Báo cáo Ứng dụng công nghệ Multimedia trong giáo dục đào tạo

ị đối tượng 3D, người dùng có thể kiểm soát được toàn bộ không gian studio cũng như vị trí, thứ tự của các đối tượng trong studio này. Chế độ hiển thị Render của Infini-D cũng rất phong phú. Người dùng có thể đặt các chế độ hiển thị khác nhau cho từng mặt phẳng, hoặc toàn không gian 3D. Các chế độ hiển thị của Infini-D: wireframes, Flat shading, Gouraud shading, Phong shading, Ray tracing. Ví dụ chế độ wireframes: hiển thị dạng lưới, như vậy sẽ làm tăng tốc độ soạn thảo. Ngược lại chế độ Ray tracing rất chậm nhưng lại là chế độ hiển thị không gian và các đối tượng 3D chính xác nhất cả về mầu sắc, chất liệu, ánh sáng... Infini-D cũng như các nhiều phần mềm 3D khác, tính mở của nó không cao. Nó không cho phép input các tệp được xây dựng từ các phần mềm 3D khác vào trừ định dạng EPS. Phần mềm này cho phép chúng ta xuất các kết quả ra thành dạng video và ảnh với sự tuỳ chọn về chất lượng và khuôn hình. Đây cũng là một điểm mạnh của Infini-D so với các phần mềm 3 D thông thường. Thế mạnh của chương trình này là việc tạo ra các đối tượng 3D. Phần mềm 3D Studio Max 28 Đầy là phần có tính chuyên nghiệp cao. No cũng như Infini D tạo các đối tượng dựa trên các đối tượng và phép xử lý cơ bản dạng Primitive, Extrusion, Lathe, Polygon mesh, Paramertic serface, Meta ball, Particle system, Fractal modal. Không gian làm việc cũng gồm có 4 cửa sổ hiển thị các mặt phẳng trong Studio. Bộ tuỳ chọn mầu sắc, đặt tham số cho các đối tượng 3D như độ trong, độ cứng của 3D Studio Max là rất đa dạng và phong phú. Người sử dụng có thể dễ dàng đặt các thuộc tính cho đối tượng 3D theo nhóm. Các hiệu ứng là cong, văn xoắn... theo các trục trong 3D Studio Max là khá dễ dàng và thuận tiện. Các công cụ xây dựng các đối tượng tạo không gian như ánh sáng, camera cũng như việc điều khiển các công cụ này không phức tạp như trong Infini –D. Studio Max không những có thể tạo ra các đối tượng 3D mà nó còn tạo ra các cảnh tự nhiên như Bryce3D. Tính mở trong phần mềm này khá cao. Nó cho phép sử dụng lại các tệp có định dạng 3D từ một số chương trình khác như AutoCAD, các định dạng EPS... Bạn có thể vẽ kỹ thuật trên AutoCAD sau đó đưa các tệp này vào 3D Studio Max để sử dụng lại thành một cảnh thực. Khả năng hiển thị (Render) của 3D Studio Max là rất cao. Với một máy tính PII 300 chúng ta đã có thể Render trực tiếp các đối tượng trên cửa sổ 3D Studio Max. Tốc độ hiển thị nhanh hơn nhiều so với Infini D. Việc hỗ trợ hệ điều hành cũng như các thiết bị của 3D max cũng rất tốt, ngoài ra nó còn hỗ trợ các ứng dụng dạng Plug_in. Như vậy chúng ta có thể thêm vào rất nhiều các hiệu ứng có sẵn được phát triển bởi nhiều nhóm khác nhau vào chương trình. 3D Studio Max cho chúng ta xuất kết quả thành các định dạng movie khác nhau với chất lượng rất cao. Kết luận: Các chương trình 3 D hiện nay khá đa dạng và phong phú nhưng nhiều chương trình không đầy đủ các tính năng. Nó chỉ mạnh trong việc xây dựng các đối tượng hay các cảnh riêng lẻ. Chương trình 3DS MAX thì khác. Chúng là những chương trình chuyên nghiệp với nhiều ưu điểm nổi trội về công cụ , giao diện, khả năng Render. 29 Các phần mềm tạo TEXT Việc soản thảo văn bản ngày nay có khá nhiều phần mềm chuyên dụng. Nổi bật nhất là phần mềm soạn thảo Microsoft Word của hãng Microsoft. Đây là phần mềm được sử dụng rất phổ biến bởi tính năng dễ sử dụng, với nhiều chức năng tốt như định dạng trang, văn bản, tạo bảng biểu, chèn hình ảnh, tạo chữ nghệ thuật, lên trang và in rất hoàn chỉnh. Ngoài ra nó còn có một số tính năng khác như tìm kiếm, thay thế, duyệt lỗi chính tả, tính toán đơn trên bảng... Phần mềm Adobe Acrobat đây là sản phẩm của hãng Adobe. Mục tiêu của sản phẩm là xây dựng các sách điện tử. Phần mềm này cho phép chuyển đổi các văn bản từ các chương trình soạn thảo văn bản khác ví dụ như Microsoft Word thành các sách điện tử. Chương này tạo ra dữ liệu văn bản được bảo mật cao, không cho phép người sử dụng sửa đổi hay copy tuỳ ý nội dung của trang văn bản. Bên cạnh đó chương trình hỗ trợ tạo ra các chỉ mục liên kết đến các vị trí khác nhau trong văn bản, liên kết với hình ảnh, âm thanh, video bên ngoài. Phần mềm Ventura, PageMaker với mục tiêu chương trình phục vụ cho ngành in ấn, chế bản. Chương trình này cho phép soạn thảo, lên trang báo với các tính năng hỗ trợ trực tiếp việc phân trang, lên trang cho các sách báo, ấn phẩm, in ấn với chất lượng cao. Các phần mềm tổng hợp dữ liệu và xây dựng ứng dụng Multimedia Việc xây dựng sản phẩm multimedia yêu cầu tích hợp rất nhiều loại dữ liệu như văn bản, hình ảnh, âm thanh, video. Đồng thời trong các sản phẩm multimedia phải có các tương tác theo kịch bản. Muốn thực hiện được điều này cần phải có các chương trình chuyên biệt. Hiện nay trên thị trường đang phổ biến các công cụ sau: Microsoft Frontpage, Authorware 6.0, Macromedia Flash, Macromedia Director... KẾT LUẬN CHUNG Dựa vào nhu cầu đề tài là nghiên cứu và phát triển các ứng dụng multimedia. Các sản phẩm trong đề tài là: Các thí nghiệm ảo, website, một số ứng dụng multimedia hỗ trợ chuẩn đoán bệnh... Bên cạnh đó chúng ta cũng đã điểm qua một số công cụ xây dựng dữ liệu cũng như các sản phẩm multimedia hiện nay. Theo ý kiến tôi có thể lựa chọn các công cụ Multimedia như sau để phục vụ cho đề tài: Phần mềm xử lý TEXT [1]. Có thể sử dụng các phần mềm xử lý thông dụng đặc biệt là chương trình Microsoft Word. 30 [2]. Nếu TEXT sử dụng làm sách điện tử, các hướng dẫn sử dụng trong các ứng dụng của đề tài có thể dùng Acrobat. Các tài liệu ở dạng này có tính bảo mật cao, kích thước nhỏ, có thể tạo ra cấu trúc liên kết. Phần mềm xử lý đồ hoạ Có thể nói rằng hiện nay trên thị trường có hai phần mềm nổi bật và vượt trội hơn hẳn đó là Paint Shop Pro và Adobe Photoshop. Hai phần mềm này có bộ công cụ đầy đủ, làm việc tốt trên hệ thống PC cho phép làm việc với nhiều kiểu ảnh cùng như việc xuất ra nhiều định dạng ảnh cho các mục đích khác nhau. Trong khuôn khổ đề tài tôi thiết nghĩ có thể dùng chương trình soạn thảo Paint Shop Pro là phù hợp. Nó không những tạo được các ảnh chất lượng rất cao mà nó còn tạo được các ảnh cho Web. Việc xử lý dữ liệu đồ hoạ 2 chiều bằng phần mềm này là rất hiệu quả vì nó có nhiều công cụ mạnh, dễ sử dụng và cho phép xử lý gói. Đồng thời nó còn có thể làm việc với cả kiểu ảnh bitmap và vector, hỗ trợ mạnh cho việc tạo ảnh, tạo bản đồ ảnh, tạo ảnh động cho web. Phần mềm xử lý Video Hiện nay, Adobe Premiere là phần mềm có tính chuyên nghiệp cũng như khả năng dễ sử dụng cao. Adobe Premiere hỗ trợ phần cứng rất tốt. Nó hỗ trợ từ việc nhận dạng và lấy dữ liệu từ các máy quay cá nhân để việc hỗ trợ các bàn dựng chuyên nghiệp. Các sách hướng dẫn cũng như việc hỗ trợ hướng dẫn trực tuyến là hoàn hảo. Các tính năng tạo các hiệu ứng video nhanh và sinh động, soạn thảo video chi tiết, khả năng export dữ liệu thành nhiều định dạng khác nhau như AVI, MOV, MPEG1, MPEG2, MPEG4 đã tạo ra sự đầy đủ và thân thiện của chương trình này với người dùng. Để phục vụ việc xây dựng và soạn thảo các video phục vụ đề tài, chương trình Adobe Premiere là công cụ phù hợp. Nó giúp cho việc soạn thảo một khối lượng lớn các đoạn video về thí nghiệm ảo, dữ liệu chuẩn đoán bệnh... một cách nhanh chóng. Phần mềm tạo đối tượng 3D Để xây dựng dữ liệu 3D phục vụ đề tài tôi đề xuất sử dụng phần mềm 3D Studio Max làm công cụ để xây dựng các đối tượng 3D. Vì đây là chương trình có đầy đủ tính năng, dễ sử dụng, bộ tạo hiệu ứng cao, không yêu cầu quá cao về thiết bị. Các phần mềm tổng hợp dữ liệu và xây dựng ứng dụng multimedia Các công cụ Microsoft Frontpage, Authowawe, Flash MX, Director MX là các công cụ chuyên nghiệp với các các tính năng mục đích sử dụng khác nhau. Microsoft Frontpage xây dựng các Website không phức tạp, nhiều text, Authowawe là công cụ xây 31 dựng các sản phẩm E-learning, Flash MX là công cụ xây dựng Website đồ hoạ và chuyên nghiệp và các úng dụng Internet. Director MX là công cụ xây dựng các ứng dụng Multimedia trên CD/DVD, mạng Internet/Interanet. Theo yêu cầu của đề tài thì việc sử dụng công cụ Director MX là phù hợp nhất. 32 PHƯƠNG PHÁP TẠO ÁNH SÁNG TRONG THÍ NGHIỆM ẢO Lê Việt Hà Viện Công nghệ Thông tin - Đại học Quốc gia Hà Nội Tóm tắt: bài báo tổng hợp phương pháp tạo nguồn sáng trong các thí nghiệm ảo 3 chiều; từ các đối tượng nguồn sáng có trong phần mềm 3Ds Max tới cách hiệu chỉnh các thuộc tính của nguồn sáng tự nhiên. Bài báo cũng trình bày một số cách tạo hiệu ứng ánh sáng lên bề mặt đối tượng và cách tạo ánh sáng cho toàn cảnh thí nghiệm ảo. Từ khoá : ánh sáng, bóng đổ, phản xạ, khúc xạ, thí nghiệm ảo. Mở đầu Các sản phẩm đồ họa 3 chiều đều được thực hiện tuần tự theo 7 bước cơ bản sau [1]: (1) tạo đối tượng; (2) chỉnh sửa đối tượng; (3) tạo bề mặt, kết cấu bề mặt đối tượng; (4) tạo ánh sáng, điều chỉnh nguồn sáng chiếu; (5) đặt vị trí góc quay camera; (6) tạo cảnh chuyển động; (7) đặt thuộc tính Rendering ảnh 3 chiều. Trong phần này chúng tôi sẽ tổng hợp các phương pháp tạo ánh sáng trong quá trình xây dựng các thí nghiệm ảo 3 chiều trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu và ứng dụng công nghệ đa phương tiện KC-01-14. Một trong những nội dung quan trọng của một kết xuất ảnh hay hoạt cảnh đẹp là ánh sáng. Nguồn sáng sẽ cung cấp ánh sáng cho khung cảnh, tạo ra cảm giác về chiều sâu không gian đối tượng và tính hiện thực của cảnh thông qua hiệu ứng tạo bóng đổ cho đối tượng. Nguồn sáng trong mềm 3Ds Max là đối tượng nhằm tái tạo lại ánh sáng thực như ánh sáng trong gia đình hay ánh sáng ngoài trời. Các kiểu đối tượng ánh sáng sẽ tạo nhiều nguồn sáng khác nhau như trong thế giới thực. Khi không có ánh sáng, cảnh được xây dựng sẽ tối sầm hoặc được xuất ra với ánh sáng mặc định tuỳ thuộc vào phần mềm sử dụng. Hình 1. Đối tượng nguồn sáng trong cảnh 3D Nguồn ánh sáng Đối tượng Bóng Độ phản chiếu bóng Hướng Camerra Mắt (Camera) 33 Có nhiều đối tượng nguồn sáng chiếu tới vật thể: nguồn sáng từ xa, điểm sáng, ống phát nguồn sáng, đốm sáng, quầng sáng [7]. Một số hiệu ứng ánh sáng đối với vật thể như: tạo bóng cho đối tượng (bóng mờ, rõ nét) cho phép nhìn thấy vị trí điểm sáng [4], quầng sáng hội tụ qua thấu kính (ánh sáng rực rỡ), tạo ánh sáng phông nền trên sân khấu, tạo ánh sáng mặt trời [10]. Theo [3,6], người thiết kế buộc phải sử dụng nguồn sáng trong các thí nghiệm ảo 3 chiều vì những lý do sau: Để tạo sự chiếu sáng rạng rỡ cho một cảnh: ánh sáng mặc định trong một cảnh có thể không đủ sáng hoặc không chiếu sáng tới mọi mặt của một đối tượng phức tạp nào đó. Nhằm tăng tính hiện thực của cảnh thông qua các hiệu ứng ánh sáng thực hoặc bằng cách tạo ra hiệu ứng bóng đổ cho đối tượng trong cảnh. Tất các đối tượng ánh sáng trong các phần mềm 3D [3,5] đều hỗ trợ hiệu ứng bóng đổ, chúng ta có thể điều chỉnh thuộc tính bóng đổ cho một đối tượng hoặc cho toàn bộ cảnh. Nhằm ánh xạ màu sắc của đối tượng này lên đối tượng khác để tạo một hiệu ứng đặc biệt nào đó. Phương pháp tạo ánh sáng Chúng tôi sử dụng các đối tượng nguồn ánh sáng trong 3Ds Max để xây dựng các thí nghiệm ảo. 3Ds Max [3] cung cấp 3 loại ánh sáng: ánh sáng chuẩn, ánh sáng ban ngày và ánh sáng trắc quang (photometric) Ánh sáng chuẩn là các đối tượng được xây dựng trên máy tính tái tạo lại các nguồn sáng có trong tự nhiên. Không giống với ánh sáng trắc quang, ánh sáng chuẩn không có thuộc tính giá trị cường độ ánh sáng như trong tự nhiên. Ánh sáng ban ngày được sử dụng để mô phỏng lại ánh sáng mặt trời và ảnh hưởng của chúng lên toàn bộ khung cảnh. Nguồn sáng này chỉ được sử dụng trong các cảnh thiên nhiên. Ánh sáng trắc quang sử dụng giá trị trắc quang (giá trị năng lượng ánh sáng) cho phép ta điều chỉnh nguồn sáng một cách chính xác khi các đối tượng ở trong thế giới thực thông qua thuộc tính sự phân bố, cường độ, nhiệt độ màu… Tuy nhiên, nguồn sáng này yêu cầu chúng ta phải xác định hướng chiếu sáng và không gian được chiếu sáng một cách chính xác. 34 Các phương pháp thường được sử dụng để tạo ánh sáng trong thí nghiệm là: tạo ánh sáng từ các đối tượng nguồn sáng trong phần mềm 3D, tạo ánh sáng bằng cách điều chỉnh các thuộc tính của nguồn sáng tự nhiên, tạo hiệu ứng ánh sáng lên bề mặt đối tượng và tạo ánh sáng cho toàn bộ thí nghiệm. Tạo ánh sáng từ đối tượng nguồn sáng trong phần mềm 3D Phương pháp đơn giản và được sử dụng nhiều nhất trong các thí nghiệm của chúng tôi là sử dụng chính đối tượng nguồn sáng có trong phần mềm 3D. Các đối tượng này được sử dụng tuỳ thuộc vào tính năng của chúng. 1. Điểm sáng (ommi): chiếu sáng theo mọi hướng, ánh sáng từ một điểm được phát ra xung quanh như một quả cầu sáng. Điểm sáng hội tụ này cung cấp một chùm sáng tập trung có thể điều chỉnh và tạo bóng cho đối tượng. Điểm sáng được dùng để mô phỏng lại các loại nguồn sáng không định hướng như chiếc đèn treo trên tường, hay mặt trời trong không gian vũ trụ. 2. Nguồn sáng dạng ống (directional): chiếu sáng dọc theo một trục và các tia sáng song song với nhau. Các điểm sáng được phát ra từ một đường và giới hạn chỉ trong vùng ống. Đối tượng này dùng để tạo các nguồn sáng ở rất xa chiếu thẳng tới các đối tượng và tạo hiệu ứng bóng đổ cho chúng. Hình 2. Hình ảnh 3D có nguồn sáng từ xa chiếu tới 3. Nguồn chùm sáng (spotlight): ánh sáng được toả ra trực tiếp từ một hình nón, giống như ánh sáng từ một ngọn đèn pha. Đối tượng này không tập trung quầng sáng tại một điểm và không tạo hiệu ứng bóng đổ cho đối tượng. Quầng sáng được tạo từ bất kỳ một màu sắc đơn thể nào, nó được sử dụng để làm nổi bật những hiệu ứng chiếu sáng tổng quát khác. 35 Hình 3. Hình ảnh chùm sáng chiếu trong cảnh 4. Vùng sáng bao quanh: ánh sáng tỏa đều trên khắp bề mặt vật thể không theo một hướng trực tiếp nào và phụ thuộc vào cường độ nguồn sáng bao trùm trong toàn bộ ảnh. Vùng sáng bao quanh được sử dụng nhằm tạo phần bóng mờ làm vật thể rực rỡ hơn trong ảnh. Tuy nhiên nếu sử dụng cường độ chiếu sáng mạnh thì các đối tượng được tạo sẽ mất dần độ sâu 3 chiều. 5. Ánh sáng từ thấu kính hội tụ: Ánh sáng từ thấu kính hội tụ tạo hiệu quả về cách phối hợp màu sắc và ánh sáng đặc trưng cho ảnh 3 chiều. Ưu điểm của nguồn sáng này là việc tạo hiệu ứng không ảnh hưởng tới thời gian rendering ảnh, không có sự ảnh hưởng tương tác lẫn nhau với các đối tượng khác trong ảnh [9]. Hình 4. Thí nghim s dng vùng sáng bao quanh 36 Hình 5. Hình ảnh ánh sáng toả ra từ thấu kính hội tụ Tạo ánh sáng bằng cách điều chỉnh thuộc tính của nguồn sáng tự nhiên Việc điều chỉnh các thuộc tính của nguồn sáng tự nhiên sẽ tạo cho cảnh trông giống thực tế hơn. Phương pháp này được thực hiện nhiều lần cho tới khi đạt được hiệu quả mong muốn. Hình 6. Thay đổi các giá trị thuộc tính ánh sáng đối với một đối tượng 1. Cường độ (intensity): là mức độ chiếu sáng của nguồn sáng hay của ánh sáng phản xạ. Góc tạo bởi tia sáng chiếu lên bề mặt đối tượng và phản xạ tới mắt con người có ảnh hưởng tới độ sáng của vật thể được chiếu sáng trong cảnh. Bằng cách điều chỉnh sự khuếch đại của một nguồn sáng, chúng ta sẽ tăng cường độ ánh sáng phản chiếu của vật thể. Việc sử dụng các nguồn sáng màu có thể tạo cho khung cảnh mang tính sân khấu, bổ sung các màu sắc cho vật liệu và thêm hiệu quả đặc biệt Khuếch tán bóng Phản chiếu nguồn sáng (phản xạ ánh sáng) Sự chói sáng Đối tượng Màu sắc bị khuếch tán Khuếch tán Phản chiếu ánh sáng Đối tượng Mô hình độ rộng nguồn sáng chiếu 37 cho các bề mặt được chiếu sáng. Bằng cách hiệu chỉnh tinh tế sự cân đối màu sắc của nguồn sáng, ta có thể mô phỏng được nhiệt độ màu của một ngọn đèn nung sáng [3], đèn huỳnh quang hay mặt trời trong một ngày mù sương [6]. 2. Bức xạ (radiosity): là hiện tượng ánh sáng phản xạ khỏi một đối tượng sẽ tiếp tục chiếu sáng các đối tượng khác. Hiệu quả tích luỹ của toàn bộ ánh sáng phản xạ ra khỏi các đối tượng trong một khu vực gọi là “ánh sáng môi trường”. Ánh sáng này k h ô n g c ó n g u ồn sáng hay hướng chiếu cụ thể nào, nhưng nó tác động chiếu sáng lên toàn bộ khung cảnh. 3. Độ suy giảm (attenuation): là khả năng suy giảm cường độ ánh sáng theo khoảng cách, nhằm điều chỉnh mức độ ánh sáng có trong khung cảnh. Việc xác lập các tham số attenuation thích hợp sẽ tạo ra sự khác biệt dễ dàng giữa một khung cảnh được chiếu sáng hoàn hảo và một khung cảnh chưa được chiếu sáng tốt. Thay đổi thuộc tính này nhằm làm nổi bật lên một đối tượng nào đó so với các đối tượng khác trong khung cảnh. Hình 7. Ánh sáng trong cảnh khác nhau khi thay đổi thuộc tính của nguồn sáng Tạo hiệu ứng ánh sáng lên bề mặt đối tượng Chúng ta có thể tạo hiệu ứng ánh sáng chỉ tác động lên bề mặt một đối tượng nào đó và điều chỉnh được sự phản chiếu và hướng chiếu của một vật sáng khác tới đối tượng. Hình 8. Tạo hiệu ứng ánh sáng lên bề mặt đối tượng với các tỉ lệ khúc xạ khác nhau Ảnh hưởng của nguồn sáng lên các đối tượng thủy tinh: đối với các dụng cụ thí nghiệm có chất liệu thuỷ tinh, chúng ta cần áp dụng ánh sáng phù hợp cho các đối tượng sao cho bản thân vừa giữ được chất liệu thuỷ tinh mà vẫn có ánh sáng tự nhiên trong 38 phòng thí nghiệm. Khi đó cần điều chỉnh thuộc tính bóng cạnh mềm hơn và áp dụng hiệu ứng tụ quang nhằm làm tăng cảm giác sáng chói và trong suốt của những chất liệu đó (hiệu ứng tụ quang sẽ tạo ánh sáng rực rỡ lên bề mặt đối tượng thông qua hiện tượng phản xạ và khúc xạ ánh sáng). Hình 9. Áp dụng nguồn sáng lên đối tượng thuỷ tinh Tạo ánh sáng cho toàn cảnh thí nghiệm 4. Điều chỉnh nguồn sáng môi trường (Ambient): là loại nguồn sáng cơ bản nhất áp lên mọi đối tượng trong khung cảnh đó (có hiệu ứng phản xạ ánh sáng giữa các bề mặt đối tượng). Hình 10. Điều chỉnh nguồn sáng toàn cảnh thí nghiệm 5. Tạo hiệu ứng bóng đổ cho đối tượng (Shadow) Hiệu ứng bóng đổ được tạo từ một nguồn sáng chiếu đến đối tượng đó. Không có bóng đổ, khung cảnh sẽ không có chiều sâu 3D giống thực tế và cũng khó xác định vị trí của vật thể tồn tại trong khung cảnh. Theo [3], có hai hiệu ứng tạo bóng đổ cho đối tượng từ một nguồn sáng ở xa: bóng mờ và rõ nét. 39 o Hiệu ứng bóng đổ raytrace rõ nét sử dụng kỹ thuật rendering dò tia tạo bóng đối tượng có cạnh biên cứng nhưng lại rất chính xác và rõ ràng. Hiệu ứng này được sử dụng nhằm tạo bóng đối tượng trong không gian vũ trụ. o Hiệu ứng bóng đổ shadow maps mờ dùng kỹ thuật quét dòng tạo hình ảnh ánh xạ đối tượng theo thang độ màu xám trên cơ sở ánh sáng và vật thể lưới trong khung cảnh rồi áp dụng vào vật thể khi rendering. Hiệu ứng bóng mờ thường có cạnh biên mềm và trông tự nhiên hơn so với hiệu ứng bóng đổ rõ nét. Tuy nhiên, trong một số trường hợp bóng mờ trở nên không chính xác, nhất là khi nguồn sáng có cường độ mạnh chiếu tới đối tượng. Hình 11. Hiệu ứng tạo bóng đổ rõ nét và bóng mờ 6. Tạo ánh sáng toàn cảnh đặc biệt Sử dụng hiệu ứng chiếu sáng toàn cảnh cho cảnh bên trong và bên ngoài phòng thí nghiệm. Phương pháp này sẽ tạo lại nguồn sáng tự nhiên phủ lên bề mặt các đối tượng trong cảnh và cho các kết quả chính xác như nguồn sáng trong thế giới thực. Hiệu ứng chiếu sáng toàn cảnh phụ thuộc vào chất liệu và các thuộc tính bề mặt, do đó các đối tượng trong khung cảnh cần phải được mô hình hóa một cách chính xác và xác định giới hạn không gian đường biên trước khi tạo ánh sáng toàn cảnh. Hình 12. Sử dụng nguồn sáng tạo hiệu ứng sáng chói Ánh sáng toàn cảnh (Radiosity) là nguồn sáng đã được phản chiếu lên các đối tượng khác. Khi sử dụng sự ánh sáng toàn cảnh, số lượng nguồn sáng bao quanh trong cảnh tăng lên, màu sắc của một đối tượng có thể ảnh hưởng tới các đối tượng khác. Ánh sáng 40 toàn cảnh cung cấp một mô hình các hiệu ứng ánh sáng như trong thế giới thực. Có ba cách tạo ánh sáng toàn cảnh [3]: - Sử dụng chất liệu Advanced Lighting Override nhằm tăng tính hiện thực của của các chất liệu tự chiếu sáng. - Sử dụng ánh sáng trắc quang trong hiệu ứng ánh sáng toàn cục cho một cảnh ở ngoài trời hoặc áp dụng Skylight và light tracing để xuất một cảnh ngoài trời. - Kết hợp hiệu ứng Daylight và radiosity để xuất một cảnh ngoài trời với các mức độ ánh sáng tự nhiên khác nhau. Kết luận Nhóm cán bộ Viện Công nghệ thông tin, Đại học Quốc gia Hà nội đã áp dụng các phương pháp tạo ánh sáng trên trong việc xây dựng phần mềm mô phỏng thí nghiệm ảo cho ba môn học cấp trung học cơ sở, thuộc các môn vật lý, hóa học và sinh học. Các thí nghiệm cho thấy (i) màu sắc toàn cảnh thí nghiệm tự nhiên, chân thực; (ii) các đối tượng hoặc hiện tượng cần nhấn mạnh trong thí nghiệm được thể hiện một cách sinh động, trực quan; (iii) đảm bảo tính chính xác, tính sư phạm và nội dung khoa học trong các bài thí nghiệm. Các phương pháp tạo ánh sáng trên chưa thể coi như chuẩn. Trong quá trình xây dựng thí nghiệm ảo, chúng tôi cần kết hợp bước tạo ánh sáng với các qui trình tạo hiệu ứng 3 chiều khác nhằm tạo ra sản phẩm thí nghiệm ảo hoàn thiện hơn. Tài liệu tham khảo [4]. Huỳnh Văn Đức, Nguyễn Quốc Cường, Hoàng Đức Hải, Đồ học vi tính, Nhà XB Giáo dục, 1999, tr 232-244. [5]. Lưu Triều Nguyên, Nguyễn Việt Dũng, Thiết kế 3 chiều với 3D Studio MAX, Nhà XB Giáo dục, 2000, tr 298-325. Hình 13. To ánh sáng cho toàn cnh 41 [6]. 3ds max user reference volume 3, Singapore, 12807-010000-5530A, 2001, pp. 415-478. [7]. Erick Vera, Todd Bogdan, Brian Wagner, Ales Holecek, John Terrell, Josh Bates, Ken Musgrave, Sam Coroniti, Ian Gilman, Paul Cattrone, Michael Herf, Maria Giannakouros and Moe Doucet - MetaCreations Bryce 4, 6303 Carpinteria Avenue Carpinteria, CA 93013 [8]. Erick Vera- Bryce 3D User Guide - MataCreations Corporation, P.O.Box 66959, Scotts Valley, CA 95067-6959, (408) 430-4000. [9]. R. Shamms Mortier - The Bryce 3D Handbook - United States of America [10]. [11]. [12]. [13]. [14]. [15]. 42 MỘT SỐ MODULE ĐIỀU KHIỂN TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC ĐỐI TƯỢNG BẰNG LINGO. Phạm Thị Huế Phòng Đa phương tiên, Viện Công nghệ thông tin – Đại học Quốc gia Hà Nội 1. Giới thiệu: Ngày nay, việc áp dụng tin học vào các lĩnh vực đời sống ngày càng trở lên phổ biến, đặc biệt việc áp dụng công nghệ multimedia nhằm nâng cao chất lượng giáo dục đào tạo. Sự ra đời của sách điện tử, của những chương trình mô phỏng với hình ảnh và âm thanh trực quan, hấp dẫn đã làm thay đổi hẳn phương thức học tập, tiếp cận cái mới của người học. Một trong những công cụ chuẩn để tạo ra những sản phẩm multimedia được sử dụng nhiều trên thế giới hiện nay là công cụ Macromedia Director. Ngoài việc tích hợp âm thanh, hình ảnh, tạo ảnh động và các hiệu ứng chuyển cảnh, Director còn cho phép tạo ra các sản phẩm tương tác(interactive multimedia) cực kỳ linh hoạt, đáp ứng sự kiện chủ động của người dùng. Trong đề tài “Mô phỏng thí nghiêm ảo”, chúng tôi đã sử dụng Director với mục đích tạo ra các phầna mềm tương tác như đã nói trên. Sau đây xin được nêu ra một số module chủ yếu. Các module này đều nhằm giải quyết các bài toán cụ thể của đề tài: Bài toán xác định điện trở của bóng đèn. Bài toán tìm ảnh của vật qua thấu kình hội tụ. 2. Xây dựng module điều khiển tương tác bằng Lingo trong Director: 2.1 Tổng quan chung về lập trình Lingo Lingo, ngôn ngữ lập trình script , dùng để tạo các tương tác cho các sản phẩm media trong Director. Với Lingo, ta có thể hoàn toàn có thể điều khiển các đối tượng hình ảnh, âm thanh tạo nên những hiệu quả bất ngờ. Cái hữu ích nhất mà Lingo mang lại là làm cho sản phẩm media trở nên mềm dẻo, đáp ứng được các sự kiện cụ thể do người dùng chủ động đặt ra. Chẳng hạn: việc tạo ra các hiệu ứng hoạt hình, các định dạng văn bản, trả lời các sự kiện chuột hoặc bàn phím trở nên dễ dàng hơn. Với Lingo, sự xuất hiện của các đối tượng trên khung hình gần như độc lập về thời gian và thứ tự lớp, người dùng sẽ quyết định cái gì sẽ xuất hiện và xuất hiện tại thời điểm nào. 43 Director sử dụng 4 loại script khác nhau: behavior, movie script, parent script và script gắn với cast member. Ba loại script đầu đều xuất hiện như là các đối tượng trên cửa sổ cast member. Behaviors là một số hàm mà Director đã cung cấp sẵn, ta có thể sử dụng đơn giản bằng cách kéo thả nó vào đối tượng hoặc khung hình muốn điều khiển. Ta cũng có thể sửa đổi các behavior có sẵn này thành hàm của riêng mình. Sau đây ta sẽ liệt kê một số hàm sẽ được dùng trong các module. Một số lệnh liên quan đến xử lý ảnh: • Image Object ( Đối tượng Image): Là một dữ liệu bitmap cơ bản mà ta có thể khởi tạo và chứa nó trong một biến nhớ: i = image(width, height, depth) • Draw ( thủ tục vẽ): Draw là một phương thức được dùng để vẽ một đường thẳng hoặc một hình chữ nhật lên đối tượng ảnh imageObject. Màu sắc của hình vẽ được xác định bởi colorObject. imageObject.draw(x1, y1, x2, y2, colorObject) imageObject.d