Interaktion zwischen Knoten, Sensoren
- Sendeereignisse können die Änderung von Werten von Feldern anordnen
- Empfangsereignisse können Werte von Feldern ändern
- Ereignis, das die Änderung eines Feldes mitteilt: Schlüsselwort
eventOut
Ereignisname meist = Feldname und Suffix "_changed" (Ausnahmen: Ereignisse mit den Typen Boolean und Time.) - Ereignis, das ein Feld ändern kann: Schlüsselwort
eventIn
Ereignisname meist = Feldname und Präfix "set_"
Schnittstellen-Schema eines Knotens:
- Ereignistyp: Typ des geänderten bzw. des zu ändernden
Feldes.
Ereignisse werden durch Routen zwischen zwei Knoten übertragen. - Dabei können nur Knoten verwendet werden, die mit dem Schlüsselwort DEF einen Namen zugeordnet bekommen haben (siehe Kursteil 3a).
- Voraussetzung: Die Ereignistypen des Output- und des Input-Ereignisfeldes müssen übereinstimmen.
-
Syntax der
Routen-Vereinbarung:
ROUTE KnotenNameA.feld1_changed TO KnotenNameB.set_feld2 - Ausnahmen von der Namenskonvention "_changed"
für Output- und "set_"
für Inputereignisse:
Ereignisse mit booleschen Werten: is... (z.B. isActive) - Ereignisse mit Zeitwerten: ...Time
(z.B. touchTime)
- In den folgenden Beispielen werden verschiedene Sensoren vorgestellt:
- ein TouchSensor (empfindlich auf Berührung),
- ein PlaneSensor (zum waagrechten Verschieben eines Objektes), ein
- ein CylinderSensor zur Drehung um eine Achse und
- ein SphereSensor für sphärische Drehungen
- Im folgenden Beispiel ist
das auslösende Ereignis das Anklicken des violetten Kegels, das
ausgelöste Ereignis ein Sound.
Anmerkung: der Sound ist in einem Elliptischen Bereich hörbar mit Brennpunkt im Zentrum und Koordinaten der Hauptscheitel maxFront und minFront - Im nächsten Beispiel kann ein Objekt durch Mausgriff waagrecht verschoben werden
- Anschließend kann ein Quader um die y-Achse gedreht werden
- und schließlich erfolgt die Drehung eines Kegels um einen Punkt (Kugeldrehung)
#VRML V2.0 utf8
NavigationInfo {type "EXAMINE" headlight TRUE}
Transform
{ children
[ DEF Grapscher TouchSensor { }
Shape
{ appearance Appearance {material Material { diffuseColor 1 0 1 } }
geometry Cone { bottomRadius 1 height 2 }
}
]
}
Sound { source DEF Schrei AudioClip { url ["hahn.wav"] } maxFront 100 minFront 5 }
ROUTE Grapscher.touchTime TO Schrei.startTime
#VRML V2.0 utf8
NavigationInfo {type "EXAMINE" headlight TRUE}
Group { children
[ DEF Schieber PlaneSensor { }
DEF Quader Transform
{ children [ Shape { appearance Appearance {material Material { diffuseColor 1 0 1}}
geometry Box { size 2 0.5 2}
}
]
}
]
}
Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 1 1 transparency 0.4 }}
geometry Box { size 6 6 0.01 }
}
ROUTE Schieber.translation_changed TO Quader.set_translationDurch eine etwas subtile Programmierung kann man auch die Drehachse verlagern, siehe das Beispiel.
#VRML V2.0 utf8
Transform
{ translation 2 0 0
children [ DEF Dreher CylinderSensor {minAngle -1.5 maxAngle 1.5 }
DEF Objekt Transform
{ children Transform
{ translation -1 0 0
children [ Shape {appearance Appearance {material Material {diffuseColor 1 0 1}}
geometry Box { size 2 3 0.1}
}
]
}
}
]
}
ROUTE Dreher.rotation_changed TO Objekt.set_rotation
#VRML V2.0 utf8
Group {
children
[ DEF DrehQua CylinderSensor {
}
DEF Quader Transform
{ children
[ Shape
{ appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 1 }}
geometry Box { size 1 3 1 }
}
]
}
]
}
Shape
{ appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 1 1 transparency 0.4 }}
geometry Box { size 6 0.01 6}
}
ROUTE DrehQua.rotation_changed TO Quader.set_rotation
#VRML V2.0 utf8
NavigationInfo {type "EXAMINE" headlight TRUE}
Group { children
[ DEF DrehKug SphereSensor { }
DEF Kegel Transform
{ children [ Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 1 } }
geometry Cone { bottomRadius 1 height 2 }
}
]
}
]
}
Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 1 1 transparency 0.4 } }
geometry Box { size 6 6 .001 }
}
ROUTE DrehKug.rotation_changed TO Kegel.set_rotation#VRML V2.0 utf8
NavigationInfo { headlight FALSE }
Shape { appearance Appearance { material Material {diffuseColor 0 0 1} } geometry Box {} }
Transform
{ children
[ Shape { appearance Appearance { material Material { emissiveColor 1 0 0 } }
geometry Cylinder {radius 0.5 height 0.2}
}
DEF Schalter TouchSensor {}
]
translation 4 0 0
rotation 1 0 0 1.57
}
DEF Licht PointLight { location -6 4 3 on FALSE color 0 0 1}
ROUTE Schalter.isActive TO Licht.on Interpolatoren
- sind diskrete Funktionen mit Definitionsmenge D = {
eine Anzahl von Werten zwischen 0 und 1 }, angenommen D
= { 0 0.33 0.67 1 }
und Wertemenge aus einem beliebigen Bereich u. zw. entweder wieder einzelne Zahlen oder Vektoren. - ScalarInterpolator: die Werte sind Zahlen, angenommen W =
{ 1 2 3 2 }. Dann ist f(0) = 1, f(0.33) = 2,
f(0.67) = 3 und f(1) = 2
Man könnte damit z.B. den Transparenzgrad beschreiben - PositionInterpolator: die Werte sind Vektoren, könnten also z.B. eine Translation beschreiben.
- ColorInterpolator: die Werte sind Vektoren und geben den RGB- Wert an.
- OrientationInterpolator hat als Werte vierdimensionale Vektoren, kann also eine Drehung beschreiben.
Mit ihrer Hilfe lassen sich Animationen programmieren.
Animationen
- einem geometrischen Objekt samt zugehörigem Transform-Knoten
- einer Uhr (TimeSensor) mit ablaufender Uhrzeit vorgegebener Länge und mit oder ohne Wiederholung
- einem Interpolator, der zu vorgegebenen Zeitpunkten Zwischenwerte zu Position, Rotation, Scale, Farbe usw.berechnet
- und dem Routen zwischen den Objekten
- key [] Liste mit Stützwerten (z.B. Zeitwerten) auf der Eingabeseite. Die Liste muss aufsteigend sortiert sein
- keyValue [] Liste mit Stützwerten auf der Ausgabeseite. Die Art der Werte hängt vom Interpolator ab: eine Zahl beim SkalarInterpolator, drei beim Positionsinterpolator und vier beim Orientierungsinterpolator. Die Anzahl der Werte muss mit der im key-Feld übereinstimmen
- set_fraction Eingabefeld
- value_changed Ausgabefeld
- Routen kann man nur zwischen benannten Objekten definieren, insofern ist es wichtig, dass alle Objekte mittels „DEF" benannt werden.
- Geänderte Uhrzeit ► geänderter key ► geänderter keyValue ► Rotation in XForm
Hier dreht sich ein
Würfel. Das Zeitintervall beträgt 6s, nach 0s, 2s, 4s, 6s hat er sich um
0°, 120°, 240°, 360° gedreht
Und hier schwebt er auf und ab. In
beiden Fällen beginnt die Uhr sofort zu laufen.
#VRML V2.0 utf8
Viewpoint { position 0 0 10 }
DEF Wuerf Transform
{ children [ Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 0 } }
geometry Box {}
}
]
}
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 6.0 startTime 0 loop TRUE }
DEF Animation OrientationInterpolator
{ key [ 0, 0.33, 0.66, 1 ]
keyValue [ 0 1 0 0, 0 1 0 2.1, 0 1 0 4.2, 0 1 0 6.3 ]
}
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Animation.set_fraction
ROUTE Animation.value_changed TO Wuerf.rotation
soll erst nach Anklicken gestartet werden, ersetzt man die Steuerungsgruppe unten durch (der Schalter ist hier zugleich der Würfel):
DEF Uhr TimeSensor { enabled FALSE cycleInterval 5 loop TRUE }
DEF Schalter TouchSensor {}
ROUTE Schalter.isActive TO Uhr.set_enabled
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Interpolator.set_fraction
ROUTE Interpolator.value_changed TO Wuerfel.set_translation#VRML V2.0 utf8
DEF Wuerfel Transform { children Shape { appearance Appearance { material Material {} }
geometry Box {} }
}
DEF Interpolator PositionInterpolator { key [ 0 0.5 1 ]
keyValue [ 0 0 0, 0 2 0, 0 0 0 ]
}
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 5 loop TRUE }
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Interpolator.set_fraction
ROUTE Interpolator.value_changed TO Wuerfel.set_translation
- EINE Uhr kann auch mehrere Animationen steuern:
- eine Verformung mit scale und eine Translation, siehe hier
#VRML V2.0 utf8
DEF Kugel Transform { children [ Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 0 } }
geometry Sphere {}
}
]
}
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 6.0 startTime 0 loop TRUE }
DEF dickundduenn PositionInterpolator { key [ 0, 0.5, 1 ]
keyValue [ 1 2 1, 2 0.5 2, 1 2 1 ]
}
DEF aufundab PositionInterpolator { key [ 0, 0.5, 1 ]
keyValue [ 0 -2 0, 0 2 0, 0 -2 0 ]
}
ROUTE Uhr.fraction_changed TO dickundduenn.set_fraction
ROUTE dickundduenn.value_changed TO Kugel.scale
ROUTE Uhr.fraction_changed TO aufundab.set_fraction ROUTE aufundab.value_changed TO Kugel.translationn
- Eine Türe dreht sich in der Angel
- Die Drehachse geht durch den Ursprung, ist also z.B. hier die y-Achse
- Die Türe wurde aber verschoben, so dass die Drehung so erscheint wie beim Öffnen einer Türe
- das erste Transform bezieht sich auf die Drehung, das zweite auf die Verschiebung der Türe
#VRML V2.0 utf8
Switch
{ choice DEF Tuere Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 0 } }
geometry Box {size 2 4 0.25 } }
}
DEF rundherum Transform { children [ Transform { children [ USE Tuere ] translation 1 0 0} ] }
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 2 startTime 0 loop TRUE }
DEF Dreher OrientationInterpolator { key [ 0, 0.33, 0.66, 1 ]
keyValue [ 0 1 0 0, 0 1 0 2.1, 0 1 0 4.2, 0 1 0 6.3 ]
}
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Dreher.set_fraction
ROUTE Dreher.value_changed TO rundherum.rotation
Ein wichtiger Unterschied: die
Türe soll sich jetzt nicht um die y-Achse drehen sondern um eine
parallele Gerade dazu. Temporär wird dabei der Koordinatenursprung mit
center verschoben (ACHTUNG: an der RICHTIGEN Stelle im Skript)#VRML V2.0 utf8
Switch
{ choice DEF Tuere Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 0 } }
geometry Box {size 3 4 0.25 } }
}
DEF rundherum Transform { children [ Transform { children [ USE Tuere ] } ] center 1.5 0 0 }
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 2 startTime 0 loop TRUE }
DEF Dreher OrientationInterpolator { key [ 0, 0.33, 0.66, 1 ]
keyValue [ 0 1 0 0, 0 1 0 2.1, 0 1 0 4.2, 0 1 0 6.3 ]
}
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Dreher.set_fraction
ROUTE Dreher.value_changed TO rundherum.rotation- Farbänderung
- Jeder Farbauswahl rgb ist die Zahl r*2563 + g*2562 + b*256 zugeordnet, daher kann interpoliert werden
#VRML V2.0 utf8
Transform
{ children
[ Shape
{ appearance Appearance { material DEF Farbe Material { diffuseColor 0 1 0 } }
geometry Sphere {}
}
]
}
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 5 startTime 0 loop TRUE }
DEF FarbInt ColorInterpolator
{ key [ 0, 0.5, 1 ]
keyValue [ 0 1 0, 0 0 1, 1 0 0 ]
}
ROUTE Uhr.fraction_changed TO FarbInt.set_fraction
ROUTE FarbInt.value_changed TO Farbe.set_diffuseColor#VRML V2.0 utf8
DEF Wechsler1 ColorInterpolator
{ key [ 0 0.5 1 ]
keyValue [ 0.5 0.5 0.5 1 0 0 0.5 0.5 0.5 ]
}
DEF Wechsler2 ColorInterpolator
{ key [ 0 0.5 1 ]
keyValue [ 0.2 0.2 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 1 ]
}
DEF Uhr TimeSensor { cycleInterval 10.0 loop TRUE }
Shape
{ appearance Appearance { material DEF Farbe1 Material { } }
geometry Sphere { radius 1 }
}
Shape
{ appearance Appearance { material DEF Farbe2 Material { } }
geometry Cylinder { radius 0.5 height 4 }
}
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Wechsler1.set_fraction
ROUTE Wechsler1.value_changed TO Farbe1.set_diffuseColor
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Wechsler2.set_fraction
ROUTE Wechsler2.value_changed TO Farbe2.set_diffuseColor#VRML V2.0 utf8
Switch
{ choice
[ DEF Tuere Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 1 } }
geometry Box { size 2 3 0.2}
}
DEF Wand Shape { appearance Appearance { material Material { diffuseColor 0 1 1 } }
geometry Box { size 4 4 0.2}
}
]
}
Transform { children USE Wand translation 3 0 0 }
Transform { children USE Wand translation -3 0 0 }
Group {children [ DEF Dreher CylinderSensor {minAngle -1.5 maxAngle 1.5 }
DEF Objekt Transform {children USE Tuere center 1 0 0 }
]
}
ROUTE Dreher.rotation_changed TO Objekt.set_rotation
Änderung : Schiebetüre
Group {children [ DEF Schieber PlaneSensor {minPosition 0 -0.5 maxPosition 0 2 }
DEF Objekt Transform {children USE Tuere }
]
}
ROUTE Schieber.translation_changed TO Objekt.set_translation
#VRML V2.0 utf8
DEF Wuerfel Transform { children Shape { appearance Appearance { material Material {} }
geometry Box {}
}
}
Transform { children [ Shape { appearance Appearance { material Material {diffuseColor 1 0 0} }
geometry Box {size 0.5 0.5 0.2}
}
DEF Schalter TouchSensor {}
]
translation 4 0 0
}
DEF Interpolator PositionInterpolator { key [ 0 0.5 1 ]
keyValue [ 0 0 0 0 2 0 0 0 0 ]
}
DEF Uhr TimeSensor { enabled FALSE cycleInterval 5.0 loop TRUE }
ROUTE Schalter.isActive TO Uhr.set_enabled
ROUTE Uhr.fraction_changed TO Interpolator.set_fraction
ROUTE Interpolator.value_changed TO Wuerfel.set_translation