Этот пример иллюстрирует возможность преобразовать общедоступные Цифровые Модели Повышения в формат VRML для использования в сценах виртуальной реальности.
Как источник данных о ландшафте, использовалась модель DEM Саут-Сан-Франциско, включенная в Mapping Toolbox™. Простая предварительно созданная модель Boeing® 747® включена в сцену, чтобы показать метод создания виртуальных сцен из нескольких источников на лету.
Этот пример требует Mapping Toolbox.
% gunzip the South San Francisco DEM file to a temporary directory filenames = gunzip('sanfranciscos.dem.gz', tempdir); demFilename = filenames{1}; % read every other point of the 1:24,000 DEM file [~, ~, Z] = usgs24kdem(demFilename, 1); % delete the temporary gunzipped file delete(demFilename);
Манипуляция данных, чтобы подготовить его к созданию виртуального мира
demdata=Z; [xdim, zdim] = size(demdata); xspace = 30; % scaling in meters for x dimension zspace = 30; % scaling in meters for z dimension % reshape the data into a one-dimensional array demdata = demdata(:);
% bring up template myworld = vrworld('vr_template_terrain.wrl'); % open the virtual world open(myworld); % create a handle to a node VRTerrain, the node that will contain the DEM data Terrain_node = vrnode(myworld,'VRTerrain');
% create a child of VRTerrain - shape newShape = vrnode(Terrain_node, 'children', 'Terrain_Shape', 'Shape'); % create appearance field for the shape newAppear = vrnode(newShape, 'appearance', 'Terrain_Appearance', 'Appearance'); % create material field for the appearance newMat = vrnode(newAppear, 'material', 'Terrain_Material','Material'); % assign properties for the material field newMat.ambientIntensity = 0.25; newMat.diffuseColor = [0.9 0.6 0.6]; newMat.shininess = 0.078125; newMat.specularColor = [0.0955906 0.0955906 0.0955906]; % create geometry field for the shape newEGrid = vrnode(newShape, 'geometry', 'DEM_EGrid','ElevationGrid'); % assign properties for the geometry field - use DEM data newEGrid.creaseAngle = 3.14; newEGrid.xDimension = xdim; newEGrid.zDimension = zdim; newEGrid.xSpacing = xspace; newEGrid.zSpacing = zspace; newEGrid.height = demdata; newEGrid.ccw = 'TRUE'; % This setting will make the terrain surface visible from both sides newEGrid.solid = 'FALSE';
Для окраски ландшафта текстурируют, мы будем использовать функцию DEMCMAP, доступную в Mapping Toolbox.
% terrain elevation is used to color the image cmap = demcmap(Z, 256); % create texture subdirectory of the current directory % output arguments used only to avoid warning message when the directory % already exists [~, ~] = mkdir('texture'); % scale the height values to use the full colormap range % scaling relies on the fact that this terrain begins at zero height Zscaled = Z .* (size(cmap,1)-1) ./ max(Z(:)); % save the texture into PNG image in the texture subdirectory % rotate the image left to match image orientation needed in VRML model % elements of Zscaled represent indices into cmap imwrite(rot90(Zscaled), cmap, 'texture/sanfrancisco_elev.png');
Файл изображения структуры создается кодом выше, здесь это включено в сцену VRML как поле структуры узла Внешнего вида ландшафта:
newTexture = vrnode(newAppear, 'texture', 'Terrain_texture','ImageTexture'); newTexture.url = 'texture/sanfrancisco_elev.png';
Встроенные модели находятся в sl3ddemos директории.
Поскольку файлы встраиваются с помощью относительного пути, мы должны скопировать их в ту же директорию, где недавно созданный файл сцены существует.
Если вы копируете модель ландшафта в другое место, не забывайте копировать также эти файлы, а также файл (файлы) структуры, который будет найден в подкаталоге структуры.
% copy b747.wrl from /sl3ddemos to the current directory pt = fileparts(which('vrterrain_simple.m')); copyfile(fullfile(pt, 'b747.wrl'), pwd, 'f');
% create a new Transform node, called "Boeing" plane = vrnode(myworld, 'Boeing', 'Transform'); plane_inline = vrnode(plane, 'children', 'Boeing_Inline', 'Inline'); % a simple model of Boeing is prepared in the /sl3ddemos directory plane_inline.url='b747.wrl';
ypeak = max(Z(:)); [xmax, zmax] = find(Z==ypeak); % use the first peak, if more vertices have the same maximum height % convert matrix indices to meters in x and z directions in VRML xpeak=xspace*(xmax(1)-1); zpeak=zspace*(zmax(1)-1);
plane.translation = [xpeak ypeak+200 zpeak]; % scale the size of the airplane by a factor of 20, so that it % is visible in the virtual scene without any extra zooming plane.scale = [20 20 20];
Иногда полезно временно включать в сцену триаду, которая может помочь с ориентацией объектов, добавленных к сцене. Триада просто создается как экземпляр Триады EXTERNPROTO, который расположен в "vrterrain_sanfrancisco.wrl" файле.
% % The triad consists of 3 lines (1 meter long) running from one vertex % along the x, y and z directions. The lines are coloured as follows: % +x - red % +y - green % +z - blue % % If the triad is included in the scene at the top level of the scene % hierarchy, it denotes the global scene coordinates. % If it is included as a child of a transform node, it denotes the local % coordinate system (orientation) of that node in the scene. % add the triad to the scene at the top level of the hierarchy triad = vrnode(myworld, 'Triad1', 'Triad'); % scale the size of the triad so that it is visible % in the virtual scene without any extra zooming triad.scale = [xdim*xspace/8 min(xdim*xspace/8, zdim*zspace/8) zdim*zspace/8]; % position the triad at the center of Boeing 747 triad.position=[xpeak ypeak+200 zpeak];
Измените заголовок сцены, чтобы отразить изменения, которые мы внесли
myworld.World_Info.title = 'B747 Flying over the San Francisco Area';
save(myworld, 'vrterrain_sanfrancisco.wrl');
close(myworld); delete(myworld);
Существует несколько альтернатив, как открыть файл виртуальной сцены:
% This is how to open a VRML file in the external viewer: % vrview('terrain.wrl', '-web'); % This is how to open a VRML file in the internal viewer: % vrview('terrain.wrl', '-internal'); % This is how to open the VRML file in the default viewer: createdworld = vrview('vrterrain_sanfrancisco.wrl'); % Set Antialiasing on to smooth the terrain texture myfig = get(createdworld,'Figures'); set(myfig, 'Antialiasing', 'on');
Этот пример создал новую виртуальную модель в рабочей директории.
Недавно созданную виртуальную сцену оставляют открытой так, чтобы можно было исследовать ее.
% clear all used variables clear Terrain_node Z Zscaled cmap createdworld demFilename demdata ex filenames ... id lat lon mess myfig myworld newAppear newEGrid ... newMat newShape newTexture nm ok plane plane_inline pt triad ... ve xdim xmax xpeak xspace ypeak zdim zmax zpeak zspace