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VRML(虚拟现实造型语言)工作原理
2010年4月18日    评论:    分享:

    VRML是一种用在Internet Web超链上的,多用户交互的,独立于计算机平台的,网络虚拟现实建模语言。虚拟世界的显示、交互及网络互连都可以用VRML来描述。

 

    VRML的设计是从在WEB上欣赏实时3D图象开始的。VRML浏览器既是插件,又是帮助应用程序,还是独立运行的应用程序,它是传统的虚拟现实中同样也使用的实时3D着色引擎。这使得VRML应用从三维建模和动画应用中分离出来,在三维建模和动画应用中可以预先对前方场景进行着色,但是没有选择方向的自由。VRML提供了6+1度的自由,用户可以沿着三个方向移动,也可以沿着三个方向旋转,同时还可以建立与其它3D空间的超链接。因此VRML是超空间的。

 

    VRML定义了一种把3D图形和多媒体集成在一起的文件格式。从语法角度看,VRML文件是显式地定义和组织起来的3D多媒体对象集合;从语义角度看,VRML文件描述的是基于时间的交互式3D多媒体信息的抽象功能行为。VRML文件描述的基于时间的3D空间称为虚拟境界(Virtual World),简称境界,所包含的图形对象和听觉对象可通过多种机制动态修改。

 

    VRML文件可以包含对其他标准格式文件的引用。可以把JPEGPNGMPEG文件用于对象纹理映射,把WAVMIDI文件用于在境界中播放的声音。另外,还可以引用包含JavaECMAScript代码的文件,从而实现对象的编程行为。所有这些都是由其他标准提供的,之所以在VRML中选用它们,是因为它们在Internet上的广泛应用。VRML 97规范描述了它们在VRML中的用法。

 

    VRML使用场景图(Scene Graph)数据结构来建立3D实境,这种数据结构是以SGI开发的Open Inventor3D工具包为基础的一种数据格式。VRML的场景图是一种代表所有3D世界静态特征的节点等级:几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。几乎所有生产厂商,无论是CAD、建模、动画、VR,还是VRML,他们的结构核心都有场景图。

 

    境界中的对象及其属性用节点(Node)描述,节点按照一定规则构成场景图(Scene Graph),也就是说,场景图是境界的内部表示。场景图中的第一类节点用于从视觉和听觉角度表现对象,它们按照层次体系组织起来,反映了境界的空间结构。另一类节点参与事件产生和路由机制,形成路由图(Route Graph),确定境界随时间的推移如何动态变化。

 

    VRML文件的解释、执行和呈现通过浏览器实现,这与利用浏览器显示HTML文件的机制完全相同。浏览器把场景图中的形态和声音呈现给用户,这种视听觉呈现即所谓的虚拟世界(境界)。用户通过浏览器获得的视听觉效果如同从某个特定方位体验到的,境界中的这种位置和朝向称为取景器(Viewer)

 

    VRML的访问方式是基于客户/服务器模式的。其中服务器提供VRML文件及支持资源(图像、视频、声音等),客户端通过网络下载希望访问的文件,并通过本地平台上的VRML浏览器交互式地访问该文件描述的虚拟境界。由于浏览器是本地平台提供的,从而实现了平台无关性。下图描述了VRML的工作方式。

 

    VRML是一个开发标准,为了加强协作,避免技术重复和市场冲突,而鼓励其他技术引用VRML或成为VRML的一部分。与VRML关系密切的三项技术是Java3DMPEG-4Chrome。其中,Java3DVRML都把3D Web作为关键应用对象,前者的优势在于程序设计,后者的优势在于场景构造,二者在可编程性3D Web应用方面密切合作。MPEG-4面向基于内容的交互式视讯应用,可以为VRML提供流技术、压缩和音响同步技术,而MPEG-4VRML来描述3D内容。在2D页面集成方面,可以探索VRMLMicrosoftChrome协作的可能性。

标签:VRML造型语言web3d
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