CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG VÀ BÀI TOÁN HIỂN THỊ MÔ HÌNH 3D THÁP LUANG Theo cách truyền thống, việc tương tác với máy tính được thực hiện thông qua các thiết bị như bàn phím, chuột hay Joystick/Trackball/ Keyboard/Styplus để cung cấp thông tin đầu vào và sử dụng khối hiển thị trực quan để nhận thông tin đầu ra từ hệ thống. Với sự ra đời của các hệ thống thực tại ảo, các phương thức giao tiếp mới được phát triển cho phép người sử dụng tương tác một cách tích cực với máy tính. Công nghệ VR hiện đang rất phát triển trên thế giới. Hiện nay, ở nước Công hòa Dân chủ Nhân dân Lào, công nghệ VR đang dần được chú ý bởi những thế mạnh của nó chẳng hạn như cho phép tạo và hiển thị được dữ liệu lớn.
Điều này rất quan trọng cho những ứng dụng như là tạo thiết kế đô thị, ứng phó với các tình huống khẩn cấp, du lịch, giải trí, quản lý giao thông, xây dựng những dự án quy mô lớn, và giáo dục. Trong những lĩnh vực này, thì việc trực quan hóa tương tác của mô hình là sự tối quan trọng cho sự phân tích chiều sâu của tập hợp dữ liệu. Mục đích của hệ thống là mô phỏng các hiệu ứng quan sát và cảm nhận khi thị sát trên một khu vực nhất định. Hệ thống này là sự kết hợp các kỹ thuật mô phỏng sử dụng đồ hoạ 3D với các thiết bị phần cứng.
Tổng quan về Thực tại ảo. Thực tại ảo. Thực tại ảo (Virtual reality_VR) là một hệ thống mô phỏng trong đó đồ họa máy tính được sử dụng để tạo ra một thế giới "như thật". Hơn nữa, thế giới "nhân tạo" này không tĩnh tại, mà lại phản ứng, thay đổi theo ý muốn (tín hiệu vào) của người sử dụng (nhờ hành động, lời nói,.
Điều này xác định một đặc tính chính của VR, đó là tương tác thời gian thực. Thời gian thực ở đây có nghĩa là máy tính có khả năng nhận biết được tín hiệu vào của người sử dụng và thay đổi ngay lập tức thế giới ảo. Người sử dụng nhìn thấy sự vật thay đổi trên màn hình ngay theo ý muốn và bị thu hút bởi sự mô phỏng này. Tương tác và khả năng thu hút của VR góp phần lớn vào cảm giác đắm chìm, cảm giác trở thành một phần của hành động trên màn hình mà người sử dụng đang trải nghiệm.
Nhưng VR còn đẩy cảm giác Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 này "thật" hơn nữa nhờ tác động lên tất cả các kênh cảm giác của con người. Trong thực tế, người dùng không những nhìn thấy đối tượng đồ họa 3D nổi, điều khiển (xoay, di chuyển,.) được đối tượng trên màn hình (như trong game), mà còn sờ và cảm thấy chúng như có thật. Ngoài khả năng nhìn (thị giác), nghe (thính giác), sờ (xúc giác), các nhà nghiên cứu cũng đã nghiên cứu để tạo các cảm giác khác như ngửi (khứu giác), nếm (vị giác). Tuy nhiên hiện nay trong VR các cảm giác này cũng ít được sử dụng đến.
Như vậy: “Thực tại ảo là công nghệ sử dụng các kỹ thuật mô hình hoá không gian ba chiều với sự hỗ trợ của các thiết bị đa phương tiện hiện đại để xây dựng một thế giới mô phỏng bằng máy tính” Hình 1.1 Một hệ thống VR tại Viện Fraunhofer (CHLB Đức) 1. Lịch sử phát triển của Thực tại ảo. VR – Thực tại ảo là một thuật ngữ mới xuất hiện khoảng đầu thập kỷ 90, nhưng ở Mỹ và châu Âu VR đã và đang trở thành một công nghệ mũi nhọn nhờ khả năng ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực (nghiên cứu và công nghiệp, giáo dục và đào tạo cũng như thương mại, giải trí,…) tiềm năng kinh tế cũng như tính lưỡng dụng (trong dân dụng, quân sự) của nó. VR không phải là một phát minh mới, mà ngay từ năm 1962 Morton Heilig (Mỹ) đã phát minh ra thiết bị mô phỏng SENSORAMA.
Tuy nhiên cũng như nhiều ngành công nghệ khác, VR chỉ thực sự được phát triển ứng dụng rộng rãi trong những năm gần đây nhờ vào sự phát triển của tin học (phần mềm) và máy tính (phần cứng). Thuật ngữ “virtual reality – thực tại ảo được đưa ra bởi Jaron Lanier (người sáng lập công ty VPL Research, tại Redwood – California, một trong những công ty đầu tiên cung cấp các sản phẩm cho môi trường ảo). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Sự hình dung liên quan đến các tác động đầu ra mà máy tính tạo ra về thị giác, thính giác hay các giác quan khác khi người sử dụng tương tác với thế giới bên trong máy tính. Thế giới này có thể là các mô hình được thiết kế với sự trợ giúp của máy tính, là sự mô phỏng hay là cách nhìn nhận một cơ sở dữ liệu.
Hệ thống có thể có tính động, các mô phỏng vật lý hay các hoạt cảnh. Ứng dụng của Thực tại ảo. Tại các nước phát triển, chúng ta có thể nhận thấy VR được ứng dụng trong mọi lĩnh vực: Khoa học kỹ thuật, kiến trúc, quân sự, giải trí, du lịch,. và đáp ứng mọi nhu cầu: Nghiên cứu- Giáo dục- Thương mại-dịch vụ.
Y học, du lịch là lĩnh vực ứng dụng truyền thống của VR. Bên cạnh đó VR cũng được ứng dụng trong giáo dục, nghệ thuật, giải trí, du lịch ảo (Virtual Tour), bất động sản. Trong lĩnh vực quân sự, VR cũng được ứng dụng rất nhiều ở các nước phát triển. Bên cạnh các ứng dụng truyền thống ở trên, cũng có một số ứng dụng mới nổi lên trong thời gian gần đây của VR như: VR ứng dụng trong sản xuất, VR ứng dụng trong ngành rôbốt, VR ứng dụng trong hiển thị thông tin (thăm dò dầu mỏ, hiển thị thông tin khối, ứng dụng cho ngành du lịch, ứng dụng cho thị trường bất động sản.) VR có tiềm năng ứng dụng vô cùng lớn.
Có thể nói tóm lại một điều: Mọi lĩnh vực "có thật " trong cuộc sống đều có thể ứng dụng "thực tế ảo" để nghiên cứu và phát triển hoàn thiện hơn. Khái quát về mô phỏng không gian di tích Tháp Luang 1. Di tích lịch sử Cộng hòa Dân chủ Nhân dân Lào là một trong những quốc gia có nhiều danh lam thắng cảnh, với nhiều di tích lịch sử cần phải được bảo tồn, duy trì và quảng bá đến các bạn bè trên thế giới, đến từng người dân. Đây là một trong những việc làm hết sức cần thiết để gìn giữ những di sản văn hóa quý báu.
Vai trò của việc mô phỏng không gian di tích Một thực tế hiện nay, nhiều người dân trong nước cũng như trên thế giới có nghe, có biết Nước Lào có nhiều di tích quý báu như Tháp Luang Viêng Chăn Tuy nhiên, họ mới chỉ dừng lại ở việc nghe, biết mà chưa nhìn thấy tận mắt, chứng kiến tận mắt hay có thể nhìn thấy tổng thể qua hình ảnh hay video,… Đây là một vấn đề cần phải được giải quyết. Việc nghiên cứu ứng dụng các công nghệ tiên tiến, khoa Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 học kỹ thuật, công nghệ thông tin mà cụ thể là kỹ thuật đồ họa máy tính, Thực tại ảo là việc làm hết sức cần thiết và có ý nghĩa. Vì việc ứng dụng Công nghệ như Thực tại ảo sẽ giúp cho chúng ta có thể quảng bá, giúp người dân trong nước và trên thế giới xem, ngắm và thăm quan về các di tích lịch sử như Tháp Luang Viêng Chăn qua internet một cách thuận tiện, dễ dàng và nhanh chóng, tiết kiệm chi phí,. cho những người dân ở xa không có khả năng đến được tận nơi để thăm quan, chẳng hạn như những người dân của Việt Nam.
Có câu rằng “một hình ảnh bằng cả nghìn lời nói”, điều đó thật không phủ nhận, vì rõ ràng nếu hiển thị thông tin chỉ với các ký hiệu, chữ cái, chữ số không thôi thì không thể hấp dẫn và dễ hiểu khi có thêm biểu diễn đồ họa. Kỹ thuật đồ họa cũng là công cụ không thể thiếu trong các ngành khoa học kỹ thuật, giáo dục nghệ thuật, giải trí, quảng cáo.(để diễn đạt máy móc thiết bị, cấu trúc cơ thể, thông tin thiên văn địa lý, hình ảnh minh họa. Chính vì vậy, đồ họa hay Thực tại ảo là một vấn đề được quan tâm trong ngành công nghệ thông tin. Thông qua việc tìm hiểu về vai trò và ứng dụng của công nghệ thực tại ảo, em thấy công nghệ thực tại ảo đem lại hiệu quả rất lớn trong việc bảo tồn và phục chế di tích văn hóa.
Tuy nhiên, ở Lào ứng dụng công nghệ Thực tại ảo còn khá mới mẻ và chưa phát triển nhiều. Mục đích của Luận văn này là cung cấp một sự lựa chọn mới, thay cho những tấm ảnh hoặc sơ đồ của các di tích lịch sử như Tháp Luang Viêng Chăn vốn khá khô cứng, đồng thời giúp những người muốn tìm hiểu lịch sử của Thủ đô Viêng Chăn được tận mắt đắm chìm trong không khí linh thiêng của quá khứ dân tộc bằng công nghệ thông tin hiện đại. Công nghệ này cho phép phục chế những di sản đang gặp nguy hiểm, với bầu không khí và bối cảnh của di tích lịch sử. Với công nghệ mô phỏng thực tại ảo sẽ tạo ra sự ấn tượng về sự du hành ngược thời gian, được thể hiện với hình ảnh ba chiều, sẽ giúp người xem cảm thấy như mình đang sống thực với không gian ảo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giới thiệu về Tháp Luang. Thạt Luổng tiếng Lào có nghĩa là tháp lớn, được xây dựng vào năm 1566 dưới triều vua Xệt Tha Thi Lạt, sau khi nhà vua dời đô từ Luông Pha Băng về Viêng Chăn. Thạt được đặt tên là “Cheđiloka Chulamạni” có nghĩa “Tháp ngọc trên thế giới”, nhưng nhân dân vẫn quen gọi là Phrạ Thạt Luổng để mô tả sự vĩ đại, to lớn của ngôi tháp.
Thạt Luổng vốn được xây trên một ngôi đền cũ, cách Viêng Chăn 2km, đây là một trong những tháp Phật lớn nhất ở Lào với diện tích đáy là 90m x 90m, cao 45m. Cấu trúc mô hình Thạt Luổng được chia làm ba phần: - Phần dưới cùng là bệ tháp, mỗi cạnh dài 69m (từ phía Tây, Đông) và 68m (từ phía Bắc Nam), cả 4 cạnh được ốp bằng 323 phiến đá. - Tầng thứ hai, mỗi cạnh dài 48m, vòng quanh cả 4 cạnh được tạo hình những hoa sen lớn với 120 cánh.