利用 EAI類包提供的 Browser和 Node類,可以完全不用 Script節點和 Script類以路由等方式而直接由 Java Applet操控 VRML世界的各種節點,實現外部程序對 VRML虛擬場景的直接操作、控制和修改。
2 家居現實虛擬
2.1 需求分析
2.1.1 系統的功能需求分析
作為家居虛擬現實系統,房地產開發商、家居設計師、產品設計師以及需要購買新房,新家具及家用電器的潛在客戶是其主要的用戶。他們均有各自的需求:作為房地產開發商,期望將正在興建或即將興建的房產通過本系統,在網上虛擬真實地展示給廣大消費者。購房者與銷售人員可以冷靜地坐在電腦旁,漫游于電腦生成的樣板房中。購房者可以通過實時查詢相關信息,創建和編輯場景,迅速地找到自己滿意的房型。房地產商也可以在時間上占領先機,同時降低由于修建實物樣板房帶來的追加成本,并取得更好的銷售效果。而作為家居及產品設計師,也希望將自己設計的作品通過本系統在網絡上生動的展現。
家居虛擬現實系統具有以下主要功能:
1) 能夠很好地可視化模擬真實的室內環境。溫馨室內環境需要鮮明的色彩和燈光,通過色彩的冷暖和燈光的聚散來營造一定的氣氛。
2) 數據共享。家居虛擬現實系統通常包含以下四種常用模型:房屋模型、家具模型、運動物體模型(門、窗、家電等)和裝飾模型(壁畫、窗簾、床罩、地面等)。這樣可以為上述四種常用模型建立相應的模型庫,設計人員根據設計需要直接從模型庫中把模型調入三維虛擬場景中進行設計。
3) 交互性。交互性包括以下兩方面:一是設計人員根據客戶需求對上述調入三維虛擬場景中的模型進行各種參數修改;二是客戶對設計效果進行漫游以便進行方案的確定。上述兩種交互性都是通過VRML與Java的通信機理來實現,即使用Java Applet控制VRML場景。Java Applet控制VRML場景是通過附加的封裝類EAI來實現。通過這些類,Java程序就能夠訪問VRML場景,接收和發送事件,從場景中獲得場景對象,實現對VRML場景的實時動態控制。
具有上述功能的家居虛擬現實系統能夠真實、直觀、方便和有效地幫助設計人員完成客戶需求的設計工作。
2.1.2 性能需求分析
除滿足以上功能需求外,性能需求也很重要,主要體現在以下幾個方面:
1) 交互的人機界面。人機界面設計也是該系統設計的一個重要方面。 因此將以用戶為中心的設計思想融入到系統的人機界面設計當中,也就是以用戶對界面的需求變化為出發點,使用戶界面的外在形式和內部機制符合不同用戶的需要。
2) 通用性、方便性及穩定性。系統的總體設計應盡量滿足大批量、多用戶的需求。還應盡可能考慮到用戶的安裝、配置、維護的方便。同時應該注意系統的穩定性,有良好的數據庫結構設計。在系統的多處涉及到用數據庫來存儲和管理信息,對于數據庫的結構應進行更好的設計,使信息的使用率更高。
2.2 建模
2.2.1 建模語言
室內虛擬漫游,首先解決視景建模問題。目前,視景建模的方法主要有兩種:一是采用VRML等專用的虛擬現實建模語言來完成建模。另一種直接利用OpenGL建立模型庫或開發專門的建模工具,但這樣做的工作量是非常大的,因為OpenGL只提供了一些簡單圖元的函數,如圓錐、圓柱和球體等類似的簡單物體,如果利用這些函數來構建一個復雜的模型就顯得非常困難。所以該系統主要采用VRML來實現。
2.2.2 系統構架
應用基于VRML的虛擬現實技術構建室內設計系統,主要實現兩項功能:輔助設計工作和結果漫游。設計工作的主要內容包括以下兩項工作:一是根據客戶首次需求敘述調用模型庫中的模型生成初始場景;二是在客戶漫游結果后根據客戶反饋信息不斷修改以至確定最終方案。為了實現結果漫游,一方面是把生成的三維虛擬場景通過窗口顯示出來,另一方面根據各種戶型結構設計相應的漫游路徑,以方便設計人員和客戶對設計結果進行觀察和討論。
2.3 主要模塊
“自主設計”模塊。主要功能是針對房型、家具、家電以及三維數字化產品的展示,展現的方式可從產品的款式、色彩、紋理、視角等,為了使用戶詳細了解產品的外在和內在特性甚至要動態演示或拆分產品。用戶通過這樣的觀察和操作,能夠對產品有更加全面真實的了解,從而選擇自己滿意的產品。通過這一模塊,模擬用戶在現實情況下的購物體驗,削弱用戶借助網絡的不真實感,達到真正意義上的在線展示。同時,用戶可以將所選家具拾取加載到房間中來,并通過家具在房間內的位置變換、顏色質地的匹配,以滿足用戶個性化的家居設計�？偠灾�,運用這一模塊,就是要達到家居自主設計的目的。
室內場景中用 Script節點和腳本 JavaScript實現了幻燈片的放映,音頻、視頻的播放,燈光開關,吊扇的轉動的控制等。
“在線展示”模塊。主要功能是使用戶從俯視、仰視、環視等多種變幻的視角欣賞優秀的成品設計來做參考,以此幫助用戶多角度、全方位的設計選購的房型。產品設計師或者家居設計師還可以通過網絡,得到用戶使用后的信息反饋,收集不同層面上的用戶對產品的看法,將其進一步整理以作為產品改進和新產品開發的有價值信息。
三維模型的建立,能夠讓人感受到一定三維逼真的效果,但還有不足,因為瀏覽者僅僅被動的接受信息。瀏覽者如何能夠控制場景,使場景的動畫效果更加逼真,這就要通過瀏覽者與虛擬對象的交互功能來實現。交互性是指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度(包括實時性)。在本虛擬家居場景中,研究基于VRML內建節點和基于VRML的 Script節點實現交互的方法。
3 結束語
人們對生活品質的不斷追求,使室內家居受到越來越多的重視。對家居,舒適性第一已取代了過去的功能性第一,風格也從簡樸向高雅發展。雖然室內家居設計已成為一種流行性行業,但仍存在很多尚待解決的問題。而家居現實虛擬將使設計的虛擬與現實、主體與客體融為一體。通過三維的計算機圖形實現交互、高效、真實的目標,使設計先于實物在計算機內得到表達,并便于進一步修改。同時,借助計算機輔助工業設計的設計思想和設計方法,充分考慮家具產品的功能、形態、結構、視覺傳達、宜人性等多方面因素,進行綜合的創造性設計,從而獲得人一家居一環境的協調統一。這種模式必將成為未來家居業的一個的發展方向。
參考文獻:
[1] 高春梅.家居虛擬現實系統的研究與構建[D].西北工業大學,2004.
[2] 王洪.基于虛擬現實的三維漫游技術研究與實踐[D].電子科技大學,2004.
[3] 肖伸平.基于VRML和JAVA的網絡虛擬仿真實驗設計[D].中南林學院,2002
[4] 胡新根.基于虛擬現實技術的室內設計系統的研究[J].科技廣場,2006.
摘要:虛擬現實建模語言VRML是一種三維圖形描述語言,同時也是一種在Internet上傳輸VR圖像的規范格式。該文主要介紹了VRML的原理、節點及相關知識,簡明闡述了虛擬家居設計的簡單思想。
關鍵詞:VRML; Script技術;EAI接口;家居現實虛擬
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6812-03
Study of Virtual Indoor Environment Based on VRML
GUO Dan-feng, HU Feng-hua
(Collage of Computer and Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang 453007,China)
Abstract: Virtual reality modeling language VRML is one kind of three dimensional graph description languages, simultaneously is also one kind transmits the VR image standard form on Internet. This article mainly introduced the VRML principle, the node and the related knowledge, elaborated concisely hypothesized lives at the design the simple thought.
Key words: VRML; script technology; EAI interface; virtual indoor environment
虛擬現實是近些年比較流行的一種先進的人機界面技術,作為虛擬現實的一個分支,虛擬室內環境技術正在得到迅速的發展和重視。當今社會人們不斷提高對生活質量的要求,作為生活主要空間的居室,自然就更希望是室內設計的精品。傳統的設計過程中設計師是以提交平面效果圖為主要的表達方式,根據客戶需求描述不斷地修改設計圖紙,經過反復的修改圖紙來實現最終方案。這樣,光影的效果、材質的差異等都將導致實物與平面效果圖之間存在很大差距。作為非專業客戶可能對最終的方案還是沒有很好的直觀認識,可能最終裝修結果與客戶需求還有很大差別;同時,這種設計過程周期長,成本高。面對這一需求,將基于VR的計算機輔助工業設計運用于家居領域已成為一個新興的研究領域。它將使設計的主體與客體、虛擬與現實融為一體。通過三維的計算機圖形實現真實、交互、高效的目標,使設計先于實物之前在計算機內得到表達,并便于進一步修改。同時,借助計算機輔助工業設計的設計思想和設計方法,充分考慮家具產品的功能、形態、結構、視覺傳達、宜人性等多方面因素,進行綜合的創造性設計,從而獲得人一家具一環境的協調統一。與傳統的設計方式相比,有花費時間少,節約資金,能更好地滿足客戶要求等特點。這種模式必將成為未來家居業的一個的發展方向。
1 虛擬現實建模語言VRML
1.1 VRML與互聯網
虛擬現實與WWW(World Wide Web)結合,衍生出了虛擬現實建模語言(VirtualRealityModelingLanguage,簡稱VRML)。VRML是一種建立在網絡上的交互式三維多媒體的建模語言,它提供了一種自然的體驗方式,能夠利用層次性文件的包含關系創建任意的動態場景。VRML的一個顯著的優點就是交互性,可以實現互動的場景。虛擬世界中動畫節點具有廣泛性和多樣性,可以將虛擬世界中各個部分的傳感器和內插器串聯起來,從而使三維造型運動起來,VRML已成為目前Internet上基于WWW的三維互動網站制作的主流語言。新興的VRML語言將改變我們目前用HTML語言建立的萬維網,同時也將改變我們的網絡設計環境。它的主要特征有三維性、交互性、動態性、實時性等,并且能夠在Internet或局域網上快速傳遞。VRML創造的是一個可進入、可參與的世界。你可在計算機網絡上看到一幅幅生動、逼真的三維立體世界,你可以在里面自由地遨游。
1.2 VRML的原理
VRML語言不是一般意義上像C++一樣的編程語言,像HTML一樣的標記描述語言或像JavaScript一樣的腳本語言。它是一種描述3D場景中對象及其行為的場景描述語言,從概念上講,每個VRML文件都是一個基于時間的三維空間,它包含了可通過多種機制動態變化的圖形對象和聽覺對象。VRML用文本信息來描述三維場景,在Internet上傳輸,然后在本地機上由VRML瀏覽器解釋生成三維場景,這種工作機制,避免了在網絡上直接傳輸圖形文件,把復雜任務交給本地機器從而減輕了網絡的負擔。使得在Internet上的三維交互成為可能。VRML的訪問方式是基于客戶/服務器模式,其中服務器提供VRML文件及支持資源,客戶通過網絡下載希望訪問的文件,并通過本地平臺上的VRML瀏覽器交互式訪問該文件描述的虛擬場景。
1.3 VRML的節點
VRML定義了一組用以描述三維圖形的對象,這些對象稱為節點(Node)。VRML推出許多對象類型,原始對象是最簡單的對象,這些原始對象可以用很簡單的術語進行描述。VRML提供以下幾種非常有用的原始對象:立方體、球體、圓柱體和圓錐體。盡管它們每一個個體都顯得很平常,但組合到一起將形成非常有意義的圖形對象,而且可以由這些簡單對象構成復雜的對象。VRML中節點被組成一種分層的結構,稱為場景。使用場景圖(Scene Graph)數據結構來描述3D場景,場景圖是一種代表所有3D世界靜態特征的節點等級:幾何關系、質材、紋理、幾何轉換、光線、視點以及嵌套結構。境界中的對象及其屬性都用節點描述,節點按照一定規則構成場景圖,也就是說,場景圖是境界的內部表示。場景圖中的第一類節點用于從視覺和聽覺角度表現對象,它們按照層次關系組織起來,反映了境界的空間結構。另一類節點參與事件產生和路由機制,構成路由圖(Route Graph),確定境界隨時間的推移如何動態變化。
1.4 VRML場景的擴展
VRML97提供了兩種擴展VRML并和外部程序實現連接的機制,即Script節點和外部創作接口(EAI) 。
1.4.1 Script節點
VRML的Script節點是一種控制內插器和傳感器的節點,通過它可以定義和改變場景對象的外觀和行為。Script節點包含一個Java文件,當Script初始化時調用。首先,通過eventIn將事件傳至Script節點中的腳本;其次,在Script節點中的腳本中調用相應的Java類(或JavaScript)進行處理;最后,通過eventOut將結果送回到VRML場景。
1.4.2 外部創作接口(EAI)
EAI 最主要的功能就是提供Java語言和VRML Plug-in間一個雙向動態溝通的橋梁,Java程序通過VRML Plug-in提供的EAI界面可以取得3D場景中的物體信息,也能夠由EAI控制場景中的物體,因此要利用VRML做出即時互動的效果,EAI是不可或缺的。VRML的Script節點是一種控制傳感器和內插器的節點,通過它可以定義和改變場景對象的外觀和行為。
2 家居現實虛擬
2.1 需求分析
2.1.1 系統的功能需求分析
作為家居虛擬現實系統,房地產開發商、家居設計師、產品設計師以及需要購買新房,新家具及家用電器的潛在客戶是其主要的用戶。他們均有各自的需求:作為房地產開發商,期望將正在興建或即將興建的房產通過本系統,在網上虛擬真實地展示給廣大消費者。購房者與銷售人員可以冷靜地坐在電腦旁,漫游于電腦生成的樣板房中。購房者可以通過實時查詢相關信息,創建和編輯場景,迅速地找到自己滿意的房型。房地產商也可以在時間上占領先機,同時降低由于修建實物樣板房帶來的追加成本,并取得更好的銷售效果。而作為家居及產品設計師,也希望將自己設計的作品通過本系統在網絡上生動的展現。
家居虛擬現實系統具有以下主要功能:
1) 能夠很好地可視化模擬真實的室內環境。溫馨室內環境需要鮮明的色彩和燈光,通過色彩的冷暖和燈光的聚散來營造一定的氣氛。
2) 數據共享。家居虛擬現實系統通常包含以下四種常用模型:房屋模型、家具模型、運動物體模型(門、窗、家電等)和裝飾模型(壁畫、窗簾、床罩、地面等)。這樣可以為上述四種常用模型建立相應的模型庫,設計人員根據設計需要直接從模型庫中把模型調入三維虛擬場景中進行設計。
3) 交互性。交互性包括以下兩方面:一是設計人員根據客戶需求對上述調入三維虛擬場景中的模型進行各種參數修改;二是客戶對設計效果進行漫游以便進行方案的確定。上述兩種交互性都是通過VRML與Java的通信機理來實現,即使用Java Applet控制VRML場景。Java Applet控制VRML場景是通過附加的封裝類EAI來實現。通過這些類,Java程序就能夠訪問VRML場景,接收和發送事件,從場景中獲得場景對象,實現對VRML場景的實時動態控制。
具有上述功能的家居虛擬現實系統能夠真實、直觀、方便和有效地幫助設計人員完成客戶需求的設計工作。
2.1.2 性能需求分析
除滿足以上功能需求外,性能需求也很重要,主要體現在以下幾個方面:
1) 交互的人機界面。人機界面設計也是該系統設計的一個重要方面。 因此將以用戶為中心的設計思想融入到系統的人機界面設計當中,也就是以用戶對界面的需求變化為出發點,使用戶界面的外在形式和內部機制符合不同用戶的需要。
2) 通用性、方便性及穩定性。系統的總體設計應盡量滿足大批量、多用戶的需求。還應盡可能考慮到用戶的安裝、配置、維護的方便。同時應該注意系統的穩定性,有良好的數據庫結構設計。在系統的多處涉及到用數據庫來存儲和管理信息,對于數據庫的結構應進行更好的設計,使信息的使用率更高。
2.2 建模
2.2.1 建模語言
室內虛擬漫游,首先解決視景建模問題。目前,視景建模的方法主要有兩種:一是采用VRML等專用的虛擬現實建模語言來完成建模。另一種直接利用OpenGL建立模型庫或開發專門的建模工具,但這樣做的工作量是非常大的,因為OpenGL只提供了一些簡單圖元的函數,如圓錐、圓柱和球體等類似的簡單物體,如果利用這些函數來構建一個復雜的模型就顯得非常困難。所以該系統主要采用VRML來實現。
2.2.2 系統構架
應用基于VRML的虛擬現實技術構建室內設計系統,主要實現兩項功能:輔助設計工作和結果漫游。設計工作的主要內容包括以下兩項工作:一是根據客戶首次需求敘述調用模型庫中的模型生成初始場景;二是在客戶漫游結果后根據客戶反饋信息不斷修改以至確定最終方案。為了實現結果漫游,一方面是把生成的三維虛擬場景通過窗口顯示出來,另一方面根據各種戶型結構設計相應的漫游路徑,以方便設計人員和客戶對設計結果進行觀察和討論。
2.3 主要模塊
“自主設計”模塊。主要功能是針對房型、家具、家電以及三維數字化產品的展示,展現的方式可從產品的款式、色彩、紋理、視角等,為了使用戶詳細了解產品的外在和內在特性甚至要動態演示或拆分產品。用戶通過這樣的觀察和操作,能夠對產品有更加全面真實的了解,從而選擇自己滿意的產品。通過這一模塊,模擬用戶在現實情況下的購物體驗,削弱用戶借助網絡的不真實感,達到真正意義上的在線展示。同時,用戶可以將所選家具拾取加載到房間中來,并通過家具在房間內的位置變換、顏色質地的匹配,以滿足用戶個性化的家居設計�？偠灾�,運用這一模塊,就是要達到家居自主設計的目的。
室內場景中用 Script節點和腳本 JavaScript實現了幻燈片的放映,音頻、視頻的播放,燈光開關,吊扇的轉動的控制等。
“在線展示”模塊。主要功能是使用戶從俯視、仰視、環視等多種變幻的視角欣賞優秀的成品設計來做參考,以此幫助用戶多角度、全方位的設計選購的房型。產品設計師或者家居設計師還可以通過網絡,得到用戶使用后的信息反饋,收集不同層面上的用戶對產品的看法,將其進一步整理以作為產品改進和新產品開發的有價值信息。
三維模型的建立,能夠讓人感受到一定三維逼真的效果,但還有不足,因為瀏覽者僅僅被動的接受信息。瀏覽者如何能夠控制場景,使場景的動畫效果更加逼真,這就要通過瀏覽者與虛擬對象的交互功能來實現。交互性是指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度(包括實時性)。在本虛擬家居場景中,研究基于VRML內建節點和基于VRML的 Script節點實現交互的方法。
3 結束語
人們對生活品質的不斷追求,使室內家居受到越來越多的重視。對家居,舒適性第一已取代了過去的功能性第一,風格也從簡樸向高雅發展。雖然室內家居設計已成為一種流行性行業,但仍存在很多尚待解決的問題。而家居現實虛擬將使設計的虛擬與現實、主體與客體融為一體。通過三維的計算機圖形實現交互、高效、真實的目標,使設計先于實物在計算機內得到表達,并便于進一步修改。同時,借助計算機輔助工業設計的設計思想和設計方法,充分考慮家具產品的功能、形態、結構、視覺傳達、宜人性等多方面因素,進行綜合的創造性設計,從而獲得人一家居一環境的協調統一。這種模式必將成為未來家居業的一個的發展方向。
參考文獻:
[1] 高春梅.家居虛擬現實系統的研究與構建[D].西北工業大學,2004.
[2] 王洪.基于虛擬現實的三維漫游技術研究與實踐[D].電子科技大學,2004.
[3] 肖伸平.基于VRML和JAVA的網絡虛擬仿真實驗設計[D].中南林學院,2002
[4] 胡新根.基于虛擬現實技術的室內設計系統的研究[J].科技廣場,2006.
摘要:虛擬現實建模語言VRML是一種三維圖形描述語言,同時也是一種在Internet上傳輸VR圖像的規范格式。該文主要介紹了VRML的原理、節點及相關知識,簡明闡述了虛擬家居設計的簡單思想。
關鍵詞:VRML; Script技術;EAI接口;家居現實虛擬
中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6812-03
Study of Virtual Indoor Environment Based on VRML
GUO Dan-feng, HU Feng-hua
(Collage of Computer and Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang 453007,China)
Abstract: Virtual reality modeling language VRML is one kind of three dimensional graph description languages, simultaneously is also one kind transmits the VR image standard form on Internet. This article mainly introduced the VRML principle, the node and the related knowledge, elaborated concisely hypothesized lives at the design the simple thought.
Key words: VRML; script technology; EAI interface; virtual indoor environment
虛擬現實是近些年比較流行的一種先進的人機界面技術,作為虛擬現實的一個分支,虛擬室內環境技術正在得到迅速的發展和重視。當今社會人們不斷提高對生活質量的要求,作為生活主要空間的居室,自然就更希望是室內設計的精品。傳統的設計過程中設計師是以提交平面效果圖為主要的表達方式,根據客戶需求描述不斷地修改設計圖紙,經過反復的修改圖紙來實現最終方案。這樣,光影的效果、材質的差異等都將導致實物與平面效果圖之間存在很大差距。作為非專業客戶可能對最終的方案還是沒有很好的直觀認識,可能最終裝修結果與客戶需求還有很大差別;同時,這種設計過程周期長,成本高。面對這一需求,將基于VR的計算機輔助工業設計運用于家居領域已成為一個新興的研究領域。它將使設計的主體與客體、虛擬與現實融為一體。通過三維的計算機圖形實現真實、交互、高效的目標,使設計先于實物之前在計算機內得到表達,并便于進一步修改。同時,借助計算機輔助工業設計的設計思想和設計方法,充分考慮家具產品的功能、形態、結構、視覺傳達、宜人性等多方面因素,進行綜合的創造性設計,從而獲得人一家具一環境的協調統一。與傳統的設計方式相比,有花費時間少,節約資金,能更好地滿足客戶要求等特點。這種模式必將成為未來家居業的一個的發展方向。
1 虛擬現實建模語言VRML
1.1 VRML與互聯網
虛擬現實與WWW(World Wide Web)結合,衍生出了虛擬現實建模語言(VirtualRealityModelingLanguage,簡稱VRML)。VRML是一種建立在網絡上的交互式三維多媒體的建模語言,它提供了一種自然的體驗方式,能夠利用層次性文件的包含關系創建任意的動態場景。VRML的一個顯著的優點就是交互性,可以實現互動的場景。虛擬世界中動畫節點具有廣泛性和多樣性,可以將虛擬世界中各個部分的傳感器和內插器串聯起來,從而使三維造型運動起來,VRML已成為目前Internet上基于WWW的三維互動網站制作的主流語言。新興的VRML語言將改變我們目前用HTML語言建立的萬維網,同時也將改變我們的網絡設計環境。它的主要特征有三維性、交互性、動態性、實時性等,并且能夠在Internet或局域網上快速傳遞。VRML創造的是一個可進入、可參與的世界。你可在計算機網絡上看到一幅幅生動、逼真的三維立體世界,你可以在里面自由地遨游。
1.2 VRML的原理
VRML語言不是一般意義上像C++一樣的編程語言,像HTML一樣的標記描述語言或像JavaScript一樣的腳本語言。它是一種描述3D場景中對象及其行為的場景描述語言,從概念上講,每個VRML文件都是一個基于時間的三維空間,它包含了可通過多種機制動態變化的圖形對象和聽覺對象。VRML用文本信息來描述三維場景,在Internet上傳輸,然后在本地機上由VRML瀏覽器解釋生成三維場景,這種工作機制,避免了在網絡上直接傳輸圖形文件,把復雜任務交給本地機器從而減輕了網絡的負擔。使得在Internet上的三維交互成為可能。VRML的訪問方式是基于客戶/服務器模式,其中服務器提供VRML文件及支持資源,客戶通過網絡下載希望訪問的文件,并通過本地平臺上的VRML瀏覽器交互式訪問該文件描述的虛擬場景。
1.3 VRML的節點
VRML定義了一組用以描述三維圖形的對象,這些對象稱為節點(Node)。VRML推出許多對象類型,原始對象是最簡單的對象,這些原始對象可以用很簡單的術語進行描述。VRML提供以下幾種非常有用的原始對象:立方體、球體、圓柱體和圓錐體。盡管它們每一個個體都顯得很平常,但組合到一起將形成非常有意義的圖形對象,而且可以由這些簡單對象構成復雜的對象。VRML中節點被組成一種分層的結構,稱為場景。使用場景圖(Scene Graph)數據結構來描述3D場景,場景圖是一種代表所有3D世界靜態特征的節點等級:幾何關系、質材、紋理、幾何轉換、光線、視點以及嵌套結構。境界中的對象及其屬性都用節點描述,節點按照一定規則構成場景圖,也就是說,場景圖是境界的內部表示。場景圖中的第一類節點用于從視覺和聽覺角度表現對象,它們按照層次關系組織起來,反映了境界的空間結構。另一類節點參與事件產生和路由機制,構成路由圖(Route Graph),確定境界隨時間的推移如何動態變化。
1.4 VRML場景的擴展
VRML97提供了兩種擴展VRML并和外部程序實現連接的機制,即Script節點和外部創作接口(EAI) 。
1.4.1 Script節點
VRML的Script節點是一種控制內插器和傳感器的節點,通過它可以定義和改變場景對象的外觀和行為。Script節點包含一個Java文件,當Script初始化時調用。首先,通過eventIn將事件傳至Script節點中的腳本;其次,在Script節點中的腳本中調用相應的Java類(或JavaScript)進行處理;最后,通過eventOut將結果送回到VRML場景。
1.4.2 外部創作接口(EAI)
EAI 最主要的功能就是提供Java語言和VRML Plug-in間一個雙向動態溝通的橋梁,Java程序通過VRML Plug-in提供的EAI界面可以取得3D場景中的物體信息,也能夠由EAI控制場景中的物體,因此要利用VRML做出即時互動的效果,EAI是不可或缺的。VRML的Script節點是一種控制傳感器和內插器的節點,通過它可以定義和改變場景對象的外觀和行為。
