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关于虚拟现实在办公自动化场景中的应用

　　论文关键词：办公自动化 虚拟现实 结构及操作
　　论文摘要 ：办公自动化是近年随着计算机科学技术发展而提 出来的新概念。利用虚拟现 实技 术模拟其 关键设备的结构及操作过程．从而构建出一个仿真的理论教学演示环境，以便在 缺乏硬件设备或硬件设备投入不足的情况下达到掌握办公自动化设备的另一种方式。
　　办公自动化采用 Internet／Intranet技术 ，基于工作流的概念口]，是以计算机为中心，采用一系列现代化的办公设备(如复印机 、打印机、电话机传真机、扫描仪、网络设备等)和先进 的通信技术，广泛、全面、迅速地收集、整理、加工、存储和使用信息 。本文利用虚拟现实建模语言模拟现实办公自动化的情形，从另一个角度探讨虚拟现实在办公 自动化场景设计中的实现和现实意义。
　　1 虚拟现实技术及虚拟现实建模语言的描述
　　虚拟现实技术是指利用计算机系统 、多种虚拟现实专用设备和软件构造 出一种虚拟环境，实现用户与虚拟环境直接进行 自然交互和沟通的技术。利用虚拟现实技术可为人类创建一个虚拟空间，可向参与者提供视觉、听觉、触觉、嗅觉 、导航漫游等身临其境的感受，并与虚拟现实环境中的三维实体进行交互和感知。
　　虚拟现实建模语言 (Virtual RealityModeling Language，VRML)是一种进行三维造型和渲染的图形描述性语言 ，可以通过创建一个虚拟场景而达到现实 中的效果。它把“虚拟世界”看成是一个“场景”，而场景中的一切都被看作“对象”(也称为节点) ]。VRML主要是为了在网页中实现三维动 画效果及基于三维对象用 户的交互 。它改变了原来互联网上的单调、交互性差的弱点，将人的行为作为浏览器的主体，VRML创造的是一个可进入 、可参与的虚拟世界，使得人们可以在计算机网络上看到生动活泼、逼真的三维立体世界，并可以自由地在网络上遨游、驰骋。
　　2 虚拟办公自动化场景的实现
　　虚拟现实通过模拟“真实环境 、场景和造型”，从而把“虚拟空间”和“现实空间”有机地结合。在VRML中，其所提供 的节点不仅可以创建出逼真的现实物体，还可以通过各种技术之间的融合模拟现实存在的动画效果以及人与现实中的交互现象。虚拟办公 自动化场景的建立就是依赖于这种技术而实现的，以办公自动化设备 中常见的复印机、打印机、传真机等为例，阐述虚拟现实对办公自动化场景的实现。
　　对于实际的物体来说，最主要的基本特征就是它的形状、材质和外观等。VRML中，shape节点能够创建所有造型的节点，其中 geometry域用来描述造型的形状特征 。在复印机、打印机、传真机等设备中，其形状特征比较规整的部分，可以使用几何造型 节点 (包括 Box节点 、Sphere节点 、Cone节点和 Cylinder节点)创建；其形状特征较复杂的部分可以使用点、线、面集合节点以及成型节点创建造型的外观。为了使造型更加形象 ，可以使用外观节点 Appearance描述造型 的基本属性(基本属包括 ：造型的表面是什么颜色 、是 否有贴图、表面是否反光 以及造型是否透明等)。创建出的设备造型图如下图 1、图 2、图 3、图 4所示。

　　在现实 中，这些办公自动化设备都有其 独一无二的特点及工作原理 。为模拟这些现象，使得在教学中逼真演示其工作过程，需要根据设备 自身特点创建动 画效果。在 VRML中，设置 了一个虚拟的时钟——TimeSensor节点 ，它向其它节点发送时间值，使被描述对象的状态、外观等随时间而变化。复印机在曝光 扫 描过程中会 出现光的变化，通过利用标量插补器 ScalarInterpolator改变光照和材质的透明度，颜色插补器Col0rInterpolator改变材质的颜色可模拟实现这种变化，同时配合 TouchSensor节点触发动画效果的开始。其语法结构为：
　　DEF touch TouchSensor{)
　　DEF clock TimeSensor f cyclelnterval 3．33loop FALSE}
　　DEF Bulblntensity Scalarlnterpolator{key[] keyValue r]}
　　DEF BulbDiffuse Colorlnterpolator{key[] keyValue[]}
　　R0UTE touch．touchTime TO clock．startTime
　　ROUTE clock．fract ion changed TO_fraction
　　Bulblntensity．setROUTE clock．fract ion changed TO BulbDiffuse．setfraction ．
　　在复印机、打印机、传真机等设备中，纸的运动是必不可少的。究其本质，在复印打印过程中纸的位置和角度发生改变，为实现这一效果，可以交互使用TouchSensor节点、位置插补器PositionInterpolator 和方位插补器OrientationInterpolator。其语法结构为
　　现实环境中，声音是环境的一部分，周围充满着特定物 体发 出的声 音 和环境 的背景声 音。在VRML中，对于虚拟场景适 当的引人声音能使得环境更接近于现实，烘托的效果更好。例如对于电话的模拟，拿起听筒——按键拨号 (发出声音)——接通或占线 。听筒的 拿 起可以使用PlaneSensor节点实现，而按键拨号则使用TouchSensor节点及 Sound节点之间的交互功能进行实现。在 Sound节点中，嵌入所需的声音文件，其格式为：Sound{source DEF sound AudioClip {url至此，我们已能虚拟实现复印机、打印机、传真机、电话在实际运行 中的各种功能(包括 ：纸张运行、曝光、扫描 、触发动画效果、按键拨号、接通或 占线声等)。
　　计算机是办公 自动化中的重要设备 ，任何软件产品的运行都要依赖于计算机。计算机的开机关机的模拟以及软件运行过程 的模拟结合了声音及视频的处 理L6]。MovieTexture节点 可 以 引入MPEG文件，意味着可以给造型添加动态的表面贴图，同时也可以给场景添加声音。其中，贴图的MovieTexture节点要在 Shape节点中实现。其语法结构为 ：Shape {appearance Appearance {textureDEF movie MovieTexture(url””loop TURE))Sound{source DEF movie AudioClip{url””loop TURE}
　　在场景的创建过程中，如果结构复杂，动画功能，交互功能要求高，仅仅使用 VRML提供的节点来模拟动画效果及 虚拟对象的交互 是不够的，这就需要通过使用 Script节点对其进行虚拟。
　　一个 Script节点用以包含一段脚本程序，脚本程序则可接受输入事件，处理事件 中的信息，并产生基于处理结果的事件。例如：大屏幕在接收计算机及投影仪的信号时，屏幕上会产生与计算机相同的内容；而在关闭大屏幕时，这些 内容会 自动关闭。对于这一现象的模拟需要使用Script节点。
　　在全部场景的实现中，运用Transform节点中的translation域控制物体的位置，rotation域控制物体的旋转角度，scale域控制物体的大小 ，并结合 Group组节点和 Inline内联节点进行场景的搭建。同时场景中设置了多个视点，这些视点可以帮助用户手动或 自动浏览场景，并可 以通过改变参数调整手动浏览的速度，使用户在浏览场景的过程中从不同的角度进行观察，进行交互式体验。如下图 5为结合各种办公设备所创建出的虚拟办公室场景的效果图 。
　　3 总结
　　虚拟现实建模语言(VRML)涉及计算机 网络 ，多媒体及人工智能技术三大领域运用在 自然科学、社会科学和哲学等学科领域，具有高效快捷的三维建模、实时有效的渲染 以及友好的交互性等优点。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力。主动的交互与被动的观看，有本质 的差别。本文所创建的虚拟场景在办公自动化领 域的研究和实践中将起到广泛的实践作用和巨大的经济作用。
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