第24卷第7期 2008年4月 甘肃科技 Gansu Science and Technology VDZ．24 Apr． No．7 2008 基于VR ML的立体网页实现 ， “：． (三门峡职业技术学院，河南三门峡472000) 翟利红 摘要：文章给出了虚拟现实技术的概述，并对VRML(即Virtual Reality Modeling Language，虚拟现实建模语言) 中的基本概念进行了介绍，然后通过一个基于VRML的立体网页实现来说明用VRML建模的具体过程，并对 VRML的发展和应用进行了展望． ’ 关键词：虚拟现实技术；VRML；建模 中图分类号：TP312 虚拟现实技术(Virtual Reality)，又称为“灵镜 技术”、“虚拟环境”、“赛博空间”等，是20世纪以来 1 VRML概述 科学技术进步的结晶，集中体现了计算机技术、计算 VRML(Virtual Reality Modeling Language)是 机图形学、传感技术、人工智能、网络、并行处理及人 机交互理论等多个领域的最新成果。 一种虚拟现实建模语言，它的基本目标是建立因特 网上的交互式三维多媒体。VRML与二维、三维图 一个典型的虚拟现实系统主要有以下五大部分 像技术、动画技术和多媒体技术的结合，在Web环 组成：虚拟世界、Computer、虚拟现实软件(包括建 境中创建虚拟城市、虚拟校园、虚拟图书馆以及虚拟 模软件、VR软件和虚拟环境数据)、输入设备及输 商店。专家已经预言，在未来十年，三维网页将取代 出设备。如图1所示： 现在的二维网页成为主要的网页模式。 ’．VRML是一种面向对象语言，它的“对象”叫做 节点，节点是VRML中的最基本单位，每个节点还 户 包含子节点和描述节点属性的字段，VRML中有以 下节点：shape and geometry(几何节点)、Appear— ance(外观节点)、Grouping(群节点)、Environment (环境节点)、Animation and Interaction(动态交互 图1虚拟现实系统示意 虚拟现实系统对计算机的内存、CPU速度、显 卡等处理图形的能力方面的硬件有一定要求，建议 采用Pentium4以上的计算机，主频2G以上、内存 节点)和Others(其他节点)。 VRML中的每个节点一般都有两种事件，即一 个“人事件”和一个“出事件”。“人事件”请求节点改 变它自己某个域的值，而“出事件”则是请求别的节 点改变它的某个域值。路由是产生事件和接受事件 128M以上、显卡64M以上、硬盘10G以上。 的节点之间的连接通道。 虚拟现实技术具有三个突出特性：即沉浸性 ．VRML的交互和动画执行都是事件驱动的，如 (Immersion)、交互性(Interactivity)和想象性(I— 图2所示为VRML的执行模式。 magination)。沉浸性指用户感觉到好像完全置身于 VRML场景可以接受两种事件驱动：从路由语 虚拟世界之中一样，被虚拟世界所包围。交互性即 句传过来的人事件和由外部程序(Java)接口写入的 用户在虚拟现实世界中所感受到的信息，经过大脑 直接事件。路由其实是一条传递消息的路径，从某 的思考和分析，形成自己想要实施的动作或策略，通 个节点的出事件域(EventOut)传出的信息传递到某 过输入界面反馈给系统。想象性指用户从定性和定 个节点的人事件域(Eventln)。场景中传感器节点 量综合集成的环境中得到感性和理性上的认识，进 通常定义了触发事件，它通过路由发送到场景图中 而使人能深化概念、产生新意和想象，最大限度发挥 其他节点的人事件域。Script节点的处理过程就是 人类的创造性和想象力。 用Javascript或Vrmlscript语法编写的脚本程序。 ˝ • ‰ ˚ 

第7期 翟利红：基于Web数据挖掘的信息处理技术研究 63 网站了。 3 VRML实例分析 本文所用到的工具有，VrmlPad编辑器、浏览器 IE和Cortona浏览器插件等。虚拟现实的最大特点 就是它的交互能力，使用户能随心所欲地操纵、控制 VRML环境中的物体。传感器便是VRML中提供 用户与虚拟世界中的物体进行交互的机制。VRML 中要实现动画就要使用到插补器节点与时间传感器 节点，但这些节点只能产生相对规则的动画，对于复 杂的动画就显得比较局限，Script节点解决了这个 问题，它可以嵌入Java等脚本语言，赋予脚本节点 动作，让动画角色进行复杂的动作。 ! 下面的实例实现了简单的人机交互．在VRML 浏览器界面可以看到一个不停转动的风车，点击风 车，它停止转动，再次点击风车又继续转动。程序中 用到了TouchSensor触感器，用于感知用户点击鼠 标动作，OrientationInterpolator朝向插补器，控制 方位变换，使风车沿着KeyValHe所设的方向旋转， TimeSensor时间检测器，控制风车的断与续。由于 篇幅有限源程序的关键代码在这里就不在列出。-’’ 在虚拟世界中，一些VRML节点会因为环境的 变化或响应用户动作而产生事件。为了保证虚拟世 界的真实性，各节点不能孤立地响应外界的变化，事 件的路由(ROUTE)提供了一种机制，可以让发生事 件的节点通过路由传递事件到相关节点，从而使虚 拟世界保持一致。该实例的路由可以用图3表示： 图3路由实例图解 、 图2 VRML的执行模式结构图 Script节点还可以通过url域引入Java程序(．class 文件)进行事件处理。Script节点把处理的结果作 为出事件传递数据，继续路由到其他需要该数据的 节点，比如传递给节点实体改变它的位置、形状，由 外部程序接口写入的直接事件不需要路由传递可以 直接作用于场景，但其他执行过程都是一样的。若 需要外部程序的响应，该程序应该有能够读取节点 出事件域数据的接口。 2应用VRML创建立体网页的过程 1)源程序的编写。VRML源文件是一种 ASCII码的描述语言，可以使用一般计算机中都具 有的文本编译器编写VRML源程序，保存为*．wrl 为后缀名的文件格式就行，这种方法设计的效率不 高。VRML专用编辑器一般采用VrmlPad，Vrml- Pad自带压缩功能将文件进行压缩，具体操作步骤 是：单击“File”一>“Save As”菜单，在弹出的“Save As”对话框中选中“Compress”选项，单击“Save”按 钮之后，即可完成VRML文件的优化压缩。3DS MAX、DXF等图形软件可以导出VRML文件，命令 export，保存为*．wrl后缀名的文件。 ，．2)VRML文件的发布。VRML文件运行无误 后，就可以发布到网络上，一般它与HTML一起使 用，主要有两种方法，一是在网页的HTML源文件 中加入“…<／embed>”标签；二是使用 超链接方法，通过A href属性将VRML文件和相 TodehSensor节点创建了一个检测用户动作、 应的文字或图片相链接。 并将其转化后输出，以触发一个动画的检测器，它是 二3)观看。用户要观看VRML文件的内容，还需 用来检测用户触摸事件的检测器。当用户的鼠标点 要应用VRML浏览器，VRML浏览器分为两种：一 击被感知的三维对象时，将引发一个isActive事件， 种是IE3．0或Netscape Navigator3．0以上版本，这 检测器被激活，touchTime事件出口将系统的当前 些浏览器自带了VRML浏览器；另一种就通过在普 时间发送给Script节点的入事件域touchTime，经 通浏览器中安装VRML浏览器插件。 过JavaScript脚本语言处理后，产生一个布尔型出 通过以上几个步骤，你就可以创建立体网页与 事件enabled—changed，传递到时间检测器TimeS— ˝ • ‰ ˚ 

一 64 甘肃科技 第24卷 ensor，作为改变时间检测器的信号。TimeSensor的 现技术相比，在构建Web虚拟场景方面，VRML具 初始状态是处于开启的，并且不断地运行。当用户 有很强的能力。并且，可以嵌入Java、JavaScript等 第一次点击鼠标后，TimeSensor内的enabled值变 语言，其表现能力得到极大的扩充，不仅仅限于虚拟 成FALSE，时间检测器则停止运行。上面的程序 的三维场景，还能实现动画，更为重要的是，它能够 中，就是使用JavaScript程序不断地控制TimeSen- 实现人机交互，形成更为逼真的虚拟环境。_|-，!。，。 sot节点中的enabled字段的值，使其在断和续之间 VRML的出现及其发展改变了网络的二维平 不断循环。在每个cycleInterval周期的开始，时间 面世界，实现真正的三维立体网络世界、动态交互与 传感器发出fration—changed事件(值为o)，一个周 智能感知，是计算机网络、多媒体技术与人工智能等 期内，浏览器允许传感器产生一个事件时(通常每帧 技术的完美结合，已成为把握未来网络、多媒体及人 一次)，fration_changed的值从0增加到1，1表明当 工智能的关键技术。’ 前周期已完成，新的周期开始。0rientationInterpo— 参考文献： lator节点用来描述一系列在动画中使用的旋转值。 该节点不创建任何造型，在一组SFRotation值之间 [1]吴启迪．系统仿真与虚拟现实[M]．北京：化学工业出 版社，2002．10． ．， 进行插值，通过使用该节点，可以使造型旋转。Ori— [23严子翔．VRML虚拟现实网页语言[M]．北京：清华大 entationInterpolator节点中的Key域的值指定了一 学出版社，2001．8． 。 张浮点时刻关键值列表，与从TimeSensor接受到的 [3] 申蔚，夏立文．虚拟现实技术[M]．北京：北京希望电子 set_fraction对应：时刻值一般在0．0和1．0之间 取值。keyValue域的值指定了一个旋转关键值的 列表。每一个旋转关键值是一个4个值的组。前三 个值指定了一个旋转轴的X、Y和Z分量，第四个值 指定了旋转轴的一个旋转角度。当人事件set_frac— tion接受到一个时刻值时，OrientationInterpoIator 节点根据关键时刻列表和与其对应的关键旋转值列 出版社，2002．9．。 [4]韦有双，杨湘龙，王飞．虚拟现实与系统仿真[M]．北 京：国防工业出版社，2004．1． [5]胡小强．虚拟现实技术[M]．北京：北京邮电大学出版 社，2005．7．’。 一‘ [6]赛博科技工作室．VRML与JAVA编程技术[M]．北 京：人民邮电出版社，2002．1． [7]白忠建，敬万均．VRML教学演示系统[J]：计算机应 表，计算出一个关键旋转值子列表，并通过value— 用，2000增刊，20(8)：250-252． changed事件出口输出新算出的旋转列表。该旋转 [8]唐军芳，赵方．基于VRML的多媒体课件制作[J]．浙 列表中的值经过路由传递到实体风车的叶，风车就 江树人大学学报，2006，6(1)：13—16． 按该旋转列表所规定的方向进行转动。 4结论’ 虚拟现实建模语言VRML的设计源于虚拟现 实技术。与其他在Web中实现虚拟现实环境的实 [9]洪炳熔，蔡则苏，唐好选．虚拟现实及其应用[M]．北 京：国防工业出版社．2005．5． 。， [10] 黄文丽，卢碧红，杨志刚．VRML语言入门与应用 [M]．北京：中国铁道出版社，2003．11． ，… (上接第102页)工作的各个环节、步骤，而且还应 务工作方面，都要努力做到人元我有，人有我优，人 掌握各门类档案、各种载体档案的管理方法，在务实 优我新，使档案工作常常变，时时新，这样才能使档 基础上促进创新，努力使专职档案人员成为一名掌 握科学的、先进的工作方法，一专多能的档案工作人 案工作立于不败之地。 参考文献：’r‘ 才i．．’ ，、} [1]周向群．档案工作在创新中发展．秘书工作，2002， 1综上所述，只有不断地创新，档案工作才能有高 (10)． 度、有特色，档案事业才能真正实现可持续发展。因 [2]苟桂英，张建茹．创新是档案工作求发展的必由之路． 此，档案部门无论是在业务工作方面，还是在管理服 兰台世界，2007，(9)．’，．+ ˝ • ‰ ˚