虚拟现实VRML简明教程

  小结:在这一节,我们创建了第一个虚拟境界,涉及到如何用几何体构建境界,以及如何设定几何体的颜色与材质。尽管这个由方块、圆锥和球体组成的场景图比较简单,但已经反映了VRML的基本功能。当然,除了可用鼠标改变视点外,这还只是一个静态世界,在下一节,我们将引进VRML的动态特征。

 

下一节

  接下来我们把方块所在的Transform节点复制三份,并把各自包含的几何形状依次定义为方块、球体和圆锥:

  Group {

   children [

   Transform {

    translation 5 0 0

     children [

      Shape { ....

       geometry Box {}#立方体

        }

      ]

     }

   Transform {

    translation 0 0 0

     children [

      Shape { ...

       geometry Sphere {} #球体

        }

       ]

      }

   Transform {

    translation -5 0 0

     children [

      Shape { ...

       geometry Cone {} #圆锥体

        }

       ]

      }

     ]#end of Group children

    }

  你可能已经感觉到,VRML文件中有许多括号(花括号“{}”和方括号“[]”),所以务请注意括号的配对,建议采用本教程的缩进风格。注意上面的VRML文件中三个Transform节点的平移量是不同的,因而三个几何体的位置也就不同。另外,还可以修改三个几何体的颜色:球面Sphere为绿色(0 1 0),圆锥为蓝色( 0 1 0 )。最后,为了以后引用方便,分别给这三个Transform 节点指定一个名称:

  DEF box Transform {...}

  DEF sphere Transform {...}

  DEF cone Transform {...}

  这个VRML场景的完整代码是:

  #VRML V2.0 utf8

  Group {

   children [

    DEF box Transform {

     translation 4.5 0 0

      children [

       Shape {

        appearance Appearance {

         material Material {

          diffuseColor 1 0 0

          }

         }

        geometry Box {}

       }

      ]

     }

    DEF sphere Transform {

     translation 0 0 0

      children [

       Shape {

        appearance Appearance {

         material Material {

          diffuseColor 0 1 0

           }

          }

         geometry Sphere {}

        }

       ]

      }

    DEF cone Transform {

     translation -4.5 0 0

      children [

       Shape {

        appearance Appearance {

         material Material {

          diffuseColor 0 0 1

          }

         }

        geometry Cone { }

       }

      ]

     }

    ]# end of Group children

   }

  把此文件保存为HelloWorld4.wrl,用VRML浏览器打开这个文件,通过调整视点从多个方位浏览自己的作品。

  在这个场景中,红色的立方体位于屏幕的中心,它的中心坐标为{0 0 0 }。若想把它移动一个位置,可以通过为它外套一个Transform(变换节点)来实现:

   Transform {

   translation 5 0 0  #平移向右5米

    children [

      Shape {

       appearance Appearance {

       material Material {}

        }

       geometry Box {}

       }

     ]

     }

  在VRML中,Transform节点除了可以引进平移、旋转和缩放变换以外,其作用和Group节点的作用一样。把Transform 节点的translation域(平移)设置为5 0 0,意味着Transform节点所在的坐标系相对于其上层坐标系向右平移(即x轴方向)5个单位,在其它两个方向不移动,VRML的距离单位是米,5个单位相当于5米。我们第三个场景的完整代码是:

   #VRML V2.0 utf8

   Group {

     children [

      Transform {

       translation 5 0 0

       children [

        Shape {

         appearance Appearance {

          material Material {

            diffuseColor 1 0 0

            }

           }

          geometry Box {}

          }

         ]

        }

       ]

       }

  下面定义立方体的外观,这只需改变Shape节点的appearance域(外观),appearance 域是一个Appearance 节点,此Appearance节点的material域(材质)定义为一个Material 节点:

 appearance Appearance {

  material Material {}

 }

 这样,上面的Shape节点变成了:

 Shape {

  appearance Appearance {

   material Material {}

    }

   geometry Box {}

   }

  这是定义几何造型的基本格式。现在立方体还是白色的,这是因为其中的Material节点采用的还是缺省值,下面修改它的diffuseColor域(漫射色),VRML的颜色说明采用的是RGB颜色模型,所以要定义红色的立方体,漫射色应该是{1 0 0},三个数字依次表示红色、绿色和蓝色,取值范围都是0到1:

  material Material {diffuseColor 1 0 0 }

  现在我们生成了第二个场景,完整的代码是:

  #VRML V2.0 utf8

   Group {

    children [

     Shape {

     appearance Appearance {

       material Material {

       diffuseColor 1 0 0 #红色

        }

       }

       geometry Box {}

      }

     ]

    }

  按照惯例,我们以"Hello,World!"作为我们的第一个虚拟境界,它由立方体、圆锥和球体组成,你可能已经注意到,VRML的标志正是由这三个几何形状构成的。输入的第一行文字是:

  #VRML V2.0 utf8

   这是VRML文件的标志,所有2.0版本的VRML文件都以这行文字打头,VRML97是由VRML2.0版修订而成的,符合VRML97规范的VRML文件也以这行文字打头。其中“#”表示这是一个注释。而utf8表示此文件采用的是utf8编码方案,这在标准中有详细说明。

   先加入一个Group节点(组节点):

   Group {

  组节点的花括号之内的所有内容视为一个整体,利用组节点可以把虚拟场景组织成条理清晰的树形分支结构。下面定义组节点的children域(孩子域):

   children [

  在children后的方括号内定义Group节点的所有孩子对象,第一个孩子是一个Shape节点(形态节点),它描述一个几何形状及其颜色等特征:

   Shape {

  在Shape 节点内定义一个几何体Box(方盒节点):

   geometry Box {}

  注意我们没有为Box定义任何域,这意味着它的尺寸和坐标位置等特性取缺省值(单位立方体)。随后补齐各右括号:

     }

    ]

   }

  至此,我们已经成功地制作了第一个虚拟境界,把它保存为HelloWorld.wrl,下面是完整的文件:

   #VRML V2.0 utf8

   Group {

   children [

     Shape {

      geometry Box {} #一个立方体

      }

     ]

    }

 

   利用Dreamweaver的Insert Plugin工具或者直接在网页的HTML源文件中插入一行

  <embed src="HelloWorld.wrl" width="600" height="400"> </embed>

  打开浏览器,你会看到一个白色的立方体,尽管不太好看,但你还是可以通过改变视点位置从不同方位观察它,初步体验“三维交互”的感觉。

  如果你使用IE浏览器,却看不到下面的图形,那么请下载此软件并安装之。

第一节 "Hello,World!"

前言

  VRML创作工具很多是“所见即所得”式的,通过图形界面可以方便地创作虚拟境界,但VRML不仅仅是普通的三维设计,尽管这些工具很容易上手,却往往屏蔽掉了VRML标准的具体细节,因为如果想深入掌握VRML,还需要全面了解节点、域、检测器等技术细节,而达成此目的的最好方法就是用编写文本文件的方式创作VRML境界。本教程提供了六个典型例子,这些例子并不复杂,也不精彩,但涵盖了VRML的关键内容。

  在开始创作之前,应作好下面的准备。

  文本编辑器

  随便你喜欢的文本编辑器,如Win95下的NotePad,Dos下的Edit等等。

   VRML浏览器

   若用的Web浏览器是Netscape4.0以下版本,可下载CosmoPlayer(http://cosmo.sgi.com);若用的是Netscape4.0或更高版本,则已内置CosmoPlayer2.0,只是安装Netscape时请注意是否选中了相应选项;若用的是Internet Explore4.0,则有可能已经内置了VRML2.0浏览器,判断是否内置的方法很简单,就是看它能否打开VRML文件(*.wrl,*.wrz),如果不行,可以从http://www.microsoft.com/vrml/下载VRML浏览器插件,对于IE3.x,还需要下载一些辅助插件。当然在开始之前应基本熟悉VRML浏览器的操作方法。

  硬件

  VRML和硬件平台无关,只要能提供VRML浏览器。在下面的教程中,我们假定硬件平台是微机,输出设备是图形窗口,输入设备为鼠标器和键盘。当然,如果有更先进的虚拟现实设备和支持它的VRML浏览软件效果会更好。对于我们将要创作的境界,微机就足够了。