虚拟境界的技术的构建范文

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《软件工程师杂志》2015年第三期

1VRML的基本特性(BasiccharacteristicsofVRML)

1.1基于ASCⅡ码的低带宽可行性VRML像HTML一样，用ASCⅡ码来实现各种场景，在各种平台上都能使用，同时降低了数据流量，即使带宽很低的网络上也可以实现。

1.2改进的实时3D渲染引擎实时3D渲染引擎在传统的虚拟现实中曾使用过，但在VRML中有了更好地体现。这个特性把虚拟现实的建模和实时访问更清晰地隔离开来，这也是虚拟现实与三维建模和动画的区别。后者由于事先着色，所以不能提供交互性。VRML提供了6+1个自由度，即三个方向的移动和旋转，以及与其他3D空间的超链接。

1.3可扩充性VRML虽然是一种标准，但无法满足所有应用的需要。有些应用需要交互性很强，有些需要画面质量更高，有些需要虚拟现实世界更复杂。这些需求一方面相互约束，另一方面受到用户平台硬件的约束，所以VRML是可扩展的，可根据需求定义自己的对象及其属性，并通过Java语言等方式使浏览器可以解释这种对象及其行为。Web技术的迅速发展是VRML97的缺点逐渐暴露出来，VRML发展也日渐趋缓，已经不能满足人们的实际需求。究其原因主要有：性能表现力上有不足；编程能力束缚其推广；软件庞大，造成不必要的性能冗余等[4]。

2X3D(X3D)

X3D(Extensible3D)是具有扩充性的三维图形规范，它组合XML和VRML技术，使其更适应Web3D发展的需要。X3D第一版于2002年3月，结合了JAVA、XML、流等先进技术，包含更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速率。X3D主要的目标是：包含VRML97的功能；支持大量的数据编码格式，包括XML；分离数据编码和运行时间结构；增添了新的行为对象、交互对象、绘图对象；为3D场景提供可选的应用程序接口；组件化，封装轻量级的核心技术，使其能够轻易地加入新的功能；允许在不同层次的服务上都能实现X3D规格；可扩充性，使用组件增加新节点，而且符合核心技术的运行代码。为了满足共享虚拟世界、科学可视化、多媒体再现、工程设计、娱乐、教育、网页等方面使用的需要，X3D添加了以下的新特性：(1)三维图形：多通道/多进程纹理贴图、多边形化几何体、参数化几何体、层次变化、光照、质地。(2)二维图形：在3D变换层级中显示2D矢量、平面图形、文本。(3)动画：计时器和时间轴驱动的连续动画，人性化动画和变形。(4)空间化的音频和视频：在场景实体上映射视听源。(5)用户交互：基于鼠标的选取和拖动，键盘输入。(6)导航：实体在3D场景中的运动、碰撞、近距离和可见性检测。

3X3D及VRML所面临的挑战(ThechallengewhichX3DandVRMLface)

众多新的Web3D解决方案应运而生，有些3D软件标准发展迅速，并且在某些方面达到或超过了VRML，其中最引人注意的是Java3D和Shockwave3D。Java在互联网上的应用广泛，同时在三维图形上具有更显著的特色。Java的独有特性是平台无关性。它只需部分编译，负责编译的是JavaVirtualMachine(JVM)，不同平台有各自的JVM，用于处理与平台相关的功能。平台只要支持JVM，就能运行Java小程序，IE和Netscape都支持JVM。所以使用Java制作的3D图形几乎可以在所有的互联网浏览器上显示。Java3D的这种“无插件技术”特性，即不需要下载插件，客户端也能渲染出优质的图形质量，物体动画的动作流畅自然。Shockwave3D也是非常有特色的一种实现技术。Shockwave3D是由Intel和Macromedia公司合作开发的，植入MacromediaDirectorStudio8.5中的3D引擎。使用Shockwave3D可灵活地控制三维模型进行各种交互操作，并充分利用Director中的资源制作高品质的动画，以Shockwave影片格式在网上。Intel的技术使Shockwave3D可以利用OpenGL或DirectX进行硬件加速，并且它还支持骨骼变形动画和层次细分表面。另外，Viewpoint、Cult3D由于其画面生成质量优越，在需要高质量画面生成的产品展示领域具有一定的应用地位。而AdobeAtmosphere在实现所谓的虚拟社区独具优势，Pulse3D则在游戏娱乐领域内领先[5]。

4结论(Conclusion)

目前，研究人员已研发出很多基于VRML的模拟或虚拟系统，如动漫、网上教育、建筑群漫游、临床医学演示和虚拟影院等。同时，VRML也引入了某些传统的协同设计领域，由于VRML能提供较好的交互性和真实性，在协同工作中各开发者之间的交流联系变得更直观自然。

作者：邹珺单位：苏州农业职业技术学院