淺談vrml技術(shù)在虛擬物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

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1、淺談VRML技術(shù)在虛擬物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用霍連利HUOLian-li(75660部隊(duì)，桂林541002)(Force75660,Guilin541002,China)摘要院首先提出了一種利用VRML技術(shù)和3Dmax建模制作三維虛擬物理實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計思路，再次分析了制作過程中的困難及解決辦法，最后指明了VRML節(jié)點(diǎn)的交互性及其開發(fā)。Abstract:Firstly,adesignideaofbuildingthree-dimensionalvirtualphysicsexperimentlaboratorybas

2、edonVRMLtechnologyand3Dmaxmodelingwasputforward;Secondly,thedifficultiesandsolutionsintheprocessofproductionwereintroduced;Finally,theinteractivityofVRMLnodesanditsdevelopmentwereelaborated.關(guān)鍵詞院虛擬物理實(shí)驗(yàn);VRML;三維虛擬世界;節(jié)、6:;交互性Keywords:virtualphysicsexperiment；VR

3、ML；3Dvirtualworld；nodes；interactivity中圖分類號院0411.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼院A文章編號院1006-4311(2014)31-0282-020引言作為當(dāng)今媒體技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)之一，Internet上的三維虛擬世界，立足于不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)之上融合多種技術(shù)結(jié)果，開辟人類交流的新領(lǐng)域，不僅可以在虛擬場景中做到實(shí)時的人機(jī)交互，而且真實(shí)感和臨場感是它的最大特點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)遍布于丙方發(fā)達(dá)國家的各種領(lǐng)域中。木文就三維虛擬世界在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別是對遠(yuǎn)程虛擬物理實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計思路做了一

4、些探討，給出一種應(yīng)用VRML技術(shù)以及3Dmax技術(shù)制作虛擬物理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計方法。1VRML簡介VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是一種用于建立真實(shí)場景或三維場景的建模語言，它和HTML—樣，是一種ASCII碼描述語言，具有較好的硬件平臺無關(guān)性。該語言通過文字描繪定義霧、動畫、光、紋理映射等概念，然后再通過創(chuàng)建一個在三維空間中航行的命令，這些指令由再現(xiàn)器(Render,一個內(nèi)置于Internet瀏覽器中或外部的程序)解釋執(zhí)行。1997年12月正式發(fā)布VRML作為國際標(biāo)準(zhǔn)，19

5、98年1月正式獲得國家標(biāo)準(zhǔn)組織ISO批準(zhǔn)，簡稱VRMLoVRML文件通常由文件頭(Header)、事件的路由(Route)和場景圖(SceneGraph)組成。文件頭表明其遵循的國際標(biāo)準(zhǔn)及文件的屬性。事件的路由可以將一些節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的吋間傳給另外的節(jié)點(diǎn)，從而使物體產(chǎn)生改變顏色、發(fā)出聲音等特殊效果，使或三維空間里的物體產(chǎn)生運(yùn)動。場景圖定義了三維空間的物體及蘇屬性。由于通過VRML可以將復(fù)雜的3D術(shù)語轉(zhuǎn)換成動態(tài)虛擬場景，尤其是其可跨平臺性和交互性強(qiáng)，從而使虛擬現(xiàn)實(shí)(VR,VirtualReality)在Interne

6、t上的應(yīng)用更加廣泛。2構(gòu)建虛擬世界雖然VRML文件比較小，用戶在創(chuàng)建虛擬場景時，較為閑難的是如何構(gòu)建-個相對復(fù)雜的三維幾何體。讓閑難加倍的是，一切都需要用戶從幾種最基本的幾何體入手，因?yàn)閂RML并沒有提供更高級的幾何造型。因此，這就需要一個頗為有效的VRML生成工具。一般情況下，三維虛擬世界的建立依據(jù)的是現(xiàn)有的商業(yè)CAD軟件。比如，在具體實(shí)踐中，我們可以提供最常用的VRML輸出接口，而II具冇即時修改和所見即所得的特點(diǎn)［3］。我們用3Dmax與VRML相結(jié)合的方法來進(jìn)行演示制作。構(gòu)建成一個基于VRML的三維虛

7、擬世界需要我們在操作過程中，制作與修改同時進(jìn)行。具體流程如圖1所示。構(gòu)建虛擬世界的具體操作：淤在3Dmax環(huán)境下制作動畫及三維模型。對于那些比較復(fù)雜的機(jī)械零部件要先用AuCAD來建模，然后通過3Dmax制作動畫。于優(yōu)化處理三維場景。3Dmax語言提供的優(yōu)化器用來優(yōu)化三維場景。盡可能地減少常用模型的分段數(shù)，以減小文件所占的內(nèi)存空間，當(dāng)然前提是不影響實(shí)際效果。盂VRML文件的輸出。VRML文件的輸出是通過3Dmax軟件文件菜單下的輸出實(shí)現(xiàn)的。榆加入VRML節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)動態(tài)功能控制?；跊]有經(jīng)過任何組織3Dmax輸出

8、的VRML文件，只是一些相對獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)放到了一塊，就沒有辦法對他們進(jìn)行控制。所以，疲該加入VRMLH再用Group、Transform把它們按照層次組織起來，構(gòu)成示意圖；并通過Route語句、TouchSensor節(jié)點(diǎn)和TimeSensor實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)來控制動畫；利用Anchor節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)VRML虛擬世界中不冋視點(diǎn)之間的相互切換等，一般的實(shí)現(xiàn)過程如圖2所示。虞優(yōu)化處理VRML文件代碼。我們對VRML文件代