虛擬境界的技術的構建范文

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《軟件工程師雜志》2015年第三期

1VRML的基本特性(BasiccharacteristicsofVRML)

1.1基于ASCⅡ碼的低帶寬可行性VRML像HTML一樣，用ASCⅡ碼來實現各種場景，在各種平臺上都能使用，同時降低了數據流量，即使帶寬很低的網絡上也可以實現。

1.2改進的實時3D渲染引擎實時3D渲染引擎在傳統的虛擬現實中曾使用過，但在VRML中有了更好地體現。這個特性把虛擬現實的建模和實時訪問更清晰地隔離開來，這也是虛擬現實與三維建模和動畫的區別。后者由于事先著色，所以不能提供交互性。VRML提供了6+1個自由度，即三個方向的移動和旋轉，以及與其他3D空間的超鏈接。

1.3可擴充性VRML雖然是一種標準，但無法滿足所有應用的需要。有些應用需要交互性很強，有些需要畫面質量更高，有些需要虛擬現實世界更復雜。這些需求一方面相互約束，另一方面受到用戶平臺硬件的約束，所以VRML是可擴展的，可根據需求定義自己的對象及其屬性，并通過Java語言等方式使瀏覽器可以解釋這種對象及其行為。Web技術的迅速發展是VRML97的缺點逐漸暴露出來，VRML發展也日漸趨緩，已經不能滿足人們的實際需求。究其原因主要有：性能表現力上有不足；編程能力束縛其推廣；軟件龐大，造成不必要的性能冗余等[4]。

2X3D(X3D)

X3D(Extensible3D)是具有擴充性的三維圖形規范，它組合XML和VRML技術，使其更適應Web3D發展的需要。X3D第一版于2002年3月，結合了JAVA、XML、流等先進技術，包含更強大、更高效的3D計算能力、渲染質量和傳輸速率。X3D主要的目標是：包含VRML97的功能；支持大量的數據編碼格式，包括XML；分離數據編碼和運行時間結構；增添了新的行為對象、交互對象、繪圖對象；為3D場景提供可選的應用程序接口；組件化，封裝輕量級的核心技術，使其能夠輕易地加入新的功能；允許在不同層次的服務上都能實現X3D規格；可擴充性，使用組件增加新節點，而且符合核心技術的運行代碼。為了滿足共享虛擬世界、科學可視化、多媒體再現、工程設計、娛樂、教育、網頁等方面使用的需要，X3D添加了以下的新特性：(1)三維圖形：多通道/多進程紋理貼圖、多邊形化幾何體、參數化幾何體、層次變化、光照、質地。(2)二維圖形：在3D變換層級中顯示2D矢量、平面圖形、文本。(3)動畫：計時器和時間軸驅動的連續動畫，人性化動畫和變形。(4)空間化的音頻和視頻：在場景實體上映射視聽源。(5)用戶交互：基于鼠標的選取和拖動，鍵盤輸入。(6)導航：實體在3D場景中的運動、碰撞、近距離和可見性檢測。

3X3D及VRML所面臨的挑戰(ThechallengewhichX3DandVRMLface)

眾多新的Web3D解決方案應運而生，有些3D軟件標準發展迅速，并且在某些方面達到或超過了VRML，其中最引人注意的是Java3D和Shockwave3D。Java在互聯網上的應用廣泛，同時在三維圖形上具有更顯著的特色。Java的獨有特性是平臺無關性。它只需部分編譯，負責編譯的是JavaVirtualMachine(JVM)，不同平臺有各自的JVM，用于處理與平臺相關的功能。平臺只要支持JVM，就能運行Java小程序，IE和Netscape都支持JVM。所以使用Java制作的3D圖形幾乎可以在所有的互聯網瀏覽器上顯示。Java3D的這種“無插件技術”特性，即不需要下載插件，客戶端也能渲染出優質的圖形質量，物體動畫的動作流暢自然。Shockwave3D也是非常有特色的一種實現技術。Shockwave3D是由Intel和Macromedia公司合作開發的，植入MacromediaDirectorStudio8.5中的3D引擎。使用Shockwave3D可靈活地控制三維模型進行各種交互操作，并充分利用Director中的資源制作高品質的動畫，以Shockwave影片格式在網上。Intel的技術使Shockwave3D可以利用OpenGL或DirectX進行硬件加速，并且它還支持骨骼變形動畫和層次細分表面。另外，Viewpoint、Cult3D由于其畫面生成質量優越，在需要高質量畫面生成的產品展示領域具有一定的應用地位。而AdobeAtmosphere在實現所謂的虛擬社區獨具優勢，Pulse3D則在游戲娛樂領域內領先[5]。

4結論(Conclusion)

目前，研究人員已研發出很多基于VRML的模擬或虛擬系統，如動漫、網上教育、建筑群漫游、臨床醫學演示和虛擬影院等。同時，VRML也引入了某些傳統的協同設計領域，由于VRML能提供較好的交互性和真實性，在協同工作中各開發者之間的交流聯系變得更直觀自然。

作者：鄒珺單位：蘇州農業職業技術學院