第六章虚拟现实建模语言vrml1

地学可视化与景观模拟第六章虚拟现实建模语言Email：余接情第一节VRML概述

第一节VRML概述

第一节VRML概述第一节VRML概述

什么叫VRML？VRML（VirtualRealityMakeupLanguage）是一种面向WEB、面向对象的三维造型解释语言；是一个开放的、可扩展的场景描述语言与标准。不仅支持数据和过程的三维显示，而且能使用户走进视、听效果逼真的虚拟世界。定义了三维应用系统中常用的语言描述，如层次变换、光源、视点、几何造型、动画、材质、雾化和纹理映射等，并具有简单的行为特征描述功能。第一节VRML概述VRML的特点具有强大的网络功能。VRML程序可直接接入Intemet，创建立体网页与网站。具有多媒体功能。能够实现多媒体制作，合成声音、图像以达到影视效果。创建三维立体造型和场景，实现更好的立体交互界面具有人工智能。主要体现在VRML具有感知功能。可以利用感知传感器节点来感受用户及造型之间的动态交互感觉。第一节VRML概述VRML的发展1994年5月日内瓦的第一次WWW年会上，与会者提出要创造三维网络的界面，必须有一种通用的描述性语言，于是诞生了虚拟现实描述语言(VirtualRealityMakeupLanguage)，随后改为虚拟现实建模语言。1994年10月，第二届WWW国际会议上公布了VRML1.0的草案，它是由SiliconGraphics，Inc.(SGI)的GavinBell通过选择OpenInventor文件格式中的基本元素，增加必要的WWW特征制定出的。1995年德国举行的Web会议上，第一个VRML浏览器Webspace首次亮相。SGI公司推出了WebspaceAuthor创作工具。第一节VRML概述VRML的发展1996年，对1.0版本进行重大改进的基础上推出了2.0版本，添加了场景交互、多媒体支持，碰撞检测等功能。1997年，经过标准组织的评估后，VRML2.0成为国际标准，并改称VRML97。1998年，VRML组织改为Web3D组织，同时制订了一个Extensible3D(X3D)，VRML将结合Java3D和XML等技术，成为Internet上三维虚拟世界的主要标准。第一节VRML概述地理虚拟建模语言（GeoVRML）

一种地理虚拟建模语言。用虚拟建模语言（VRML）为基础来描述地理空间数据。其目的是让用户通过一个在Web浏览器安装的标准的VRML插件来浏览地理参考数据、地图、和三维地形模型。第一节VRML概述地理虚拟建模语言（GeoVRML）对VRML97标准的扩充，包括：(1)支持多种坐标系统和参考椭球(2)全面提高数据精度(3)三维建模型功能进一步增强新增了GeoCoordinate（描述对象的地理坐标）、GeoElevationGrid（建立DTM模型）、GeoLocation（将标准的VRML模型精确植入场景）等10个节点。(4)浏览模式的增强已正式作为附件收入VRML97国际标准，并将作为地理几何组件包括在X3D/VRML200X国际标准中。目前CosmoPlay、ParallelGraphicsCortona®

等VRML/X3D浏览器提供GeoVRML支持。第一节VRML概述VRML文件文本格式扩展名为.wrl二进制格式扩展名为.wrz第一节VRML概述VRML编辑器第一节VRML概述用记事本来编写源程序ParaGraphInternational公司的Internet3DSpaceBuilder由ParallelGraphics公司的VRMLPad

VRML浏览器ParallelGraphics公司的Cortona

SIG公司的CosmoPlayer

Management公司的BSContact

跨平台开源软件OpenVRML

第一节VRML概述VRML示例第二节VRML编程基础#VRMLV2.0utf8#DrawthecolumnShape{ appearanceDEFYellowAppearance { materialMaterial{ diffuseColor1.01.00.0 } } geometryCylinder{ radius0.5 height4.0 } }#DrawthebaseTransform{ translation 0-30 children[ Shape{ appearanceUSEYellow geometryBox{ size2.02.02.0 } } ]}第一行：#VRMLV2.0utf8，唯一必须有的内容。注释用“#”，直到本行结束，不支持多行注释VRML是区分大小写字母的一个VRML文件包含一个而且是唯一的场景图节点一般包括：节点的类型（必需）、一对大括号（必需），括号中的一定数目描述节点属性的域（可选）和域值。第二节VRML编程基础VRML文件构成节点事件造型路由原型脚本第二节VRML编程基础什么是节点？

节点是VRML文件最基本的组成要素，是VRML文件基本的组成部分。节点是对客观世界中各种事物、对象、概念的抽象描述。VRML文件就是由许多节点之间并列或层层嵌套而构成的第二节VRML编程基础每个节点包含子节点和描述节点属性的“域名”或“域值”。在高级语言中称为变量、数组等，在数据库中常称为字段。

什么是节点？“域”分为两种：1）普通“域”(field)，相当于高级语言中的普通变量2）“暴露域”(exposeField)，相当于C语言中的外部变量。

节点由节点名、一对花括号组成，花括号内又包括节点的域名、域值及域值类型第二节VRML编程基础在同一“节点”中的域遵循如下规则：同一节点中的各个域之间无先后次序之分；节点中的各个域均有自己相应的默认值；不同的域对应不同的域值类型。什么是节点？第二节VRML编程基础什么是事件？每一个节点一般都有两种事件，即一个“入事件”和一个“出事件”。在多数情况下，事件只是一个要改变域值的请求

“入事件”请求节点改变自己某个域的值“出事件”则是请求别的节点改变它的某个域值。第二节VRML编程基础

什么是路由？路由是产生事件和接受事件的节点之间的连接通道。路由的作用将各个不同的节点联系在一起，使虚拟空间具有更好的交互性、立体感、动感性和灵活性。第二节VRML编程基础什么是造型？物体的造型，即场景图由描述对象及其属性的节点组成。第二节VRML编程基础什么是原型？原型是用户建立的一种新的节点类型,而不是一种“节点”。进行了原型定义就相当于扩充了VRML的标准节点类型集。节点的原型是节点对其中的域、入事件和出事件的声明，可以通过原型扩充VRML节点类型集第二节VRML编程基础什么是脚本？脚本是一套程序，与其他高级语言或数据库的接口。脚本可以接受事件，处理事件中的信息，还可以产生基于处理结果的输出事件。第二节VRML编程基础VRML立体空间坐标系xzy第二节VRML编程基础VRML单位。VRML长度单位第二节VRML编程基础VRML角度单位VRML颜色红、绿、蓝(RGB)采用弧度制。Shape节点第三节VRML几何造型定义一个VRML造型具有的几何尺寸和外观所有的VRML造型都使用shape节点创建Shape{

appearanceNULL#exposedFieldSFNode

geometryNULL#exposedFieldSFNode

}SFNode：表明一个属性节点，控制造型节点创建造型。字段说明appearance外观类型，Appearance{}为空域，NULL表示白色无材质。geometry几何形状，为NULL或其它10种造型节点。几何造型节点上述Geometry域的域值用于设定一个几何造型节点。第三节VRML几何造型简单几何造型节点长方体Box球体Sphere圆锥体Cone圆柱体Cylinder复杂几何造型节点点集PointSet线集IndexedLineSet面集IndexedFaceSet挤出造型Extrusion地形ElevationGrid文本Text几何长方体节点——Box第三节VRML几何造型Box{

size222#fieldSFVec3f}示例：#VRMLV2.0utf8Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{} } geometryBox{ size3.02.03.0 }}字段说明size该字段用于控制箱型体尺寸的大小，默认值为(222)。几何圆锥体节点——Cone第三节VRML几何造型Cone{

bottomRadius1#fieldSFFloat

height2#fieldSFFloat

sideTRUE#fieldSFBool

bottomTRUE#fieldSFBool

}bottomRadiusheight/2height+x+y+z字段说明bottomRadius定义圆锥体的底部圆半径大小，默认值为1。height定义圆锥体的高，默认值为2。side该字段是一个布尔值，用来决定圆锥体的四周是否创建。bottom该字段是一个布尔值，用来决定圆锥体的底部是否创建，默认值为TRUE。几何圆锥体节点——Cone第三节VRML几何造型示例：#VRMLV2.0utf8Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{} } geometryCone{}}几何圆柱体节点——Cylinder第三节VRML几何造型Cylinder{

bottomTRUE #fieldSFBool

height2 #fieldSFFloat

radius1 #fieldSFFloat

sideTRUE #fieldSFBool

topTRUE #fieldSFBool

}字段说明bottom决定圆柱体的底部是否建立，默认值为TRUE。height圆柱体的高度，默认值为2。radius圆柱体的底部半径，默认值为1。side圆柱体四周是否创建。默认值为TRUE。top圆柱体顶部是否创建，默认值为TRUE。示例：#VRMLV2.0utf8Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{} } geometryCylinder{ radius3.0 height5.0 }}几何圆柱体节点——Cylinder第三节VRML几何造型几何球体节点——Sphere第三节VRML几何造型Sphere{

radius1#fieldSFFloat

}字段说明radius用来定义球体的半径，默认值为1。示例：#VRMLV2.0utf8Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{} } geometrySphere { radius3.0}}几何球体节点——Sphere第三节VRML几何造型点集合节点——PointSet第三节VRML几何造型PointSet{

colorNULL#exposedFieldSFNode

coordNULL#exposedFieldSFNode

}域域值或子节点域值colorNULL空值Color节点color[]颜色列表coordNULL空值Coordinate节点point[]点坐标列表点集合节点——PointSet第三节VRML几何造型li2_8.wrl线集合节点——IndexedLineSet第三节VRML几何造型IndexLineSet{

coord NULL #exposedFieldSFNode

coordIndex[] #FieldMFInt32 color NULL #exposedFieldSFNode colorIndex[] #FieldMFInt32 colorPerVertexTRUE #FieldSFBool set_coordIndex set_colorIndex

}域域值或子节点域值colorNULL空值Color节点color[]颜色列表coordNULL空值Coordinate节点point[]点坐标列表事件说明set_colorIndex该事件是一个eventIn事件，用来设置colorIndex字段的值。set_coordIndex该事件是一个eventIn事件，用来设置coordIndex字段的值。线集合节点——IndexedLineSet第三节VRML几何造型坐标序号坐标(x,y,z)00,1,011,0,121,0,-13-1,0,-14-1,0,1Polylines0,1,-10,2,-10,3,-10,4,-11,2,3,4,1由上表构成的5组Lines02143三维PolyLines四角锥线集合节点——IndexedLineSet第三节VRML几何造型li2_9.wrl02143面集合节点——IndexedFaceSet第三节VRML几何造型线集合节点——IndexedLineSet第三节VRML几何造型li2_10.wrl02143ElevationGrid{

xDimension0 #fieldSFINT32

xSpacing1.0 #fieldSFFlost

zDimension0 #fieldSFINT32

zSpacing1.0 #fieldSFFlost

height []#fieldMFFloat

color NULL #exposedFieldSFNode colorPerVertexTRUE #fieldSFBool

normalNULL #exposedFieldSFNode normalPerVertexTRUE #fieldSFBool

texCoord NULL #exposedFieldSFNode ccwTRUE #fieldSFBool

solidTRUE #fieldSFBool

creaseAngle0 #fieldSFFloat set_height #eventInMFFloat

}地表网格节点——ElevationGrid第三节VRML几何造型地表网格节点——ElevationGrid第三节VRML几何造型zxDimension网格点数量，而非网格数量zDimensionxy012345