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中国科技信息2006年第1 6期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFOBMATION Aug.2oo6
攀一 X 虚羧
Touchsensor 传感器的运用
李永涛广州大学纺织服装学院电子与信息工程系 51 O51 0
本文主要研究了lX 5D技术最具动态交互功能
的TouchSensor传感器,论述了在x5D虚拟三维
扬景中,利用TouchSensOP传感器实现动态交
互的方法;以及结合实例,介绍了如何运用
TouchSensor和EcmaScript语言建立动态交互场
性化动画和变形、多通道/多进程纹理贴
图、多边形几何体、参数化几何体、2D
矢量、平面图形等新特性。2 0 0 4年,
X3D已经被国际标准组织ISO批准为国际
标准,x 3 D将广泛应用于科学可视化、
教育、C A D/C A M、多媒体再现、电
子商务、娱乐、共享虚拟世界等方面。
知造型时,输出输出布尔值FALSE。用
户操纵输入设备单击可感知造型时,
TouchSensor的 事件isActive将向外输
出布尔值TRuE;当用户释放输入设备
时,输出布尔值FAI sE。
我们可以利用TouchSensor传感器的
域值变化规律,对虚拟三维场景进行变
化控制,主要有两种方法:
3.1、通过isOver; ̄HisActive的出事件,
景,实现更强交互能力的方法。
TouchSensor;时间藏;交互
This paper骢u懒on the mosl; n anjC interactNe
TouchSensor传感器的功能
在网络虚拟场景中,传感器
(Sensor)是交互能力的基础。X3D采用类
似visual C++消息映射机制来实现交互
性,而在实现交互过程中,传感器是不可
实现变化控制
最常见的是结合timeSensor进行控
制。此时,应将timeSensor时间传感器
关闭(即enabled为FALSE),同时loop
为TRUE。当用户接触或单击可感知造型
Touchsensor in船D te achnology,Discusses in X3D
virtual 5D scene,s.the use 0 touchsensor怕achieve
dynamic in%eractive me ̄hods.with the exaffIpie in
explains how TouchSensor and ECMAScril)t
时,引发isOver或isActive的布尔值变
化,向外输出事件值TRUE。通过路由
ROUTE将输出事件传递给timeSensor的
enabled,将时间传感器打开,然后通过
时间传感器不断向外发送动态变化虚拟时
间值,进而实现空间造型的运动、变
anuage tO set up dynamic interactive scenes,协
achieve stronger interaction
替代的。用户的事件需要传感器来产生。
TouchSensor传感器是虚拟场景中最常用
也是最重要的传感器之一。TouchSensor
传感器可以感知用户的输入操作。比如鼠
x3D;TouchSensor ̄times;amp interactive
标单击虚拟场景客观实体,接触虚拟场景
中的客观实体,或者是释放鼠标等。利用
TouchSensor可以虚拟实现客观世界中光
色、变形等一系列的变化。例如我们要
实现在三维场景中建立了一个蓝色立方
1 X3D技术简介
X3D(Extensible 3D)是网络上传
输三维交互式图形和建立共享虚拟世界的
计算机技术。X3D整合了目前正在发展
的XML、Java、流技术等先进技术,具
有更强大、更高效的三维计算机能力、
源的打开与关闭、机械的启动与暂停、控 体,当用户鼠标接触或单击立方体时,
制背景和造型颜色的变化等。 立方体颜色在蓝,绿、红中交替变化。
3 运用TouchSensor传感器控制虚拟
场景的方法
当可感知造型的传感器enabled处于
打开状态(布尔值为T R U E),用户操
纵输入设备接触到可感知造型时,
TouchSensor的出事件isOver将向外输出
布尔值TRUE;当用户输入设备离开可感
就利用这种方法,以下是采用XML编码
的实现X3 D虚拟场景交互的主要代码:
<?x iTI l v e r S i O n=== 1.0 ’
encoding-”UTF 8”?><!DOCTYPE X3D
PUBLIC
渲染质量和传输速度。它是在VRML基
础上发展而来的。它把VRML的功能封
装到一个轻型的、可扩展的核心之中。
相对于VRML而言,X3D增加了计算器
和插值驱动的连续动画、键盘输入、人
”httP://www.web3d.O rg/
specifications/x3d一3.0.dtd ’
/www.web3d.org/TaskGroups/
x3d/translation/x3d 3.0.dtd >
<X3D profile--”Immersive”>
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<Scene>
<TimeSen so r DEF
tlme
语言对进行灵活、方便的控制。以F我
们通过一个X3D实例说明实现方法方法。
该程序功能是实现虚拟场景中的一个球体,
name=”a”type一 ’SFBOOl value一”false”/>
<field accessType= 0 outputOnly”
name=”out”type= SFBool />
cycleInterval=”5”enabled
false
loop--”true”/>
<T0uChSenS0r DEF=0 0t0uCh 0 ’
当用户鼠标单击该球体时,将进行三维空
间中圆轨迹的运动,再次单击时,小球停
止运动。以下我们给出ECMAscript源程
序:
<Script DEF-”ru1’’url-”&quot。
</Script>
<f_一定义了一个ECMAScript函数,
enabled=00 true 0 0/>
<R0UTE fromField=”isOver”
fromNode=”touch”toField=”enabled”
判断鼠标单击事件一一>
<Script DEF-”ru2 url-”ecmascript:
function set fraction(fra){
value changecl[0]=0;value changed[1]
:
toNode=’ 5me”/>
<ROUTIKmmField=”fra ̄omchanffed”
fromNode= time。’toField- set fraction”
toNode= 0color />
ecmascript:function isActivetime0{
if(a==false){
out=true;a-true;
0;value
changed[2]1;value changed[3】
=6.28*fral}”>
<field accessType’’outputOnly”
n a m e= v a l u e
</Scene>
</X3D>
j
else{out-fale;a-fsale;}s
}
<field accessType-’’inputOnly
name=”isActivetime”type-”SFTime />
<field accessType”initializeOnly”
c h a n g e d”
type=”SFRotation”/>
<field accessType=’’inputOnly”
3.2、通过TouchSensor中touchTime
向外发送接触时间值实现变化控制
我们可以把touchTime时间值通过路
由传递给TimeSensor中的starTime,即
时间传感器的开始运行时间。而
TouchSensor的touchTime只有以下三个
下转第1 66页》
条件成立,才向:外输出时间值:
a.输入设备位于可感知造型上(即
isOver为TRUE)。
b.输入设备单击可感知造型上(即
isActive为TRUE)。
C.用户释放输入设备(即isActive
变为FA LSE)。
例如设计虚拟图书馆中的用户借阅和
归还动态交互操作时(图1),就采用这
种方法。以下是感应用户操作的
Touchsensor部分代码:
<TOUChSensor DEF=”mouse”
enabled-:”true”hifl ̄ormal=”0.0 0.0 0.0’’/>
<TimeSensor DEF=”ClOCk”
cvcleInterval=’’5.0” enabled=’’false”
lop-”true’’/>
<Orientationlnterpolator DEF=”fly”
key=”0.0 0.4 0.5’keyValue=”0.0 1.0 0.
0 0.0 10:0.0一1.0 0.0 0.0 10{0.0-1.0 0.0
图1虚拟图书馆
1.571 10:”/>
<ROUTE fI.omField-”touchTime”
fromNode-”mouse”toField--’’startTime’’
toNode-’ clOClk’’/>
4 运用touchSensor结合ecmaScript
语言对虚拟场景的灵活控制
E CMAScript是一种脚本语言,由
Netscape和Microsoft使用开发,同时又
是一种面向对象语言。要实现虚拟场景
中强大交互功能,我们可以利用
TouchSensor传感器结合ecmaScript脚本
图2 touchsensor与ECMAscript结合模型
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中国科技信息2006年第16期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Aug.2006
每上接第i09页
磺 上接第11 9页
可以抽象出T 0 U C h S e n s o r结合
ECMAScript语言的执行模型,如图2:
name:”set fraction’ type=”SFFloat’ />
经过适当调节模糊控制器中的量化因
子(K e和K e c)和比例因子(K u),
在发动机转速为2500转/分钟时候,控
制实验的结果如图6所示。图6表示的是未
5 总结
X3D技术是互联网上基于虚拟现实新
代交互式的三维图形技术。
</Script>
<!一一定义第二个ECMAScript函数,
计算球体运行轨迹弧度值一一>
<ROUTE fromField=”touchTime”
fromNode=”touch”toField=”isActivetime”
一
实行控制时与控制系统工作一秒钟后顶棚
振动加速度采样信号的比较,由图6可知,
通过自调整模糊控制以后,顶棚的振动明
toNode=”rul”/>
<ROUTE fromField=”OUt”
fromNode=”FU 1”toField=”enabled”
TouchSensor传感器是实现强大交互功能
的基础。它的运行原理是传感器检测到
用户的输入输出操作时,由isActive或
isOver向外输出布尔事件值,通过路由
ROUTE将出事件值映射到其它节点,如
显减小了,基频下计算的振动级下降了近
3dB。
toNode=”time’’/>
5.结束语
本文从噪声源与噪声传播途径人手,
针对汽车车内噪声采取主动控制的方法,
应用压电陶瓷作为传感器与作动器进行噪
时间传感器的enabled,通过时间传感器
<!一一将用户鼠标单击时间传给第一个
向其它节点发送虚拟时间,进而实现动态
ECMAScript,经逻辑判断将布尔值传递给
交互功能。我们可以运用touchSenso结合
时间传感器,以触发或停止时间传感器一
EcmaSCript语言控制虚拟场景,更方
_>
< R O U T E
便、灵活地灾现虚拟场景的交互功能。
声控制。本文采取的控制策略为模糊控制,
以控制板件的振动为主要对象,从而降低
车内噪声。通过实验表明,采用这种技术
对轿车车内噪声的控制取得了较好的结果。
下一步研究继续将轿车车内空腔简化为空
腔模型进行多输入多输出的模糊控制研究。
fromField二=”fractiOn changed”
fromNode= ’time ’toField=”set fraction
toNode=”ru2”/>
< R 0 U T E
痧譬缓 赞 —l _ _
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向Web的交互式5维图形规范[J].系统仿
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f romFi e1 d=”v alue ch ange d”
fromNode=”ru2”toField....”rotation”
toNode=”sp ’/>
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XSD及其应用[J].重庆大学学报(自然科
学版).2005 11:51 54
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每个出事件和人事件都具有两个元
素:事件值和时间戳。当传感器接收到
用户的操作时,TouchSensor将感知的布
尔值和时间戳出事件传递给ecmaScript编
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李永涛:本科学历 在职攻读上海东华大学
计算机工程硕士:研究方向为虚拟现实与网
络三维图形技术、多媒体技术
写的函数,其中时间戳指示的是感应时
间值。ecmaScript函数训’算结果后将事件
值和相同的时间戳传递出去,以触发场
景变化,实现动态交互。由此程序我们
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