2.第2章-虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言-VRML

第2章虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言——VRML1精選完整ppt課件本章各小節(jié)目錄2.1VRML的基本概念2.2VRML文件的基本要素2.3VRML的通用語(yǔ)法結(jié)構(gòu)2.4VRML的空間計(jì)量單位2.5VRML場(chǎng)景的編輯與瀏覽本章小結(jié)2精選完整ppt課件通過前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有了一定的了解。本章主要學(xué)習(xí)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景建模的技術(shù)術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言(VirtualRealityModelingLanguage)，該技術(shù)專門用來在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)三維虛擬場(chǎng)景。3精選完整ppt課件2.1VRML的基本概念VRML是一種建模語(yǔ)言，用來在Web環(huán)境中描述三維物體及其行為，從而在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中構(gòu)建虛擬場(chǎng)景（VirtualWorld）。VRML的基本目標(biāo)是建立因特網(wǎng)上的交互式三維多媒體環(huán)境。它以因特網(wǎng)作為應(yīng)用平臺(tái)，作為構(gòu)筑虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的基本構(gòu)架VRML具有包括分布式、三維、交互性、多媒體集成、境界逼真性等基本特征。VRML的出現(xiàn)及其發(fā)展使得虛擬現(xiàn)實(shí)能像多媒體和因特網(wǎng)一樣逐漸走進(jìn)我們的生活。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)特別是多媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于計(jì)算機(jī)所能展示的以及網(wǎng)4精選完整ppt課件絡(luò)所能傳播的信息有了越來越高的要求。不再僅僅滿足于文字表達(dá)的信息以及傳統(tǒng)的平面和三維技術(shù)帶來的信息表達(dá)方式，更希望以接近于現(xiàn)實(shí)的甚至是身臨其境的感覺交流信息。這樣，以虛擬現(xiàn)實(shí)為特征的網(wǎng)絡(luò)3D技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展勢(shì)在必行的。而VRML就是網(wǎng)絡(luò)3D的核心技術(shù)。1994年5月，第一屆因特網(wǎng)國(guó)際會(huì)議上，有關(guān)專家發(fā)表的在網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行三維立體世界的研究引起了廣泛的討論。短短的幾個(gè)月，1994年10月，VRML1.0規(guī)范正式發(fā)布。這以后，許多專家、企業(yè)積極投身于VRML的推廣和研究，特別是VRML技術(shù)組(VAG)不懈的努力，VRML得到了迅速的發(fā)展。即便現(xiàn)在，在因特網(wǎng)上也還能夠看到許多用VRML1.0規(guī)范寫的VRML文檔在流傳，具有5精選完整ppt課件相當(dāng)高的水平，記述了當(dāng)年熱心于VRML發(fā)展和推廣的人們的努力。1996年，VRML2.0規(guī)范正式確定。到1998年1月被ISO正式批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，這就是現(xiàn)在我們常說的VRML97。從此VRML的發(fā)展更為迅速，更為成熟。6精選完整ppt課件2.2VRML文件的基本要素7精選完整ppt課件2.2.1節(jié)點(diǎn)（node）和域（field）VRML文件的擴(kuò)展名為wrl，文件中最為重要的兩個(gè)基本要素是節(jié)點(diǎn)和域。節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)是VRML文檔中基本的組成單元，VRML借助于節(jié)點(diǎn)可以描述對(duì)象某一方面的特征，比如：形狀、材質(zhì)以及顏色等，也可以描述對(duì)于場(chǎng)景的渲染方式，如光照、背景聲音等，還可以設(shè)置瀏覽者與場(chǎng)景交流的方式，如視點(diǎn)的變化、用戶鼠標(biāo)動(dòng)作的監(jiān)測(cè)等。VRML虛擬環(huán)境往往由一組具有一定層次結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)構(gòu)8精選完整ppt課件造出來。例如：Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{}}geometryCylinder{radius0.5height6.0}}上述的一段VRML文檔描述了一個(gè)圓柱體的造型，其中Shape、Appearance、Material以及Cylinder等等都是節(jié)點(diǎn)。9精選完整ppt課件節(jié)點(diǎn)具有節(jié)點(diǎn)名、節(jié)點(diǎn)類型、包含的域、事件接口等基本組成部分。在設(shè)計(jì)場(chǎng)景的時(shí)候，節(jié)點(diǎn)的第一個(gè)字母必須大寫。2.域域用來描述節(jié)點(diǎn)的屬性。域具有域值，它指明了節(jié)點(diǎn)所描述的對(duì)象的特征。上述的一段VRML文檔中，Cylinder是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，用來構(gòu)造一個(gè)圓柱體，而radius和height則是Cylinder節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)域，分別表示圓柱體的半徑和高，它們描述了圓柱體所具有的形狀特征。可以直觀看出，其半徑為0.5VRML單位，高為6.0VRML單位。appearance、material、geometry也都是域。10精選完整ppt課件不同的節(jié)點(diǎn)包含有不同的域，節(jié)點(diǎn)中域的作用各不相同，域值的數(shù)據(jù)類型也不一定一樣，每個(gè)域值只能夠有一種數(shù)據(jù)類型。有的域可以用布爾型數(shù)據(jù)TRUE或者FALSE表示一種狀態(tài)。另外的域可以用（rgb）三原色表示顏色，而且從上面的一段VRML文檔也可以看出，有些域還用同名的節(jié)點(diǎn)作為域值。比如appearance域，其域值是Appearance節(jié)點(diǎn)。在使用域的時(shí)候，不必設(shè)置每個(gè)域，每個(gè)域都有自己的默認(rèn)值，對(duì)于一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果不設(shè)置域，則每個(gè)域都取自己的默認(rèn)值。下面三個(gè)小程序都取自己的默認(rèn)值。下面三個(gè)小程序都能夠運(yùn)行，表示一個(gè)邊長(zhǎng)為1.0的正方體，但是由于設(shè)置不同，表現(xiàn)的材質(zhì)特征（比如顏色、發(fā)光狀態(tài)等）則不同。11精選完整ppt課件例2.1#VRMLV2.0utf8Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{}}geometryBox{}}例2.2#VRMLV2.0utf8Shape{appearanceAppearance{}geometryBox{}}12精選完整ppt課件例2.3#VRMLV2.0utf8Shape{geometryBox{}}可以用記事本等文本編輯工具書寫這些簡(jiǎn)單的程序并且保存為wrl文件在瀏覽器中觀察效果。例2.1設(shè)置了造型的外觀、材質(zhì)，但是均取默認(rèn)值；例2.2設(shè)置了造型、外觀，沒有設(shè)置材質(zhì)；例2.3只設(shè)置了造型（box），造型默認(rèn)是邊長(zhǎng)為1.0的正方體。在使用域的時(shí)候應(yīng)該注意，在同一節(jié)點(diǎn)中，各個(gè)域沒有次序之分，哪個(gè)在前，哪個(gè)在后效果是一樣的。并且13精選完整ppt課件，域名稱第一個(gè)字母必須小寫。域和節(jié)點(diǎn)書寫的情況不同。節(jié)點(diǎn)應(yīng)該用大括號(hào){}將所有的域括起來。域值一般可以跟在域名稱后面直接寫。如果是多域值的情況，要用中括號(hào)[]將域值括起來，域值之間用逗號(hào)或者空格隔開。從域具有的域值情況的不同，可以把域分為兩類，一類為單值域，用SF(Singlevaluefields)標(biāo)記，顧名思義，它用一個(gè)或者一組值來描述對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)相應(yīng)的特征。另一類為多值域，用多個(gè)或者多組值描述對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的特征，標(biāo)記為MF(Multiplevaluefields)。所謂多域值，并非是指由多個(gè)數(shù)，而是由其數(shù)據(jù)類型確定的。比如三原色表示為（rgb），是三個(gè)數(shù)值確定一個(gè)顏色。比如，造型表面的漫散射光的顏色表示為：diffuseColor1.00.00.0，表示紅顏色，只用這一組就可確定，故其14精選完整ppt課件是單域值。有的表示顏色的域值，要有許多組來表示，比如表示背景的天空的顏色，為了顯示出層次，會(huì)用到幾組顏色值來表示，比如：skyColor[1.00.00.01.00.40.01.01.00.0]這里用到了三組，是多域值。如果編程的時(shí)候要寫為一行，各組中間可用空格或者逗號(hào)隔開。VRML有下述幾種域值類型：SFBool單域值布爾型。取值為TRUE或者FALSE，確定某個(gè)屬性是否有效。如一個(gè)圓錐體是否要底面，光源是否打開等。注意這里不能像程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言那樣用1或者0取代TRUE或15精選完整ppt課件FALSE。SFColor和MFColor單域值顏色型和多域值顏色型。取值為3個(gè)浮點(diǎn)數(shù)組成的數(shù)組，對(duì)應(yīng)RGB規(guī)定的顏色，這里只能取0到1間的數(shù)值。例如：光照的顏色、物體的鏡面反射顏色等。SFInt32和MFInt32單域值32位整數(shù)和多域值32位整數(shù)。取值為正整數(shù)。例如某些節(jié)點(diǎn)的索引列表域。SFVec2f和MFVec2f單域值二維浮點(diǎn)型和多域值二維浮點(diǎn)型。取值為兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)值，用來確定一個(gè)二維的位置。SFVec3f和MFVec3f單域值三維浮點(diǎn)型和多域值三維浮點(diǎn)型。取值為三個(gè)浮點(diǎn)數(shù)值，用來確定一個(gè)三維的位置。16精選完整ppt課件SFNode和MFNode單域值節(jié)點(diǎn)型和多域值節(jié)點(diǎn)型。取值為一個(gè)或者多個(gè)節(jié)點(diǎn)，用來更進(jìn)一步描述該域的特征。例如：表示材質(zhì)屬性的域material其域值是構(gòu)建材質(zhì)的節(jié)點(diǎn)Material，該節(jié)點(diǎn)帶有一些域，用來表述造型的材質(zhì)。SFImage單域值圖像型。取值為一些描述圖像特性的數(shù)值，可以繪制造型表面的紋理圖像。比如在紋理貼圖中的像素貼圖。SFRotation和MFRotation單域值旋轉(zhuǎn)型和多域值旋轉(zhuǎn)型。取值為4個(gè)浮點(diǎn)數(shù)構(gòu)成的一組數(shù)值，前三個(gè)確定旋轉(zhuǎn)軸，第四個(gè)指定繞軸旋轉(zhuǎn)的角度。用來描述對(duì)象的旋轉(zhuǎn)特征。17精選完整ppt課件SFString和MFString單域值字符串型和多域值字符串型。取值為字符串。用來表達(dá)某些要用文字表述的含義比如在文本造型中描述字體風(fēng)格的域值。SFTime和MFTime單域值時(shí)間型和多域值時(shí)間型。取值為以秒計(jì)算的時(shí)間。用來描述時(shí)間。比如控制造型開始運(yùn)動(dòng)或者停止運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。SFFloat和MFFloat單域值浮點(diǎn)型和多域值浮點(diǎn)型。取值為單精度浮點(diǎn)數(shù)，可以是正值、負(fù)值。用來描述需要用浮點(diǎn)數(shù)確定的性質(zhì)。比如用來對(duì)造型尺寸的描述，對(duì)于角度弧度值的描述等。多域值浮點(diǎn)數(shù)的值包含多個(gè)這樣的浮點(diǎn)數(shù)，以描述要用多個(gè)浮點(diǎn)數(shù)確定的性質(zhì)，比如構(gòu)建背景的各個(gè)顏色層對(duì)應(yīng)的角度等。18精選完整ppt課件2.2.2事件（Event）和路由（Route）在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，事物往往隨著時(shí)間會(huì)有相應(yīng)的變化。比如，物體的位置隨著時(shí)間發(fā)生變化。在VRML中借助事件和路由的概念控制這種變化，從而真實(shí)地在網(wǎng)絡(luò)中反映現(xiàn)實(shí)。在交互和動(dòng)畫設(shè)計(jì)中會(huì)用到事件和路由。節(jié)點(diǎn)的某些特征可以通過接收事件而改變。比如，一個(gè)場(chǎng)景被設(shè)計(jì)為用戶的鼠標(biāo)指針移到某個(gè)對(duì)象上時(shí)，造型的顏色發(fā)生變化。用檢測(cè)器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到用戶的動(dòng)作，就輸出事件給相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)中描述顏色的域發(fā)送一個(gè)事件，該域接收了這個(gè)事件，改變顏色，可以表示為：set_color。當(dāng)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)的域被改變了，會(huì)對(duì)改變的狀態(tài)有所反應(yīng)，送出一些事件，比如發(fā)19精選完整ppt課件出信號(hào)，顏色改變了，可以表示為：Color_changed。這些是事件的通常用法，隨情況的不同，表達(dá)也會(huì)有些差別。事件有兩種：入事件EventIn，表示接收事件；出事件EventOut，表示發(fā)送事件。輸入事件EventIn和輸出事件EventOut表示節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系方式，也就是一種接口。許多節(jié)點(diǎn)中域的接口類型是exposedfield，通稱為可見域，以后在具體討論事件和路由時(shí)再詳細(xì)說明。路由的功能是連接一個(gè)節(jié)點(diǎn)的接收事件eventIns和另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)送事件eventouts。通過簡(jiǎn)單的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，建立兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間事件傳送的通道。當(dāng)有事件發(fā)生時(shí)，沿著這條通道傳送事件。借助于事件和路由，可以創(chuàng)建動(dòng)畫效果以及瀏覽者和場(chǎng)景的交互，使得所建立的虛擬場(chǎng)景更接近于現(xiàn)實(shí)。20精選完整ppt課件2.2.3VRML元素的描述方法學(xué)習(xí)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，不僅僅要知道該節(jié)點(diǎn)的作用，使用在什么場(chǎng)合，還應(yīng)該確切的理解節(jié)點(diǎn)中各個(gè)元素（比如，域、事件接口等）的意義。一方面能夠熟練地使用節(jié)點(diǎn)構(gòu)建所需要的場(chǎng)景，提高開發(fā)效率。另外一方面，能夠全面地了解節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系，在創(chuàng)建交互式場(chǎng)景的時(shí)候，明確某個(gè)節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)之間事件傳遞的方式，從而在使用的時(shí)候更加得心應(yīng)手。以Anchor節(jié)點(diǎn)為例，說明在本書中節(jié)點(diǎn)的描述方法：Anchor{children[]#exposefieldMFNodedescription“”#exposefieldSFStringparameter[]#exposefieldMFStringurl“”#exposefieldMFString21精選完整ppt課件bboxCenter000#SFVec3fbboxSize-1-1-1#SFVec3f}第一列為節(jié)點(diǎn)名稱，這里是Anchor；第二列為域名稱，比如children；第三列為該域的默認(rèn)域值，比如[]，默認(rèn)是空值，對(duì)于這里的情況來說，表示不帶任何子節(jié)點(diǎn)；第四列為域的事件接口類型，如#exposefield，表示children域的接口類型是“可見域”，以后在討論動(dòng)畫等內(nèi)容的時(shí)候再詳細(xì)說明“可見域”的含義。并不是所有的域都是這樣的類型，可以看到Anchor節(jié)點(diǎn)最后的兩個(gè)域就不是這樣的類型；第五列為域類型，比如MFNode，表示多域值節(jié)點(diǎn)型，即可以帶有多個(gè)節(jié)點(diǎn)作為域值。其中，事件接口和域類型只是對(duì)于域的進(jìn)一步說明，在使用節(jié)點(diǎn)的時(shí)候不必列出。22精選完整ppt課件仿照說明，可以得知域url的默認(rèn)值是一個(gè)空值，是可見域，并且是多域值字符串型，即如果必要，可以在url后面跟上多個(gè)描述文件路徑的字符串值。除了上面介紹的節(jié)點(diǎn)的一般形式以外，對(duì)于節(jié)點(diǎn)，還有一個(gè)很重要的概念，就是其本身還具有事件，事件分為入事件和出事件兩種，前面已經(jīng)大致介紹了入事件和出事件的概念，在學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，還應(yīng)該了解節(jié)點(diǎn)本身所具有的事件名稱和事件傳遞的值的類型。23精選完整ppt課件2.3VRML的通用語(yǔ)法結(jié)構(gòu)首先觀察一個(gè)VRML文件：#VRMLV2.0utf8#DrawthecolumnShape{ appearanceDEFYellowAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor1.01.00.0 } } geometryCylinder{ radius0.5 height4.0 }}24精選完整ppt課件這個(gè)VRML文檔描述了一個(gè)黃顏色的圓柱體，雖然這里只是構(gòu)建了一個(gè)很簡(jiǎn)單的幾何體，但是卻是一個(gè)很典型的VRML文件。文件中表達(dá)了下述幾個(gè)方面的內(nèi)容：VRML文件的文件頭第一行#VRMLV2.0utf8是VRML文件頭，任何VRML文件都必須有這樣的文件頭，只是如果所用的規(guī)范不同，會(huì)有一些差別，比如，采用1.0規(guī)范的VRML文件，就同這里表示的不同。文件頭向我們表述了以下三個(gè)含義：#VRML表示這是個(gè)VRML文件；25精選完整ppt課件V2.0表示文件使用VRML2.0版的規(guī)范完成；utf8表示文件是使用國(guó)際UTF-8的字符集合在Internet上面，現(xiàn)在還依然可以看到采用1.0規(guī)范的VRML文件，除了語(yǔ)法規(guī)范不同以外，它的文件頭也同這里表示的不同。#VRMLV1.0ascii仿照上面的分析，不難看出這個(gè)文件頭的含義。2.VRML文件中的注釋#Drawthecolumn是一個(gè)注釋，用以對(duì)文件作些說明。在VRML中，注釋是在語(yǔ)法的前面加上#符號(hào)。注釋并不是必須的，但是在必要的地方適當(dāng)?shù)募由献⑨?6精選完整ppt課件是一個(gè)很好的編程習(xí)慣，便于讀程序，也便于調(diào)試。3.節(jié)點(diǎn)和域的書寫格式在文件中，節(jié)點(diǎn)用大寫字母開頭，域用小寫字母開頭。一個(gè)節(jié)點(diǎn)的所有的域都要用一對(duì)大括號(hào){}括起來。如果節(jié)點(diǎn)用小寫字母開頭，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)未知的節(jié)點(diǎn)而無法執(zhí)行程序。域值一般直接在域名稱后面直接寫，如果是多域值類型的域，并且也跟有多個(gè)域值，應(yīng)該用中括號(hào)[]將所有域值括起來，且域值中間用逗號(hào)或者空格分隔開。4.節(jié)點(diǎn)的定義與調(diào)用27精選完整ppt課件在文檔中，還可以看到這樣一句：DEFYellowAppearance，這是為節(jié)點(diǎn)Appearance定義的一個(gè)名稱。有時(shí)候，一個(gè)造型的外觀、一個(gè)造型甚至一個(gè)場(chǎng)景可能會(huì)多次在文檔中出現(xiàn)。這時(shí)可以將描述造型的節(jié)點(diǎn)、描述外觀的節(jié)點(diǎn)或者描述一個(gè)場(chǎng)景的一組節(jié)點(diǎn)定義起來，在需要的地方引用，這樣就節(jié)省了開發(fā)時(shí)間，同時(shí)也使得程序不至于太過繁雜，理解上更為清晰。節(jié)點(diǎn)定義的基本方法如下：DEF節(jié)點(diǎn)名稱節(jié)點(diǎn){}這里，節(jié)點(diǎn)名稱用來給所要引用的節(jié)點(diǎn)起一個(gè)名字，它可以由大小寫字母、下劃線和數(shù)字組成，但是要注意這個(gè)節(jié)點(diǎn)名稱是區(qū)分大小寫的，并且名稱不能以數(shù)字開頭；節(jié)點(diǎn)名稱也不能包括非打印字符，如：空格等，節(jié)28精選完整ppt課件點(diǎn)名稱中也不能含有各種運(yùn)算符號(hào)、括號(hào)以及一些特殊字符，如：@等；節(jié)點(diǎn)名稱不能用VRML中有特殊作用的字符串，也可稱為保留字。下表2-1中的字符串是VRML中有特殊作用的字符串，不能用作定義節(jié)點(diǎn)名稱。表2-1VRML中的保留字定義好了節(jié)點(diǎn)，以后需要引用該節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，使用語(yǔ)法為：保留字保留字保留字保留字DEFUSEROUTENULLEventInEventOutTRUEFALSEFieldExposeFieldISTOEXTERPROTORROTO29精選完整ppt課件USE節(jié)點(diǎn)名稱下面看兩個(gè)例子：構(gòu)建一組造型（Shape），由三個(gè)圓錐體（Cone）和三個(gè)圓柱體（Cylinder）組成。它們的顏色都相同。可以看到，由于每個(gè)造型都要設(shè)置顏色，則有六個(gè)顏色設(shè)置是一樣的。同時(shí)還要設(shè)計(jì)三個(gè)相同的圓錐和三個(gè)相同的圓柱，里面有許多的重復(fù)項(xiàng)，如果不用節(jié)點(diǎn)重用，程序顯得很臃腫，比較長(zhǎng)。例2.4#VRMLV2.0utf8Shape{30精選完整ppt課件 appearanceAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } } geometryCone{ bottomRadius0.4 height2.0 }}Transform{31精選完整ppt課件 translation 0.0-2.00.0 children[ Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } } geometryCone{ bottomRadius0.4 height2.0 } } ]}32精選完整ppt課件Transform{translation0.02.00.0children[ Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } } geometryCone{ bottomRadius0.4 height2.0 } }]}33精選完整ppt課件Transform{translation0.0-1.00.0children[Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } }

geometryCylinder{ radius0.6 height0.1 } }]}34精選完整ppt課件Transform{translation0.01.00.0children[Shape{

appearanceAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } } geometryCylinder{ radius0.6 height0.1 } }]}35精選完整ppt課件Transform{translation0.0-3.00.0children[Shape{ appearanceAppearance{ materialMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } } geometryCylinder{ radius0.6 height0.1 } }]}36精選完整ppt課件現(xiàn)在還不能讀懂這個(gè)程序，主要注意程序中相同的節(jié)點(diǎn)設(shè)置處。所謂相同的節(jié)點(diǎn)，是指它們下面的域使用相同，域值相同。程序中用斜體、下劃線、雙下劃線表示的節(jié)點(diǎn)是重復(fù)使用的節(jié)點(diǎn)。Shape表示相同的圓錐體設(shè)計(jì)，Shape表示相同的圓柱體設(shè)計(jì)，material表示了重復(fù)的材質(zhì)（這里只是漫散射光顏色）的設(shè)置。對(duì)此，采用節(jié)點(diǎn)重用，程序要簡(jiǎn)化些。重用的部分就是這里重復(fù)使用的那些節(jié)點(diǎn)，能夠看到，由于有三組重復(fù)項(xiàng)，必然應(yīng)該定義三個(gè)節(jié)點(diǎn)。例2.5#VRMLV2.0utf8DEFtaperShape{37精選完整ppt課件 appearanceAppearance{ materialDEFcolorMaterial{ diffuseColor0.50.250.2 } } geometryCone{ bottomRadius0.4 height2.0 }}Transform{translation0.0-2.00.0children[USE taper]}38精選完整ppt課件Transform{translation0.02.00.0children[USE taper]}Transform{translation0.0-1.00.0children[DEF cyShape{ appearanceAppearance{ materialUSEcolor } geometryCylinder{ radius0.6 height0.1 } }]}39精選完整ppt課件Transform{translation0.01.00.0children[USE cy]}Transform{translation0.0-3.00.0children[USE cy]}40精選完整ppt課件不難看到，程序簡(jiǎn)潔了。實(shí)際上，taper定義了圓錐體整體，也包含了它的材質(zhì)設(shè)置，但是由于圓柱體的材質(zhì)同圓錐相同，所以也定義了圓錐體的材質(zhì)，以便在以后設(shè)計(jì)圓柱體時(shí)調(diào)用。研究這兩個(gè)例子，注意定義的位置，定義的是定義式（DEF名稱節(jié)點(diǎn)）后面的節(jié)點(diǎn)。比如，例子中的color定義的是材質(zhì)，確切地說，定義的是：DEFcolorMaterial{diffuseColor0.50.250.2}Material這一部分，與后面的別的節(jié)點(diǎn)無關(guān)。同理，taper定義的是Shape：DEFtaperShape{41精選完整ppt課件appearanceAppearance{materialDEFcolorMaterial{diffuseColor0.50.250.2}}geometryCone{bottomRadius0.4height2.0}}在VRML場(chǎng)景的設(shè)計(jì)中，重復(fù)造型、重復(fù)材質(zhì)的設(shè)置是很多的。對(duì)大量重復(fù)使用的節(jié)點(diǎn)定義和重用，優(yōu)勢(shì)是很明顯的。42精選完整ppt課件2.4VRML的空間計(jì)量單位在實(shí)際環(huán)境中，物體有大小的差別，物體間有相對(duì)位置的不同，并且物體還可能有旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)等運(yùn)動(dòng)。與此相對(duì)應(yīng)，在VRML中，為了逼真的描述環(huán)境，也要相應(yīng)的描述出造型的大小，造型間的相對(duì)位置以及造型方位的不同。如下圖所示，在VRML中采用空間直角坐標(biāo)系確定造型的位置，并且用特定的計(jì)量單位定量表示長(zhǎng)度。43精選完整ppt課件空間直角坐標(biāo)滿足右手螺旋法則，就是說，右手四指從X方向轉(zhuǎn)到Y(jié)方向，則拇指的指向是Z方向。在VRML瀏覽器中，默認(rèn)情況下，X坐標(biāo)向右為正，Y坐標(biāo)向上為正，而Z坐標(biāo)指向觀察者。長(zhǎng)度及坐標(biāo)的計(jì)量單位采用VRML單位計(jì)量，可以簡(jiǎn)稱為單位。例如：geometryCylinder{radius0.5height4.0}這段程序表示的是一個(gè)圓柱體造型：半徑為0.5單位，高為4.0單位。需要注意的是，這里表示的單位和實(shí)際環(huán)境中的計(jì)量單位沒有任何可比性，和一些三維44精選完整ppt課件建模軟件如3DSMAX的計(jì)量單位也沒有可比性。只有在VRML中，各個(gè)尺寸之間的長(zhǎng)度以及位置的計(jì)量才能夠相比。在VRML場(chǎng)景中，只有物體間的大小和相對(duì)位置都用VRML單位計(jì)量，才能模擬出接近真實(shí)的場(chǎng)景。在VRML中，角度用弧度描述，這是瀏覽器接受的角度描述。360等于2p弧度，由此，1弧度約等于57。45精選完整ppt課件2.5VRML場(chǎng)景的編輯與瀏覽46精選完整ppt課件2.5.1VRML文件的編輯同許多程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言類似，VRML是文本敘述文件，因而可以用各種文本編輯器來書寫、編輯程序文件，但是保存的時(shí)候要保存為以wrl為后綴的文件名。在實(shí)際創(chuàng)作中，由于VRML文件往往結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)相互嵌套，文本編輯器編輯的過程中很容易由于疏忽而出現(xiàn)錯(cuò)誤，而一般的文本編輯器沒有糾錯(cuò)提示的功能，為了提高效率，可以借助于專門的VRML編輯器編寫VRML文檔。ParallelGraphics公司的VRMLPad就是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的VRML編輯器，能夠高效、便捷的編寫VRML文件。圖2-2所示為VRMLPad的界面。右邊是編輯區(qū)，VRMLPad提供了節(jié)點(diǎn)和域的提示功能，每當(dāng)輸入節(jié)點(diǎn)或者域47精選完整ppt課件的第一個(gè)字母時(shí)，會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)列表或者域列表，供設(shè)計(jì)者選擇。圖2-3即為出現(xiàn)的節(jié)點(diǎn)提示框。甚至在輸入完節(jié)點(diǎn)以后，在列表框中會(huì)很容易看到屬于該節(jié)點(diǎn)下面的域，極大的提高了編輯VRML文件的效率。此外，在編輯過48精選完整ppt課件程中，節(jié)點(diǎn)或者域出現(xiàn)了語(yǔ)法錯(cuò)誤，在編輯器最下邊的狀態(tài)欄處會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤提示（如圖2-4所示），同時(shí)在出現(xiàn)錯(cuò)誤的語(yǔ)句中相應(yīng)的也有標(biāo)記，能及時(shí)排除編輯過程中的錯(cuò)誤。49精選完整ppt課件在編輯器中主窗口的左半部分，還提供了一些輔助窗口以幫助設(shè)計(jì)者更方便的設(shè)計(jì)和管理VRML文件。編輯器還內(nèi)置了材質(zhì)庫(kù)，供設(shè)計(jì)者方便的設(shè)置造型的材質(zhì)。在Internet上還有第三方提供的一些編輯器插件。熟練使用VRMLPad，能使得VRML文件的編輯工作快捷迅速。另外，借助于一些三維建模軟件，如3DAMAX、MAYA等，也可以導(dǎo)出VRML文件，但是文件尺寸會(huì)大許多，如果不是很復(fù)雜的造型或者特殊的需要，一般并不推薦這樣做。50精選完整ppt課件2.5.2VRML場(chǎng)景的瀏覽要在瀏覽器中觀察VRML場(chǎng)景，需要VRML瀏覽器插件，目前，有許多VRML瀏覽器插件，譬如：CosmoPlayer、BlaxxunContact、Cortona、WorldView等，這些瀏覽器各有不同的特點(diǎn)，但是在使用上有許多相似之處。下面以ParallelGraphics公司的Cortona4.0為例說明VRML瀏覽器的使用(下載地址：/bin/cortVRML.exe)。用Cortona打開一個(gè)文件擴(kuò)展名為wrl的VRML文件，出現(xiàn)的三維場(chǎng)景如下圖所示：51精選完整ppt課件可以看到，Cortona4.0瀏覽界面由分別位于瀏覽器窗口的左邊和底邊的控制按鈕以及顯示3D場(chǎng)景畫面的三維窗口組成。左邊的為交互按鈕，使用方法一般是先按一下按鈕，然后回到三維窗口中，按下鼠標(biāo)左鍵移動(dòng)鼠標(biāo)進(jìn)行交互觀察。而底邊的按鈕則是非交互式的，只是按一下按鈕，就可以看到相應(yīng)反應(yīng)。52精選完整ppt課件表2-2給出了交互按鈕的具體使用功能。表2-3給出了非交互按鈕的具體功能。表2-2交互按鈕的使用按鈕功能walkWalk按鈕：漫步瀏覽模式。使用漫步模式時(shí)，在窗口中按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，觀察者可以類似于在地面上前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)等方式觀察行為?？膳c物體發(fā)生碰撞flyFly按鈕：飛行瀏覽模式。使用飛行模式時(shí)，在窗口中按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，觀察者可以在三維空間中做任意上升、下降、前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)等方式觀察行為。不與物體發(fā)生碰撞studyStudy按鈕：觀察瀏覽模式。使用觀察模式時(shí)，按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，可以將三維場(chǎng)景繞其自身的中心沿任意軸