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三维网页web3d技术发展概述
2010年7月27日    评论:    分享:

来源:互联网

作者:未知

 

    对于大众来说,任何网页都必须借助键盘鼠标或其他感应设备通过浏览器来访问和产生交互。因此无论网页的形式是二维还是三维,一旦把它显示到电脑屏幕中,网页就已经平面化了。所以二维和三维网页的不同在于访问方式,而两者的本质区别在于它们所依赖两种不同的网页构造语言。

 

    三维网页是:三维立体的交互式网页,或能够在线实时访问的三维虚拟环境。该环境提供了同二维网页相等或相似品质和数量的静态甚至动态的网络资源,可以实现诸如参观旅游、网上聊天和购物等行为。从技术层面来解释,也可以把它理解为基于web 3D技术的网页形式。

 

    三维网页的关键技术

 

    1 Flash技术

 

    提到网页的三维效果,MacromediaFlash技术无疑牢牢占据了当今网页三维技术的主流。Flash从它一出世就得到了大众的广泛支持,进而发展成为网页中的重要构成元素。直至今日,Flash能够实现的效果愈发丰富,通过编写JavaFlash自身的Action scriptFlash作品可以模仿许多三维立体效果。并且由于Flash技术具有统一的格式标准,很多软件如Swift 3D3D Flash Animator甚至After Effects都可以直接导出Flash文件格式。可以说Flash的出现极大丰富了互联网的资源环境。当然,Flash所提供的作品的仅仅是网页三维特效而已,是艺术层面的东西。它无法提供给网站访问者一个真实的三维交互环境。所以,使用Flash特效的网页还不能算是真正意义上的三维网页。

 

    2 Web3D技术

 

  在作者看来,Web 3D技术真正代表了三维网页的发展方向。因此本文所讲的三维网页也就指的是使用Web 3D技术的网页。众所周知,我们现在的绝大部分网页其实是由HTML标记所组成的具有超链接的文本。HTML当初建立的初衷仅是满足网络传输之用,而现在VRML的产生则解决了在网络上构建三维世界的问题。VRML的全称为Virtual Reality Modeling Language,它是internet上基于WWW的具有交互性的虚拟现实建模语言,是HTML的三维模拟。

 

  VRML发布之初,互联网上的3D图形和场景都是使用VRML来搭建。由于VRML本身的缺点以及网络市场的激烈竞争,3D图形界出现了很多新的技术。这些技术并没有完全遵循VRML97的标准,相反它们拥有自己的开发软件和渲染引擎。为了改进和发展VRML,原VRML协会制定了新的X3D标准,并把自己更名为Web3D组织,由此提出了Web 3D的概念。

 

  Web3D可以理解为基于网络的3D图形渲染技术。X3DCult 3DViewpointVirtools等是目前具有代表性的几种Web3D技术。Web3D的巨大前景使得Flash的持有者Macromedia也不失时机地在它的另一个网络播放器Shockwave中加入了Shockwave 3D以便与其它技术同台竞技。

 

  而Web3D本身实际上也是虚拟现实技术在网络中的应用。因此它又与虚拟现实技术有着直接的联系。至于虚拟现实Virtual Reality,简称VR),相信这已经不再是一个新名词了。简单得说虚拟现实就是利用计算机生成的虚拟环境,用户通过传感设备实现与该环境的直接交互。由于目前的虚拟现实技术主要有两种实现方法,直接导致产生了两类不同的Web3D软件。一类如Cult 3D, Virtools,此类软件需要同3D Max等三维建模软件配合使用,是基于几何体网格建模的虚拟现实技术;另一类如Quick time VRMGI PhotoVista等软件则是通过拍摄真实世界,通过拼接柱形或球形的全景图来完成,是基于图像绘制的虚拟现实技术。

 

  Web3D技术的应用现状

 

  目前Web3D技术主要应用于网络游戏、博物馆网站和商业网站中。其中基于图像绘制的全景图技术应用最为广泛。因为它制作起来相对比较方便,效果也较真实。法国卢浮宫网站(图1)利用Quick time VR,实现了卢浮宫一些真实场景的三维展示。国内著名的全景环视网专门致力于把全景摄影应用于网上的三维展示领域,取得了较大的影响。而今已经有相当一部分网页设计公司开设了三维全景制作业务,初步显示了三维网页的巨大魅力。但是由于全景图是采用定点环拍来制作,所以全景图形式的虚拟作品不能够实现真正的场景漫游,交互性也比较差。同时由于使用了大量的贴图,网络传输的速度不免会受到影响。而基于几何体三维建模的Web3D技术对在实现在线漫游和展示方面具有更强的交互性和临场感。例如上海博物馆使用Shockwave技术建立了虚拟大厅和青铜馆展厅等场景供访问者漫游浏览(图2)。此外,该场景还提供了简单的场景地图和文物说明等功能。台湾故宫博物院网站的文物3D展示系统(图3)使用Virtools技术,可以令访问者轻易的全方位观察文物。当然,由于目前技术的限制,通过几何体建模和纹理贴图建立的三维环境较全景图还显得不够精致和真实。

 

  虚拟社区是Web 3D技术另一个主要的应用领域。Web 3D在技术上使得目前文本和图像级别的虚拟社区开始向三维场景级别的虚拟社区转变。著名的3D虚拟社区Cybertown(图4)使用Blaxxun虚拟现实解决方案搭建而成,整个Cybertown网站如同一座未来城市,各种机构一应俱全。Cybertown的注册用户(居民)可以选择或自绘3D图像作为自己的虚拟化身并在它所提供的200多个的虚拟三维场景中相互交谈、娱乐以及虚拟购物。

 

  三维网页的特征

 

  1 三维网页以实现三维场景漫游为基本特征

 

  毋庸置疑,三维网页注定要在浏览器中实现三维世界。最基本的三维环境就目前来讲有三维物体的360°展示、全景环视、第一或第三视角的漫游等形式。这应该是三维网页应实现的最基本功能。

 

  2 三维网页需要在场景漫游的基础上实现互动设计

 

  与二维网页的超文本属性相似,三维网页可以实现空间与空间的转换。而这种可转换的空间可以是同时间的、也可以超越时间的局限,因此是超空间的。简单的网络三维环境能够通过点击三维环境中的某一个特定区域,实现某物件的运动,显示针对某事件的文字说明或文本链接,以及实现该环境与外部站点的链接等功能。VRML的锚点功能以及Quick time VR的热点技术即是用来实现上述功能。高级的互动设计需要借助更为复杂的程序编写或功能强大的图形化软件来实现,比如在线的信息发布与交谈、在线订单等。

 

  3 三维页面需要与二维页面互为补充

 

  二维网页的形式在以三维世界为特征的网络中很可能会保留一席之地。原因在于三维网页目前还并不适用于所有的领域,而目前客户对网络三维的需求度还不高。毕竟二维网页的读写方式在某些情况下更简单、更快捷。

 

  三维网页具有很强的娱乐性和交互性,适合虚拟博物馆,网上商店以及网络游戏领域;而二维网页的可读性较强,对于一些仅提供数据资料和新闻信息的网站,二维形式的网页已经足够用了。当然,二维和三维两种技术也可能同时嵌入到一个页面中,互为补充。我们无法对未来做出准确无误的预测,但由于二维和三维两种形式的不同特点,所以我认为在相当长的一段时间里,三维网页不会完全取代二维网页。

 

  4 声音、影像和动画成为交互性的多媒体因素

 

  三维网页是使用虚拟现实技术模仿真实世界,声音,影像和动画因素则必不可少。因此三维网页同样具备超媒体的特征。

 

  三维网页的影音、动画是实时渲染的,因而具有交互性特点。二维网页的声效是单调的、装饰性的,或者说是既定的、不可更改。而三维网页中的声效则是立体的、随机的,有些特定的场景还可能会强调声效的真实感。在三维场景中,动态视频影像仍然是不可或缺的媒体要素,以MPEG-4为代表的交互式媒体流技术会得到更大的发展。例如目前全景视频已经成为全景图技术发展的方向。

 

  如果说二维网页中的动画是客观的,那么三维网页中的动画则是主观的。与传统动画所不同的是,三维网页中的场景动画需要人的参与,所以是互动式的动画。

 

  5 三维网页更加强调艺术设计的重要性提高三维网页的亲和力,不仅要在互动性上下功夫,同时也应着力提高场景的美感和艺术氛围。不能够忽视设计师的品味给虚拟环境带来的巨大变化。在现今网络带宽相对较低的情况下,一个极具艺术感染力的三维网页作品一定会得到众多来访者的倾心,反之则难以调动起访问者的积极性。

 

  而三维网页的艺术设计同样带来了一个现实问题,那就是web3D技术目前还是程序设计师的专利,而此类人员又缺乏必要的艺术修养,怎样促进艺术与技术二者的结合是亟待解决的难题。

 

  三维网页设计的前景

 

  三维网页的特点足够引人注目,但它的发展却远比想象中的困难。其一是因为基于Web 3D技术的网页对网络带宽的要求很高,目前的硬件条件还无法支持高品质的在线三维网页作品。其二由于目前Web 3D技术缺乏统一标准,各种技术的持有者和软件厂商各自为政,互不联系,导致这一技术发展步履维艰。用户客户端必须安装足够数量的插件,才能访问使用不同技术的站点。这极大的限制了Web 3D技术在网络中的应用。其三,Web 3D技术的商业化还远未形成,缺乏足够的市场条件刺激这一技术的发展。其四,设计师们显然还没有做好这方面的准备,刚学会“HTML”的网络艺术家马上又要面对“VRML”的挑战,困难程度可想而知。因此三维网页设计的成熟期还需要时间。

 

  如果说二维网页的制作需要平面设计师同程序设计师的协同合作,那么三维网页则需要三维设计师与程序设计师的通力协作。从HTMLVRML的转变不仅仅在于形式,更在于设计师的观念。同时也对网页设计者在技术上提出了更高的要求。尽管Web 3D还存在这样或那样的不足,但无可否认,三维网页具备二维网页无可比拟的交互性和娱乐性,一定会在不久的将来在网络中大放异彩。

 

  结论

 

  三维网页在网络上模拟三维空间,是超空间的、也是超媒体的,具有比二维网页更强的交互性和娱乐性。随着技术的进步和商业的推广,三维网页必将成为网页的重要表现形式并得到广泛的应用。设计师应该积极关注这一技术动态,及时地为三维网页的艺术设计指明可遵循的设计理念。

 

 

  参考文献

 

    1,黄文丽等 编著,《VRML语言入门与应用》,中国铁道出版社,200311月第1

    2,黄心渊 编著,《虚拟现实技术与应用》,科学出版社,19997月第1

    3,蔡勇. 刘学慧. 吴恩华,基于图像绘制的虚拟现实系统环境,中国科学院软件研究所计算机科学研究室,北京 100080,软件学报,1997/10

    4,Jeff Prosise / 姚萍译,Web上的三维世界——介绍虚拟现实建模语言(VRML),个人电脑, 1996/09

    5,刘运增,互联网上的三维技术:Web3D,计算机与网络,第10期,2003/05/26

    6,刘运增,Web3D缔造网上虚拟世界,中国计算机报,2002/04/22

    7,黄铁军 高文,虚拟社区及其交换式媒体实现技术,中国科学院计算技术研究所,北京 100080,中国图象图形学报,第2

 

 

 

 

 

 

 

 

标签:三维网页web3d
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