لغة الواقع الافتراضي VRML .. سداح أسماء، بجو زهية

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية
وزارة التعليم العالي و البحث العلمي
جامعة محمد مهري

معهد علم المكتبات و التوثيق                                                            

مقياس : نظم المعلومات الافتراضية 

                                           

بحث حول:

لغة الواقع الافتراضي VRML

من إعداد:

سداح أسماء

بجو زهية

السنة الجامعية : 2014/2015

خطة البحث:

الفصل الاول: مدخل عام حول لغة vrml

1- أساسيات لغة VRML

2- لمحة تاريخية عن VRML

3- بنية لغة VRML

الفصل الثاني: انظمة لغة vrml

1- mapinfo

2-max  studio

الفصل الثالث: تطبيقات الوثائقية للغة vrml

1- المكتبات

2- الأرشيف

3- المتاحف

4- المعارض

مقدمة

يتسم العصر الذي نعيشه بالعديد من التغيرات المتسارعة و الثورات العلمية في مختلف المجالات و ظهور ما يعرف بتكنولوجيا المحاكاة باستخدام الحاسوب وتكنولوجيا الواقع الافتراضي وتعتبر هذه الأخيرة جاءت بهدف تقديم المساعدة إلى الإفراد ليتمكنوا من فهم و إدراك البيانات و المعلومات و التعامل معها بسهولة فلهذا هي تستعمل لغة خاصة بها من اجل إنشاء هذه المحاكاة فما هي للغة الواقع الافتراضي؟

الفصل الأول

أساسيات لغة VRML

تعريف لغة vrml:

وهي تنسيق ملف لوصف كائنات 3D التفاعلية و تم تصميم VRML  لاستخدامها على شبكة الانترنت و الشبكات الداخلية و أنظمة العميل المحلية و المقصود VRML أيضا تنسيق رسومات 3D المتكاملة و الوسائط المتعددة كما يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من مجالات التطبيق مثل الهندسة و التصور العلمي و العروض و العوالم الافتراضية المشتركة.... الخ

خصائص لغة vrml:

1- تعتبر VRML لغة وصفية يمكن بواسطتها وصف و حفظ مشاهد معقدة بطريقة هيكلية وفق بيان شجري غير مغلق مؤلف من مجموعة من العقد تصف الإغراض في العالم و خصائصها

2- تدعم VRML  مفاهيم اساسية في لغات البرمجة مثل التغليف و إعادة الاستخدام بتطبيقها آليات خاصة لخلق نماذج جاهزة بغرض تغليف بيان العالم و إعادة استخدامه من جديد

3- تسمح VRML بتمثيل مناظر HTML  و بالتالي يمكن استخدامها كلغة متعددة المنصات تندرج ضمن البنية التحتية للانترنت و شبكة الوب لأطهار عوالم ثلاثية الإبعاد

4- تخدم VRML  أهداف المستخدم التفاعلية كإجراء التحويلات الهندسية و إحياء الإغراض في العالم ضمن سلوكيات معرفة يتم قدحها عند القيام بأحداث معينة كذلك التجوال وفق مسارات متكيفة دون تصادم

5- تدعم VRML  الإظهار الواقعي بتمكين المستخدم من تعريف خواص المواد و الألوان و الشفافية و الضبابية و الصوت و إضافة المنابع الضوئية بأنواعها المختلفة

6- تؤمن VRML التقنيات اللازمة لربط الصور و الرسومات الثنائية البعد و المشاهد الثلاثية الابعاد الثابتة و الديناميكية و النصوص و الوسائط المتعددة معا في نموذج واحد متماسك

7- يتم تفسير لغة VRML  بواسطة المتصفح الذي يعمل على تحميل العوالم بسرعة كبيرة نظرا لصغر حجم ملفاتها ذات البنية النصية البسيطة

الهدف:

1- تمكن من تطوير برامج الكمبيوتر القادرة على خلق و تحرير و الحفاظ على الملفات

2- القدرة على إضافة أنواع الكائنات الجديدة لم تحدد بشكل واضح

بنية لغة VRML

ادوات vrml:

1- العقد:يتم تصميم العالم من الناحية الهندسية بواسطة اغراض من انماط مختلفة من العقد الجيومترية الاولية مثل المضلعات و العقد المتقدمة مثل العقد المركبة كشبكة الارتفاعات المساعدة في وصف و اظهار كعقد المواد و الالوان .

2- النماذج: وتسمح بتعريف انماط جديدة للعقد يتم تضمين تعاريف النماذج سواء في الملف الذي يستخدمها مباشرة او يتم تعريفها بملف مستقل و ذلك انطلاقا من العقد الموجودة مسبقا في VRML  باستخدام مفاهيم واليات توسيع محددة

3- بنية الاحداث: تولد بعض العقد في VRML  احداثا معينة جوابا على حركة غرض ضمنه مثلا

4- مسارات الاحداث: تزود مسارات الاحداث المبرمج بالاليات اللازمة لتحديد مسار انتشار الحدث ضمن البنية الهرمية للعالم للتاثير على عقد محددة ضمنه عندما يتم توليد الاحداث يتم ارسالها وفق الترتيب الزمني لحدوثها

5- الحساسات: يتم ارسال الاحداث من خلال حساسات وهي عقد خاصة تتحسس عند تفاعل المستخدم مع الاغراض و تقوم بتنشيط العالم الافتراضي و التفاعل معه

6- العقد الخطاطية: وهي عقد خاصة يتم ادخالها بين مولدات الاحاث ومستقبلاتها و تسمح بربط كل غرض بتصرف محدد مدروس مسبقا من خلال تنفيذ تابع من نمط معرف بواسطة اي لغة خطاطية مثل JAVA

7- عقد التحكم بالاداء: يمكن للمستخدم التحكم بمستوى تفاصيل الاظهار و مستوى الرؤية و اكتشاف التصادم بين المستخدم و الاغراض من جهة  و الاغراض فيما بينها من جهة اخرى

بنية نظام vrml:

1- مستورد البيانات المكانية: يقوم باستيراد ملف تصميم النموذج الثنائي البعد و معالجة معطياته بتحويلها من معطيات غير معيارية الى ملفات صالحة للتحويل المباشر الى عالم ثلاثي الابعاد

2- مدير النموذج: يحفظ على نوعين من البيانات:

بيانات مكانية كاحداثيات النقاط و المستقيمات و المنحنيات..الخ

و المعطيات الوصفية التي تصف المعالم المكانية بواسطة مجموعة من الواصفات كما يتحكم مدير النموذج بعمليات المستخدم كالاسترجاع و التعديل و الحذف و الاضافة

3- واجهة التصميم: تعرض واجهة التصميم النوذج بالبعد الثاني وفق طبقات متيحة لمدير النظام

4- محول : ويقوم بتحويل نموذج التصميم من التمثيل الداخلي الى تمثيل بلغة vrml  بهدف الانتقال من نموذج تنائي البعد الى عالم ثلاثي الابعاد مستعينا بالبيانات المكانية بالاضافة الى واصفات الاظهار لكل معلم و الطبقات التي تتالف منها العالم مما يسمح للمستخدم بالتجوال الافتراضي ضمن العالم

5- موقع الوب: وهو عبارة عن مواقع الانترنت يعرض العالم بالابعاد الثلاثة و يتيح للمستخدم الوصول الى عدة خدمات تعتمد على طبيعة النموذج

الفصل الثاني

Mapinfo:

يعد برنامج MapInfoمن البرامج المخصصة لنظم المعلومات الجغرافية، و يستخدم في إعداد و استغلال المعطيات ذات المرجعية المجالية.  وهو مزوّد كباقي برامج نظم المعلومات الجغرافية بواجهة رسومية ومجموعة من الأدوات والأوامر التي تسمح للمستخدم بعرض لخرائط و الجداول والرسوم البيانية وإجراء مجموعة من التحليلات واستفسار قواعد البيانات. يتيح البرنامج إمكانية ربط مختلف المواقع والظاهر بقواعد البيانات ويسمح بإنجاز مجموعة من الوظائف أهمها:

—        ضبط وترقيم الخرائط.

—         إنجاز وهيكلة قواعد البيانات.

—         إنشاء الخرائط الموضوعية.

—         إنشاء وتحرير الرسوم البيانية.

—         التحليل المكاني.

—         التشفير الجغرافي للعناوين و تحليل المواقع.

—         استفسار قاعدة البيانات بالاعتماد على مجموعة من المعايير البسيطة أو المركبة.

—         دمج الخرائط مع معلومات مأخوذة من مصادر متعددة.

—            التعامل مع مجموعة كبيرة من قواعد البيانات الخارجية عن طريق استيراد وتصدير الملفات الجدولية.

—        MAP  : ملف المعطيات الهندسية للعناصر الجغرافية

—         DAT  :   ملف قواعد البيانات

—            ID:  ملف يجمع المعلومات التي تسمح بربط العناصر الخطية بقواعد البيانات

—        TAB   : الملف الرئيسي  الذي يربط بين مجموع الملفات ليتم فتحها في البرنامج

—         باقي الملفات ذات الامتداد TMA ; TIN ; TDA  تظهر أثناء عملية الترقيم و تختفي بمجرد تسجيل اللوحة

Studio max:

تعريف:

تعريف:

من أقوى برامج التصميم الثلاثي الأبعاد والتحريك وقد صممته شركة  kinetix    التابعة لشركة Autodesk    لكن الإصدار الرابع من شركة Discreet التي هي أيضا تابعة لنفس الشركة الأم Autodesk مصممة برنامج Auto Cad الشهير للتصميمات المعمارية ، وقد طرح منه العديد من إصدرارات  

 وكان في الماضي برنامج  3D STUDIO MAXيشتغل على نظام التشغيل  dos حتى إصدار 4 على للويندوز ليس ترقية له ولكنه إصدار جديد في كل شيء بداية من لغة البرمجة المستخدمة في بنائه حتى أسلوب العمل عليه واستخدامه
ولإستخدام  3D Studio MAXيفضل أعلى  مواصفات للجهاز  من حيث سرعة المعالج والذاكرة وكروت الشاشة حيث بزيادة هذه المكونات تزداد معه سرعة هذا البرنامج الرائع

مميزاته:

للبرنامج مميزات عديدة فإصدار الأخير كان غني بها نذكر أبرزها :

—        تحسينات منافذ الرؤية: إذا كان حاسوبك يتمتع بعتاد قوي، فإنه يمكنك الآن معاينة الإضاءة المحيطية والظلال الحادة والناعمة من خلال منافذ الرؤية مباشرة، بالإضافة إلى تحسين قوائم المنافذ وإضافة عجلات التحكم المتنوعة و مكعب الرؤية، وكلها تهدف إلى سهولة الاستخدام وتوفير الجهد والوقت.

—        تحسين المظهر: تم تحديث واجهة البرنامج بما فيها شريط العنوان، كما تمت إعادة تصميم الكثير من الأزرار للمزيد من الوضوح.

الكائنات التي يمكن إنشاؤها في البرنامج :

—        الكائنات الهندسية (ثلاثية البعد) مثل الكائنات الأساسية كالمكعب والكرة والهرم، أو الكائنات المتقدمة كالكائنات المنطقية (البوليانية) وأنظمة الجزيئات وغيرها.

—        الأشكـال (ثنائية البعد) وهي عبارة خطوط أو منحنيات مثل المستطيل أو الدائرة، وتكون هذه الأشكال في الفضاء الثنائي البعد، أو ثلاثي البعد مثل شكل اللولب.

—        الإضـاءة وهناك أنواع متعددة بما يشابه ما هو موجود في العالم الواقعي، تزيد الإضاءة من واقعية المشهد أو التصميم.

—        الكـاميرات كائن الكاميرا يقدم رؤية للمشهد، ما يميز الكاميرا عن منافذ الرؤية هو أن لها خصائص الكاميرات الحقيقية ، بالإضافة إلى إمكانية تسجيل حركتها مثل أي كائن آخر.

—        المُسـاعِدات وهي كائنات تساعد في تركيب وترابط المشهد، تساعدك مثلاً في التحكم في مكان وقياس وتحريك الكائنات المكونة للمشهد.

—        المؤثرات المحيطية التي تُحدِث تأثيرات معينة على الفضاء المحيط بالكائنات الأخرى، بعض هذه المؤثرات أعدت خصيصاً للعمل من كائنات أنظمة الجزيئات. من أمثلتها: مؤثر الرياح، مؤثر المحرك، مؤثر الجاذبية.

—        الأنظمـة تجمع كائنات ومتحكمات لتكوين كائن مرتبط به سلوك معين. من أمثلتها نظام ضوء الشمس ، الذي يحاكي تأثير ضوء شمس النهار على كائنات المشهد.

 إمكانيات برنامج :

إمكانيات برنامج D Studio MAX 3 كبيرة جدا سواء من حيث تصميم المجسمات أو تصميم خدمات جديدة غير موجود في مكتباته الأصلية أو  تحريك واستخدام كل من الكاميرات و الإضاءات كما أن أوامر التعديل وعمليات Boolen  وأوامر مجسمات Nurbs  تصنع مجسمات جديدة ومعقدة من أشكال بسيطة وسهلة التكوين .
ولذلك لا يحد إمكانيات هذا البرنامج من التصميم إلا خيالك أنت وإبداعك فكل ما ستفعله فيه سيكون جديد لم يسبقك أحد إليه وكل يوم في استخدامه ستجد الجديد فيه من حيث التعامل معه أو استخدام الملحقات الجديدة التي تبرمج خصيصا له.

الفصل الثالث

المكتبات:

مع بداية العقد الأخير من القرن العشرين، ظهر إلى الوجود نوع آخر من المكتبات يعرف بمكتبات الواقع الافتراضي أو المكتبات الافتراضية. والجدير بالذكر إن المكتبات الافتراضية ليست نوعاً جديدا من المكتبات مستقل بذاته، وإنما هي مكتبات مفترضة تحاكي مكتبات عالمية موجودة فعلا مثل، مكتبة الإعارة البريطانية التي كانت رائدة في تطبيق هذا النوع. كما إن المكتبات الافتراضية، تعتمد بشكل كامل على البيئة الرقمية للمعلومات.

هي بيئة مرئية ثلاثية الأبعاد تحاكي الواقع بالصورة والصوت واللمس. حيث يتمكن المستفيد باستخدام المعدات الخاصة التي تتكون من جهاز العرض المثبت على الرأس وقفاز البيانات المرتبطة بحاسوب، من التجوال في المكتبة والتعرف على مصادر معلوماتها بالتصفح والاستطلاع.

المعارض:

تقدم تقنيات الحقيقة الافتراضية  Virtual Reality  وسيلة عرض مثالية للمعارض

  فالمعارض الافتراضية تمكن جمهورا متنوعا ومنهم المعوقون والطلاب من متخلف الأعمار من النفاذ والتفاعل مع عدد هائل من الأغراض المنتشرة في أماكن مختلفة بطريقة جذابة وتثقيفية.

 نظام آركو ARCO

  تقنية لإنشاء و إدارة معارض الإفتراضية وذلك لاستخدامها على الوب  يقدم نظام آركو ARCO حلا متكاملا يتيح للمعارض تحديد الأغراض المراد عرضها وكيفية عرضها ومكانها , وباستطاعة مصممي المعارض تغيير محتويات مجموعة ما بسهولة , وكذلك طريقة عرضها لتلاءم جمهورا معينا.

 يمكن لمصممي المعارض بالاستفادة من أدوات التأليف السهلة الاستخدام التي يوفرها نظام آركو أن يبنوا معارض افتراضية في بضع دقائق فقط , وذلك ضمن المعارض باستخدام شاشات العرض الحساسة اللمس أو باستخدام الإنترنت على حد سواء . توسُع تقنيات الواقع الافتراضي في النظام تمثيلات القياسية و تسمح للزوار أن يتفاعلوا مع النماذج الرقمية للأغراض الثقافية بأسلوب عفوي و مشوق.

المتاحف:

تعريف المتحف الافتراضي :

 هو موقع علي شبكة الانترنت يمثل كياناً افتراضياً لعرض عدد من المقتنيات المتحفية المتواجدة في عدد من المتاحف أو الأماكن المختلفة ضمن موقع واحد علي الشبكة والتعليق عليها ونشر البحوث والدراسات المرتبطة تلك المقتنيات وغير ذلك من الخدمات المتحفية .

سمات المتحف الافتراضي :

1) انه عبارة عن موقع تخيلي علي شبكة الانترنت وليس كيانا حقيقياً في الواقع .

2) المقتنيات المتحفية المعروضة لا تعود إلي جهة واحدة بل حصر لعدد من المقتنيات ذات الطبيعة المشتركة.

3) .تستخدم المتاحف الافتراضية تكنولوجيا الوسائل الفائقة في ربط المعروضات المتحفية بالدراسات والبحوث .

4) تستخدم بعض المتاحف الافتراضية تكنولوجيا الواقع الافتراضي ثلاثي الأبعاد لعرض مقتنياتها المتحفية ويكون دور المستخدم هو التجول منخلال استخدام مؤشر الفأرة .

5) تستخدم بعض المتاحف الافتراضية الصور الثابتة ثلاثية الأبعاد لتجسيد واجهة التفاعل الخاصة بموقعها علي الشبكة وتشبيهها بواجهة التفاعل الحقيقية.

6) تستخدم بعض المتاحف الافتراضية أسلوب الإبحار عبر الخرائط الجغرافية للتجول داخل المتحف بدلاً من استخدام القوائم ، ومن تلك المتاحف ( متحف علوم الأرض التابع لجامعة واترلو ) الذي يتيحللزائر زيارة المتحف بواسطة النقر علي محتويات خريطة تظهر له في بداية الموقع .

تصميم المتاحف الافتراضية:

يتم تصميم المتاحف الافتراضية وفق فكرة خلق فضاء تفاعلي يتم فيه ايصال المعلومات بطريقة سلسة من خلال جولة افتراضية في ارجاء فضاء ثلاثي الابعاد مشابه للمتحف مع امكانية الحصول على المعلومات من خلال قاعدة بيانات. يعتمد التصميم اعتمادا كبيرا على البرمجة بلغة (VRML ) التي تسمح بإضافة ديناميكية ثلاثية البعد لصفحة الويب . 

هناك ثلاث مراحل أساسية لانجاز متحف افتراضي و هي : جمع المعلومات ( الأرشفة) , التصوير و أخيرا تحويلهم الى معلومات رقمية . فجمع المعلومات يكون من اجل بناء قاعدة بيانات تكون شاملة من تعريف بالمعروضات و العادات و التقاليد و ثقافة المجتمع . اما التصوير فهو البداية لاعطاء صفة الافتراضية للمعروضات لتأتي بعدها مرحلة تحويل الصور بعدة تقنيات رقمية الى معلومات نشكل بها قاعدة بيانات يتم استعمالها في المتحف الافتراضي .

خاتمة

وفي الاخير لغة الواقع الافتراضي تسعى الى المزج بين الواقع و الخيال من اجل خلق بيئات حية تخيلية قادرة على أن تمثل الواقع الحقيقي وتهيئ للفرد القدرة على التفاعل معها.