虛擬現實技術主講：楊文暉虛擬現實技術主講：楊文暉第四章VRML1VRML簡介2VRML編程語法基礎3VRML基本節點編程4群節點創建VRML立體空間造型5VRML場景效果節點編程設計6VRML動態感知虛擬現實節點7VRML通用接口節點8VRML實例編程第四章VRML1VRML簡介1VRML簡介VRML是什么？虛擬現實三維立體網絡程序設計語言VRML（虛擬現實建模語言）VERML的意義？作為第二代網絡程序設計語言的VRML完全改變了網絡的二維平面世界，實現了真正意義上的三維立體網絡世界、動態交互與智能感知等，實現計算機網絡、多媒體及人工智能的完美結合使人們真正感受到計算機網絡世界的無窮魅力1VRML簡介VRML是什么？1.1VRML的發展歷史計算機技術的迅猛發展計算機將人類社會帶人嶄新的信息時代。尤其是計算機網絡的飛速發展；使我們的地球變成了一個地球村早期的網絡系統主要傳送文字、數字等信息，但多媒體技術在網絡上的應用，使目前計算機網絡無法承受如此巨大的信息量。為此，人們開發出信息高速公路，即寬帶網絡系統，而在信息高速公路上馳騁的高速跑車就是VRML虛擬現實建模語言系統，也就是“虛擬現實三維立體網絡程序設計語言”。初級計算、實時控制、事務處理巨型化、微型化、網絡化、智能化、多媒體1.1VRML的發展歷史計算機技術的迅猛發展初級計算VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是什么？虛擬現實建模語言，是一種三維造型和渲染的圖形描述語言，通過創建一個虛擬場景以達到現實中的效果。是一項和多媒體通訊、因特網、虛擬現實等領域密切相關的新技術,用來描述一個目標對象是如何呈現在Web上的。和HTML一樣,VRML也是可由瀏覽器解釋的描述語言,只不過VRML不是描述成一個Page的格式,而是描述成3D環境和目標的布局。它的主要特征有三維性、交互性、動態性、實時性等VRML給網絡帶來了什么？

VRML支持功能大大改變了原來萬維網上單調、交互性較差的弱點，創建一個全新的可進入、可參與的三維虛擬現實世界。VRML(VirtualRealityModelingVRML虛擬現實建模語言用來在網絡上創建逼真的三維虛擬場景。有哪些改進？增強了靜態世界；增加了交互性；增加了動畫功能；增加了編程功能；增加了原形定義功能。

VRML虛擬現實建模語言用來在網絡上創建逼真的三維虛擬場關于場景？對象？節點？實例？VRML是虛擬現實建模語言，是一種三維造型和渲染的圖形描述性語言，它把“虛擬世界”看做一個“場景”，而場景中的一切都被看做“對象”(也稱為節點)，對每一個對象的描述就構成了.wrl文件。本質上是一種面向web，面向對象的三維造型語言，而且它是一種解釋性語言。VRML的對象稱為節點，子節點的集合可以構成復雜的景物。節點可以通過實例得到復用，對它們賦以名字，進行定義后，即可建立動態的VR（虛擬世界）。關于場景？對象？節點？實例？發展歷史發展歷史后期發展？SGI公司，最有影響力的VRML廠商，已經引進Cosmo3D——一個VRML2.0的API，作為其新的工具結構Viper的基礎。SGI公司許多廣為傳播的工具也支持VRML2.0。SunMicrosystem公司，Java的先驅，選擇VRML2.0作為其基于Java的3DAPI——Java3D的功能內核。Microsoft公司已經采納了VRML2.0標準，并已利用DimmensionX基于Java的LiquidReality來生成用于WML2·0測覽的ActiveX組件。IBM公司和Apple公司與ParaGraph公司合作，開發以圖形壓縮為特點的VRML二進制格式，這項工作不僅可以使文件大小減少50%，還可以把VRML使用者的范圍拓寬后期發展？1.2VRML的特點VRML具有的特點？平臺無關性；網絡傳輸高速性；實時性；可擴充性可建模性1.2VRML的特點VRML具有的特點？1.3VRML的發展前景虛擬現實建模語言VRML設計源于虛擬現實技術。虛擬現實技術是20世紀末發展起來的涉及眾多學科的高新技術，它是集計算機、仿真、微電子、傳感與測量技術于一體的高新科技的融合。而虛擬現實建模語言VRML正是利用虛擬現實技術在計算機中創建一種虛擬環境，通過視覺、聽覺、觸覺、味覺、嗅覺及生理反映等感知器，使用戶產生一種與現實生活相同的感受，有身臨其境的感覺，甚至生理感覺，可實現用戶與虛擬現實環境直接進行交互。虛擬現實建模語言VRML涉及計算機網絡、多媒體和人工智能技術三大領域及自然科學、社會科學和哲學。具體地講，虛擬現實環境一般包括計算機圖形學、圖像處理、模式識別、傳感器、語音處理、網絡技術、并行處理、人工智能等高新技術，還涉及天文、地理、數學、物理、化學、美學、醫學、軍事、生理學和心理學等領域。1.3VRML的發展前景虛擬現實建模語言VRML設計源關于Wed3DX3D與VRML？VRML發展已經成為新的國際標準X3D，它在VRML的基礎上做了很多改動。X3D是一種支持XML編碼格式的開放式3D標準,3D數據可以通過網絡實現實時交流，具有可移植性，頁面整合性，易于和下一代的網絡技術整合，另外采用了組件化結構設計減少了系統資源的占用且具有很強的擴展性1998年。VRML組織把自己改名為Web3D組織，同時制訂了一個新的標準，Extensible3D(X3D)，到了2000年春天，Web3D組織完成了VRML到X3D的轉換。X3D整合正在發展的XML、JAVA、流技術等先進技術，包括了更強大、更高效的3D計算能力、渲染質量和傳輸速度關于Wed3DX3D與VRML？

沒有統一標準的Web3D，誰是最后的贏家呢?Java3D和GL4Java（OpenGlForJava）Fluid3DSuperscape（VRT）Vecta3Dpulse3Dblaxxun3D和Shout3DCult3dAtmosphere沒有統一標準的Web3D，誰是最后的贏家呢?Java3D和GL4Java（OpenGlForJava）應用？JAVA3D可用在三維動畫、三維游戲、機械CAD等領域。與VRML的異同點？可以用來編寫三維形體，但和VRML不同，JAVA3D沒有基本形體，利用JAVA3D所帶的UTILITY生成一些基本形體如立方體、球、圓錐等，或者直接調用其他軟件生成的形體可以和VRML一樣，使形體帶有顏色、貼圖。可以產生形體的運動、變化，動態地改變觀測點的位置及視角。可以具有交互作用前景？可以充分利用JAVA語言的強大功能，編寫出復雜的三維應用程序。Java3D和GL4Java（OpenGlForJavaFluid3D應用與特點？Fluid3D并不是一個Web編寫工具，它著眼于強化3D制作平臺的性能。Fluid3D插件填補了市場的一個空白，盡管到目前為止它的應用范圍還相當有限。它的主要功能是可以用來傳輸高度壓縮的3D圖像，而這種圖像的下載通常是相當麻煩和耗時的。它的運用有助于使Web的3D技術更實用和切合實際，使之對桌面用戶而言更有樂趣。Fluid3D應用與特點？Superscape（VRT）應用？SuperscapeVRT是Superscape公司基于Direct3D開發的一個虛擬現實環境編程平臺。特點？它最重要的特點是引入了面向對象技術，結合當前流行的可視化編程界面另外，它還具有很好的擴展性。用戶通過VRT可以創建真正的交互式的3D世界，并通過瀏覽器在本地或Internet上進行瀏覽。Superscape（VRT）應用？Vecta3D應用？它是3DSMAX的一款插件，可生成輸出FLASH的文件與AdobeIllustrator的AI文件。Vecta3D應用？pulse3D應用？Pulse在娛樂游戲領域發展，他瞄準的目標市場也是娛樂業Pusle3D提供了一個多媒體平臺，囊括2D和3D圖形、聲音、文本以及動畫等，特點？Pusle平臺分為三個組件：PuslePlayerPusleProducerPusleCreatorpulse3D應用？Pusle3D的三個組件PuslePlayerPuslePlayer也即播放器插件，除了為IE和Netscape提供的瀏覽器插件外，Pusle還得到了Apple和Realnetwork的支持，在Quicktime和RealPlayer中已經包含了Pulse播放器PusleProducer是用來在三維動畫工具中輸出Pulse所需數據的插件能夠輸出到Pulse3D中的數據包括:幾何體網格、紋理、骨骼變形系統、Morph網格變形動畫、要害幀動畫、音軌信息和攝像機信息等PusleCreator是Pulse3D的總組裝平臺，在導入數據后它負責加入交互性、打光、壓縮、流傳輸和緩存等制作任務Pusle3D的三個組件PuslePlayerblaxxun3D和Shout3D應用？blaxxun3D和Shout3D是一個基于JAVAapplet的渲染引擎，它渲染特定的VRML結點而不需要插件的下載安裝。他們都遵循VRML、X3D規范特點？

Shout3D用插件直接從MAX中輸出3D內容和動畫。

blaxxun3D是BrilliantDigital娛樂公司的產品，給3DStudioMax提供的b3d技術。Brilliant的程序員開發了一個數據壓縮和發布技術,使得使得在窄帶下也能夠實現3D數據流的傳輸。它引入了以對象為基礎的數據庫將數據流和所存貯的數據連接起來。然后角色按情節指令進行動畫。藝術家和動畫師可以直接從3dstudiomax中直接輸出動畫到b3d授權環境下，在那里文件被壓縮并使用Brilliant的數字播放技術發布到web上。blaxxun3D和Shout3D應用？Cult3d定義？位于瑞典的Cycore原是一家為AdobeAfterEffect和其它視頻編輯軟件開發效果插件的公司。為了開發一個運用于電子商務的軟件，Cycore動用了50多名工程師來開發他的流式三維技術。現在，Cycore的Cult3D技術在電子商務領域已經得到了廣泛的推廣運用。和Viewpoint相比，Cult3D的內核是基于JAVA，它可以嵌入JAVA類，利用JAVA來增強交互和擴展，但是對于Viewpoint,他的Xml構架能夠和瀏覽器與數據庫達到方便通信。Cult3D的開發環境比Viewpoint人性化和條理化，開發效率也要高得多Cult3d定義？Atmosphere應用？這是在Adobe公司推出的一個通過互連網連接多用戶的3D環境下的在線聊天工具。在Atmosphere中瀏覽的感覺類似于玩Doom類的3D視頻游戲，不同的是其場景可以通過互聯網讓多個用戶參與，彼此實時地看到對方對象的位置和運動情況，并在線聊天。由于Atmosphere環境提供了對自然重力和碰撞的模擬，使瀏覽的感受極具真實性。Atmosphere應用？Shockwave3D應用？Macromedia公司的Shockwave3D技術已在全球擁有1億多用戶，它包含了Intel的網上3D圖形技術。鑒于Intel和Macromedia在業界的地位，Shockwave3D得到了眾多軟硬件廠商的支持，包括ATI和nVidia公司也在其新發布的顯示芯片中提供了對Shockwave3D硬件加速的支持。已推出的MacromediaDirectorShockwaveStudio8.5開發工具中，最重大的改變就是加入了Shockwave3D引擎。Shockwave3D技術具有以下特點：支持骨骼變形系統；支持次細分表面，可以根據客戶端機器性能自動增減模型精度；支持平滑表面、照片質量的紋理、卡通渲染模式;支持煙、火、水等非凡效果；具有強大的交互能力等。由于Shockwave3D在畫面生成質量上還無法與VET和Cult3D抗衡，因此在產品展示應用領域它并不具備優勢，其主要用場將是需要復雜交互性控制能力的娛樂游戲和教育領域Shockwave3D應用？VET（ViewpointExperienceTechnology）前身是由Metastream和Intel合作開發的Metastream技術，在Metastream收購了Viewpoint公司后就采用了該新名稱。早在Metastream2.0版中，其技術優勢就已經表現出來。它生成的文件格式非常小，3D多邊形網格結構具有可伸縮和流傳輸的特性，非常適于在網絡上傳輸。在其3D數據的下載過程中，可以看到一個低精度的粗糙模型逐步轉化為完整的高精度模型。VET（即Metastream3.0）在老版本基礎上進行了推陳出新，其結構上有兩部分：存儲3D數據和貼圖數據的mts文件、對場景參數和交互進行描述的基于XML的mtx文件。VET具有一個純軟件的高質量實時渲染引擎，渲染效果接近真實而不需要任何的硬件加速設備。VET可以和用戶發生交互操作，通過鼠標或瀏覽器事件引發一段動畫或是一個狀態的改變，從而動態地演示一個交互過程。目前，該技術主要被許多企業或電子商務網站所采用，來進行產品宣傳或商品展示。VET（ViewpointExperienceTechn1.4VRML瀏覽器

VRML文件需要通過VRML文件的瀏覽器支持才能運行，支持VRML文件的瀏覽器有很多，常見的有：MicrosoftVRML瀏覽器Cosmo播放器這兩款瀏覽器的操作按鈕功能相似，但這兩款瀏覽器(播放器)所定義的初始視點不同，所以同一VRML文件所顯示的VRML場景不盡相同。在這個瀏覽器能正常瀏覽而在另一個瀏覽器中則不能正常運行的情況。1.4VRML瀏覽器VRML文件需要通過VRML文件1.5VRML編輯器用記事本來編寫源程序VRMLPad專用編輯器由ParallelGraphics公司開發的VRML開發工具1.5VRML編輯器用記事本來編寫源程序2

VRML編程語法基礎介紹VRML的文件結構、文件頭及注釋等VRML文件主要由節點、事件、場景、原型、腳本及路由等組成，其中節點又由域名、域值及域值類型組成；介紹VRML立體空間的計量單位，包括立體空間坐標、長度單位、角度單位及立體空間的顏色等節點集2VRML編程語法基礎介紹VRML的文件結構、文件頭及注2.1VRML基本概念虛擬現實三維立體網絡(頁)程序設計語言VRML涉及有關的基本概念和名詞包括:節點域事件路由原型場景腳本它是編寫VRML的基礎。2.1VRML基本概念虛擬現實三維立體網絡(頁)程序設什么是節點？

節點是VRML文件最基本的組成要素，是VRML文件基本的組成部分。節點是對客觀世界中各種事物、對象、概念的抽象描述。VRML文件就是由許多節點之間并列或層層嵌套而構成的什么是節點？什么是事件？每一個節點一般都有兩種事件，即一個“入事件”和一個“出事件”。在多數情況下，事件只是一個要改變域值的請求:“入事件”請求節點改變自己某個域的值“出事件”則是請求別的節點改變它的某個域值。什么是事件？什么是原型？原型是用戶建立的一種新的節點類型,而不是一種“節點”。進行了原型定義就相當于擴充了VRML的標準節點類型集。節點的原型是節點對其中的域、入事件和出事件的聲明，可以通過原型擴充VRML節點類型集原型的定義可以包含在使用該原型的文件中，也可以在外部定義原型可以根據其他的VRML節點來定義，也可以利用特定于瀏覽器的擴展機制來定義。什么是原型？什么是物體的造型？物體的造型，即場景圖由描述對象及其屬性的節點組成。在場景圖中，一類是由節點構成的層次體系組成；另一類是由節點事件和路由構成。什么是物體的造型？什么是腳本？腳本是一套程序，與其他高級語言或數據庫的接口。在VRML中可以用Script節點利用Java或JavaScript語言編寫的程序腳本來擴充VRML的功能。腳本通常作為一個事件級聯的一部分而執行，腳本可以接受事件，處理事件中的信息，還可以產生基于處理結果的輸出事件。什么是腳本？

什么是路由？路由是產生事件和接受事件的節點之間的連接通道。路由不是節點，路由說明是為了確立被指定的域的事件之間的路徑而人為設定的框架。路由說明可以在VRML文件的頂部，也可以在文件節點的某一個域中。在VRML文件中路由說明與路徑無關，它既可以在源節點之前，也可以在目標節點之后，在一個節點中進行說明，與該節點無任何聯系。路由的作用是將各個不同的節點聯系在一起，使虛擬空間具有更好的交互性、立體感、動感性和靈活性。什么是路由？什么是事件體系？在場景圖中，除了節點構成的層次體系結構外，還有一個“事件體系”。事件體系由相互通信的節點組成。在大多數的VRML節點中每一個事件都有一個輸入和輸出接口。輸入接口就是能夠接收事件的節點，稱為eventIn，即入事件(也稱事件入口)；輸出接口就是發送事件的節點，稱為eventOut，即為出事件(也稱事件出口)。一個節點一般具有多個不同的入事件和出事件，但有一些節點不同時具有這兩種事件。入事件和出事件通過路徑相連，這就是VRML文件除節點外的另一基本組成部分路由(ROUTE)。ROUTE語句把事件出口和事件入口聯系起來，從而構成了“事件體系”。什么是事件體系？2.2VRML立體空間計量單位虛擬現實建模語言(VRML)要創建立體背景空間和立體造型空間就需要定位需要立體空間坐標系相應的長度角度單位顏色2.2VRML立體空間計量單位虛擬現實建模語言(VR2.2.1VRML立體空間坐標系

VRML立體空間物體造型定位依靠VRML立體空間坐標系來實現。這些坐標軸為每個空間物體的造型定義了一個坐標系。它包括：X軸、Y軸、Z軸X軸、Y軸和Z軸相交的點構成了該坐標系的原點X軸的正方向指向右邊，Y軸的正方向指向正上方，Z軸的正方向指向前方(即瀏覽者)，如圖2-1所示。空間物體的造型在該坐標系中的位置由相對于該坐標原點的三維坐標來確定。xzy圖2-1空間坐標系2.2.1VRML立體空間坐標系VRML立體空間物體造型2.2.2VRML長度單位VRML三維立體空間長度單位是統一的，只有一個單位標量，即VRML單位。

VRML單位并不是一個絕對的尺寸大小。VRML尺寸和現實中的長度單位不具有任何可比性，只有在VRML單位間才具有可比性

VRML單位一般比實際的長度單位要小。在實際開發工作中，考慮到多個開發者在開發中協調統一的工作，通常都指定一個統一的參考標準，即以實際中的長度單位為準。2.2.2VRML長度單位VRML三維立體空間長度單位是統2.2.3VRML角度單位在VRML立體空間中使用的角度單位不是普通的角度，而是通常所使用的弧度。當在VRML使用角度單位時，先將角度單位換算成弧度單位后，再將其編寫入VRML源程序中。常用的角度與弧度換算表如表2?1所示。2.2.3VRML角度單位在VRML立體空間中使用的角度2.2.4VRML空間立體著色

VRML三維立體空間的著色，無論是立體空間背景、光線的顏色，還是立體空間中的各種物體，它們的顏色都是由3種基本顏色組合而成紅、綠、藍(RGB)。紅、綠、藍(RGB)3種基本顏色對應3個浮點數，它們的域值分別在0.0—1.0之間。紅、綠、藍3種顏色組成各種各樣姹紫嫣紅的“顏色”，如下表所示。2.2.4VRML空間立體著色VRML三維立體空間

VRML文件語法

VRML文件語法主要包括哪些？VRML文件頭、節點、原型、造型、腳本和路由等是否每一個VRML文件都必須包含這6個部分？只有VRML文件頭是必需的，而其他項不一定是必需的。他們相互之間的關系？VRML立體空間的場景和造型是由節點構成的，再通過路由實現動態交互和感知，或者使用腳本文件與外部接口進行動態交互。在軟件開發中，根據不同的實際情況編寫不同的VRML程序，它所包含的成分也可能不同。在VRML文件中，“節點”是VRML核心、靈魂，如果沒有節點，VRML也就不存在了。VRML文件語法VRML文件語法主要包括哪些？VRML工作原理圖VRML工作原理圖VRML文件VRML文件可由文本編輯器編寫或由VrmPad專用編輯器編寫，其VRML文件擴展名為.wrl或.wrz，其中使用較多的是.wrl文件。任何擴展名為.wrl文件都是VRML文件。通過VRML瀏覽器可以直接運行VRML文件。

VRML文件名全稱為：***.wrl或***.wrz。

VRML文件VRML文件可由文本編輯器編寫或由VrmPad專VRML文件結構

VRML文件的語法結構由VRML文件頭、節點、事件、腳本和路由等組成。“節點”可以由一個或多個組成，也可以創建新的節點，即原型節點。VRML文件結構VRML文件的語法結構由VRML文件頭、節VRML文件語法結構

#VRMLV2.0utf8#VRML文件在第一行必須有的頭文件節點名{#VRML中各種類型“節點”域域值

#相應“節點”的“域”和“域值”

……

}Script{#腳本Script節點

}ROUTE#路由：把入事件與出事件聯系起來在VRML文件結構中，突出軟件工程的設計思想，使VRML文件結構設計層次清晰結構嚴謹、條理清楚，使讀者、用戶易于理解和掌握。VRML文件語法結構#VRMLV2.0utf8VRML文件頭在每一個VRML文件中，頭文件是必需的，且位于VRML文件的第一行。

VRML文件頭語法結構定義：VRML文件頭

#VRMLV2.0utf8

在VRML文件頭相當于高級語言C程序中的主函數的作用VRML文件頭包含4個部分,每一部分代表一定含義。

(1)以#開頭，這里#不是注釋含義，而是VRML文件頭的一部分。

(2)“VRML”告述瀏覽器該文件是一個VRML文件。

(3)“V2.0”告訴瀏覽器該VRML文件遵循VRML規范的2.0版本

(4)“utf8”表示該瀏覽器VRML文件是一個使用國際UTF?8字符集。VRML文件頭在每一個VRML文件中，頭文件是必需的，且位關于注釋VRML文件的注釋部分以一個符號“#”開頭，結束于該行的末尾，當注釋信息多于一行時，將產生語法錯誤，因為VRML不支持多行注釋信息。瀏覽器在瀏覽VRML文件時將跳過“#”后面的所有內容。瀏覽器在瀏覽VRML文件時將自動忽略VRML文件中的所有空格和空行。開發人員可根據軟件開發的結構和思想編寫VRML源程序。關于注釋節點(Node)和域VRML文件中的節點是VRML文件中最基本的單位，是VRML精髓與核心。每個節點包含子節點和描述節點屬性的“域名”或“域值”。在高級語言中稱為變量、數組等，在數據庫中常稱為字段。單一節點語法定義：節點名{

域名域值#域值類型說明

……}

節點由節點名、一對花括號組成，花括號內又包括節點的域名、域值及域值類型節點(Node)和域VRML文件中的節點是VRML文件中最基節點中包括“域”、“域值”或子節點。根據語法結構的要求，節點之間可以并列或層層嵌套使用。不同作用的節點有著不同語法結構，父節點包括“域”、“域值”或子節點，子節點中也包含“域”、“域值”等。“域”分為兩種：一種為“域”(field)；另一種稱為“暴露域”(exposeField)。可以單值也可以多值。“域”相當于高級語言中的普通變量；而“暴露域”相當于C語言中的外部變量，相當于可視編程VC++語言類中的公共變量或公共函數。虛擬現實技術課件第四章群節點在同一“節點”中的域遵循如下規則：同一節點中的各個域之間無先后次序之分；節點中的各個域均有自己相應的默認值；不同的域對應不同的域值類型。域名：域的標識符叫域名，在節點作用域的范圍內，域名是惟一的，也是VRML的保留字或關鍵字。在同一“節點”中的域遵循如下規則：以下是常見的兩類域名的域值類型前綴。單值類型的域名，以“SF”開始，它只包含單值。單值：可以是一個獨立的數，也可以是一個向量、顏色的幾個數等，甚至可以是一幅圖像數據。還有一種多值域名以“MF”開始，它包含多個值，所以叫多值域名。在VRML文件中，表示多域值的方法是：整個用方括號括起來的一系列用逗號和空格間隔開的單值；如果一個多值域不包含任何值，則只標出方括號“[]”；如果一個多值域，恰好只包含一個數，可以不寫括號，直接寫該值。skycolor[0.21.01.00.60.81.01.00.20.5]虛擬現實技術課件第四章群節點在VRML文件中各個節點語法的各種“域值類型”詳細說明：單值域類型名用“SF”表示；多值域名稱用“MF”表示。

1．SFBoolSFBool域是一個單值布爾量，常用于開啟或關閉一個節點的性質特征。SFBool域輸出事件的默認值為TRUE(真)，否則為FALSE(假)。

2．SFInt32和MFInt32SFInt32域是單值含有32位的整數，一個SFInt32值由一個十進制或十六進制格式（0X開頭）的整數。SFInt32域的輸出事件的初始值是0。

MFInt32域是一個多值域，由任意數量的以逗號或空格分割的整數組成。MFInt32域輸出事件的初始值是[]。其余的用表表示：在VRML文件中各個節點語法的各種“域值類型”詳細說明：域值類型簡要說明

SFBool 開關值 值為TRUE或FALSE

SFFloat/MFFloat 單值單精度浮點值/多值單精度浮點值有正負之分SFColor/MFColor 顏色值 值為3個浮點數(RGB)

SFRotation/MF 旋轉值 前3個指定旋轉坐標Rotation軸，第四個指定旋轉角。

SFString/MFString字符串

SFVec2f/MFVec2f 二維浮點矢量 2個浮點值

SFVec3f/MFVec3f 三維浮點矢量 3個浮點值

SFInt32/MFInt32 32位正整數

SFImage圖像值

SFTime時間值 1970年1月1日開始。

SFNode/MFNode結點值 用于表明一個屬性節點域值類型簡要說明

SFBoo節點名的重定義和重用意義？減少VRML代碼的編寫量，對重復的造型或多個同樣的造型在場景中多次出現時，通過定義這個造型節點，然后再重復調用該節點。定義節點名稱DEF節點名節點類型{}appearance

DEFBtexiAppearance{……}引用節點USE節點名USEBtexi不能用于節點名稱的單詞：DEF,EXTERNPROTO，FALSE,IS,NULL,PROTO,ROUTETO,TRUE,USE,eventIneventOut,exposedField,field節點名的使用有如下規定：不區分大小寫、不能以數字開頭、不能帶有非印刷的ASCII字符、不能包括單引號、雙引號、數字運算符或英鎊符號節點名的重定義和重用意義？事件、路由和腳本一個節點一般都有哪些事件?一個“入事件eventIn”，一個“出事件eventOut”事件的作用是什么？入事件：請求節點改變自己的某個域的值出事件：請求別的節點改變它的某個域值事件的命名規則大部分入事件以set_開頭，但是addCildren和removeChildren除外大部分出事件以_changed結尾，SFBool類型的除外，它以is開頭，例如isActive如果入事件和出事件的形式為SFTime，那就不再使用set或者changed，例如bindTime和touchTime事件、路由和腳本一個節點一般都有哪些事件?路由的作用連接一個節點的入事件和出事件的節點之間的通道說明被指定域的一個事件如何從某個節點到達另一個節點，將不同節點聯系起來，使空間具有更好的交互性、立體感、動態感和靈活性路由在綁定節點時的注意事項兩個節點的路由在沒有被觸發之前一直都處于休眠狀態，被觸發后事件從輸出接口的節點輸出，通過路由傳送到輸入接口節點，引發VR的某種變化入事件和出事件同樣具有自己的數值類型綁定多個節點，創建復雜的路線，實現更真實的交互。路由的作用腳本的作用是什么？節點間存在路由，事件可以通過路徑在節點間傳遞，腳本可以對事件與路由進行編程設計。腳本接受事件，處理事件中的信息，產生基于處理結果的輸出事件。

腳本的作用是什么？VRML節點集Shape模型節點紋理映射節點群節點環境、影音與視點導航效果節點規范化接口節點動態交互感知節點創建新的VRML節點VRML節點集Shape模型節點1Shape模型節點幾何節點Box盒子節點Cone圓錐節點Sphere球體節點Cylinder圓柱體節點Text文本節點繪圖節點PointSet“點”節點IndexedLineSet“線”節點IndexedFaceSet“面”節點ElvationGrid海拔柵格節點Extrusion擠出造型節點物體外觀節點Appearance外觀屬性節點Material材料節點1Shape模型節點幾何節點2紋理映射節點ImageTexture圖像紋理節點MovieTexture影像紋理節點TextureTransform紋理變換節點2紋理映射節點ImageTexture3群節點Group編組節點，是基本型群節點Transform坐標變換節點，死轉換型群節點Inline內聯節點，是引入型群節點Switch開關節點，是選擇型群節點Billboard廣告牌節點，是廣告牌群節點Anchor錨節點，是超級鏈接群節點LOD細節層次節點，是分級型群節點3群節點Group4環境、影音與視點導航效果節點Background背景節點，是天空、大地及室內布景Fog霧節點，是空間大氣場景的一種自然現象的描繪PointLight點光源節點DirectionLight定向光源節點SpotLight聚光燈光源節點Sound聲音節點，是聲音發射器節點AudioClip音響剪輯節點ViewPoint視點節點，是決定觀看點的節點NavigationInfor視點導航信息節點，是控制瀏覽者功能的節點4環境、影音與視點導航效果節點Background5規范化接口節點WorldInfor場景信息節點，是信息化的節點Script腳本節點，是程序化的節點5規范化接口節點WorldInfor6動態交互感知節點TimeSensor時間檢測器節點，是控制時間的檢測器節點PositionInterpolator位置插補器節點，是控制位置變換的動態節點OrientationInterpolator朝向插補器節點，是控制方位變換的動態節點ScalarInterpolataor標量插補器節點，是控制變換強度的動態節點ColorInterplator顏色插補器節點，是控制顏色變換的動態節點CoordinataeInterPolatoar坐標插補器節點，是控制坐標變換的動態節點NormalInterPolator法線插補器節點，是控制向量變換的動態節點6動態交互感知節點TimeSensorTouchSensor觸摸節點PlaneSensor平面檢測器節點，是平面移動型傳感器節點CylinderSensor圓柱檢測器節點，是單軸旋轉型傳感器節點SphereSensor球面檢測器節點，是任意軸旋轉型傳感器節點VisibilitySensor節點，是能見度傳感器節點ProximtitySensor節點，是親進度傳感器節點Collision碰撞節點TouchSensor7創建新的VRML節點PROTO原型節點，是創建用戶新節點EXTERNPROTO創建用戶外部定義的新節點7創建新的VRML節點PROTO3VRML基本節點編程在VRML編程語言中，VRML文件由各種各樣節點組成，“節點”是VRML的核心，節點之間可以并列或層層嵌套使用。節點在VRML文件中起著主導的作用，它貫穿于整個VRML編程語言始終。可以說，如果沒有節點，VRML文件也就不存在了。學好、用好、掌握好VRML編程語言的“節點”是至關重要的，因為它是VRML編程語言的靈魂，是VRML編程的精髓。

VRML三維立體空間造型就是由許許多多“節點”構成并創建的。3VRML基本節點編程在VRML編程語言中，VRML3.1Background立體空間背景節點編程Background背景節點的作用？用于定義VRML世界中天空和地面顏色及空間和地面角，在天空和地面之間，設定一幅立體空間全景圖并可以放置立體空間造型。

VRML的空間背景分類：一類室內空間背景；另一類室外空間背景。設計者根據實際需要進行相應設計和布局。3.1Background立體空間背景節點編程Back3.1.1室內空間背景設計室內空間背景設置哪些呢？包括六面體：frontUrl前面、backUrl后面、1eftUrl左面、rightUrl右面，topUrl頂部和bottomUrl底部。六面體(立方體)組成立體空間的原理圖如圖3-1所示。xzy頂部后面前面右面左面底部圖3-1三維立體空間坐標系之“室內空間背景”3.1.1室內空間背景設計室內空間背景設置哪些呢？xzy3.1.2室外空間背景設計VRML三維立體空間室外空間背景從不同的觀測角度可以得到不同的結果。

(1)從外太空觀測地球的結果，如圖3-2所示。地球地面天空大氣宇宙空間宇宙空間圖3-2宇宙空間的三維立體圖3.1.2室外空間背景設計VRML三維立體空間室外空間背(2)從地球上觀測三維立體空間的結果。觀測者從宇宙空間的三維立體圖看到的結果轉化為VRML三維立體空間天地合一立體空間圖(室外空間背景)，將天空分成空間角，當空間角平滑到一定程度時，就變成一個球體空間，即太極球，如圖3-3所示。(太空)天空地面(地球)地平線(海平面)圖3-3VRML三維立體空間坐標系之“室外空間背景”(2)從地球上觀測三維立體空間的結果。(太空)天空地面(地球

0

空間角

x地平線(面)

0

地面角

VRML空間背景

60z90120150180306090150120180300室外立體空間體現了天地渾然一體，天地合一的景象。在天地之間只有一個地平線或海平面，劃分出天空和地面，體現了太極圖的陰陽與辨證關系。在VRML虛擬現實三維立體世界里，開發人員可以根據你所設計的場景的需要，采用相應背景。如果要設計室內立體空間場景，可選“室內空間背景”進行開發設計；如果要設計室外立體空間、宇宙空間場景，可選用“室外空間背景”場景設計；如果既有室內又有室外場景，可以結合兩者共同開發設計所需要的立體空間場境。室外立體空間體現了天地渾然一體，天地合一的景象。在天地之間只3.1.3Background背景節點語法

Background背景節點用來生成VRML的背景，其生成的背景是三維立體式的，它會帶給人一種空間立體層次感效果。我們可以設計室內和室外三維立體空間效果，從而使設計更加生動、逼真。3.1.3Background背景節點語法Background背景節點語法定義：

Background{skyColor[0.00.00.0]#exposedFieldMFColorskyAng1e[]#exposedFieldMFFloatgroundColor[0.00.00.0]#exposedFieldMFColorgroundAng1e[]#exposedFieldMFFloatfrontUrl[]#exposedFieldMFStringbackUrl[]#exposedFieldMFString1eftUrl[]#exposedFieldMFStringrightUrl[]#exposedFieldMFStringtopUrl[]#exposedFieldMFStringbottomUrl[]#exposedFieldMFStringset_bind#evemtInSFBoolisBound#evemtOutSFBool}Background背景節點語法定義：域值類型注釋：exposedField為“暴露域”；eventIn為入事件；eventOut為出事件；MFFloat域是多值單精度浮點數；MFColor域是一個多值域，包含任意數量的RGB顏色值；MFString域是一個含有零個或多個字符的多值域；SFBool域是一個單值布爾量。域值類型注釋：1.天空的顏色和天空角

(1)skyColor域的值指定了對立體空間背景顏色進行著色，該域值是組合而成。其默認值為(0.00.00.0)。

(2)skyAngle域的值指定了空間背景上需要著色的位置的空間角(用弧度)。VRML瀏覽器就是在這些空間角所指位置上進行著色的。

第一個天空顏色著色于天空背景的正上方，

第二個天空顏色著色于第一個天空角所指定的位置，

第三個天空顏色著色于第二個天空角所指定的位置。依此類推，這樣就使天空角之間的顏色慢慢過渡，形成顏色梯度。該域值必須以升序的方式排列，默認值為空。1.天空的顏色和天空角2．地面的顏色和地面位置空間角

(1)groundColor域的值指定了對地面背景顏色進行著色，該域值由一系列RGB顏色組合而成。其默認值為空。

(2)groundAngle域的值指定地面背景上需要著色的位置的空間角(用弧度)。

第一個地面顏色著色于地面背景的正下方，

第二個地面顏色著色于第一個地面角所指定的位置，

第三個地面顏色著色于第二個地面所指定的位置，依此類推.該域值中地面角必須以升序的方式排列,默認值為空。我們可以通過對背景設定空間和地面角及空間和地面顏色來產生天空和地面效果，以在空間背景上添加背景圖像，也可以創建城市、原野、樓房、山脈等場景。2．地面的顏色和地面位置空間角(1)groundColo3．利用VRML立體空間六面體創建室內空間背景利用frontUrl、backUrl、1eftUrl、rightUrl、topUrl和bottomUrl這6個域分別在6個不同的立體空間添加背景圖像，形成室內立體空間景象。可以在VRML中使用的背景圖像只能是JPEG、GIF和PNG格式文件。3．利用VRML立體空間六面體創建室內空間背景

事件說明

set_bind入事件(eventIn)和isBound出事件(eventOut)用來實現VRML文件的各種背景切換。工作過程如下：對需要設定為當前背景的Background背景節點中set_bind入事件發送一個TRUE，則這個Background背景節點就變成當前背景節點同時原先的背景節點的出事件isBound(eventOut)向外發送一個FALSE值，就不再是當前背景節點了。在使用背景變換時被用來接收事件和發送事件。事件說明3.1.4Background立體空間背景設計與編程實例室外立體空間背景設計和編程室內立體空間背景設計和編程1．室外立體空間背景設計和編程實例只對立體空間背景的“天空”著色，是單色調的綠顏色，見效果圖。3.1.4Background立體空間背景設計與編程實例vrml3-1vrml3-1[實例3·2]只對立體空間背景的“天空”顏色及“空間角”進行設計，產生天空中大氣的各種層次的調和顏色效果[實例3·2]只對立體空間背景的“天空”顏色及“空間角”進行Vrml3-2Vrml3-2[實例3-3]

只對立體空間背景的地面顏色及地面角進行設計，產生地面的各種層次的調和顏色效果[實例3-3]只對立體空間背景的地面顏色及地面角進行設Vrml3-3Vrml3-3[實例3-4]對立體空間背景的“天空”顏色和“空間角”及立體空間背景的“地面”顏色和“地面角”同時進行著色設計，產生“天空”與“地面”立體空間的各種層次的調和顏色效果，產生天地合一效果場景。[實例3-4]對立體空間背景的“天空”顏色和“空間角”及立體vrml3-4vrml3-4

2．室內立體空間背景設計和編程實例設計一個室內立體空間背景，包括立體空間的6個面，即由前、后、左、右、上、下平面組成。在VRML中允許使用的背景圖像文件有JPEG、GIF和PNG等格式的文件。根據不同的材質和圖片，顯示不同的效果，現舉例加以說明。2．室內立體空間背景設計和編程實例[實例3-5]在室內立體空間背景中，采用外墻圖案和地磚圖案的室內立體空間效果圖[實例3-5]在室內立體空間背景中，采用外墻圖案和地磚圖案的虛擬現實技術課件第四章群節點[實例3-6]在立體空間中，采用6幅圖像，天空綠草地和四周采用的4幅圖片（*.jpg文件)產生的效果[實例3-6]在立體空間中，采用6幅圖像，天空綠草地和四周采vrml3-6vrml3-63.2基本造型虛擬現實的基本造型有：長方體(Box)，圓柱體(Cylinder)，圓錐體(Cone)，球體(Sphere)這些基本造型都由相應的專門節點直接創建3.2基本造型虛擬現實的基本造型有：3.2.1虛擬現實的基本造型關于Shape節點定義一個造型所具有的幾何尺寸、材料、紋理和外觀特性所有VR空間里的造型均有Shape節點創建注意區分域名、節點名的大小寫Shape節點語法：

Shape節點包括了外觀和幾何結構兩個域。Shape{

appearanceNULL#域值類型SFNode

geometryNULL#域值類型SFNode幾何造型外觀造型3.2.1虛擬現實的基本造型關于Shape節點幾何造型外Shape模型節點語法結構textureShape模型節點Appearance外觀節點Box立方體節點Cone圓錐體節點Cylinder圓柱體節點Sphere球體節點Text文本造型節點Geometry域appearance域materialTextureTransformdiffuseColorambientIntensifyspecularColoremissiveColorshininesstransparencyShape模型節點語法結構textureShape模型節點A3.2.2Appearance節點節點語法

appearance{

materialNULL#域值類型SFNode

textureNULL#域值類型SFNodetextureTransform

NULL#域值類型SFNode}材料屬性紋理映像二維紋理坐標變換3.2.2Appearance節點節點語法

appea3.2.3material節點語法Material{

ambientIntensity0.2#域值類型SFFloat

diffuseColor0.80.80.8#域值類型SFColoremissiveColor0.00.00.0#域值類型SFColorshininess0.2#域值類型SFFloatspecularColor0.00.00.0#域值類型SFColortransparency0.0#域值類型SFFloat}

ambientIntensity有多少環境光被該表面反射，依賴于光源的數目，0.2的默認值表示對材料產生較低的環境光線效果

diffuseColor材料的漫反射顏色，表面越接近垂直光性，被反射的漫反射光性越多。默認值（0.80.80.8）表示中強度的白光

emissiveColor發光物體產生的光的顏色，默認值(0.0,0.0,0.0)表示不發光

shininess造型外觀材料的亮光，取值從漫反射表面的0到高度拋光的1，默認值為0.2，表示適當的亮度

specularColor物體鏡面反射光線的顏色，默認值(0.0,0.0,0.0)表示鏡面不反射

transparency物體的透明度，默認值0表示不透明3.2.3material節點語法Material3.2.4空間物體造型外觀顏色設計物體造型的外觀顏色一般都由幾種基本顏色組成：RYB

紅(Red)黃(Yellow)

藍(Blue)CYM

蘭綠（青）黃(Yellow)

絳紅(Mauve)RGB紅(Red)綠(Green)藍(Blue)CYMK蘭綠（青）黃(Yellow)

絳紅(Mauve)

黑(Black)3.2.4空間物體造型外觀顏色設計虛擬現實技術課件第四章群節點3.2.5Shape空間節點實例3.2.5Shape空間節點實例Vrml3-7Vrml3-73.3Box節點語法Box{

size2.02.02.0#域值類型SFVec3f}#寬高深3.3Box節點語法Box{

size2.0Vrml3-8Vrml3-83.4Sphere節點語法Sphere{

radium1.0#域值類型SFFloat}3.4Sphere節點語法Sphere{

rad虛擬現實技術課件第四章群節點3.5Cone節點語法Cone{

bottomradium1.0#域值類型SFFloatheight2.0#域值類型SFFloatsideTRUE#域值類型SFBoolbottomTRUE#域值類型SFBool}3.5Cone節點語法Cone{

bottomra虛擬現實技術課件第四章群節點Vrml3-10Vrml3-103.6Cylinder節點語法Cylinder{

radium1.0#域值類型SFFloatheight2.0#域值類型SFFloatsideTRUE#域值類型SFBooltopTRUE#域值類型SFBoolbottomTRUE#域值類型SFBool}3.6Cylinder節點語法Cylinder{

虛擬現實技術課件第四章群節點vrml3-11vrml3-113.7Text文本造型節點文本造型節點Text用來在VRML空間中創建文本(文字)造型，通常使用Shape節點的geometry域的域值。Shape{

appearanceNULL#域值類型SFNode

geometryNULL#域值類型SFNode}Shape模型節點Appearance外觀屬性節點Text文本造型節點Material造型外觀節點FontStyle文本外觀節點AppearanceGeometry3.7Text文本造型節點文本造型節點Text用來在VRMText節點語法Text{

string[]#exposedFieldMFStringlength[]#exposedFieldMFFloatmaxExtent0.0#exposedFieldSFFloatfontStyleNULL#exposedFieldSFNode}Text節點語法Text{

string[]域名和域值詳解(1)string域域值指定了要創建的文本內容，其域值可以是一行文本，也可以是多行文本。這些文本均包含在雙引號之內，在引號內的回車符將被忽略，所以不能使用回車鍵分行。在其域值中每一行文本串使用引號包圍起來，不同的行用逗號分開。

"VRMLscene", "Howareyou!"該域值的默認值為空，即不產生文本造型。域名和域值詳解(1)string域(2)length域用來指定文本造型的長度，是以VRML單位為計量單位的，這里的長度指的是每一行的文本長度。當設定一個值后，瀏覽器通過改變字符尺寸或字符間距來進行壓縮或擴展，以滿足設定長度的要求。1ength域的值是和string域值一一對應的，即一個數值控制一行文本，所以壓縮或擴展其實并不是固定數值的，它與string域值有關。當所設定的長度大于其文本造型本來的長度時,則擴展；反之則壓縮。該域值的默認值為空列表,即為0.0,表示即不擴展也不壓縮。(2)length域(3)maxExtendt域值指定了文本造型中所對應的行的最大有效長度，也是以VRML單位為計量單位的。該域值必須大于0.0，對于那些長度大于所設定長度的行，通過改變字符尺寸或字符間距來進行壓縮。該域值的默認值為0.0，表示對文本造型的長度沒有限制，可以為任意長度。(4)fontStyle域用來定義文本造型的外觀特征。一般情況下其域值為fontStyle節點，該域值的默認值為NULL，即沒有定義外觀特征。使用默認的外觀特征，如左對齊，從左到右，文本尺寸為1.0,文本間距為1.0及默認的字體大小等。(3)maxExtendt域值[實例3-12]在山水畫背景下，顯示兩行文本文字的效果圖；在文本中兩行不同的文字用逗號隔開，可以設定兩行不同的長度以及設定字符串最大有效長度等[實例3-12]在山水畫背景下，顯示兩行文本文字的效果圖；在虛擬現實技術課件第四章群節點3.7.2FontStyle文本外觀節點FontStyle文本外觀節點是Text文本節點的子節點，用來控制文本造型的外觀特征，通過設定FontStyle節點可以改變由Text節點創建的文本造型的外觀、字體、字形、風格和尺寸大小，等等。FontStyle文本外觀節點只出現在Text文本節點中的fontStyle域中，用于說明文字符號的大小、風格、字體、文本造型的排列、文本的擺放和語言設置等。3.7.2FontStyle文本外觀節點FontStyleFontStyle文本外觀節點語法結構定義FontStyle

{

family“SERIF”#fieldSFStringstyle“PLAIN”#fieldSFStringsize1.0#fieldSFFloatspacing1.0#fieldSFFloatjustify“BEGIN”#fieldSFStringhorizontalTRUE#fieldSFBoolleftToRightTRUE#fieldSFBooltopToBottomTRUE#fieldSFBoollanguage“”#fieldSFString}FontStyle文本外觀節點語法結構定義FontStyle域名和域值詳解(1)family域用來指定在VRML中使用的VRML字符集，這些字符集包括“SERIF”、“SANS”和“TYPEWRITER”。“SERIF”是指serif字體，是一種變寬的字體，如“TimesRoman”字體；“SANS”是指sans字體，也是一種變寬的字體，如“Helvetica”字體；“TYPEWRITER”是指typewriter字體，是一種等寬字體，如“Coutier”字體。這里要注意的是在VRML瀏覽器中實際顯示的字符集是與瀏覽器本身有關的，當該域值設定為“SERIF”時，瀏覽器也有可能顯示NewYork字符集，這是由瀏覽器本身的設置決定的。該域值的默認值為“SERIF”。域名和域值詳解(1)family域(2)size域值用來指定所顯示的文本字符的高度，單位為VRML單位。改變其高度可以進而改變文本字符的尺寸大小。該域值的默認值為1.0。(3)spacing域值用來指定所顯示的文本字符的間距。當文本是水平排列時，該間距指的是水平間距，而當文本是垂直排列時，該間距指的是垂直間距。該域值的默認值為1.0。(4)style域值用來指定所顯示的文本的風格。該域值通常包括“PLAIN”、“BOLD”、“ITALIC”和“BOLDITALIC”，這些都是瀏覽器所能支持的風格。“PLAIN”為常用字體，既不加粗又不傾斜；“BOLD”為加粗字體；“ITALIC”為傾斜字體；“BOLDITALIC”為既加粗又傾斜的字體。該域值的默認值為“PLAIN”。(2)size域值

(5)horizontal域值控制著文本造型的排列方式，既可以是水平排列還可以是垂直排列。該域值的默認值為TRUE，表示文本為水平排列；假如將horizontal域值設定為FALSE，表示兩行文本造型是垂直排列的。

(6)

leftToRight域值用來指定相鄰字符在水平方向上的擺放。當leftToRight域值為TRUE時，相鄰字符沿X正方向從左到右排列；當leftToRight域域值為FALSE時則沿X正方向從右到左排列。(7)topToBottom域值用來指定相鄰字符在垂直方向上的擺放。當topToBottom域值為TRUE時，相鄰字符沿Y負方向從上到下排列；當topToBottom域值為FALSE時，相鄰字符沿Y正方向從下往上排列。(5)horizontal域值(8)justify域值相對于X與Y軸來說的對齊方式。如有兩個選項，第1個值為主對齊方式，第2個值為次對齊方式可以有“FIRST”、“BEGIN”、“MIDDLE”、“END”默認值為“BEGIN”、“FIRST”(9)Language域值用來指定string域值中所使用的語言，比如英語德語等。(8)justify域值在一副背景空間下，顯示兩行文本，要求是typewriter字體、文本字符高度為2.0，字體既加粗又傾斜，造型位于X、Y軸的中心點在一副背景空間下，顯示兩行文本，要求是typewriter字虛擬現實技術課件第四章群節點什么樣的場景？在背景畫面中，顯示兩行垂直文本的畫面，要求是sans字體，高度為0.5，造型為加粗字體什么樣的場景？在背景畫面中，顯示兩行垂直文本的畫面，要求是s虛擬現實技術課件第四章群節點將文本造型與基本造型結合，在背景畫面上，增加一個透明板，然后再與文本造型融合的場景。將文本造型與基本造型結合，在背景畫面上，增加一個透明板，然后虛擬現實技術課件第四章群節點3.8PointSet“點”節點通過前面介紹的模型節點，可否能創造出復雜多變的復雜場景？前面