì người chơi sẽ có một phạm vi nhìn thấy khác nhau. Sau khi nhấn vào nút Play, chúng ta sẽ ở chế độ Testing, lúc này mọi thay đổi về các thuộc tính, Components, … của đối tượng sẽ chỉ là tạm thời. Tức là chúng sẽ trở về như ban đầu (trước khi nhấn nút Play) sau khi kết thúc chế độ Testing.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 81 trang tài liệu này.

3.2. Yêu cầu thực nghiệm, ứng dụng

Các ứng dụng trong thực tại ảo ngày càng phát triển và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau mang lại lợi ích to lớn cho toàn xã hội. Công nghệ càng phát triển thì yêu cầu về tính thực tế của các sản phẩm ứng dụng ảo càng cao.

Ứng dụng về mô phỏng sự tạo bóng của đối tượng đồ họa dưới tác động của một nguồn sáng đóng góp một phần không hề nhỏ trong việc thể hiện tính chất về bề mặt đối tượng, dựa vào ánh sáng có thể phân biệt rõ các đối tượng được cấu tạo là: gỗ, sắt, inox, kính ... Từ bóng có thể phát hiện được khoảng cách, kích thước, hình dáng, tính toán chiều cao và các ứng dụng thực tiễn khác.

Chương 3 của luận văn ứng dụng kết quả nghiên cứu trong chương 2 từ đó xây dựng chương trình cài đặt thử nghiệm thuật toán. Qua đó, đánh giá sự chính xác của các phần nội dung lý thuyết được trình bày tại chương 2 và minh chứng khả năng ứng dụng của những tìm hiểu nghiên cứu được báo cáo trong luận văn.

3.2.1. Yêu cầu với thực nghiệm

Với mục tiêu là chiếu sáng các mô hình 3D và bóng đổ của các đồ vật trong khung cảnh, chương trình thực nghiệm phải đảm bảo tính năng chính là nguồn sáng với các cường độ, loại nguồn sáng, mầu sắc nguồn sáng. Để tối chiếu sáng các mô hình, công việc đầu tiên là phải đọc và hiển thị được mô hình. Quá trình đọc và hiển thị giúp người vận hành phần mềm có thể thao tác và nhìn thấy kết quả trên phân mềm ứng dụng.

Tiếp đó, chương trình thực nghiệm cần xây dựng các thành phần giúp hiển thị và tương tác 3D với mô hình,các tính năng như: xoay mô hình, xoay ánh sáng, màu sách ánh sáng, thay đổi kích cỡ mô hình, thay đổi màu sắc, thay đổi tốc độ ánh sáng

Để đảm bảo tính khách quan chương trình thực nghiệm cần cho phép người vận hành chọn lựa nhiều mô hình khác nhau trong khi thực nghiệm, chọn riêng lẻ từng mô hình để thao tác.Đặc biệt, phần quan trọng không thể thiếu khi xây dựng chương trình là phần hiển thị bóng đổ, độ bóng của các mô hình, ở đó với mỗi lần thiết lập người vận hành có thể lựa chọn các tham số từ đó sinh ra các kết quả khác nhau về màu sắc ánh sáng, hướng chiếu sáng cũng như bóng đổ của mô hình.

Các thành phần không thể thiếu đối với phần mềm là hệ thống giao diện và các tính năng khác kèm theo như chương trình sau khi biên dịch, các lựa chọn chạy trên hệ điều hành v.v..

3.2.2. Kiểm tra các mô hình đầu vào

Các mô hình để thử nghiệm là các mô hình dưới dạng 3D, là các hiện vật có trong Bảo tàng Các Dân Tộc Việt Nam được dựng lại bằng phần mềm 3Ds Max. Sau khi xây dựng 3D xong, chúng ta tiến hành xuất mô hình sang đuôi .Fbx để tiến hành lập trình tương tác.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các nhạc cụ truyền thống như: Trống, đàn cồng, đàn thuyền, hình ảnh các mô hình 3D dựng trong chương trình như sau:

Hình 3.7 Trống “ Scồ sam phô ” ngang

Hình 3.8 Trống “ Scồ sam phô ” dọc

Trống “ Scồ sam phô ” có 1 đầu to và 1 đầu nhỏ được bịt bằng da bò, trống tuy nhỏ nhưng khi đánh lên lại có tiếng vang vọng rất lớn, hình H 3.1 là trống của ông Thạch Karirô 51 tuổi, ấp Trà Lư, xã Lương Hòa, HuyệnChâu Thành, Tỉnh Trà Vinh. Làm theo yêu cầu của bảo tàng từ năm 1995.

Hình 3.9Đàn Cồng

Đàn Cồng là được làm bằng chất liệu đồng, mỗi cái gồm có 16 cái cồng nhỏ có núm, được kết lại với nhau tạo thành vòng có hình bán nguyệt. Khi diễn tấu, nhạc công sẽ ngồi bên trong vòng cong đó, dùng 2 dùi để gõ. Tùy theo độ lớn, nhỏ, dày, mỏng của từng quả mà phát ra âm thanh khác nhau.

Hình 3.10 Đàn Thuyền – “Rô niếc IK và Rô niếc Thung”

Đàn Thuyền – “Rô niếc IK và Rô niếc Thung” là nhạc cụ tiêu biểu trong dàn nhạc cổđiển Pin Pêk của dân tộc Khơ Me, đàn thuyền thuộc loại nhạc cụ gõ, gồm 20 thanh âm làm bằng gỗ cẩm lai, có kích thước khác nhau, thanh dài nhất 38 cm, ngắn nhất là 28 cm, dàn đều trên một khung gỗ có hình chiếc thuyền. Do cấu tạo chiếc đàn có hình thuyền nên được gọi là đàn thuyền.

Hình 3.3 chiếc đàn thuyền được sưu tầm tại gia đình ông Thạch Ka Ri Nô, 51 tuổi, ấpTrà Lư, xã Lương Hòa, Huyện Châu Thành, Tỉnh Trà Vinh. Ông làm đầu năm 1995,tháng 6 năm 1995 giao cho bảo tàng.

3.3. Các chức năng của chương trình thực nghiệm

Như đã trình bày, chương trình này được cài đặt với ngôn ngữ lập trình Visual C# và công cụ hỗ trợ là enginer Unity 3D , các mô hình đầu vào được định dạng với phần mở rộng là *.fbx.

Hình 3.11: Toàn cảnh không gian trưng bày

Chức năng thay đổi nguồn chiếu sáng

Ánh sáng chiếu tới các đồ vật có thể di chuyển, chương trình mô phỏng khi thay đổi nguồn sáng thì bóng của vật cũng thay đổi tương ứng,.

Nguồn sáng ban đầu Nguồn sáng thay dổi

Ánh sáng tự nhiên rất đa dạng, có sự khác biệt lớn giữa các nhân tố ảnh hưởng đến nó. Nguồn sáng tự nhiên nói chung do mặt trời cung cấp nhưng bản thân nó cũng lại có sự khác biệt, tùy theo khoảng thời gian trong ngày cũng như thay đổi theo thời tiết khí hậu. Các nhân tố ảnh hưởng có thể làm thay đổi nguồn sáng theo nhiều hướng: từ sắc nét và ấm đến nhẹ và lạnh

Chức năng xoay hiện vật

Hiện vật được mô tả chân thực hơn khi có bóng, chương trình mô phỏng đã tạo ra hiện vật, tính toán và biểu diễn bóng chi tiết.

Bóng và hiện vật khi đứng yên Bóng và hiện vật khi xoay

Chức năng xoay hiện vật

Bóng không thể hiện khi ánh sáng yếu