虚拟现实与仿真实验报告.docx
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虚拟现实与仿真实验报告
合肥工业大学
计算机与信息学院
实验报告
课程：
虚拟现实与仿真技术
专业班级：
计算机科学与技术11-2班
学号：
20112497
姓名：
谢云飞
实验一
一.实验名称
从3Dmax8中导出mesh并添加mesh到场景。
二.实验过程或实验程序（增加的代码及代码注解）
2.1启动3Dmax
1.在安装有3Dmax8的计算机上，可以使用两种不同的方法来启动3Dmax8:
（1）在桌面上双击“3Dmax8”图标
（2）点击“开始”菜单，在“程序”中的选择“3Dmax8”
2.观察3Dmax8主窗口的布局。
3Dmax8主要由若干元素组成：
菜单栏、工具栏、以及停靠在右边的命令面板和底部的各种工具窗口
2.2使用3Dmax8建模并导出mesh
2.2.1导出mesh的步骤如下：
1.启动3Dmax8
2.在停靠在右边的命令面板中，点击几何体按钮
3.选择标准几何体
4.在对象类型中选择对象（如：
长方体），在“前”视口中，通过单击鼠标左键，创建出模型
5.在工具栏中单击“材质编辑器”按钮
，通过上步操作，可开启“材质编辑器”对话框
6.在“材质编辑器”对话框中，点击漫反射旁方形按钮
，进入到“材质/贴图浏览器”
7.在“材质/贴图浏览器”中选择位图，鼠标左键双击位图
8.弹出选择位图图像文件对话框，从本地电脑中选择一张图片
9.选择好图片，在材质编辑器对话框中，点击将材质指令给选定对象
10.点击菜单栏上的oFusion按钮
，在弹出的菜单栏中选择ExportScene
11．选择文件夹并输入文件名qiu，点击保存，在弹出的对话框中勾选CopyTextures，点击Export按钮，此时mesh文件已成功导出
2.3导出的mesh文件放入到指定位置
1.找到mesh文件，把mesh文件放到当前电脑的OgreSDK的models中,以我的电脑为例，OgerSDK放在C盘中
2.打开C盘，找到OgreSDK，打开OgreSDK，找到media，打开media文件夹，找到models，打开models文件夹，将mesh文件复制到此文件夹中
3.将导出mesh文件附带的材质文件qiu.material放到OgreSDK的scripts（C:
\OgreSDK\media\materials\scripts）中
4.将导出mesn文件时同时导出的图片放到OgreSDK的textures（C:
\OgreSDK\media\materials\textures）中
2.4mesh文件导入到场景中
2.4.1mesh文件导入到场景中步骤：
1.启动vs2008
2.在“文件”菜单中选择“打开”，然后单击“项目/解决方案”
3.找到项目MFCOgre1,选择MFCOgre1.sln,点击打开按钮
4.打开MFCOgre1View.h，创建节点变量，SceneNode*node1（MFCOgre1View.h中的第55行），创建实体变量Entity*ent1（MFCOgre1View.h中的第57行）;
5.打开MFCOgre1View.cpp,在MFCOgre1View.cpp的构造函数中对创建的节点和实体对象初始化node1（NULL）、ent1（NULL）（在MFCOgre1View.cpp的第37行和第39行）
6.获取根节点的子节点，并将其赋值给节点node1（MFCOgre1View.cpp的第225行）
7.给创建的实体对象ent1赋值（MFCOgre1View.cpp的第224行）
8.设置节点的位置（MFCOgre1View.cpp的第226行）
9.将实体附在节点上（MFCOgre1View.cpp的第227行）
voidCMFCOgre1View:
:
CreateEntity（void）
{
ent1=m_pSceneManager->createEntity（"Sphere","qiu.mesh"）;//获取实体对象，第一个参数是实体的名字，第二个参数是要导入的mesh文件
node1=m_pSceneManager->getRootSceneNode（）->createChildSceneNode（）;//创建结点
node1->translate（Vector3（-20,0,30））;//设置实体的位置
node1->attachObject（ent1）;//将实体附在节点上
ent1->setMaterialName（"Examples/Chrome1"）;//设置实体的材质
2.5生成项目
使用“生成项目”功能可以将程序的源代码文件编译为可执行的二进制文件，方法十分简单：
在“生成”菜单中选择“生成解决方案”。
在项目生成过程中，“输出”窗口会实时显示生成的进度和结果。
如果源代码中不包含语法错误，会在最后提示生成成功，如下图所示：
如果源代码中存在语法错误，“输出”窗口会输出相应的错误信息（包括错误所在文件的路径，错误在文件中的位置，以及错误原因），并在最后提示生成失败。
此时在“输出”窗口中双击错误信息所在的行，OSLab会使用源代码编辑器打开错误所在的文件，并自动定位到错误对应的代码行。
可以在源代码文件中故意输入一些错误的代码（例如删除一个代码行结尾的分号），然后再次生成项目，然后在“输出”窗口中双击错误信息来定位存在错误的代码行，将代码修改正确后再生成项目。
2.6执行项目
在MFCOgre1中选择“调试”菜单中的“开始执行（不调试）”，可以执行刚刚生成的程序，运行出实验要求的结果。
三.实验结果（包括必要的截图）
3dmax中创建实体球模型：
添加mesh到场景中后：
注释：
由于增加了九个球体，所以相应代码有所改变。
具体如下（两例，其它七个相同）：
ent3=m_pSceneManager->createEntity（"Sphere1","qiu.mesh"）;//获取实体对象，第一个参数是实体的名字，第二个参数是要导入的mesh文件
node3=m_pSceneManager->getRootSceneNode（）->createChildSceneNode（）;//创建结点
node3->translate（Vector3（-20,20,30））;//设置实体的位置
node3->attachObject（ent3）;//将实体附在节点上
ent3->setMaterialName（"Examples/Chrome1"）;//设置实体的材质
ent4=m_pSceneManager->createEntity（"Sphere4","qiu.mesh"）;//获取实体对象，第一个参数是实体的名字，第二个参数是要导入的mesh文件
node4=m_pSceneManager->getRootSceneNode（）->createChildSceneNode（）;//创建结点
node4->translate（Vector3（-20,40,30））;//设置实体的位置
node4->attachObject（ent4）;//将实体附在节点上
ent4->setMaterialName（"Examples/Chrome1"）;//设置实体的材质
四.实验体会
通过此次试验，不但复习了3dmax模型的创建过程，我还知道了对模型的导出，以及添加到ogre模型库中，并能通过看代码，自己添加实体模型到场景中，更改模型的材质。
另外，我对orge也有了一定的了解，知道了在VS里面配置库目录，能够把场景转到orge里面展示。
这只是实验的开始，我希望随着后面的学习能够对其有进一步的掌握。
实验二
一.实验名称
键盘输入控制摄像机的移动。
二.实验过程或实验程序（增加的代码及代码注解）
2.1添加按键消息响应
1.在菜单栏中选择视图
2.点击视图，在弹出的菜单窗口中，选择类视图
3.在类视图中，选择类MFCOgre1View
4.再次选择菜单栏中的视图，在菜单的菜单窗口中，选择其他窗口
5.在其他窗口中，选择属性窗口
6.在属性窗口中，点击消息按钮
7.找到WM_KEYDOWN，添加OnKeyDown（）消息响应函数
2.2在OnKeyDown（）消息响应函数中，添加按键控制
1.找到MFCOgre1View.cpp的onKeyDown（）（MFCOgre1View.cpp的第296行）
2.创建一个3维变量Vector3trans=Vector3:
:
ZERO;
3.使用switch语句，判断用户按下的按键
4.如果用户按下的是A键，将变量trans的x坐标减10，然后将摄像机移动到当前的trans坐标处（注：
按键消息获取的都是大写字母），则摄像机向左移动，代码如下：
case'A':
trans.x-=10;
m_pCamera->moveRelative（trans）;
break;
5.如果用户按下的是D键，将变量trans的x坐标加10，然后将摄像机移动到当前的trans坐标处（注：
按键消息获取的都是大写字母），则摄像机向左移动
case‘D':
trans.x+=10;
m_pCamera->moveRelative（trans）;
break;
6.实现其它移动和旋转的代码如下：
case'G':
trans.y-=10;
m_pCamera->moveRelative（trans）;//向下移动
break;
case'T':
trans.y+=10;
m_pCamera->moveRelative（trans）;//向上移动
case'W':
trans.z-=10;
m_pCamera->moveRelative（trans）;//向前移动
break;
case'S':
trans.z+=10;
m_pCamera->moveRelative（trans）;//向后移动
break;
case'M':
CreateAnimation（"MyAnimation"）;//模型曲线移动
break;
case'Q':
*pdegree=0.1;
m_pCamera->yaw（*pdegree）;//Y旋转
break;
case'E':
*pdegree=0.1;
m_pCamera->pitch（*pdegree）;//X旋转
break;
case'R':
*pdegree=0.1;
m_pCamera->roll（*pdegree）;//Z旋转
break;
2.3生成项目
使用“生成项目”功能可以将程序的源代码文件编译为可执行的二进制文件，方法十分简单：
在“生成”菜单中选择“生成解决方案”。
在项目生成过程中，“输出”窗口会实时显示生成的进度和结果。
如果源代码中不包含语法错误，会在最后提示生成成功，如下图所示：
如果源代码中存在语法错误，“输出”窗口会输出相应的错误信息（包括错误所在文件的路径，错误在文件中的位置，以及错误原因），并在最后提示生成失败。
此时在“输出”窗口中双击错误信息所在的行，OSLab会使用源代码编辑器打开错误所在的文件，并自动定位到错误对应的代码行。
可以在源代码文件中故意输入一些错误的代码（例如删除一个代码行结尾的分号），然后再次生成项目，然后在“输出”窗口中双击错误信息来定位存在错误的代码行，将代码修改正确后再生成项目。
2.4执行项目
在MFCOgre1中选择“调试”菜单中的“开始执行（不调试）”，可以执行刚刚生成的程序，运行出实验要求的结果
三.实验结果（包括必要的截图）
通过控制相应的按键。
可以按要求实现摄像机的视角的转变。
四.实验体会
本次实验主要是通过修改代码改变摄像机的视角，使之可以左右移动。
首先需要对其坐标的情况掌握，这是基础。
然后才能修改代码。
由于左右移动实现起来比较简单，后面又做了上下前后一起围绕三个坐标的旋转移动。
通过此次实验我对ogre以及其下的编程有了更进一步的把握，顿感收获颇丰。
实验三
一．实验名称
按下M键，控制实体球沿着一条直线运动。
二．实验过程或实验程序（增加的代码及代码注解）
2.1添加动画
1.在MFCOgreView1.h中创建voidCreateAnimation（Ogre:
:
StringMyAnimation）;（MFCOgreView1中第77行）
2.创建一个全局变量AnimationState*as（MFCOgreView1.cpp中第17行）
3.实现voidCreateAnimation（Ogre:
:
StringMyAnimation）;（MFCOgre1View.cpp中第319行）
4.判断动画是否存在，如果动画存在，删除已有的动画
5.使用sceneManager来创建一个animation，同时指定动画的名字和帧的长度
6.设置该段动画的关键帧间帧的插值方式,这里使用线性
7.使用animation创建为每个要驱动的node创建一个track，比如这里我们只想让一个结点（node，比如它上面挂着摄像机）运动，就只为他创建一个track就行了，第一个参数是这个track的编号
8.对于每个track创建它的每个关键帧
9.设置该帧的时间点
10.设置该帧处这个结点的位置和其他几何状态
11.设置动画运动状态
12.在项目解决方案资源管理器中，找到MFCOgre1
13.右击MFCOgre1,在弹出的界面中，选择添加类
14.选择MFC类，点击添加，在类名中输入MyFrameListener
15.在MyFrameListener.h中类MyFrameListener继承FrameListener
16.在MyFrameListener.h中添加virtualboolframeStarted（constFrameEvent&evt）;（在MyFrameListener.h的第12行）
17.在MyFrameListener.cpp中重写frameStart（）函数（在MyFrameListener.cpp第14行），代码如下：
boolMyFrameListener:
:
frameStarted（constFrameEvent&evt）
{
if（NULL!
=as）
{
as->addTime（evt.timeSinceLastFrame）;
}
returntrue;
}
18.在MFCOgre1View.cpp的构造函数中创建关联监听类对象（m_pRoot->addFrameListener（newMyFrameListener（））;）（在MFCOgre1View.cpp第50行）
19.找到MFCOgre1View.cpp的onKeyDown（）（MFCOgre1View.cpp的第296行）使用switch语句，判断用户按下的按键，代码如下：
case'M':
CreateAnimation（"MyAnimation"）;
break;
2.2生成项目
使用“生成项目”功能可以将程序的源代码文件编译为可执行的二进制文件，方法十分简单：
在“生成”菜单中选择“生成解决方案”。
在项目生成过程中，“输出”窗口会实时显示生成的进度和结果。
如果源代码中不包含语法错误，会在最后提示生成成功，如下图所示：
如果源代码中存在语法错误，“输出”窗口会输出相应的错误信息（包括错误所在文件的路径，错误在文件中的位置，以及错误原因），并在最后提示生成失败。
此时在“输出”窗口中双击错误信息所在的行，OSLab会使用源代码编辑器打开错误所在的文件，并自动定位到错误对应的代码行。
可以在源代码文件中故意输入一些错误的代码（例如删除一个代码行结尾的分号），然后再次生成项目，然后在“输出”窗口中双击错误信息来定位存在错误的代码行，将代码修改正确后再生成项目。
2.3执行项目
在MFCOgre1中选择“调试”菜单中的“开始执行（不调试）”，可以执行刚刚生成的程序，运行出实验要求的结果
3．实验结果（包括必要的截图）
注释：
由于实现了曲线运动，所以相应代码如下，每个球的曲线运动轨迹相同，故只实现了下面的两个球体。
/*判断动画是否存在，如果动画存在，删除已有的动画*/
if（m_pSceneManager->hasAnimation（MyAnimation））
{
m_pSceneManager->destroyAnimation（MyAnimation）;
}
//使用sceneManager来创建一个animation，同时指定动画的名字和帧的长度
Animation*pAni=m_pSceneManager->createAnimation（MyAnimation,Real（5））;
//设置该段动画的关键帧间帧的插值方式,这里使用线性
pAni->setInterpolationMode（Animation:
:
IM_SPLINE）;
/*使用animation创建为每个要驱动的node创建一个track，
比如这里我们只想让一个结点（node，比如它上面挂着摄像机）运动，
就只为他创建一个track就行了，第一个参数是这个track的编号*/
NodeAnimationTrack*pTrankOne=pAni->createNodeTrack（0,node1）;
NodeAnimationTrack*pTrankOne1=pAni->createNodeTrack（1,node3）;
//对于每个track创建它的每个关键帧
TransformKeyFrame*pKeyFrame=NULL;
TransformKeyFrame*pKeyFrame1=NULL;
//设置该帧的时间点
pKeyFrame=pTrankOne->createNodeKeyFrame（0）;
pKeyFrame1=pTrankOne1->createNodeKeyFrame（0）;
//设置该帧处这个结点的位置和其他几何状态
pKeyFrame->setTranslate（Vector3（-20,0,30））;//起点坐标
pKeyFrame=pTrankOne->createNodeKeyFrame
（1）;
pKeyFrame->setTranslate（Vector3（20,10,30））;
pKeyFrame=pTrankOne->createNodeKeyFrame
（2）;
pKeyFrame->setTranslate（Vector3（20,20,-30））;
pKeyFrame=pTrankOne->createNodeKeyFrame（3）;
pKeyFrame->setTranslate（Vector3（-20,30,30））;
pKeyFrame=pTrankOne->createNodeKeyFrame（4）;
pKeyFrame->setTranslate（Vector3（-20,0,30））;//终点坐标
pKeyFrame1->setTranslate（Vector3（-20,20,30））;//起点坐标
pKeyFrame1=pTrankOne1->createNodeKeyFrame
（1）;
pKeyFrame1->setTranslate（Vector3（20,30,30））;
pKeyFrame1=pTrankOne1->createNodeKeyFrame
（2）;
pKeyFrame1->setTranslate（Vector3（20,40,-30））;
pKeyFrame1=pTrankOne1->createNodeKeyFrame（3）;
pKeyFrame1->setTranslate（Vector3（-20,50,30））;
pKeyFrame1=pTrankOne1->createNodeKeyFrame（4）;
pKeyFrame1->setTranslate（Vector3（-20,20,30））;//终点坐标
4．实验体会
本次实验主要是控制模型的移动路线，由于要求直线运动比较简单，所以后面改成了曲线运动。
要知道的是，在ogre里面没有可以直接调用的曲线函数，所以只能通过折线运动来模拟曲线运动。
如上代码所示，起点和终点之间的点越多，运动越接近曲线。
实验四
1．实验名称
Pathfinder软件实验
2．实验过程或实验程序（增加的代码及代码注解）
●CreateGeometry
1.OntheViewmenu,clickUnitsandselectENtodisplaymeasurementsusingtheEnglishsystem.
Tospecifysnapgridspacing:
1.OntheViewmenu,clickEditSnapGrid....
2.IntheSpecifysnapgridspacingmenu,type2.0.Bydefault,lengthunitswillbeinfeet,however,youcantypeavaluefollowedbyaunit（e.g.:
"in"or"m"）andthelengthwillbeconvertedtofeet.
3.ClickOK.
Todefinethedefaultfloorheight:
1.IntheFloorHeightbox（ontheaboveToolbar）,type12.0.
Tocreatetheroom:
1.IntheViewtoolbar,clickTopView（
）.
2.IntheToolstoolbar,clickAddaRectangularRoom（
）.
3.IntheZPlanebox,type0.0.
4.Inthecoordinateboxesenterthefollowingvalues:
X1:
0.0,Y1:
0.0,X2:
60.0,Y2:
40.0.
5.ClickCreate.
Replicatetheroomtocreatethreefloors.
1.IntheViewtoolbar,clicktheSelectionToolicon
.
2.Selecttheroom.
3.IntheToolstoolbar,clicktheMoveObjectsicon
.
4.SelectCopyMode.
5.IntheCopiesboxtype2.
6.IntheMoveZbox,type12.0.
7.ClickCopy/Move.
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