Matemática e Computação
  


Deus Nosso Senhor quis que eu fosse amigo do meu pai, e isto, evidentemente, evitou que tivesse más amizades. (Álvaro del Portillo)

 

 

6 - Animação, Orientação e Escala

VRML permite um grande número de animações, que podem ser disparadas por aproximações e toques.

Tais animações fazem as formas se movimentarem baseadas num dado tempo, que, é controlado por um relógio com tempos fracionados em números reais.

As frações de tempo devem ser associadas a quadros que contêm as posições chaves da animação, dando a noção de movimento da forma.

Para adicionar movimento a seu mundo, você pode animar a posição, a orientação e a escala de qualquer sistema de coordenadas.

Uma animação requer três elementos:

Um elemento de tempo (crônometro) usado para iniciar, parar e controlar uma animação (TimeSensor);

A descrição de como alguma coisa altera-se ao longo do tempo da animação (PositionInterpolator,  OrientationInterpolation, ...).

Um elemento para estabelecer a ligação entre os nós acima (Route)

Exemplo 48: Animação 1

#VRML V2.0 utf8
Group {
     children [
         DEF Cubo Transform {
              children Shape {
                   appearance Appearance {
                        material Material { }
                   }
                   geometry Box { size 1.0 1.0 1.0 }
              }
         },

           DEF Tempo TimeSensor {
                cycleInterval 4
                loop TRUE
           },

           DEF Caminho PositionInterpolator {
                key [   0.00, 1.00  ]
                keyValue [  -4 0 0,   4 0 0   ]
           }
     ]
}

ROUTE Tempo.fraction_changed TO Caminho.set_fraction
ROUTE Caminho.value_changed TO Cubo.set_translation

 

Os Interpoladores são nós muito importantes para fazer animação. Eles são utilizados para animar outros nós por meio de interpolação linear. Em termos práticos, os interpoladores são usados para alterar um determinado valor ao longo do tempo. Dependendo do tipo de valor que se pretende alterar, existem seis interpoladores diferentes, mas com o funcionamento muito semelhante.

Tipo de interpolador Para interpolar
PositionInterpolator posições (translações)
OrientationInterpolator orientações (rotações)
ScalarInterpolator valores escalares
ColorInterpolator cores
CoordinateInterpolator coordenadas de pontos
NormalInterpolator normais a superfícies

6.1 - Eventos

Um evento é uma mensagem enviada de um nó para outro. Existem dois tipos de eventos:
                            os eventos de entrada (eventIn), e
                            os eventos de saída (eventOut).

Um evento de entrada corresponde à recepção por um nó receptor de uma mensagem (evento) enviada por um nó emissor, para que o nó receptor altere o seu estado.

Um evento de saída é uma mensagem emitida por um nó emissor. A mensagem destina-se a notificar o nó receptor (ou nós receptores) de que o estado do nó emissor foi alterado.

Por norma, os nomes dos eventos de entrada devem ter o prefixo set_, pois implicam uma alteração do estado do nó (set_position, set_color, ...);

 os nomes dos eventos de saída devem ter o sufixo _changed, pois traduzem a alteração do estado (position_changed, color_changed, ...).

ROUTE Tempo.fraction_changed TO Caminho.set_fraction
ROUTE Caminho.value_changed TO Cubo.set_translation

Em geral, todos os campos são privados e não podem ser alterados, mas os campos expostos (exposedField) são «públicos» e podem ser manipulados por outros nós exteriores.

Estes campos especiais aliam as características dos campos e dos eventos, associando dois eventos (um de entrada e outro de saída) ao campo. Assim, por exemplo:

exposedField SFColor color

é equivalente a:

field    SFColor color 

eventIn  SFColor set_color 

eventOut SFColor color_changed

6.2. Nós de ligação - Rotas

De modo a estabelecer uma ligação entre o nó que gera o evento e o nó que o recebe, existe um elemento especial do VRML designado por ROUTE, que não é um nó no sentido comum desta designação.

Só é permitido estabelecer ligações ROUTE de um evento de saída para um evento de entrada (unidireccional) quando ambos são do mesmo tipo.

Por exemplo:

ROUTE NodeName.eventOutName_changed TO NodeName.set_eventInName

ROUTE Tempo.fraction_changed TO Caminho.set_fraction
ROUTE Caminho.value_changed TO Cubo.set_translatio

6.3. Sensores

Sensores são nós que geram eventos baseados na interação do utilizador com a cena, ou com a passagem do tempo. Existem vários tipos de sensores em VRML:

  • ProximitySensor: detecta quando o utilizador navega dentro de uma área invisível mais específica do mundo;
  • VisibilitySensor: detecta quando uma parte específica da cena se torna visível para o utilizador;
  • TimeSensor: é um relógio sem geometria ou localização associada, usado para iniciar ou finalizar nós dependentes do tempo;
  • Sensores de seleção: detectam eventos de selecção gerados pelo utilizador, tais como a ativação de um objeto geométrico ao clicar-lhe. São exemplos deste tipo de sensores: CylinderSensor, PlaneSensor, SphereSensor e TouchSensor.

Cada tipo de sensor define qual o momento de geração do evento, podendo ser ativado ou desativado através do campo enabled.

6.4 - A sintaxe do nó TimeSensor

A interação nos mundos VRML é feita com a utilização de sensores.

6.4.1 - TimeSensor

TimeSensor - nó responsável pelo controle de tempos, funciona como um cronômetro. Gera eventos de saída ao longo do tempo, tanto de natureza discreta  como de natureza contínua. Não possue posição ou geometria. Sua sintaxe é:

TimeSensor {
......cycleInterval 1
......enabled TRUE
......loop FALSE
......startTime 0
......stopTime 0
......cycleTime
......fraction_changed
......isActive
......time
}

cycleInterval - especifica a duração do laço em segundos.

enabled TRUE - liga/desliga o nó sensor.

loop - repete indefinidamente quando loop=true, repete somente uma vez quando loop=false.

startTime - especifica quando o TimeSensor começa o evento.

stopTime - especifica quando o TimeSensor para o evento.

cycleTime - determina o tempo de cada ciclo.

O tempo é sempre uma fração do valor máximo (que é sempre 1.0).

O nó TimeSensor por si é incapaz de promover a animação. A associação do mesmo com nós que controlam posição, orientação e escala é essencial.

Exemplo:

           DEF Tempo TimeSensor {
                cycleInterval 4
                loop TRUE
           }

6.5 - Interpoladores

6.5.1 - Interpolação linear

Os nós PositionInterpolator, OrientationInterpolation, ScalarInterpolator, ColorInterpolator, CoordinateInterpolator e NormalInterpolator usam interpolação linear para computar valores intermediários entre os valores chaves que você fornece.

Deve-se usar um interpolador quando se pretende que um determinado valor varie ao longo do tempo. Os interpoladores recebem sinais temporais gerados por um TimeSensor ou equivalente, e realizam uma interpolação linear entre conjuntos de valores designados por keyValues.

Um interpolador define uma função linear através de n valores de tempo t, designados por key, e de n valores correspondentes a f(t), chamados keyValue. Os campos key e keyValue são campos expostos de todos os interpoladores.

6.5.2 - PositionInterpolator

PositionInterpolator - nó que controla a posição em função de uma fração do tempo. Usado para animar objetos movendo eles por um caminho especificado. O nó PositionInterpolator está associado à translação de nós geométricos. Sua sintaxe é:

PositionInterpolator {
......set_fraction
......key []
......keyValue []
......value_changed
}

key [] - lista de tempos fracionais chaves - Lista de instantes de tempos

keyValue [] - especifica o caminho para a animação - lista de posições chaves - cada uma      composta por X,Y,Z.

Para cada valor keyValue existe um key, que varia entre 0 e 1. Os n valores de key têm de ser não decrescentes. O TimeSensor gera fraction_changed eventos regularmente. Estes podem ser canalisados para um set_function de um interpolador para definir o valor correto no ciclo de interpolação. Assim, se tivermos um TimeSensor com um cycleInterval de 10, ligado a um interpolador, este irá passando de key em key, e avaliando f(t), de 10 em 10 segundos. O resultado da avaliação é enviado para o exterior através do evento value_changed (do mesmo tipo de keyValue). Deste modo, cada vez que um interpolador recebe um evento de entrada, gera um evento de saída com o valor interpolado correspondente. Este valor pode depois ser canalisado para qualquer nó, para alterar valores do mesmo tipo.

Exemplo:

           DEF Caminho PositionInterpolator {
                key [   0.00, 1.00  ]
                keyValue [  -4 0 0,   4 0 0   ]
           }

Exemplo 49: Animação 2

#VRML V2.0 utf8
Group {
== children [
== == DEF Cubo Transform {
== == == children Shape {
== == == == appearance Appearance {
== == == == == material Material { }
== == == == }
== == == == geometry Box { size 1.0 1.0 1.0 }
== == == }
== == },
== == DEF Tempo TimeSensor {
== == == cycleInterval 4
== == == loop TRUE
== == },
== == DEF Caminho PositionInterpolator {
== == == key [
== == == == 0.00, 0.25, 0.75, 1.00
== == == ]
== == == keyValue [
== == == == 0 0 0, 4 0 0, -4 0 0, 0 0 0
== == == ]
== == }
== ]
}
ROUTE Tempo.fraction_changed TO Caminho.set_fraction
ROUTE Caminho.value_changed TO Cubo.set_translation