第一篇：基于VRML的建筑模型場景設(shè)計與演示

內(nèi)容提要

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一門涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的新興研究領(lǐng)域，它的應(yīng)用 研究水平表征了一個國家整個的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平。因此，將被譽為“夢 幻般的技術(shù)”的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的產(chǎn)品促銷、建筑設(shè)計、建 筑檢測等領(lǐng)域，具有十分重要的理論研究價值和實際應(yīng)用意義。該課題所 研究的是一個基于VRML的建筑模型演示系統(tǒng)，是利用VRML和Java語言共同 實現(xiàn)的一種新的構(gòu)建和演示建筑模型的方法。

虛擬現(xiàn)實建模語言(VRML)是一種新型的描述型語言，它是建立基于

Internet的分布式虛擬環(huán)境的有力工具。此論文介紹了如何利用VRML構(gòu)建 虛擬建筑模型和實現(xiàn)演示系統(tǒng)。主要工作如下：

第一，闡述如何通過VRML技術(shù)使建筑模型與圖像、聲音、文字、視頻 等多媒體技術(shù)相結(jié)合,構(gòu)建出了一個生動逼真的三維建筑形體。

第二，如何利用Java的強大編程能力及其和VRML的接口技術(shù),來實現(xiàn) 對實體行為的控制。

第三，互聯(lián)網(wǎng)特性使得更多的人可以通過Internet來觀看此建筑，并 允許用戶通過整合的控制面板來自我定制場景。

第四，對一些技術(shù)難點,如二維圖形三維化、360度全景圖和擠出面實 現(xiàn)復(fù)雜模型等作了較為詳盡的闡述。

最后，探討了如何優(yōu)化 VRML 代碼和如何發(fā)布 VRML 作品。關(guān)鍵詞： VRML 虛擬現(xiàn)實 Java Script1 目 錄

第一章 緒論..............................................1 1.1 概述...............................................1 1.2 本課題研究的意義...................................1 1.3 國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)...................................2 1.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù).......................................3 1.4.1 虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱 VR)簡介.........3 1.4.2 虛擬現(xiàn)實的基本特征...........................4 1.4.3 虛擬現(xiàn)實的分類...............................5 1.4.4 虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用...............................5 1.5 演示系統(tǒng)的設(shè)計目標.................................8 第二章 VRML 的介紹和研究..................................9 2.1 VRML 語言..........................................9 2.1.1 VRML 簡介.....................................10 2.1.2 VRML 發(fā)展過程及應(yīng)用...........................10 2.1.3 VRML 場景圖及節(jié)點.............................12 2.1.4 VRML 中對象的變換和層次.......................13 2.1.5 VRML 中場景對象的組織關(guān)系.....................14 2.1.6 構(gòu)造動態(tài)的虛擬現(xiàn)實模型........................15 2.1.7 VRML 瀏覽器介紹...............................18 2.1.8 VRML 的創(chuàng)作工具...............................19 2.1.9 VRML 的工作方式...............................19 2.2 VRML 交互技術(shù)的兩種機制............................20 2.2.1 利用 EAI 擴展 VRML 場景.........................20 2.2.2 利用 Script 擴展 VRML 場景......................21 2.2.3 EAI 與 Script 之間的異同......................23 第三章 開發(fā)平臺和構(gòu)建、演示工具............................24 3.1 VRML 對硬件的要求..................................24 3.2 系統(tǒng)采用的開發(fā)平臺.................................24 3.3 系統(tǒng)演示時使用的瀏覽器插件.........................24 3.3.1 插件的介紹...................................24 3.3.2 插件的安裝和設(shè)置.............................26 3.4 構(gòu)建系統(tǒng)使用的編譯系統(tǒng).............................28 第四章 系統(tǒng)的總體設(shè)計.......................................31 4.1 概述...............................................31 4.2 框架模塊的設(shè)計.....................................31 4.3 獨立實體模塊的設(shè)計.................................322 4.4 整體鏈接模塊.......................................35 4.4.1 多路由問題..................................35 4.4.2 遞歸引用造成瀏覽器出錯......................36 4.4.3 內(nèi)聯(lián).......................................36 4.4.4 境界信息...................................37 4.4.5 自定義節(jié)點.................................37 4.5 操作面板的整合.....................................37 第五章 詳細設(shè)計............................................39 5.1 概述..............................................39 5.2 二維圖形三維化.....................................39 5.2.1 360 度全景圖.................................39 5.2.2 單枝葉實現(xiàn)立體藤蔓...........................40 5.2.3平面樹圖實現(xiàn)立體樹效果.......................40 5.3 利用擠出面構(gòu)建三維花的葉子和床.....................40 5.4 多媒體視頻支持.....................................42 5.5 移動的茶幾和茶杯...................................42 5.6 構(gòu)建一個多功能辦公桌...............................43 5.7 帶開關(guān)的燈.........................................44 5.8 自動門的實現(xiàn).......................................45 5.9 旋轉(zhuǎn)風扇的實現(xiàn).....................................46 5.10 沙發(fā)的構(gòu)建.........................................46 5.11 地毯...............................................47 5.12 欄桿的制作.........................................48 5.13 草地的制作.........................................48 5.14 控制中心的制作.....................................49 第六章 代碼的優(yōu)化和發(fā)布.....................................51 6.1 利用VrmlPad及其插件進行VRML文件的優(yōu)化...............51 6.2 利用 VrmlPad 發(fā)布演示系統(tǒng)............................52 第七章 結(jié)論和進一步研究......................................53 參考文獻.....................................................54 摘要.........................................................I Abstract.....................................................IV 致謝第一章 緒論 1 第一章 緒論

本章是此論文的開始部分，在這一章里我將主要說明此課題的研究意 義，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及目前此課題在國內(nèi)外的發(fā)展情況等。1.1 概述

當今時代是數(shù)字化、信息化的時代。上個世紀八十年代以來，計算機 軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展帶來了信息存儲、交流和獲取的數(shù)字化革命，而近十年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起使這些數(shù)字化信息的獲取更加快捷方便，地球仿 佛變成了一個小小的村落，人們瞬間就可以了解到地球另一端發(fā)生的事 情。三維建模和虛擬現(xiàn)實技術(shù)都是近些年來隨著計算機圖形學(xué)的發(fā)展而日 漸成熟的新興技術(shù)，而基于互聯(lián)網(wǎng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)己經(jīng)越來越成為計算機圖 形學(xué)領(lǐng)域的新課題之一。VRML(Virtual Reality Modeling Language)是 一項集虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)與 Internet 多媒體于一身的新技術(shù)。本課題以“建筑模型演示系統(tǒng)”為研究對象，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑建 模及演示方面的新嘗試。系統(tǒng)利用 Java Script 腳本控制語言實現(xiàn)了三維 虛擬現(xiàn)實場景的交互式瀏覽。1．2 本課題研究的意義

隨著中國改革的不斷深化和經(jīng)濟建設(shè)的加速,房地產(chǎn)建設(shè)成為中國國 民經(jīng)濟新的增長點,住房日益成為老百姓關(guān)心焦點,對于建筑模型構(gòu)建和 演示的方法也提出更高的要求。Web-3D GIS 發(fā)展時間較短,還處于初級階 段,在建筑建模方面的應(yīng)用也剛剛起步。目前,Web 環(huán)境下房產(chǎn)測繪信息的 三維可視化還存在著諸多問題。其中主要問題有 Web 環(huán)境下房產(chǎn)測繪三維 場景的實時構(gòu)建難以實現(xiàn),三維成果發(fā)布困難,建筑模型三維場景與房產(chǎn)平面圖沒有有機結(jié)合以及現(xiàn)有的網(wǎng)上房產(chǎn)三維成果功能有限等等。針對這 些問題,該文確定的研究目標為:在 Web 環(huán)境下實現(xiàn)建筑模型構(gòu)建和演示。研究并設(shè)計一套行之有效的解決方案,實現(xiàn)三維建筑模型在 Web 環(huán)境下的 構(gòu)建和演示。本文分析了建筑模型構(gòu)建和演示的特點,引入 VRML 技術(shù)作為 此方法的實現(xiàn)技術(shù)，具體實現(xiàn)了在 Web 環(huán)境下建筑模型三維場景的動態(tài)構(gòu) 建及演示。

作為一種剛剛興起的技術(shù)，VRML 的發(fā)展歷史并不長，VRML2.0 規(guī)范更

是在 1997 年才確定，但是由于 VRML 自身獨特的魅力，使其應(yīng)用由原來的 軍事、醫(yī)療迅速向制造業(yè)、商業(yè)、教育和娛樂等領(lǐng)域迅速擴展，并成為教

育應(yīng)用的一大熱點。然而目前虛擬現(xiàn)實在教育中的應(yīng)用研究大多局限在一第一章 緒論 2 些高校，研究領(lǐng)域也是主要集中在虛擬校園、仿真實驗、工業(yè)造型等方面。再加之一些技術(shù)上的、開發(fā)成本上的因素，使得虛擬現(xiàn)實的教育應(yīng)用還處 于一種研究探索的階段，還未達到普及應(yīng)用的階段。經(jīng)過將近十年的發(fā)展，這項技術(shù)日趨成熟，在工業(yè)制造、教育、商品展示、房地產(chǎn)、旅游參觀、娛樂等方面表現(xiàn)出極好的應(yīng)用前景。1.3 國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)

目前3D和虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外有了長足的發(fā)展，并日漸涉及到 越來越多的領(lǐng)域，如城市規(guī)劃、場景仿真、信息管理、戰(zhàn)場指揮、生產(chǎn)管 理等等。2003年1月，美國一所著名大學(xué)成功地對古羅馬競技場進行了虛 擬再現(xiàn)，這一課題震驚了考古界和建筑界，為研究古羅馬建筑提供了極具 科學(xué)價值的可視化參考。在歐洲、日本和美國,虛擬現(xiàn)實日益廣泛地被家 具商和房地產(chǎn)商用作展示方式和促銷手段。北卡羅來那大學(xué)的建筑師們曾 把虛擬現(xiàn)實用于一棟教堂的設(shè)計。之后，它們在該校新建的電腦科學(xué)大樓 的設(shè)計中也采納了虛擬現(xiàn)實。1992年6月，Intel和Sense兩家電腦商聯(lián)合 主辦了名為“Designing a Virtual house“的展覽。為期兩天的展覽旨在 向人們介紹利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行建筑設(shè)計的過程。他們利用一臺”VR工 作站”演示建筑師和業(yè)主在一起工作的過程。建筑師帶領(lǐng)業(yè)主一起“進入” 設(shè)計中，并在走動過程中向業(yè)主講述設(shè)計思想。業(yè)主可以隨時隨地“挑剔” 方案并提出修改意見。建筑師立即根據(jù)業(yè)主的意見調(diào)整設(shè)計，直到業(yè)主滿 意，才一起“走出”設(shè)計。

虛擬現(xiàn)實在建筑設(shè)計中的應(yīng)用可歸納為3方面:設(shè)計手段、設(shè)計檢測手 段和市場促銷手段。

設(shè)計檢測手段:虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以被用來研究建筑及周圍環(huán)境的聲、光 線效果及結(jié)構(gòu)性能。如模擬自然光和人造光的效果，檢測建筑物的隔音效 果和聲學(xué)指標。

市場促銷手段:虛擬現(xiàn)實技術(shù)一出現(xiàn)，即受到房地產(chǎn)商的青睞，成為他 們應(yīng)付苛刻的買家的得力工具。這一技術(shù)也大大方便了買家。利用虛擬現(xiàn) 實技術(shù)，買家只要戴上頭盔和手套等傳感設(shè)備，就可以任意走動，挑選自 己中意的房產(chǎn)。從而節(jié)省了大量時間和奔波之苦，也使得房地產(chǎn)交易周期 大幅縮短。

設(shè)計手段:如上所述，虛擬現(xiàn)實為建筑師們提供了新的設(shè)計方法。它帶 給建筑師的工作方式的變革，完全可以媲美CAD問世所產(chǎn)生的影響。最新 的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使設(shè)計者能夠漫游的同時對設(shè)計做出修改和補充，迅速、準確地對比各種設(shè)計方案的可行性。虛擬現(xiàn)實使設(shè)計者對建筑與環(huán)境，人 與空間的體驗更加生動和準確，從而使得設(shè)計更加美觀實用 [1]。

隨著網(wǎng)絡(luò)時代的來臨，網(wǎng)絡(luò)教育迅猛發(fā)展，尤其是寬帶技術(shù)將大規(guī)模第一章 緒論 3 應(yīng)用的今天。國內(nèi)一些大型的建筑模型設(shè)計院已經(jīng)把虛擬現(xiàn)實作為首選的 建模語言。真實、互動、情節(jié)化的特點是虛擬現(xiàn)實技術(shù)獨特的魅力所在，新技術(shù)必將引起教育方式的革命，讓我們感受到全方位的場景效果。以虛 擬現(xiàn)實為特征的 Web3D 技術(shù)的誕生，是人們不滿足于二維網(wǎng)頁、渴求在網(wǎng) 絡(luò)上營造三維虛擬空間的結(jié)果。作為一種新的 Web 文件，虛擬現(xiàn)實建模語 言（Virtual Reality Modeling Language 簡稱 VRML）以節(jié)點（Node）和事件路由為最基本的組成要素來描述三維對象和交互行為，經(jīng)過瀏覽器 解釋執(zhí)行后，網(wǎng)上用戶就可實現(xiàn)異地漫游，感受一個有聲有色的虛構(gòu)世界。1.4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)

1.4.1虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR)簡介

自1945年世界上第一臺電子計算機問世以來，計算機技術(shù)一直處在飛 速發(fā)展階段。現(xiàn)在計算機已經(jīng)應(yīng)用在社會生活的各個領(lǐng)域，替人類做大量 的工作。隨著計算機的處理能力、存儲能力的飛速提高和成本的降低，特 別是近年來，多媒體技術(shù)、并行處理技術(shù)、開放系統(tǒng)以及面向?qū)ο蠹夹g(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們已經(jīng)把注意力從提高計算機本身的 處理、存儲能力方面，逐漸轉(zhuǎn)移到改善人機交互的手段和界面方面。傳統(tǒng) 的信息處理環(huán)境一直是“人適應(yīng)計算機”，而當今的目標或理念是逐步使 “計算機適應(yīng)人”。人們要求通過視覺、聽覺、觸覺、嗅覺，以及形體、手勢或口令，參與到信息處理的環(huán)境中去，從而獲得身臨其境的體驗。這 種信息處理系統(tǒng)已不再是建立在單維的數(shù)字化空間上，而是建立在一個多 維的信息空間中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是支撐這個多維信息空間的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬現(xiàn)實作為一種全新的人機交互技術(shù)，提供了強大的人機交互工具。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一門新興技術(shù)，也是多媒體技術(shù)發(fā)

展的更高境界。虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱VR)，又稱臨境技術(shù)，是 最近幾年得到迅速發(fā)展的技術(shù)?！疤摂M現(xiàn)實”一詞是由美國VPL Research Inc公司的J.Lanier在1989年所創(chuàng)造的一個詞，它通常是指用立體眼鏡和 傳感手套等一系列傳感輔助設(shè)施來實現(xiàn)的一種三維現(xiàn)實，人們通過這些設(shè) 施以自然的方式(如頭的轉(zhuǎn)動、身體的運動等)向計算機送入各種動作信 息，并且通過視覺、聽覺以及觸覺設(shè)施使人們得到三維的視覺、聽覺及觸 覺等感覺世界。它要創(chuàng)建一個酷似客觀環(huán)境、又超越客觀時空，能沉浸其 中、又能駕馭其上的人機環(huán)境，即由一個多維信息所構(gòu)成的可操作空間，它最重要的目標就是真實的體驗和方便自然的人機交互。虛擬現(xiàn)實就是采 用以計算機為中心的現(xiàn)代高科技，生成逼真的視、聽、觸、嗅覺等一體化 的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的外部設(shè)備(如特制的數(shù)據(jù)服、頭盔、數(shù)據(jù)手

套等)以自然的方式與虛擬環(huán)境中的客體進行交互作用、相互影響，從而第一章 緒論 4 產(chǎn)生身臨其境的感覺和體驗。實現(xiàn)一種虛擬幻覺。它是一種高級的仿真技 術(shù)，即可以做真實世界的物體仿真(建筑物模型)，又可以做抽象物體的虛 擬建模(如原子模型)。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在人工智能、CAD、圖形仿真、虛擬通信、遙感、娛樂、軍事模擬訓(xùn)練的許多學(xué)科帶來革命的變化，將對 一個國家的國防、軍事、政治、經(jīng)濟、文化甚至日常生活產(chǎn)生深遠的影響。目前，與虛擬現(xiàn)實相關(guān)的內(nèi)容己經(jīng)擴大到了與之相關(guān)的許多方面，像“人 工現(xiàn)實(Artificial Reality)”、“遙現(xiàn)”(Tele presence)、“虛擬環(huán) 境”(Virtual Environment)、“賽伯空間”(Cyberspace)等，都可以認 為是虛擬現(xiàn)實的不同術(shù)語。事實上，虛擬實現(xiàn)技術(shù)不僅僅是指那些戴頭盔 和手套的技術(shù)，而且還應(yīng)該包括一切與之有關(guān)的具有自然模擬、仿真體驗 的技術(shù)與方法。它的最重要的目標就是真實的體驗和方便自然的人機交 互，能夠達到或者部分達到這樣目標的系統(tǒng)就稱為虛擬現(xiàn)實系統(tǒng) [2]。

1.4.2 虛擬現(xiàn)實的基本特征

虛擬現(xiàn)實是高度發(fā)展的計算機技術(shù)在各種領(lǐng)域的應(yīng)用過程中的結(jié)晶和 反應(yīng)，它綜合了計算機圖形學(xué)、圖像處理與模式識別、智能技術(shù)、傳感技 術(shù)、語音處理與音響技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多門科學(xué)，將計算機處理的數(shù)字化 信息變?yōu)槿怂芨惺艿木哂懈鞣N表現(xiàn)形式的多維信息。通過視、聽、觸覺 等作用于使用者，對使用者的控制行為作出動態(tài)的交互反應(yīng).傳統(tǒng)的仿真 技術(shù)很少研究人的感知模型的仿真，無法模擬人對外界環(huán)境的感知(聽覺、視覺、觸覺)，而虛擬現(xiàn)實帶來了人機交互的新概念和新方法，計算機模 擬外界環(huán)境對人的感官刺激已經(jīng)成為可能。虛擬現(xiàn)實依托的學(xué)科高度綜合 化，是現(xiàn)代仿真技術(shù)的高級發(fā)展和突破，它不僅涉及計算機、人工智能、電子、通信、數(shù)學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、機械學(xué)和生理學(xué)等自然科 學(xué)和技術(shù)科學(xué)，而且與美學(xué)、心理學(xué)和社會學(xué)等密切相關(guān)，是經(jīng)濟和社會 生產(chǎn)力發(fā)展的巨大需求的產(chǎn)物。虛擬現(xiàn)實的特征在于強調(diào)了人機交互過程 中人的主體地位，力求達到人機交互的和諧。Brudea在“Virtual Reality Systems and Applications”文中提出的“虛擬現(xiàn)實三角形”說明了虛擬 現(xiàn)實的三個基本特征：沉浸（Immersion）、交互（Interaction）、想象（Imagination）。如圖1-1第一章 緒論 5 圖1-1 虛擬現(xiàn)實特征

（1）沉浸(Immersion)，是指用戶作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實

程度。在人與機器交互過程中，人所感覺的是自己投身于這一特殊界面(虛 擬環(huán)境)之中，從虛擬空間的內(nèi)部向外觀察，而不是作為一個旁觀者由外 向內(nèi)觀察，從而更逼真地觀察所研究的對象，將抽象的數(shù)據(jù)信息變換成切 身的體驗，從中獲取知識。理想的虛擬環(huán)境應(yīng)該達到使用戶難以分辨真假 的程度(例如可視場景應(yīng)隨著視點的變化而變化)，甚至超越現(xiàn)實，如實現(xiàn) 比現(xiàn)實更逼真的照明和音響效果等。

（2）交互(Interaction)，是指用于對虛擬環(huán)境內(nèi)的物體的可操作程 度和從環(huán)境得到反饋的自然程度(包括實時性)。虛擬環(huán)境是一個封閉的回 路系統(tǒng)，將仿真現(xiàn)實環(huán)境的圖像、音響和語言、壓力等等通過人機接口系 統(tǒng)作用到使用者的感官，并通過傳感器測試及跟蹤使用者的行為與反應(yīng)，實時調(diào)整生成的圖像序列，使用戶通過交互方式感知和響應(yīng)虛擬環(huán)境。例 如，用戶可以用手直接抓取虛擬環(huán)境中的物體，這時手有觸摸感，并可以 感覺物體的重量，場景中被抓的物體也立刻隨著手的移動而移動。（3）想象(Imagination)，是指用戶沉浸在多維信息空間中，從定性 和定理綜合集成環(huán)境中得到感性和理性的認識，依靠自己的感知和認知能 力全方位地獲取知識，發(fā)揮主觀能動性，深化概念和萌發(fā)新意，尋求解答，形成新的概念 [3]。

1.4.3 虛擬現(xiàn)實的分類

VR(Virtual Reality)最本質(zhì)的特征是用戶對虛擬場景的沉浸，根據(jù) 用戶參與 VR 的不同形式以及沉浸的程度不同，可以把虛擬現(xiàn)實技術(shù)劃分 為五類:(1)桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)第一章 緒論 6 桌面虛擬現(xiàn)實主要利用個人計算機和低級工作站進行仿真。計算機

屏幕作為觀察虛擬境界的窗口，各種外部設(shè)備用來駕馭、操縱虛擬環(huán)境中 的物體。桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不具備完全投入功能，但是成本較低，應(yīng)用面 比較廣。

(2)沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)利用頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套及三維鼠標等交互 設(shè)備把用戶的視覺、聽覺及其它感覺封閉起來，使參與者暫時與真實環(huán)境 隔離開。其特點是能夠向觀察者提供“真實”的體驗。常見的沉浸式虛擬 現(xiàn)實系統(tǒng)包括投影式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、洞穴自動式虛擬環(huán)境(CAVE)和頭盔式 虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。

(3)分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來，共享同一個虛擬空間，觀察和操縱同 一虛擬世界，達到協(xié)同工作、學(xué)習(xí)和生活的目的。(4)遠程存在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

遠程存在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)與機器人控制技術(shù)相結(jié)合的

產(chǎn)物。當某處的用戶操縱一個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)時，其結(jié)果卻在另一個地方發(fā) 生。

(5)增強現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

增強現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)不僅要利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬現(xiàn)實世界、仿 真現(xiàn)實世界，而且還要利用它來增強參與者對真實環(huán)境的感受，增強用戶 在現(xiàn)實中無法感知或不方便感知的感受。戰(zhàn)機飛行員的平視顯示器就是這 類虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的典型實例，它可以將儀表讀數(shù)和武器瞄準數(shù)據(jù)投射到安 裝在飛行員面前的穿透式屏幕上，這樣飛行員就不必低頭讀座艙中儀表上 顯示的數(shù)據(jù)，從而集中精力盯著敵人的飛機和導(dǎo)航偏差 [4]。

1.4.4 虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實技術(shù)從萌芽到現(xiàn)在已經(jīng)半個多世紀了，大量的研究結(jié)果表明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已在以下領(lǐng)域獲得了成功的應(yīng)用。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷 成熟，它的使用空間會越來越廣闊。(1)航空航天和軍事

從某種意義上來說，軍事需求推動了科技的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也

不例外。因為在這些領(lǐng)域中仿真和訓(xùn)練特別重要，迫切需要一種逼真的、靈活的、網(wǎng)絡(luò)化的模擬系統(tǒng)。VR系統(tǒng)在這些方面均能很好地滿足需要。美 國政府充分認識到VR技術(shù)在保持美國技術(shù)領(lǐng)先方面具有的戰(zhàn)略意義，于是 制定了一系列實施計劃，如陸軍的坦克訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)SIMNET、海軍的反潛艇戰(zhàn) ASW系統(tǒng)、航天局(NASA)的虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練系統(tǒng)等。(2)工程領(lǐng)域第一章 緒論 7近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)己大步走進民用市場。在工業(yè)設(shè)計中，現(xiàn)在

常提到“虛擬樣機”這一術(shù)語。它實質(zhì)上是利用VR技術(shù)和科學(xué)計算可視化 技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品的計算機輔助設(shè)計(CAD)模型和數(shù)據(jù)以及計算機輔助工程(CAE)仿真和分析的結(jié)果，生成一種具有沉浸感和真實感、并可進行直觀 交互的產(chǎn)品樣機。用虛擬樣機技術(shù)取代傳統(tǒng)的硬件樣機，可以大大縮短新 產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低開發(fā)費用。波音777飛機的設(shè)計、沃爾沃公司對新 型汽車內(nèi)部儀表和控制部件的布局、Caterpillar公司對挖土機鏟斗動作 可見性的改進等等，都是這種新技術(shù)成功應(yīng)用的典范。波音777由300萬個 零件組成，所有的設(shè)計在一個由數(shù)百臺工作站組成的虛擬環(huán)境中進行。設(shè) 計師戴上頭盔顯示器后，可以穿行于設(shè)計中的虛擬“飛機”，審視“飛機” 的各項設(shè)計指標。(3)高難度和危險環(huán)境下的作業(yè)訓(xùn)練

如醫(yī)療手術(shù)訓(xùn)練的VR系統(tǒng)，用CT(Computerized Tomography)或

MRI(Magnetic Resonance Imaging)數(shù)據(jù)在計算機中重構(gòu)人體或器官的幾 何模型，并賦予一定的物理特征(例如密度、韌度、組織比例等)，通過機 械手或數(shù)據(jù)手套等高精度的交互工具在計算機中模擬手術(shù)過程，以達到訓(xùn) 練、研究的目的。美國的NASA和歐洲空間局ESA曾成功地將VR技術(shù)應(yīng)用于 航天運載器的空間活動、空間站的操作和對哈勃太空望遠鏡維修方面的地 面訓(xùn)練。

(4)科學(xué)可視化

科學(xué)可視化是理解大量的科學(xué)實驗數(shù)據(jù)的有效手段。利用VR技術(shù)，很容易將這些東西可視化和形象化，使用戶把主要精力集中于實驗數(shù)據(jù)而 非計算機界面。(5)教育和娛樂

在虛擬教育培訓(xùn)系統(tǒng)中，分布在不同地方的研究人員和受訓(xùn)人員可

以利用網(wǎng)絡(luò)共享資源，進行交互操作和協(xié)同研究，使信息得到及時反饋，真正達到教學(xué)相長的目的。使用戶“沉浸”于和諧人機環(huán)境的VR技術(shù)在娛 樂業(yè)有著極其廣泛的應(yīng)用。第一個大規(guī)模的VR娛樂系統(tǒng)“Battle Tech“，將每個“座艙”仿真器連網(wǎng)進行組之間的對抗，3D逼真視景、游戲桿、油 門、剎車和受到打擊時的晃動給用戶很強的感官刺激。(6)虛擬導(dǎo)游

在虛擬導(dǎo)游系統(tǒng)中，用戶可以按照自己規(guī)劃的旅游路徑和自己的喜

好在風景區(qū)漫游。在有限的財力和時間范圍內(nèi)，充分滿足用戶周游世界、廣覽名勝古跡的獵奇愿望。(7)虛擬商店

在虛擬購物空間中，人們可以自由出入虛擬商店，從電腦助手那里 獲得商品的介紹，自由購物。(8)建筑第一章 緒論 8 在建筑領(lǐng)域內(nèi)，人們可以透過VR的虛擬特性,模擬出興建后的實際情況 來避免實際應(yīng)用后可能發(fā)生的問題 [4]。

同發(fā)達國家相比，我國在VR技術(shù)的研究方面還有一定的差距。我國軍 方對VR技術(shù)的關(guān)注較早，而且支持研究開發(fā)的力度也越來越大。國內(nèi)一些 院校和科研單位，陸續(xù)展開了對VR技術(shù)的研究，已經(jīng)實現(xiàn)或正在研制的虛 擬現(xiàn)實系統(tǒng)也有不少。像北京航空航天大學(xué)分布式虛擬環(huán)境

DVEN(Distributed Virtual Environment Network);浙江大學(xué)的虛擬故 宮、桌面虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng):清華大學(xué)計算機系對虛擬現(xiàn)實和臨 場感方面進行了研究，例如球面屏幕顯示和圖像隨動、克服立體圖閃爍的 措施和深度感試驗等方面都具有不少獨特的方法;另外，西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、國防科技大學(xué)、裝甲兵工程學(xué)院、中科院軟件所、上海 交通大學(xué)等單位也進行了不同領(lǐng)域、不同方面的VR研究工作，并取得了一 批研究成果。盡管目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還不太完善，市場還不很成熟，真正商品化的應(yīng)用系統(tǒng)也并不多見。但是，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用卻已日趨 活躍，具有極大的潛力。1.5 演示系統(tǒng)的設(shè)計目標

網(wǎng)絡(luò)虛擬世界最突出的特點是交互性、構(gòu)想性和沉浸感，基于這一要 求并結(jié)合建筑模型演示的需要，此模型的演示系統(tǒng)的設(shè)計目標如下：(1)訪問者可以隨意選擇建筑的場景和參觀路線，并通過鼠標鍵盤來漫 步并且改變視點；

(2)訪問者可以做出像在真實世界一樣的動態(tài)行為，比如推門，開燈等；(3)系統(tǒng)應(yīng)具有真實的力學(xué)性質(zhì)。比如碰撞檢測機能，杜絕“穿墻而過” 這類違背現(xiàn)實的情況；

(4)系統(tǒng)地造型應(yīng)該很逼真，這是由設(shè)計的初衷決定的；(5)系統(tǒng)應(yīng)該結(jié)合多媒體，如音頻和視頻等；

(6)良好的用戶交互能力；第二章 VRML 的介紹和研究 9 第二章 VRML 的介紹和研究

在本章里將會對研究所使用的 VRML 語言及技術(shù)、JAVA（主要是與 VRML 控制有關(guān)的）語言以及 VRML 的交互機制等作詳細的說明。2．1 VRML 語言 2.1.1 VRML 簡介

近幾年來虛擬現(xiàn)實與004km.cn/users/xuhuairuogu/Comments.rar 使 用 說 明 ： 請 將 插 件 拷 貝 至 VRMLPad 的 插 件 文 件 夾(比 如 C:Programme ParallelGraphicsVrmlPadAddIns)，啟動 VrmlPad 后，在菜單欄的“工具（T）”菜單中會發(fā)現(xiàn)“命令”插件的菜單，即說明插件 導(dǎo)入成功：

目前的“命令”插件共有“代碼格式化”、“刪除注釋”、“刪除默認區(qū)

域”、“優(yōu)化代碼”、“優(yōu)化代碼，保留注釋”、“減少代碼縮進”六個命令： “代碼格式化”命令可以我們以最佳閱讀方式顯示 VRML 源代碼之間的結(jié) 構(gòu)關(guān)系；“刪除注釋”命令用來刪除所有的注釋；“刪除默認區(qū)域”可以刪 除那些默認定義值的節(jié)點內(nèi)容；“優(yōu)化代碼”命令可以自動地將一些空白 的區(qū)域、中斷點、小數(shù)點之前的零等加以優(yōu)化刪除；“優(yōu)化代碼，保留注 釋”命令在優(yōu)化操作時保留了源代碼注釋的內(nèi)容；“減少代碼縮進”可以 便源代碼前的每行空格都刪除，這個命令操作可以便我們的作品瘦身不 少。

該環(huán)節(jié)的優(yōu)化主要是根據(jù) VRML 的語法特性進行的，可以同時減少網(wǎng)第六章 代碼的優(yōu)化和發(fā)布 52 絡(luò)通信量和瀏覽器的計算量。只要我們按照說明一步一步進行就可以大大 規(guī)格化、簡化和優(yōu)化我們的 VRML 代碼，使其執(zhí)行效率更高，體積更小。VRML 文件的大小不但決定了它在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸速度，而且還影響著

文件裝入內(nèi)存后的瀏覽速度。據(jù)查閱，下載時間超過 1 分鐘、場景漫游時 畫面刷新低于 10 幀/秒，將使用戶喪失耐心，放棄參觀。6.2 用 VrmlPad 發(fā)布演示系統(tǒng)

VrmlPad 本身就可以發(fā)布我們的 VRML 作品，而且十分方便。見圖 6-2： 圖 6-2 發(fā)布

使用這個發(fā)布向?qū)Э梢院苋菀椎匕盐覀兊谋姸嗟?VRML 文件，貼圖，內(nèi) 聯(lián)的文件等制作在一起發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)上，或直接以 E-mail 形式發(fā)送。由于 這個向?qū)τ谌绾伟l(fā)布將描述得很清楚，所以這里就不在探討了。第七章 結(jié)論和進一步研究 53 第七章 結(jié)論和進一步研究

本文研究了基于VRML的建筑模型場景設(shè)計與演示，文中詳細介紹了 VRML這一主流的網(wǎng)絡(luò)三維標準，以及使用它和Java語言在建立基于 Internet的虛擬環(huán)境的方法。通過場景實例介紹了虛擬現(xiàn)實建模語言(VRML)的特點，利用VRML實現(xiàn)建筑漫游系統(tǒng)的可行性研究內(nèi)容?；谏鲜龇桨福瑢崿F(xiàn)了一個建筑漫游虛擬環(huán)境空間實例，應(yīng)用

VRML+Java的方案實現(xiàn)了個基于Internet的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用 TCP/IP通用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議具有低成本、覆蓋面廣等特點。論述了上述方案在 建筑領(lǐng)域產(chǎn)品促銷方面的可行性，如:可以借助于Internet在建筑物虛擬 場景空間中隨意瀏覽,實現(xiàn)了交互效果。

盡管本文對基于VRML的虛擬現(xiàn)實軟件實現(xiàn)方式進行了一定的研究，并 且結(jié)合建筑領(lǐng)域的具體情況實現(xiàn)了一個具體實例。但是，還應(yīng)該對如下方 面進行進一步研究。

1、近一步研究和探索三維建模方法。此過程可以從橫向和縱向兩個

方向展開。橫向是指對VRML中的方法進行更深的開發(fā)，或者與其它方法相 結(jié)合，如3D MAX等?？v向是指研究更新的三維建模方法，如X3D等。

2、進一步研究VRML+Java方案在構(gòu)建建筑漫游應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用，研 究如何進一步增強系統(tǒng)交互性。

3、進行虛擬現(xiàn)實的三維建筑實體的場景存儲結(jié)構(gòu)、利用VRML實現(xiàn)建筑 三維實體的建模、漫游和用戶交互性研究、與Java結(jié)合使虛擬現(xiàn)實技術(shù)在 互連網(wǎng)上得以實現(xiàn)的具體方法、圖形渲染算法的優(yōu)化、虛擬全景空間的模 型與算法研究。

4、研究VRML虛擬環(huán)境用戶建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用，如:在建筑設(shè)計中照 明設(shè)計是比較重要的部分，在設(shè)計過程中設(shè)計者不可能考慮到所有的光線 分布、環(huán)境漫反射作用等復(fù)雜光照過程，而利用VRML虛擬環(huán)境可以在設(shè)計 定稿前，進行“安裝”、“調(diào)試”，在定量和定性兩個角度為建筑設(shè)計提供 寶貴參考。類似的應(yīng)用研究情況，在建筑設(shè)計領(lǐng)域中還有很多應(yīng)用，相信 研究前景必將十分廣闊。參考文獻 54 參考文獻

[1] 沈旭濤 《數(shù)字建筑不朽之城 ——議虛擬現(xiàn)實技術(shù)在建筑設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用》 四川建筑 第 26 卷 3 期 2006.6 42-43 [2] 張國榮 《虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用與展望》 廈門科技 97.4 5-6 [3] 羅杰 《面向建筑的虛擬漫游系統(tǒng)研究與實現(xiàn)》 大慶石油學(xué)院碩士學(xué)位論文 2002.2 1 [4] 任愛華 《多用戶虛擬現(xiàn)實建模技術(shù)研究》 華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文 2002.5 3, 5-6 [5] 陳華，陳福民 《基于 VRML 的虛擬場景的設(shè)計與實現(xiàn)》 計算機工程與應(yīng)用 2002.6 127-129 [6] 黃文麗等 《VRML語言入門與提高》 中國鐵道出版社 2003.11 2-3，27-29，140，68-69，190 [7] 吳小華，李競杰，趙鵬《VRML 與 Java 編程》國防工業(yè)出版社 2002.1 14，137，176 [8] 陽化冰，劉忠麗，劉忠軒等 《虛擬現(xiàn)實構(gòu)造語言 VRML》北京航空航天大學(xué) 出版社 2000 [9] 賽博科技工作室《VRML 與 JAVA 編程技術(shù)》 人民郵電出版社 2000 [10] 龔正偉，于廣浩，劉天進《建筑效果一 3D Studio MAX+Photoshop》清華大學(xué) 出版社 2002摘要 I 摘 要

三維建模和虛擬現(xiàn)實技術(shù)都是近些年來隨著計算機圖形學(xué)的發(fā)展而

日漸成熟的新興技術(shù)，而基于互聯(lián)網(wǎng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)越來越成為計算機 圖形學(xué)領(lǐng)域的新課題之一。虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality,簡稱 VR)，又稱 臨境技術(shù)，是最近幾年得到迅速發(fā)展的技術(shù)，能夠創(chuàng)建一個酷似客觀環(huán)境、又超越客觀時空，能沉浸其中、又能駕馭其上的人機環(huán)境，即由一個多維 信息所構(gòu)成的可操作空間，它最重要的目標就是真實的體驗和方便自然的 人機交互。廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的產(chǎn)品促銷、建筑設(shè)計、建筑檢測等領(lǐng)域，具有十分重要的理論研究價值和實際應(yīng)用意義。該課題所研究的是一個基 于 VRML 的建筑模型演示系統(tǒng)，是利用 VRML 和 Java 語言共同實現(xiàn)的一種 新的構(gòu)建和演示建筑模型的方法。

VRML(Virtual Reality Modeling Language)是一項集虛擬現(xiàn)實

(Virtual Reality)與 Internet 多媒體于一身的新技術(shù)，是 Internet 上 基于 004km.cning more and more mature with the development of Computer graphics, of which virtual realistic technique based on Internet becomes one of new topics in Computer graphics.Virtual Reality(VR), also called Near Boundary Technology, is the technique that has been improved quickly in the latest years.It can establish a man-machine environment which can not only resemble objective but also surpass objective.The important goal is the real experience and the interactive of the convenience natural man-machine.Virtual Reality has the extremely important significance of research and practical application with the wide application in Product promotion, architecture design, and construction examination.What this topic studies is one based on the VRML construction model demonstration system and it can be achieved by making good use of the language of VRML 和 Java.This study aims at carrying out the construction model under the Web environment.Based on the aims, the following projects have been made:（1）The visitor may choose the construction at will the scene and the visit route.The visitors are allowed to choose any fields and routes at will and travel extensively so as to change the points by clicking mouse keyboard.(2)The visitor may make likely in the real world same dynamic behavior, for instance pushes the gate, turns on the light and so on.(3)The system should have a true mechanics property.Collide the examination function;for example, eradicate completely this type of circumstance that disobeys reality of” wear a wall but lead”.(4)Modeling should be lifelike.(5)The system should combine a multimedia, such as the audio frequency and video frequency etc.(6)The good interactive ability of customers is necessary.Abstract V In the process of making use of VRML to set up the virtual model of buildings and realization to play to show system, the main work is as follows: First, a vivid and lifelike three dimensional construction physique is made by VRML technology combining with the image, the sound, the writing, the video frequency and the multimedia technologies.This construction model is based on the three dimensional scene demonstration systems of independent construction individual.Comparison to set up a model of buildings, this design that comes to a decision system should follow a view true, the interface beauty, good customer hand over with each other ability and see to order to browse much etc.principle.Divide the line to connect the mold piece and the operation front-panel to integrate four basic mold pieces for the frame mold piece, independent entity mold piece, Whole chain from the structure full general system under the instruction of these principles.Second, make use of a Java the strong plait distance ability and it connects a people's technique with VRML;carry out behavior to the entity of control.The VRML provided some felling observer the observation behaviors to act of spread the feeling machine node, these nodes can feel the variety of the hour of the mouse operation in a view, also can feel at the observer click a browser to see to order the control button, the change field the position of the substitute in view, applies Plan Sensor(the flat surface spread the feeling machine)here, carry out the ambulation of the tea side-table and cup thus VRML.The VRML has more than 50 types.It should have more specialized types according to different fields.The VRML allows making use of existed types to establish own types.Prototype establishing is based on the definition of PROTO, then lead a prototype to show whole.The shape that adopts this kind of way structure to come out no longer the sharp angle is clear, can be more tactful;make the shape is more lifelike.In the process of leading a prototype, and joined to hand over with each other, pass to trigger, make the surface color occurrence of the object change, the portrait, floor, bed and sofa are the knowledge that uses thisAbstract VI aspect to carry out;JavaScript is both used in the above sections.Moreover, it is also used in controlling the lights and automatic door by using triggering machines and position machines etc.It is a new try to use Java and the VRML comprehensively to draw model of buildings.This kind of method can create model of buildings more lifelike, the model document is smaller and is advantageous to deliver on.It is proved that it is a feasible, easy and cheap method provided that low requirement of database and less dynamic database.Third, the characteristic of Internet makes more persons take a look at this building, and allow the customer design the scenery by integrating system by internet.Fourth, this thesis makes a detailed explanation on some technique difficulties: 360 degrees panorama diagram etc.Such as is 3D two sketches to turn, this is one of the VRML’s

characteristics, this technique is used in three shapes in this system used in, mainly used in the veins picture and the picture distortion;Build up 360 degrees panorama diagram, the principle is to make the diagram stick the surface according to the directions.People can see, but can't near to.picture After putting on the pictures, JavaScript is used to carry out and define of the management of the background, therefore establish threes triggering machines to cut over different background.Finally, this thesis makes a discussion on how to optimize the code of VRML and release works of that.Because a lot of designers’ creations of VRML work's are not based on specialized VRML, but rely on varied 3D software to carry on original mold work, therefore the VRML document is made long and complicated.In order to save download time of a document, we as long as explains the one-step one step carry on according to the software can consumedly the specification turn, simplification with excellent turn our VRML code, make it carry out an efficiency higher, the physical volume is smaller.The VRML work's release can make use of VRML Pad toAbstract VII release a guide, very convenient.This thesis has made a tentative study on the realization way of virtual reality software with concrete examples in combining with the construction domain.There are still many aspects which need further researching: 1 makes a further research and exploration on the methods of setting up 3D models, such as X3D etc.2 further research on the application of VRML+ Java in the construction application system and how to strengthen the interactive of the system.3 on excellent way of the sketch calculation, hypothesized panorama space model and algorithm research.致 謝

藉此論文完成之際，我要深深地感謝我的老師、同事、朋友和家人!該論文是在導(dǎo)師徐長青老師的悉心指導(dǎo)下完成的。論文的選題、理論 上的指導(dǎo)、甚至技術(shù)上的細節(jié)都無不得益于徐老師的真知灼見。在學(xué)習(xí)、設(shè)計和編碼的整個過程中，我都得到了徐老師的大力幫助，在此表示衷心 地感謝！

其次，我要衷心地感謝我的父母和家人，他們殷切的期望是我不斷進 取的動力。無論處于順境還是逆境，他們都在各方面給予我最無私的幫助 和支持。這篇論文也凝結(jié)著他們的期望與心血。

感謝我的同事和朋友們，他們在生活和學(xué)習(xí)中給了我大量的幫助。衷心地感謝所有給予我關(guān)心和幫助的朋友們，并對你們的關(guān)懷和幫助 致以崇高的敬意！

第二篇：建筑模型制作與設(shè)計裝飾

建筑模型制作與設(shè)計裝飾

劉永寶

課題分析：

建筑模型拼插深受廣大學(xué)生喜愛，是將龐大的建筑用吹塑板材料按照正確的比例尺寸設(shè)計、加工，濃縮成小的建筑展開圖。

建筑模型立體拼插突破傳統(tǒng)平面拼法，創(chuàng)新立體拼構(gòu)，構(gòu)思巧妙，易提高學(xué)生的動腦、動手、設(shè)計、裝飾，美化家居環(huán)境意識。教學(xué)目標：

通過學(xué)習(xí)實踐，使學(xué)生了解建筑模型的各種造型，掌握模型組合的過程，充分發(fā)揮空間想象力、審美能力，領(lǐng)會集體創(chuàng)作成就感。教學(xué)重點、難點：模型拼插、環(huán)境造型美觀

教學(xué)方法：講解、示范、操作（在實物投影機下示范）

1、通過建筑模型展示，使學(xué)生了解建筑物造型，引起學(xué)生們制作建筑模型興趣

2、運用多媒體進行輔助教學(xué)

3、學(xué)生制作，教師巡視個別輔導(dǎo)，展示學(xué)生作品，作品交流，肯定成績，提出不足

4、學(xué)生在制作過程中要注意安全、衛(wèi)生，愛護公物 工具：小剪刀、尺子、筆

材料：建筑模型展開圖、硬紙板、雙面膠、橡皮泥、裝飾材料等

教學(xué)過程：

一、欣賞建筑模型

二、引入課題

三、建筑模型拼插過程

1、打開包裝袋

2、輕輕揭去多余邊、槽口

3、手折整形，注意正折與反折的方向關(guān)系，輕重適宜

4、根據(jù)展開圖拼插成立體建筑物

四、組合、創(chuàng)作

1、把拼插建筑物3—4人一組將建筑模型粘貼在紙板上

2、美化設(shè)計、裝飾環(huán)境，寫出建筑模型名稱（有專人負責）

五、學(xué)生制作、教師巡回輔導(dǎo)

六、反饋

1、學(xué)生作品的展示，作品交流（各組選送一名代表發(fā)言）

2、表揚優(yōu)秀作品，指出改進之處

七、小結(jié)：目標—反饋—達到目標

第三篇：建筑模型的設(shè)計與制作

建筑模型的設(shè)計與制作

綜合實踐活動主題設(shè)計

一、主題設(shè)計的背景

目前，初中學(xué)生的動手能力令人堪憂，而且，他們對周圍事物的變化與發(fā)展關(guān)注不夠，更不用提國家大事。鑒于此，設(shè)計了以“建筑模型的設(shè)計與制作”為主題的綜合實踐活動。

二、活動目標

1、知識目標：考察學(xué)生的觀察與動手能力。

2、能力目標：考察學(xué)生運用書本知識的能力。

3、情感目標：激發(fā)與調(diào)動部分學(xué)生學(xué)習(xí)文化知識的興趣。

三、活動用具

白板紙、透明膠、雙面膠紙、剪刀、裁紙刀、線繩、墊板、格尺、筆、本等。

四、活動準備

1、播放幻燈片，內(nèi)容是建筑模型的圖片展示。

2、提出問題：對那些建筑最熟悉。引導(dǎo)學(xué)生回答“家與學(xué)?！?，繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考并回答本次活動的內(nèi)容。

3、布置任務(wù)：本次活動的內(nèi)容與兩個：觀察與設(shè)計學(xué)校的建筑

模型；制作學(xué)校模型。

（1）觀察學(xué)校主體建筑的外部結(jié)構(gòu)。

（2）測量學(xué)校主體建筑的長、寬、高，單位精確到米。

（3）根據(jù)測量的結(jié)果，確定合適的比例。

（4）根據(jù)確定的比例，制作學(xué)校模型。

五、活動過程

1、討論：如何用格尺與線繩測量學(xué)校主體建筑的長、寬、高。

2、觀察：學(xué)校主體建筑的外部結(jié)構(gòu)特點。

3、測量：根據(jù)討論結(jié)果，開始測量。

4、制作：根據(jù)測量結(jié)果與比例，制作學(xué)校模型。

六、可能出現(xiàn)的問題

1、學(xué)生討論的測量方法不是最佳方法，可能事倍功半。這說明學(xué)生將書本知識與生活知識融會貫通的能力比較欠缺。

2、學(xué)生的動手能力可能參差不齊，制作模型的時間相應(yīng)會延長。這說明學(xué)生使用工具的能力欠缺、動手能力欠缺。

七、活動總結(jié)

1、引導(dǎo)學(xué)生談本次活動的感受。

2、說明學(xué)習(xí)書本知識的重要性并要逐步與生活知識相聯(lián)系。

第四篇：建筑模型設(shè)計大賽

“建筑模型設(shè)計大賽”策劃

一． 活動背景

曾記否，李春的趙州橋經(jīng)歷千年巍然不倒；曾記否，上海的明珠塔豪氣逼人直插云霄。思維碰撞，靈感聚集，模型是創(chuàng)造性的支點，完成了我們構(gòu)思與現(xiàn)實的對接，為我們營造了完美的建筑世界。古有天工開物，今看建材學(xué)子，承中華之靈氣、樹開拓之新風、譜校慶之樂章，建簡約創(chuàng)新之模型，筑我校輝煌美好之明天。

二． 活動主題

“展風格于模型，聚祝福于師苑”

三． 活動參與對象

建材系全體學(xué)生

四． 活動時間

2011年3月21日至4月1日（3.21：通知各班班委；3.23：上交各班報名表；3.24至3.29：參賽人員準備作品；3.30至4.1：作品展示）

五． 活動地點

西區(qū)籃球場，教室(待定)

六． 活動流程

(一)在籌備階段聯(lián)合宣傳部做好宣傳工作，主要是制作展板和張貼海報。

(二)在各班班長處以個人或團體（2~4人）的形式報名，不可以重復(fù)報名，每個人或團體限交一份作品，各班至少上交2份作品。

(三)要求命題積極向上，風格創(chuàng)新，材料由參賽者自己準備，并在規(guī)定時間內(nèi)由班長收集并統(tǒng)一上交至學(xué)生會辦公室。

(四)由主辦單位先對作品進行初步審核，并將作品在室外公開展評，由全校同學(xué)對作品進行投票，每人限投2票。

(五)利用中午時間，請各參賽選手對自己的作品進行解釋說明，然后邀請老師進行點評和打分。

(六)由主辦方公布成績。

七． 獎項設(shè)置及評分細則

(一)將公開展示階段和教師打分階段的得分相加，得出作品的總分，并評出一等獎1名、二等獎3名、三等獎5名和優(yōu)秀獎若干。

(二)公開展示期間的每票記為1分，公開展示階段的最高分作品授予“最佳人氣模型”（不設(shè)置最高分）。

(三)教師對作品進行點評并打分，該最高分作品授予“最佳設(shè)計模型”（滿分為100分）。

(四)評分細則：作品構(gòu)思及創(chuàng)意（30分），作品外觀美觀程度（30分），作品所涉及的建筑知識（40分）。

八． 工作安排

（一）通知各班班委關(guān)于“建筑模型大賽”相關(guān)事宜及聯(lián)系宣傳

部辦展板（胡宇）

（二）公展期間相關(guān)工作：

1.參賽作品收集（康釗、張顯）

2.展板、帳篷、桌子、凳子收放（平功超、陳晗、許亞運、樊

闖、張顯、康釗、徐小虎、孟元、張豐、胡宇）

3.公展在場值日人員（譚雪蓮、劉君、徐小虎、平功超）

4.票數(shù)統(tǒng)計（譚雪蓮、平功超）

（三）教師點評期間相關(guān)工作

1.聯(lián)系場地（胡宇、孟元）

2.邀請老師（全體）

3.聯(lián)系參賽人員到場以及獎品購買（康釗、張顯、許亞運、徐

小虎）

4.主持人（康釗、譚雪蓮）

5.收發(fā)打分紙（劉君、張豐）

6.計分、統(tǒng)分（孟元、徐小虎）

九． 注意事項

(一)參賽作品需按時上交。

(二)每件作品需附帶作品名稱及簡要的說明。

(三)若遇到天氣因素影響，活動公開展評環(huán)節(jié)推遲舉行。

(四)邀請老師3至5位并提前2至3天向老師發(fā)出邀請。

十． 活動預(yù)算

筆筒5元/4個，筆記本3元/9本，筆2元/10支，獎狀0.5元/30張，證書5元/2本，便利貼及白紙15元

共計107元。

策劃人：胡宇、康釗、譚雪蓮、張顯

第五篇：建筑模型設(shè)計與制作競賽規(guī)則

建筑模型設(shè)計與制作競賽規(guī)則

一、競賽題目及競賽簡介

建筑模型設(shè)計與制作是設(shè)計專業(yè)的一項重要的專業(yè)基礎(chǔ)，也是培養(yǎng)現(xiàn)代設(shè)計人才及其綜合設(shè)計能力不可或缺的構(gòu)成部分，模型作為設(shè)計理念和形態(tài)的具體表現(xiàn)手段，二維的設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為三維的實施模型，使設(shè)想變?yōu)楝F(xiàn)實，是設(shè)計理念的立體表現(xiàn)技法。

模型制作大賽旨在培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維和實際動手能力，增強大學(xué)生的設(shè)計與實踐能力，豐富校園學(xué)術(shù)氛圍，促進本校大學(xué)生之間的相互交流與學(xué)習(xí)。通過模型制作大賽可以將課堂理論學(xué)習(xí)與設(shè)計與實際工程和產(chǎn)品設(shè)計緊密結(jié)合，較好地培養(yǎng)大學(xué)生的空間想象和形體造型能力。

建筑模型設(shè)計與制作大賽。利用模型材料（自己購買），設(shè)計并制作一個建筑模型含建筑周圍環(huán)境。

具體競賽內(nèi)容包括：方案設(shè)計、模型制作、敘述答辯。

二、參賽對象和形式

參賽者為在校全日制學(xué)生。以班級為單位參加比賽。每班可限報兩隊，每隊五、六人。

三、競賽要求

1、參賽隊員要求

(1)每個參賽隊只能提交一份作品，并命名。

(2)參賽學(xué)生只允許參加一個參賽隊，各隊應(yīng)獨立設(shè)計、制作。

(3)各參賽隊必須在規(guī)定時間和地點參加競賽活動。競賽期間不得

任意換人，若有參賽隊員因特殊原因退出，則缺人競賽。

2、方案設(shè)計要求

(1)方案設(shè)計內(nèi)容包括：方案設(shè)計、建筑模型等。

(2)方案設(shè)計格式和要求：除封面外，加200字左右的方案設(shè)計摘要。

(3)參賽隊必須在規(guī)定時間將方案設(shè)計送到組委會指定的地點，逾期作自動放棄處理。送審的方案設(shè)計用A4復(fù)印紙打印、裝訂，文本一式3份（方案可事先準備好）

3、模型制作要求

(1)模型制作材料不限，根據(jù)建筑特點，自行采購。

(2)模型底板尺度為A2-A3大小。

(3)建筑模型設(shè)計要具有特色，作品模型要體現(xiàn)原有建筑的特點。

5、評分規(guī)則

根據(jù)方案設(shè)計（分析）、模型制作和綜合評價4個方面進行評分，總分為100分。

(1)方案設(shè)計（分析）（20分）

按設(shè)計方案的完整性、合理性和創(chuàng)新性評分。

(2)模型制作（60分）

按模型制作工藝、材料的選用、建筑空間的合理以及整體效果評分。

(3)作品介紹（10分）

按現(xiàn)場敘述情況，由評委當場給分。

(4)綜合評價（10分）

模型的主題內(nèi)容是否突出，創(chuàng)意構(gòu)思是否獨到新穎，色彩搭配是否符合審美學(xué)原理, 道路、水系、綠化等設(shè)計是否全盤布局。

模型現(xiàn)場建造的工作量、技術(shù)質(zhì)量、工藝質(zhì)量及模型外部形狀的準確度。

模型所顯示的整體效果及其工整潔凈程度。

要求字跡工整，意思表達清楚、準確

五、獎項設(shè)置

一等獎一名、二等獎兩名、三等獎三名。

六、時間安排

1、競賽時間：2011年5月26日上午8：00—12：002、模型制作時間：2011年5月26日8：00—11：003、模型送審：2011年5月26日11：00―11：054、競賽地點：田徑場

5、頒獎時間：2011年5月26日11：306、另附競賽時間安排表