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Web3D与VRML教学PPT.ppt

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.06M 资料格式：ppt 举报 版权申诉
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    Web3D与VRML
    学习目标： n 1、了解代表web3d的相关虚拟现实技术 n 2、了解VRML语言规范
    1 WEB3D技术 Web3D称为网络三维，是一种带有交互性能实时渲染的网络上的三维， 它的本质就是在网络上如何表现互动3D图形，这当然不是一个新话题，在 图形工作站以至于PC机上早已日臻成熟，并已应用到各个领域。然而互联网 的出现，却使3D图形技术发生了或正在发生着微妙而深刻的变化。这其中 就包括在虚拟现实技术上的应用，虽然确切来说它只是虚拟现实技术领域的 一个小的部分。然而由于我们所处的网络时代，网络已深入我们的生活，基 于网络的Web3D技术也因此显得非常实用，因而应用十分广泛。 Web3D协会（前身是VRML协会）最先使用Wed3D术语，这一术语的出 现反映了这种变化的全貌，但没有人能严格定义Web3D，在这里我们通常理 解为：互联网上的3D图形技术，互联网代表了未来的新技术，很明显，3D 图形和动画将在Internet上占有重要的地位。
    1.1 发展过程 网络三维技术的出现最早可追溯到VRML。Virtual Reality Modeling Language即虚拟 现实建模语言。 VRML开始于20世纪90年代初期。 1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上，首次正式提出了VRML这个名字。 1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW大会上公布了规范的VRML1.0草案。 1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D图形技术会议-Siggraph‘96上公布通过了规范的 VRML2.0第一版。它在 VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI公司 的动态境界Moving Worlds提案为基础的。 1997年12月VRML作为国际标准正式发布， 1998年1月正式获得国际标准化组织ISO 批准简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础进行上进行了少量的修正。 VRML规范支持纹理映射、全景背景、雾、视频、音频、对象运动、和碰撞检测--一 切用于建立虚拟世界的所具有的东西。 但是VRML并没有得到预期的推广运用，不过 这不是VRML的错，要知道当时14.4k 的modems是普遍的。VRML是几乎没有得到压 缩的脚本代码，加上庞大的纹理贴图等数据，要在当时的互连网上传输简直是场噩 梦。 1998年VRML组织把自己改名为Web3D组织，同时制订了一个新的标准，Extensible 3D (X3D)，到了2000年春天，Web3D组织完成了VRML到X3D的转换。X3D整合正在 发展的XML、JAVA、流技术等先进技术，包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲 染质量和传输速度。
    1.2 Web3D技术的特点 1、新一代互联网3D图形的标准-X3D • VRML协会（VRML Consortium）在1997年将它的名字改为Wed3D协会 （Web 3D Consortium），并制定了VRML97新的国际标准。此后Wed3D这一 专用缩写开始在互联网上出现。然而，1997年以后的几年，该协会并没有什么 大的动作，直到2001年8月Wed3D协会发布新一代国际标准-X3D（Extensible 3D，可扩展3D）。 • X3D是Wed3D协会制定的VRML97的下一代标准。X3D是在许多重要软件厂 商的支持下提出的，如3Dlabs, ATI Technologies, Blaxxun, Nexternet, OpenWorlds, ParallelGraphics, Sony Electronics, US Army STRICOM和 SGDL Systems等。X3D与MPEG-4和 XML保持兼容。X3D将集成到MPEG-4的3D内容 之中，使用XML语法。它与VRML 97向后兼容，即X3D能实现标准VRML 97的全 部功能。X3D的主要任务是把VRML的功能封装到一个轻型的，可扩展的核心之 中。由于X3D是可扩展的，任何开发者可以根据自己需求，扩展其功能。
    • X3D标准的发布，为Internet上3D图形的发展提供了广阔的前景，无论是小 型具有3D功能的web客户端应用，还是高性能的广播级应用，X3D都应该是 大家共同遵守的标准，从而结束当前Internet3D图形的这种混乱局面。 • 在SIGGRAPH 2002会议上Wed3D Consortium发布X3D最终工作草案。 • 在美国洛杉叽的世界计算机图形大会SIGGRAPH 2004会议上，通过X3D国 际规格标准已经正式发布并可以下载，Web3D协会宣布: X3D规范已经被国际 标准化组织ISO审批通过，作为国际标准ISO/IEC 19775，并在2004年10月正 式发布，X3D规范目前仍在继续开发和修订。X3D集成了最新的图形硬件技术， 它的可扩展性将使它能为未来Web3D图形技术中提供最优秀的性能。它具有 以下特点： ① 开放性，无授权费用； ② 已经正式同MPEG-4 Multimedia标准整合在一起; ③ XML的支持，使得3D数据更容易在网络上实现; ④ 同下一代图形格式SVG（Scalable Vector Graphics）兼容； ⑤ 3D 物体可以像Java一样轻易用C或C++来编辑操作。
    2、互联网3D图形的关键技术 n 在Web3D浏览中，一般都要下载相应的插件，这些插件的作用就是进行 实时渲染，其意义是；浏览者客户端中解析从服务器端传来的场景模型 文件，并实时地、逐帧显示3D图形。实时渲染引擎一般做成Web浏览器 插件形式，要求浏览者在观看前已经安装了该插件。 n 显然，实时渲染引擎是实施互联网上3D图形的关键技术，它的文件大 小、图形渲染质量、渲染速度、以及它能提供的交互性都直接反映其解 决方案的优劣。 n 目前每一种Web3D的解决方案都要下载各自不同的浏览插件，一般较 大的有4-5M，而最小的基于JAVA技术的只有几十k。当然，渲染引擎越 大，渲染的图像质量就越好，功能就越强大。目前图形质量较好的渲染 引擎应该属于Cult3D和Viewpoint，它们都使用专用的文件格式。在渲染 速度方面，支持OpenGL 或微软的Direct3D 是提高渲染速度和图形质量 的关键，在这一点上互联网3D图形与本地3D图形显示是一样的。 n 交互性是Web3D的最大特色，只有实时渲染才能提供这种交互性，3D 图形的预渲染不能提供这种至关重要的交互性。交互性是指3D图形的观 看者控制和操纵虚拟场景及其中3D对象的能力，如：可以随时改变在虚 拟场景中漫游的方向和速度，可以操作虚拟场景中的对象等。
    3、JAVA在互联网上的应用 1991年,Sun公司为了开拓消费品电子市场成立一个语言开发小组 - Green小组。 1994年，WWW世界如火如荼的发展起来。 1995年,hotjava诞生。 1996年,Sun发布了Jdk1.0 。 1998年，Sun公司发布了Java2平台。 Internet的发展促进了Java的发展， Java在互联网上几乎随处可见，而它在 3D图形上更显示出强大的威力。使用Java 的重要理由之一是它的平台无关性。 当时两种常用的浏览器Netscape 和 IE都支持JVM（Java 1.0.2）。因此用Java 制作的3D图形几乎都可以在互联网的浏览器上显示。
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