畢業設計論文基于Java3D的網絡三維技術的設計與實現摘要:互聯網的出現及飛速發展使IT業的各個領域發生了深刻的變化，它必然引發一些新技術的出現。3D圖形技術并不是一個新話題，在圖形工作站以至于PC機上早已日臻成熟，并已應用到各個領域。然而互聯網的出現，卻使3D圖形技術發生了和正在發生著微妙而深刻的變化。Web3D協會（前身是VRML協會）最先使用Web3D術語，這一術語的出現反映了這種變化的全貌，沒有人能嚴格定義Web3D，在這里我們把Web3D理解為：互聯網上的3D圖形技術，互聯網代表了未來的新技術，很明顯，3D圖形和動畫將在互聯網上占有重要的地位。Java3DAPI是Sun定義的用于實現3D顯示的接口。使用Java的重要理由之一是它的平臺無關性。Java3D提供了基于Java的上層接口。Java3D把OpenGL和DirectX這些底層技術包裝在Java接口中。這種全新的設計使3D技術變得不再繁瑣并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架構，這些特性保證了Java3D技術強大的擴展性本文以Java3D為開發平臺，利用Java語言強大的網絡功能，實現了在網頁上對3D動畫進行顯示和操作。關鍵字:Java3D、Web3D、三維Abstract:TheInternetappearanceandtherapiddevelopmentcausedeachdomaintoITindustryhavethedeeptransformation,itinitiatedsomenewtechnicalinevitablytheappearance.The3Dgraphtechnologyisnotanewtopic,inthegraphworkstationdowntoonPCmachinealreadymoreordaymatured,andhasappliedtoeachdomain.HowevertheInternetappearance,causedthe3Dgraphtechnologytooccuractuallyandisoccurringisbeingsubtlebutthedeeptransformation.TheWeb3Dassociation(predecessoristheVRMLassociation)usestheWeb3Dterminologyfirst,thisterminologyappearancehadreflectedthiskindofchangecompletepicture,nobodycanstrictlydefineWeb3D,inherewedotheWeb3Dunderstandingis:OntheInternet3Dgraphtechnology,theInternethasrepresentedthefuturenewtechnology,isveryobvious,the3DgraphandtheanimationwillholdtheimportantstatusontheInternet.Java3DAPIistheSundefinitionusesinrealizingthe3Ddemonstrationconnection.UsesoneofJavaimportantreasonsisitsplatformirrelevant.Java3DhasprovidedbasedontheJavaupperformationconnection.Java3D畢業設計論文OpenGLandDirectXthesefirstfloortechnologypackinginJavaconnection.Thiskindofbrand-newdesigncausesthe3DtechnologytochangenolongertediouslyandmayjointoJ2SE,theJ2EEentirewrapoverheadconstruction,thesecharacteristicshaveguaranteedtheJava3Dtechnologyformidableextension.ThisarticledevelopstheplatformtakeJava3D,usestheJavalanguageformidablenetworkfunctionnf,realizedhascarriedonthedemonstrationandtheoperationonthehomepagetothe3Danimation.Keyword:Java3D,Web3D,3D畢業設計論文目錄基于JAVA3D的網絡三維技術的設計與實現.1摘要:.1ABSTRACT:.1第一章緒論.51.1引言.51.2互聯網3D圖形技術的應用.51.3JAVA3D在WEB中的成功.6第二章JAVA3D技術的簡介.72.1JAVA3D概述.72.1.1Java3D簡介.72.1.2Java3D與其他三維技術的比較.72.2JAVA3D的場景圖結構.92.2.1虛擬宇宙（VirtualUniverse）.102.2.2Java3D的坐標系統.102.2.3場景（Locale）.122.3實現三維世界.132.3.1Java3D的觀察模式.132.3.2Java3D中用來定義觀察的對象.142.3.3在三維世界中建立、移動觀察點.162.3.4Java3D的網絡基礎.17第三章實現JAVA3D結構體系的方法.183.1總體設計.183.2基本形體的生成.183.2.1平板的生成.183.2.2立方體的生成.183.2.3圓錐的生成.193.2.4球體的生成.193.2.5.圓柱體的生成.193.3點、線、面的生成.203.3.1點的生成.203.3.2直線的生成.21畢業設計論文3.3.3面的生成.213.4外部復雜形體的調用.213.5背景變換的實現方法.223.5.1燈光.223.5.2紋理貼圖.233.5.3霧.243.6動畫的生成.24第四章JAVA3D場景的實現.244.1JAVA3D的實現流程.244.2JAVA3D的建模.254.2.1生成場景：.254.2.2Temple的圓柱體的構建.264.2.3Tower的構建.274.3動畫的實現.294.3.1調用galleon.obj文件.294.3.2物體轉動.294.3.3場景的移動.304.4背景變換.314.4.1創建燈光.314.4.2創建背景圖片.344.4.3指數霧.354.4.4背景音樂.364.5在網頁上顯示3D圖形.37第五章實踐和展望.395.1WEB3D技術發展前景.395.2論文總結.錯誤!未定義書簽。參考文獻.錯誤!未定義書簽。畢業設計論文第一章緒論1.1引言互聯網的出現及飛速發展使IT業的各個領域發生了深刻的變化，它必然引發一些新技術的出現。3D圖形技術并不是一個新話題，在圖形工作站以至于PC機上早已日臻成熟，并已應用到各個領域。然而互聯網的出現，卻使3D圖形技術發生了和正在發生著微妙而深刻的變化。Web3D協會（前身是VRML協會）最先使用Web3D術語，這一術語的出現反映了這種變化的全貌，沒有人能嚴格定義Web3D，在這里我們把Web3D理解為：互聯網上的3D圖形技術，互聯網代表了未來的新技術，很明顯，3D圖形和動畫將在互聯網上占有重要的地位。1.2互聯網3D圖形技術的應用當前，互聯網上的圖形仍以2D圖像為主流。但是，3D圖形必將在互聯網上占有重要地位。互聯網上的交互式3D圖形技術-Web3D正在取得新的進展，正在脫離本地主機的3D圖形，而形成自己獨立的框架。互聯網的需求是它發展的動力。互聯網的內容提供商和商業網站不斷使用新的工具與技術使網站更具吸引力，Web3D圖形是最新的和最具魅力的技術。Web3D圖形將在互聯網上有廣泛應用，從目前的趨勢來看主要有：1.電子商務：用3D圖形展示商品，更能吸引客戶。虛擬商場是人們熱中的話題。客戶可以在虛擬商場中漫游，挑選商品。許多Web3D圖形技術的軟件廠商是瞄準了電子商務的，如cult3D和viewpoint，其圖形技術主要是用于商品的3D展示，您甚至于可以在網上操作或使用要購買的商品。然而，Web3D圖形的商業利益究竟有多大，網上的商品銷售商只有在能增加銷售額的情況下，才肯出資制作Web3D圖形。2.聯機娛樂休閑與游戲：多用戶聯機3D游戲將搬上互聯網，現在您已經可以在網上經歷簡單的賽車或空中射擊游戲，下載文件不超過2M。當然，如果您想運行大的聯機游戲仍然需要CD-ROM的支持。娛樂休閑網站對Web3D圖形有更多的需求，如：城市景觀或風景點的虛擬旅游，虛擬博物館，展覽會，藝術畫廊等等。3.醫學：醫療培訓，醫療商業的B2B和B2，許多醫學圖像的處理將使用Web3D圖形技術。4.地理信息系統的數據可視化：將GIS與Web3D結合起來，可以在互聯網上建立許多應用系統，如地圖，導游，城市建設，交通運輸等等。畢業設計論文5.多用戶虛擬社區（virtual-community）：虛擬社區是建立一個大型的虛擬場景，每個虛擬場景的訪問者都可以指定一個替身，替身在場景中可以漫游。當幾個遠程訪問者同時訪問虛擬社區時，它們可以用語音或文字通訊。虛擬社區可以是一個會場，教室，俱樂部，展覽會，畫廊等。它真正實現了虛擬現實，在互聯網上仿真虛擬社會的各種活動，分布在世界各地的人可以借助互聯網開展各種文化科技，娛樂活動。而此時虛擬場景就是他們的三維環境。虛擬社區很可能是Web3D圖形在互聯網上的一種主要應用形式。現在，已有幾家公司推出了自己虛擬社區及全套的解決方案，如Blaxxun,AdobeAtmosphere.Geometrek，Cybertown，OuterWorlds，berkom，ActiveWorlds，iCity，pointworlds等。它們除了提供虛擬場景制作以外，還提供：服務器管理，通訊管理，用戶管理等功能。Blaxxun公司VirtualWorldsPlatform5.1服務器已經有許多網站用它建立虛擬社區。1.3JAVA3D在Web中的成功Java在互聯網上幾乎隨處可見，而它在3D圖形上正在顯示出更大的威力。使用Java的重要理由之一是它的平臺無關性。它的平臺無關性來自于Java只需部分編譯，負責編譯Java程序的叫做JavaVirtualMachine(JVM)，不同的平臺有它自己JVM，處理與平臺相關的功能。因此，只要支持JVM，就能運行JAVA小程序。兩種最有名的瀏覽器Netscape和IE3都支持JVM（Java1.0.2）。因此用Java制作的3D圖形幾乎都可以在互聯網的瀏覽器上顯示。令人遺憾的是:微軟在它的未來極具發展前景的WindowXP中不再預裝JVM，由此引起的麻煩是巨大的:要運行基于JAVA的應用，就必須安裝JVM，這顯然比安裝一個插件更麻煩。由于全世界有90%的人上網使用微軟不要錢的瀏覽器IE，而Web3D的渲染引擎插件又必須安裝在IE上。面對Web3D技術未來的發展潛力，軟件巨人微軟作何打算我們不得而知。ShoutInteractiveandBlaxxun兩個公司使用純Java技術開發了實時渲染引擎（大小只有50K），這個小小的JAVA小程序，不僅在網上自動下載，而且可以在客戶端實時渲染3D場景，逐幀顯示動態的3D圖像。ShoutInteractiveandBlaxxun為用戶擴充自己的3D圖形功能預留了極大的空間。兩個公司并沒有拋棄VRML，ShoutInteractive公司可以接受VRML文件，并把它變成自己的文件格式，Blaxxun公司的軟件可以直接運行VRML。當然，Shout3D的小巧靈活并不是沒有代價的：它簡化了VRML的功能，VRML的一些功能不能用小小50K的Java來實現。可以說這兩個公司最先在它們的產品中實現了核心的X3D技術。使用這種無插件技術（plug-in）的Shout公司為MacysandExcitewebportal網站制作了栩栩如生如生的3D虛擬時裝模特展示，觀看者用菜單可以選擇：展示的服裝，模特的膚色，發型，步型，甚至于燈光都可畢業設計論文以用菜單即刻更換。觀看者可以用鼠標變換視角，遠近，從各個角度觀看動態展示。而所有的展示文件只有1M-2M，不需下載插件。圖像的質量較好，人物動畫的動作流暢自然。第二章Java3D技術的簡介Java3D用其自己定義的場景圖和觀察模式等技術構造了3D的上層結構，實現了在Java平臺使用三維技術。本章將介紹Java3D特有的兩個重要概念：場景圖（SceneGraph）、觀察模式（ViewModel）。在接口使用上的介紹分為兩部分：說明如何使用Java3D接口；說明如何將Java3D技術與Java原有的Web技術（JSP、Serverlet）相結合，在網頁上實現三維顯示。2.1Java3D概述2.1.1Java3D簡介Java3DAPI是Sun定義的用于實現3D顯示的接口。3D技術是底層的顯示技術，Java3D提供了基于Java的上層接口。Java3D把OpenGL和DirectX這些底層技術包裝在Java接口中。這種全新的設計使3D技術變得不再繁瑣并且可以加入到J2SE、J2EE的整套架構，這些特性保證了Java3D技術強大的擴展性。JAVA3D建立在JAVA2（JAVA1.2)基礎之上，JAVA語言的簡單性