前言:中文期刊網精心挑選了恐龍的介紹范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
恐龍的介紹范文1
設計理念:
課堂以學生為主體,而“恐龍”是學生非常感興趣的話題,文章從題目到內容都吸引著學生好奇心。因此,在設計中,我抓住這一學習契機,引導學生通過多渠道收集資料,以自主學習喚起學生濃厚學習興趣,培養學生發現問題、解決問題的能力。閱讀教學始終堅持“以讀為本”。在設計中,我指導學生自主閱讀、反復誦讀,在語言實踐中體會說明文中用詞的正確生動,并在這過程中感悟積累語言、培養語感。
學習目標
1、會認7個生字,會寫13個生字。正確讀寫“恐龍、描繪、敏捷、欣喜若狂、形態各異”等詞語。
2、能體會準確生動的語言特點,正確、流利、有感情地朗讀課文,背誦自己感興趣的語段。
3、練習有條理地復述恐龍飛向藍天的演化過程,提高口頭表達能力。
4、激發學生的學習興趣,培養學生大膽質疑、熱愛科學、鉆研科學的精神。
教學重點、難點:
1、重點:弄懂課文內容,了解恐龍飛向藍天的演化過程。
2、難點:領悟想象在文中的作用,體會作者用詞的準確性。
教具準備:多媒體教學課件
課時安排:2課時
教學過程:
第一課時
(初讀課文,整體感知課文內容,自學生字、詞,理解課文第一二自然段)
一、導入新課,揭示課題
1、今天,我們要來認識一位新朋友。(板書:恐龍)
看到“恐龍”這個詞語,你腦海中出現了一個怎樣的形象?
用一個合適的詞語概括——
的恐龍(笨拙的;龐大的;兇猛的……)
2、你了解恐龍嗎?根據查閱的資料進行交流。課件展示相關內容。補充課題,質疑問難:看到這個課題,你有什么想知道的嗎?
(笨重恐龍怎么可能飛向藍天的?恐龍和飛向藍天的恐龍是一樣的嗎?他們之間有聯系嗎?……)
二、初讀課文,整體感知
1、自由朗讀課文,要求讀正確,讀通順,讀不好的地方多讀幾遍。
2、再讀課文,自學生字新詞
(1)借助拼音或工具書把生字詞讀準確,運用已學方法識字。教師巡視了解情況。
(2)反饋交流,教師相機指導。
出示詞語:
中生代
化石
演化
凌空翱翔
遲鈍
描繪
毋庸置疑
敏捷
嶄新
腦顱
骨骼
鳥翼
A、正音——嶄
翹舌音
;“凌、恐、盈”后鼻音。
注意字形,尤其是筆順——捷
;辨析“頓—噸”
B、有什么不理解的詞語嗎?
三、引導學習課文第一、二自然段
(一)學習第一段
1.自讀,從中你得到了什么信息?
2.出示句子:在中生代時期恐龍的一支經過漫長的演化,最終變成了凌空翱翔的鳥兒。
(1)齊讀。
(2)作者用詞想法十分講究準確性,從這句話中,你體會到了嗎?(如體會不出,可再出示句子比較體會:“恐龍經過演化,最終變成了凌空翱翔的鳥兒”。多次回環朗讀體會。
(3)前一句課文寫道:“二者似乎毫不相干”。這“二者”指的是什么?
(4)那么它們到底相干不相干呢?默讀課文第二節。
(二)學習第二段
1、快速默讀,用自己的話說說恐龍和鳥類的相似之處。
2、出示句子:科學家提出鳥類很可能就是一種小型恐龍的后裔。
(1)“后裔”是什么意思?
(2)把句子中“很可能”去掉,行嗎?為什么?
3、出示句子:遼西的發現給古生物學家們描繪的畫卷涂上了“點睛”之筆。
(1)“畫卷”指的是什么?
(2)“‘點睛’之筆”什么意思?為什么說這是“點睛”之筆呢?
(3)指導朗讀,讀中感悟“欣喜若狂、頓時”等詞的含義。
四、課堂小結
通過學習,我們對恐龍有了一定的了解,可是你知道恐龍如何飛向藍天的嗎?恐龍的演化過程是怎樣的?下節課我們繼續在課文中尋找答案。
附:課堂檢測:
一、將下列字按韻母分類。
①鈍 ②僅?、蹏崱、苊簟、蓊D?、薇M
1.韻母為in:_________________________________________
2.韻母為un:__________________________________________
二、選詞填空,將序號填入括號。
1.它和狗一般大小,像鴕鳥一樣用兩條后腿(
)身體。
A、?支援
B、?支持
C、?支撐
D、?支架
2、笨重、(
)的馬門溪龍
A、?遲到
B、?遲鈍
C、?遲緩
D、?遲遲
三、
答案:
一、1. ②僅
④敏
⑥盡
2.
①鈍
③噸
⑤頓
二、1.C
2.C
三、笨重
兇猛
輕盈
敏捷
描繪
頓時
嶄新
恐龍
找近義詞,只要意思恰當即可。
第二課時
(熟讀理解,懂得看問題或做事要實事求是,一切從客觀存在的實際出發。要給學生足夠的時間與空間去自主地進行語文實踐活動,真正使學生的語文素養有所提高。)
一、
復習導入:
同學們,上節課我們走進了《飛向藍天的恐龍》這篇課文,我們收獲了一個讓我們嘆為驚奇而又讓人欣喜若狂地發現,那就是:
出示:在中生代時期,恐龍的一支經過漫長的演化,最終變成了凌空翱翔的鳥兒。
1、誰來讀讀這個偉大的發現,你又有什么疑問呢?
2、誰愿意帶著自己的感受來讀讀這個發現。(指名讀)
二、精讀課文,理解感悟(第3、4自然段)
想去探索一下這個問題嗎?那讓我們一起踏上今天的探索之旅。我們先去默讀課文的第三到第五自然段,畫出有關描寫時間的詞組,想一想從恐龍出現在地球上到飛上藍天大致經歷了怎樣的過程?
1、生自由學習
誰能根據這幾個關鍵的表示時間的詞語說說恐龍是怎樣演化的?
2、根據學生的講述,板書:
第一代恐龍-—龐大家族――獵食性恐龍(其中一支)――飛向藍天
(大約兩億三千萬年前)
(數千萬年后)
(許許多多年后)
(億萬年前)
3、就這樣用十分科學的數字準確地按照時間的順序向我們介紹了恐龍的演化過程,多么有條理性呀!從第一種恐龍出現到最終飛向藍天,這其間經歷了多長的時間?趕快估算一下。
一億三千多萬年,真是一個漫長的演化過程。同學們,現在讓我們穿越時空隧道,去訪問中生代的地球。(播放視頻)你都看到了什么?你都知道哪些恐龍?
4、同學們剛剛都把自己知道的恐龍介紹給大家了,在課文中也有一段是介紹恐龍,我們去看看它是怎么介紹的。
出示:數千萬年后――――以植物為食。
(1)自由讀,看看文章介紹了哪些種類的恐龍?
(2)反饋
A:有的兩足奔跑,有的四足行走。
這是從哪方面來介紹恐龍的?你知道哪些恐龍是兩足奔跑,哪些恐龍是四足行走嗎?
B:有些恐龍身長幾十米,重達數十噸,有的身材小巧,體重不足幾公斤。
誰能通過你的朗讀讓我們大家見到這兩類恐龍?(指名讀)想見識一下大恐龍嗎?(圖片出示,并解釋震龍名稱的由來。)
C:
有些恐龍兇猛異常,―――有些溫順可愛,以植物為食。
從電視或一些帶子中發現,哪些恐龍是兇猛異常的?怎么兇猛?隨機理解茹毛飲血。
(3)同學們,我們再來看這段文字,它是圍繞哪句話來寫的?
(4)同學們覺得課文中的介紹和你們剛剛自己的介紹有什么不同?
(5)誰能清晰地向大家朗讀介紹一下恐龍家族?通過你的表情語氣,讓大家聽得津津有味。
(指名讀)
(6)當然在中生代時期,龐大的恐龍家族除了書本中介紹的這些種類之外,還有許許多多的種類,你能不能根據自己在電視、視頻或書上看到恐龍種類,學著書上的方法圍繞一個方面來介紹介紹呢?
5、有這么多種類,真是一個大家族啊,(板畫大圓圈),在這么大的家族中,有一些恐龍的身體發生了奇特的變化,是哪一種呢?(分割畫板書:獵食性)是所有嗎?(板書:一些)。是啊,僅僅是其中的一些啊。你瞧,它的用詞是多么的準確呀!這一些獵食性恐龍長得越來越像鳥類。咦,從哪里看出它越來越像鳥類了?
出示:其中,一些獵食性恐龍————不再披著鱗片或鱗甲。
(1)自由讀從哪些地方看出它越來越像鳥類了?
(2)學生反饋
(3)這種變化不是一下子就變成的嗎?(4)齊讀這段話
6、它們中的一些種類(在圓內畫分割)后來又經過演變,最終在億萬年前,其中一種帶羽毛的恐龍脫離同類,飛向藍天,演化出今天的鳥類大家族。它們又是如何學會飛翔的呢?默讀這段文字,談談你的理解。
7、這兩種說法都還只是推測,還是不確定的,關于鳥類飛行起源還有許多其他的推測,
但都不確定,不管怎樣,有一點是毋庸置疑的,那就是——
出示:原本不會飛的——嶄新的天地
(學生接讀)毋庸置疑什么意思?誰來不容置疑地讀讀。指名讀
8、經過漫長的變化,(板書:?。┙K于在億萬年前,一種帶羽毛的恐龍脫離同類,飛向藍天,
出示:最后一段(齊讀)
三、拓展延伸,感情升華
1、說說自己的學習收獲
2、有感情地朗讀自己喜歡的段落,試著背一背。
四、課堂小結,布置作業:
隨著越來越多恐龍化石的發現,給科學家的研究提供了幫助,他們不斷探索,通過科學技術手段,現在已經能夠形象直觀地再現恐龍生活的畫面、演化的過程、滅絕的原因??茖W家們對于你們這些未來的接班人寄予厚望,希望你們能進一步重現這一演化的歷史進程。
1、把恐龍飛向藍天的演化過程講給爸爸、媽媽聽。
2、選作:再找一些關于恐龍的資料讀讀。條件允許的話,組織一次“恐龍展示會”。
板書設計:
31
飛向藍天的恐龍
飛向藍天(億萬年前)
獵食性恐龍其中一支(許許多多年后)
龐大家族(數千萬年后)
第一代恐龍(兩億三千萬年前)
附:課堂檢測
根據課文內容選項填空。
1.地球上的第一種恐龍大約出現在(
)年前。
A、一億三千萬
B、兩億三千萬
C、兩億
D、三千萬
2.、在(
)時期,恐龍的一支經過漫長的演化,最終變成了凌空翔翔的鳥兒。
A、古代
B、近
C、現代
D、?中生代
3.、遼西的發現向世人展示了(
)的證據,給這幅古生物學家所描繪的畫卷涂上了“點睛”之筆。
A、恐龍
B、羽毛
C、恐龍長羽毛
D、恐龍飛翔
4.本文主要介紹了什么科學假說?
答:________________________________________________________________
____________________________________________________________________
檢測題答案:
1.B
2.D
3.C
4.
鳥類很可能是一種小型恐龍的后裔。
逐漸變小
長出羽毛
樹上生存
跳躍、降落
恐龍的介紹范文2
看恐龍化石
太好了!太好了!今天媽媽要帶我去杭州看恐龍化石啦!我激動得一蹦三尺高。
坐了兩個多小時的車,我們終于到達了目的地——浙江自然博物館。我領了門票就迫不及待得跑進去看,哇!好大的魚龍化石,它的嘴巴長長扁扁的,一節節的脊椎用鋼筋固定著。接著我們走進了大展廳,里面展出了很多浙江出土的恐龍和恐龍蛋化石標本。我一件一件仔細地看過去,有鴨嘴龍化石,有翼龍化石,還有竊蛋龍化石。一個長脖子的恐龍化石吸引了我,我對媽媽說:“媽媽,我來給您介紹,這是中國東陽龍,它大概有5米高,長15.6米,是距今8500萬年前白堊紀的恐龍?!眿寢屝χ頁P我:“QQ都成恐龍小專家了!”我偷笑說:“我是看過介紹才這么了解的?!?/p>
時間過得真快,我們要回家了。希望下次有機會再來博物館看看其他的展覽。
恐龍的介紹范文3
7月3日,帶著愉快的心情,一路歡聲笑語,我們來到了一個令人充滿好奇心的地方——常州恐龍園。我想:“那里肯定很有趣,真想立刻去那里玩!”
一下車,那龐大的,用石頭做成的大門映入眼簾,上面有著恐龍化石。在大門旁邊的樹樁刻著“中華恐龍園”幾個字,更使人迫不及待的進去看個究竟。
走進恐龍園,一眼望去,只見幾只栩栩如生的恐龍在眼前呈現出來。瞧,這只恐龍伸長那它哪又粗又長的脖子,仿佛正在遙望恐龍園的風光。看,那只魚龍正在水里抬著頭,張著嘴巴,好像在對人們說:“別過來,我可是會發火的!”再看,這只比其它恐龍矮小的恐龍,正抬著頭看著旁邊的恐龍,猶如小孩子看著自己的爸爸或媽媽。
當我們看完了4D電影,就去了恐龍博物館。一走進里頭,黑沉沉的,但一些燈光還是使整個放化石的地方亮了起來。這個恐龍博物館里不僅有著巨型山東龍的化石,他可是被稱為“中國龍王”呢!還有著龐大的鴨嘴龍,令人驚嘆,居然有6米長,5米高。不僅如此,將軍廟單脊龍的化石也擺放在那里。之后,我們又去看了一些恐龍蛋的化石,一些還沒孵化出來的恐龍蛋,經過了6000多萬年,早已被泥土給變了樣子,被考古學家挖掘出來,重見天日。博物館里還有著一些以前的動物化石,一些動物標本,還有一些鳥類的介紹,中華鳥的化石也收藏在那里,詳細的介紹叫人大開眼界??磥磉@個恐龍博物館可真是名不虛傳啊!
下午,我們玩了好多游戲,有穿越侏羅紀,翼飛沖天,金剛等等,但令我影響最深刻的還是數穿越侏羅紀了。
我們排了一個半小時的隊,總算排到了,聽說最后會從高空沖下來,我就買了一件雨衣穿上。我,楊漪卓,王楊陽和張姝涵四人,乘著小船進入洞中,沿著彎彎曲曲的河道,那艘小船立刻進入了洞內。已進入洞,不僅黑漆漆的,而且還涼颼颼的,只有一些五彩繽紛的小燈照映著那些花草樹木,我四處張望,突然,看見右方有兩只兇殘的鱷魚浮了上來,那雙兇惡的雙眼瞪著我,害得我害怕得緊緊地閉住了雙眼。船,一直慢悠悠的往前開,耳邊不時傳來恐龍的叫聲,還有一些猶如青蛙落水時的聲音,有時還會上坡或下坡,伙伴們都在評論兩邊的景觀,而我卻遲遲不敢睜開眼睛,我想:會不會還有鱷魚浮上來,還是閉著眼吧,要不然,我肯定會被嚇哭的。激動人心的時刻終于來了,突然,船飛快的往下沖,頓時,我感到呼吸困難,隱隱看到下方的景物,要是沒抓住兩邊的把柄,恐怕,早就被甩出去了。船剛從下坡下來時,水中噴出一丈多高的水,幸虧穿著雨衣,要不然,早就被水濕透了。不過,從高空沖下來,可真是刺激??!
傍晚,夕陽西下,我們離開了充滿笑聲的恐龍園,回到了賓館。
恐龍的介紹范文4
我最喜歡的課外讀物
我最喜歡的課外讀物是《恐龍世界》。
這本書里的內容有:恐龍的出現、恐龍世界的化石和恐龍家族的成員。我最喜歡看的內容是《恐龍家族的成員》中的《最早的蜥腳恐龍——昆明龍》。里面講述了昆明龍是由三疊紀的古腳龍和侏羅紀早期原始的蜥腳類恐龍經過長期的適應而進化發展而來的,它們在侏羅紀的晚期異常繁盛,體型發展到了頂點,身長可達30多米,體重將近100噸。正是由于這些巨大的蜥腳類龍的出現,才使恐龍被告譽為是所有地質時代中動物王國里的“巨人”,是最大的陸生動物。
同學們,介紹完我的課外書,你們一定很想看吧,那就去看看吧。
恐龍的介紹范文5
阿喀琉斯基猴的身體長約71毫米,重約20至30克,善于跳躍和四肢抓握,白天活動,主要捕食昆蟲。該物種的發現為靈長類動物的早期進化和類人猿的起源提供了重要線索。
古生物學家認為,阿喀琉斯基猴生活在距今5500萬年前的始新世早期,是最接近類人猿的早期眼鏡猴。包括猿猴、猩猩在內的類人猿與個頭小巧、眼睛碩大的眼鏡猴是靈長目簡鼻猴亞目下的不同類群。
中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員倪喜軍說,阿喀琉斯基猴處于靈長類演化樹非常接近根部的位置?!澳菚r早期類人猿與早期眼鏡猴剛剛開始出現分化,因此阿喀琉斯基猴兼具類人猿和眼鏡猴的特征。”
倪喜軍說,該發現為研究類人猿的起源與靈長類動物的早期分化提供了非常多的證據,并為重建人類最古老祖先的生活狀況提供了相當完整的圖景。他說,相比此前發現的最早的靈長類動物化石,即在德國麥塞爾和美國懷俄明州發現、距今4800萬年前的靈長類化石,阿喀琉斯基猴是人類的近親,而前者屬于與人類親緣關系較遠的曲鼻猴亞目。
恐龍也會患牙病
圖為中國龍的上頜骨,箭頭指出的地方是封閉的齒槽。
一具距今1.9億年的中國龍標本揭開了“恐龍也會患牙病”的奇妙現象——中外古生物學者日前宣布,他們在一具來自云南省祿豐縣的恐龍標本身上發現牙齒缺失與齒槽重塑。據介紹,這是世界上已知最早的恐龍牙齒病理學記錄,對研究古脊椎動物的演化與病理學的演變有著重要意義。
這一奇妙發現源自2007年古生物技師修理標本時的意外驚喜。“標本牙槽上少了一個牙齒。這原本是極其常見的現象,肉食恐龍掉幾個牙齒是正常的?!毖芯空咝狭⑦_介紹,“但是這件標本卻很不尋常,它的牙槽,也就是容納牙根的窩已經完全封閉了,于是我意識到這很可能是一種病變?!?/p>
給恐龍看病是非常有趣的事情。來自世界各地的古生物學者對化石進行了會診,還給化石做了X光和CT掃描,發現每個牙槽里都有黃鐵礦增生的情況,唯獨封閉的牙槽沒有,這個牙槽幾乎是實心的。“在哺乳動物中,病理或創傷性的牙齒脫落通常會引起牙槽骨的吸收和重塑。但在爬行動物身上卻并不多見?!庇袑<胰绱吮硎?。
那么這只中國龍是如何得了這種奇怪的牙病呢?古生物學家將其與來自馬達加斯加的環尾狐猴頭骨做了對比?!把例X缺失與齒槽重塑在環尾狐猴的臼齒上比較常見,”專家說,“原因是這種動物喜歡用某個特定的臼齒來咬堅硬的果實,這容易造成牙齒破損并導致病變,這只受傷的中國龍可能也有類似的習慣,或意外咬到硬物而受傷。”(據光明日報)
恐龍也會患牙病
圖為中國龍的上頜骨,箭頭指出的地方是封閉的齒槽。
一具距今1.9億年的中國龍標本揭開了“恐龍也會患牙病”的奇妙現象——中外古生物學者日前宣布,他們在一具來自云南省祿豐縣的恐龍標本身上發現牙齒缺失與齒槽重塑。據介紹,這是世界上已知最早的恐龍牙齒病理學記錄,對研究古脊椎動物的演化與病理學的演變有著重要意義。
這一奇妙發現源自2007年古生物技師修理標本時的意外驚喜。“標本牙槽上少了一個牙齒。這原本是極其常見的現象,肉食恐龍掉幾個牙齒是正常的。”研究者邢立達介紹,“但是這件標本卻很不尋常,它的牙槽,也就是容納牙根的窩已經完全封閉了,于是我意識到這很可能是一種病變?!?/p>
恐龍的介紹范文6
關鍵詞:3D恐龍博物館;Android系統;互動;科普
中圖分類號: TP391.9
移動互聯網是移動通信和互聯網的結合,移動通信和互聯網是全球增長最快、發展潛力最大的兩大業務,而對于兩者的結合體,移動互聯網,必然在未來創造巨大的市場和經濟神話。移動互聯網是一種通過智能移動終端,采用移動無線通信方式獲取網絡業務和服務的新興業態,其包含終端、軟件和應用三個層面。近年來,移動互聯網取得了飛速的發展,深刻改變了人們上網和獲取信息的方式。
全球移動互聯網的終端主要以Android系統和IOS系統為主,據國際數據公司(IDC)調查顯示,截止2013年5月,Android系統占據全球智能手機操作系統市場75%的份額,中國市場占有率為86%。由此可見,手機等移動終端已經成為人們接受新知識的重要途徑之一。
博物館是征集、典藏、陳列和研究代表自然和人類文化遺產的實物的場所,為公眾提供知識、教育和欣賞的文化教育的場所,其主要以學習、教育、娛樂為目的,為公眾提供服務。目前,國內的博物館雖然都有自己的主頁,但基本上僅含該博物館的概況、展覽、活動等信息,并未提供詳細的物體介紹和精致的物體模型,人們必須身臨其境才能了解實物的情況,且交互性不強,難以達到科普宣傳的效果。
而大多數家長因為工作或其它原因,沒有時間和精力陪同孩子參觀博物館,使得一些以少年兒童為主要參觀對象的博物館資源未能充分發揮其作用(比如恐龍自然科技博物館),并且博物館的交互性較弱,導致了少年兒童無法充分應用這樣的渠道以更好地接受新知識。
基于此,以Android操作系統為基礎,我們開發一款基于Android的3D恐龍博物館系統,該系統使用3D虛擬模型,可以做到恐龍模型與用戶的交互,充分調動使用者的興趣,在與恐龍的互動交流間了解恐龍的基本知識,從而達到寓教于樂的目的。
1 系統基本原理
1.1 碰撞檢測基本技術
1.1.1 AABB包圍盒原理
所謂的AABB包圍盒就是采用一個長方體將物體包裹起來,在進行兩個物體的相交性檢測時僅檢測物體對應包圍盒(包裹物體的長方體)的相交性。另外AABB包圍盒有一個重要的特性,那就是包圍盒對應的長方體每一個面都是與某個坐標軸平行的,因此AABB包圍盒又稱為軸對齊包圍盒。
在具體實現中,只要記錄6個值即可,這6個值分別代表每個坐標軸上的最大值與最小值,即Xmin、Xmax、Ymin、Ymax、Zmin與Zmax,在具體的應用中,實際物體上所有的點都必須滿足如下條件:
Xmin
為了便于開發實現,可以將表示AABB包圍盒的6個參數分成如下兩組:
Pmin =[Xmin,Ymin,Zmin]
Pmax = [Xmax,Ymax,Zmax]
由此可非常方便的求得AABB包圍盒的幾何中心C,公式如下:
C=(Pmin+Pmax)/2 [4]
1.1.2 AABB包圍盒的計算
首先記錄X、Y、Z三個分量,對每個頂點進行循環求出X、Y、Z這3個坐標的最大/最小值并將其作為包圍盒的6個參數值。最后通過這6個參數的值生成包圍盒對象的構造器并獲得物體平移后的AABB包圍盒。
1.1.3 AABB包圍盒的碰撞檢測
運用AABB包圍盒的目的是為了簡化物體運動過程中的碰撞檢測計算。其基本原理如圖1所示。
圖1 碰撞檢測的基本原理
區域A為重疊區域,主要是用來判斷AABB是否相交,在這里可以設定該重合區域的閥值,如果重合度大于設定的閥值,則認為發生了碰撞。
由于任何一個AABB包圍盒的各個面都是平行于坐標平面的,因此判斷兩個AABB包圍盒是否發生碰撞僅需分別判斷3個軸方向的交疊部分大小是否大于設定的閥值,若大于則發生了碰撞,否則沒有發生碰撞。[4]
構造檢測兩個剛體是否碰撞的方法為首先分別計算A、B兩剛體當前位置對應的AABB包圍盒,然后再計算兩個AABB包圍盒在同一軸向上的交疊值。若最大值中較小的大于最小值中較大的則有交疊,交疊值為最大值中較小的減去最小值中較大的;否則沒有交疊。按照此方法即可計算出兩個剛體對應的AABB包圍盒3個軸方向上的交疊部分大小。
1.2 標志板的使用
模擬現實世界的場景中經常需要放置一些裝飾物,如樹、灌木等。由于這些植物的外形是十分復雜的幾何形狀,若直接使用三角形進行構建將需要海量的頂點,以現在主流智能手機的硬件配置是難以支撐的。因此構建場景中的植物時需要其他成本更為低廉的技術,所以本系統的場景中均采用了標志板技術,使用紋理矩形來繪制恐龍展臺。[4]
1.3 著色器
1.3.1 頂點著色器
頂點著色器是一個可編程的處理單元,功能為執行頂點的變換、光照、材質的應用與計算等與頂點相關的操作。其工作過程為,首先將原始的頂點幾何信息及其他屬性傳送到頂點著色器中,經過頂點著色器處理后產生紋理坐標、顏色和點位置等后繼流程所需要的各頂點屬性信息,然后再將其傳遞給圖元裝配階段。
1.3.2 片元著色器
片元著色器是用于處理片元值及其相關數據的可編程單元,其可執行紋理采樣、顏色的匯總、計算霧顏色等操作,每片元執行一次。片元著色器的主要功能為,通過重復執行將3D物體中的圖元光柵化后產生的每個片元的顏色等屬性計算出來交由后繼階段使用,如剪裁測試、深度測試以及模板測試。
2 系統架構
2.1 系統的主要功能
本文所設計的3D恐龍博物館平臺的主要功能模塊如下:
(1)場景模塊。主要分為博物館和恐龍兩個實體,用于調整博物館和恐龍模型在系統中的位置。
(2)主角人物模塊。主要用于設置主角的特性,如視角轉換,碰撞檢測等。此外該模塊還負責設置人物的動作。
(3)控制模塊。包括主角移動控制和恐龍旋轉控制兩部分。
(4)展臺模塊。該模塊負責對展臺中的恐龍進行簡單的圖片介紹和語音介紹。
(5)展示廳模塊。主要負責對恐龍進行詳細介紹,包括語音控制,背景音樂控制和恐龍觸控控制。
系統結構功能如圖2所示。
圖2 恐龍博物館系統結構
2.2 系統層次
整個軟件系統架構分為三個層次,每個層次的功能分別如下:
(1)庫和接口層。該層主要提供給應用框架層一些基本的類庫和接口,包括Android的C/C++庫、RTP/RTCP庫和多媒體的處理接口。
(2)應用框架層。該層采用模塊化開發方法,通過使用其下層的函數庫提供的接口,將實現相同或相似功能的封裝成為一個模塊進而供應用層來開發使用。
(3)應用層。通過與應用框架層提供的模塊相交互、資源分配等,基于Android的四大組件及其他相關控件完成畫面設計,為用戶提供一個可視的界面平臺。[3]
3 系統實現
3.1 場景中恐龍展臺的實現
每個展臺用一個紋理矩形進行繪制,紋理矩形上采用內容為裝飾物的透明背景紋理圖。繪制紋理矩形時要采用恰當的混合因子,使裝飾物產生正確的遮擋效果。由于基本標志板實現的裝飾物實際上是簡單的紋理矩形,因此適合用來呈現左右軸對稱的物體,對于非左右對稱的物體可能會給人虛假的感覺。同時也正是由于每一個裝飾物僅需要一個紋理矩形,所以此技術需要的系統資源非常少,效率很高。[4]
3.2 3D模型的設計與加載的實現
3.2.1 用3DMax設計3D模型
系統所呈現的3D模型都是在3DMax軟件下進行模型設計的。在進行模型設計時,首先用基本幾何圖形構造出恐龍模型的輪廓,然后再用擠壓法做出恐龍模型,最后經過軟件自帶的優化系統優化后以“*.obj”格式導出。
3.2.2 加載obj文件
(1)加載僅有頂點坐標與面數據的obj文件
(2)為了使模型具有更強的立體感這一環節采用了加載后自動計算面法向量的方法。其計算方法為首先將法向量數據由構造器參數中傳入,然后求出三角形中的一個點到另外兩個點的向量,最后將求出的兩個向量進行叉積即可得出三角形面的法向量。
(3)加載后自動計算平均法向量
點平均法向量是指當一個頂點屬于不止一個平面時,其法向量采用其所屬多個平面各自法向量的平均值。采用平均值后,繪制出來的物體表面就平滑了。
為了便于計算點平均法向量,首先表示出頂點法向量。在這里要判斷兩個法向量是否相同,由于浮點數有計算誤差,事實上相等的法向量其浮點值也很難做到絕對一致。因此比較時需設定一個閥值,當差小于閥值時就認為相等,本系統在這里采用的閥值為0.0000001。求一組法向量平均值的策略為,首先將所有法向量的X、Y、Z分量值各自求和得到和向量,然后將和向量規格化即可得到平均法向量。計算出各個面的法向量后并加入到各個頂點對應的法向量集合中。當所有面的法向量計算結束后,再求出各個頂點的平均法向量,接著送入法向量數據數組以供創建加載物體對象時使用。
(4)加載紋理坐標
為了實現模型紋理的加載,首先要增加接收紋理坐標數據,并將紋理坐標數據送入緩沖以備渲染管線使用,值得注意的是繪制方法也要增加紋理ID的入口參數,這樣在繪制時可根據需要傳入不同的紋理,方便后續不同模型的紋理加載。
在將obj文件加載的步驟中也要加載頂點紋理坐標數據,并將數據存放到數組中供創建對象使用,在加載紋理坐標時可以將加載后的值除以2,這樣可以減少紋理的重復次數。
最后在著色器上也要增加接收紋理坐標、紋理數據以及進行紋理采樣。[4]
3.3 3D恐龍模型縮放與旋轉的實現
為了方便用戶的操作,在縮放與旋轉上采用了多點觸控的技術。
多點觸控是指同時支持兩個或兩個以上的觸控點,一個稱為主點,另一個稱為輔點,每個觸控點都有按下、移動和抬起3個動作。實現多點觸控的原理為:在觸控到下一點后將原來位置記錄為舊位置,設置新位置然后計算兩個觸控點的直線距離。
縮放的實現。首先判斷用戶是否已觸控到兩個點,若已完成觸控,則計算兩個觸控點之間的距離。根據兩點間的距離設置以完成對恐龍模型的縮放。
旋轉的實現。首先計算上一位置對應的角度和當前對應的角度,將兩個角度相減得到旋轉變化角度,然后將旋轉變化角度疊加到總旋轉角度中。根據旋轉的角度與恐龍移動的關系來實現恐龍的旋轉。
3.4 主角(展翅飛翔的雄鷹)的動畫實現
主角動畫采用關鍵幀動畫,就是給頂點著色器提供動畫中每個關鍵幀對應的各個頂點的位置數據以及融合比例。頂點著色器根據兩套位置數據集當前融合的比例融合出一套結果頂點位置數據。只要在繪制每一幀時提供不同的混合比例即可。
老鷹用到了3個關鍵幀包含4個動畫階段。
第一階段是對1、2號關鍵幀中頂點數據的融合。
第二階段是對2、3號關鍵幀中頂點數據的融合。
第三階段是對3、2號關鍵幀中頂點數據的融合。
第四階段是對2、1號關鍵幀中頂點數據的融合。
重復執行上述四個階段即可完成雄鷹展翅飛翔的動畫。具體效果如圖3所示。[4]
圖3 雄鷹運行效果圖
具體實現方法如下:
(1)在用3dmax設計好雄鷹模型后導出obj文件。
(2)加載雄鷹模型,創建第一個頂點坐標數據緩沖,設置字節順序轉換為浮點型緩沖,向緩沖區放入頂點坐標數據,設置緩沖區起始位置。重復此方法將3個關鍵幀的頂點數據加載進應用程序并存放到緩沖中。
(3)為了在頂點著色器中能夠根據比例融合關鍵中的頂點數據,因此需要將融合的比例傳入渲染管線。由于有3個關鍵幀,因此融合比例在0-2之間連續變化。
4 系統應用效果
4.1 恐龍博物館場景
點擊應用圖標便可以進入到開場動畫,進入開場動畫后會看到該應用的主界面,在這里滑動可選擇不同的博物館場景,每個場景中有不同的博物館和恐龍。點擊一下屏幕后我們會進入到恐龍博物館的加載界面。系統在恐龍模型和場景模型加載完成后進入博物館。完成后的效果如圖4所示。
圖4 恐龍博物館場景
4.2 恐龍展臺
進入博物館后,接近恐龍點擊右上角圖標進入個體恐龍展臺,在展臺界面中可以得到該恐龍的一些簡單信息,如身高、體重、生存時期等。完成后的效果如圖5所示。
圖5 恐龍展臺
4.3 恐龍展示廳
在展臺中點擊左上角的球形圖標即可進入單個恐龍的展示廳,在這里調用的是恐龍的3D模型,用戶可對模型進行放大縮小,旋轉等操作。觸摸恐龍的部位,會自動跳轉到對該部位的單獨介紹界面,同時該部位會發亮以提醒用戶為該部位的單獨介紹。完成后的效果如圖6所示。
圖6 恐龍展示廳
5 結束語
作為時下最熱門的手機系統,Android的應用擁有廣大的用戶群,所以Android的應用開發也顯得尤為重要。
目前本系統的預期目標已經基本達到了,整體系統運行良好,在本系統中添加了大量的恐龍模型和相關的資料,起到了較好的科普宣傳作用。美中不足的是娛樂性方面還存在欠缺,這是本系統的進一步重點完善的內容。
參考文獻:
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[5]吳亞峰.Android 3D游戲開發技術詳解與典型案例[M].北京:人民郵電出版社,2011:49-55.