VRML虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)與VRML編程

VRML文件授課教師：趙應(yīng)丁:zhaoyingding@163江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院第四講VRML文件與VRML根本外型1.VRML文件體系2.VRML文件根本內(nèi)容3.VRML空間4.VRML關(guān)鍵字5.Shape節(jié)點(diǎn)6.根本幾何外型7.外型材質(zhì)控制8.Group編組節(jié)點(diǎn)9.節(jié)點(diǎn)定義及援用2024/1/10第1

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院1.VRML文件體系VRML文件主要包括VRML文件頭\外型\事件\路由\事件體系\腳本\原型等體系元素。1.VRML文件類型.VRML文件是由通用文本編輯系統(tǒng)或公用VRML開發(fā)工具編輯的ASCII文件格式的場(chǎng)景描畫性言語,其文件類型擴(kuò)展名為.wrl或.wrz,普通運(yùn)用.wrl文件擴(kuò)展名。2.VRML文件頭#VRMLV2.0utf8VRML文件頭由四部分組成,各部分意義闡明如下:2024/1/10第2

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院1.VRML文件體系(續(xù))(1)VRML文件頭由“#〞字符起始,“#〞字符闡明后為一個(gè)文本型的闡明字符串.(2)VRML文件頭的第二部分是“VRML〞字符串,該字符串提示閱讀器該文件是一個(gè)VRML文件.(3)VRML文件頭的第三部分是“V2.0〞字符串,該字符串提示閱讀器該VRML文件遵照VRML規(guī)范2.0版本.(4)VRML文件頭的第四部分是“utf8〞字符串,該字符串提示閱讀器該VRML文件是一個(gè)運(yùn)用國(guó)際規(guī)范UTF-8字符集的文件.UTF-8的英文全稱是UCSTransformFormat,而UCS是UniversalCharacterSet的縮寫.2024/1/10第3

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院1.VRML文件體系(續(xù))VRML外型VRML中的場(chǎng)景由外型組成,而外型那么由節(jié)點(diǎn)(Node).在最高籠統(tǒng)層,VRML定義了一組節(jié)點(diǎn)機(jī)制用于三維場(chǎng)景制造,再由閱讀器進(jìn)展實(shí)時(shí)渲染.VRML中的一切節(jié)點(diǎn)都可以有零個(gè)或多個(gè)域(Field).每個(gè)域取域值,不同的域?qū)?yīng)不同的域值類型.VRML定義了20種根本數(shù)據(jù)類型,也分為兩類:以SF開頭的是單值類型,該類型只需一個(gè)單一的數(shù)或數(shù)組;以MF開頭的是多值類型,該類型指定一個(gè)數(shù)或數(shù)組的列表.2024/1/10第4

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院1.VRML文件體系(續(xù))VRML事件、路由、事件體系.節(jié)點(diǎn)除具有域?qū)傩酝?，還具有事件(event)屬性。事件是VRML實(shí)現(xiàn)用戶交互與場(chǎng)景動(dòng)態(tài)變化的最主要內(nèi)容。事件為節(jié)點(diǎn)提供了接納外界信息以及外界發(fā)送信息的才干。節(jié)點(diǎn)經(jīng)過事件入口接納入事件，經(jīng)過事件出口發(fā)送出事件。入事件要求節(jié)點(diǎn)改動(dòng)本人某個(gè)域的取值，而出事件那么要求改動(dòng)其他節(jié)點(diǎn)的域值。VRML對(duì)節(jié)點(diǎn)的闡明中經(jīng)常包含標(biāo)有〞exposedField〞的公共域，該類型域隱含著與下面兩種系統(tǒng)缺省定義的事件相關(guān)。路由為創(chuàng)作者提供了一種獨(dú)立于場(chǎng)景層次體系的系統(tǒng)機(jī)制，經(jīng)過這種機(jī)制，事件得以蔓延傳播從而引起其他節(jié)點(diǎn)的變化。2024/1/10第5

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院1.VRML文件體系(續(xù))VRML腳本為使VRML具有更強(qiáng)的人機(jī)交互才干和可控性，可以在事件發(fā)生器與事件接納器之間插入腳本(Script)節(jié)點(diǎn)。腳本節(jié)點(diǎn)實(shí)踐上是一個(gè)外殼，它包含一組利用腳本描畫言語，如Java，JavaScript編寫的函數(shù)或方法。VRML原型用戶可以經(jīng)過VRML原型機(jī)制擴(kuò)展VRML規(guī)范節(jié)點(diǎn)類型集。原型節(jié)點(diǎn)定義應(yīng)對(duì)其中需求運(yùn)用的域、入事件和出事件分別加以闡明，原型定義既可以在援用該原型的文件中進(jìn)展，也可以在外部文件中定義而后在其他的場(chǎng)景文件中援用。2024/1/10第6

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容VRML節(jié)點(diǎn)。每個(gè)VRML文件都是一個(gè)基于時(shí)間的三維空間表示，它包含了可經(jīng)過多種機(jī)制動(dòng)態(tài)變化的由視、聽和對(duì)象組成的虛擬環(huán)境。經(jīng)過VRML建模的虛擬環(huán)境專業(yè)上又稱之為場(chǎng)景圖。場(chǎng)景圖由一系列無序節(jié)點(diǎn)組成，節(jié)點(diǎn)那么用以描畫環(huán)境中的對(duì)象及其屬性。2024/1/10第7

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型造型節(jié)點(diǎn)ShapeAppearanceMaterial材質(zhì)TextureImageTexture紋理映射PixelTextureMomieTextureGeometryBox立方體Sphere球體Chlinder圓柱體Cone圓錐體TextFontStyle文本造型PointSetColor點(diǎn)造型CoordinateIndexedLineSetColor線造型Coordinate2024/1/10第8

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型造型節(jié)點(diǎn)ShapeGeometryIndexedFaceSetColor面造型CoordinateTextureCoordinateNormalElevationGridColor標(biāo)高網(wǎng)絡(luò)造型TextureCoordinateNormalIndexedLineSetCoordinate線造型ColorCoordinateExtrusion2024/1/10第9

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型聲音節(jié)點(diǎn)SoundAudioClip聲音剪輯MovieTexture電影伴影節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型光源節(jié)點(diǎn)Pointlight點(diǎn)光源DirectionalLight平行光源SpotLight錐光源2024/1/10第10

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型插補(bǔ)器節(jié)點(diǎn)ColorInterpolator顏色插補(bǔ)PositionInterpolator位置插補(bǔ)OrientationInterpolator方向插補(bǔ)ScalarInterpolatror標(biāo)量插補(bǔ)CoordinateInterpolator坐標(biāo)插補(bǔ)NormalInterpolator法向量插補(bǔ)2024/1/10第11

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型傳感器節(jié)點(diǎn)TimeSensor時(shí)間傳感器TouchSensor接觸傳感器PlaneSensor環(huán)境傳感器SphereSensorCylinderSensorVisibilitySensor感知傳感器ProximitySensorCollision碰撞傳感器2024/1/10第12

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型編組節(jié)點(diǎn)Group編組Transform空間變換Inline內(nèi)聯(lián)Switch開關(guān)Billboard布告牌LOD層次Anchor錨鏈2024/1/10第13

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))節(jié)點(diǎn)類型節(jié)點(diǎn)層次性節(jié)點(diǎn)類型腳本節(jié)點(diǎn)Script腳本其他節(jié)點(diǎn)Background空間背景Fog空間大氣ViewPoint視點(diǎn)NavigationInfo導(dǎo)航WorldInfo世界信息2024/1/10第14

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2.VRML文件根本內(nèi)容(續(xù))VRML數(shù)據(jù)類型SFBool,SFColor,MFColor,SFFloat,MFFloat,SFImage,SFInt32,MFInt32,SFNode,MFNode,SFRotation,MFRotation,SFString,MFString,SFTime,MFTime,SFVec2f,MFVec2f,SFVec3f,MFVec3f.程序注釋為VRML文件添加注釋要求以〞#〞字符開頭，并終了于該行的末尾。2024/1/10第15

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院3.VRML空間VRML的場(chǎng)景建立默許情況下運(yùn)用VRML系統(tǒng)缺省空間坐標(biāo)系，用戶也可以運(yùn)用Transform節(jié)點(diǎn)對(duì)缺省空間進(jìn)展變換，以構(gòu)成相對(duì)于父坐標(biāo)系的子坐標(biāo)系。1.VRML空間坐標(biāo)系。VRML系統(tǒng)默許的坐標(biāo)系為一個(gè)立體三維的空間坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于VRML平面閱讀器的中心位置，X軸正向由原點(diǎn)指向屏幕右側(cè)，Y軸正向由原點(diǎn)指向屏幕上方，Z軸正向由原點(diǎn)垂直指向用戶。2.VRML空間計(jì)量單位。VRML外型大小、方位均運(yùn)用VRML空間計(jì)量單位。空間計(jì)量單位又分為長(zhǎng)度計(jì)量單位和角度計(jì)量單位兩種。長(zhǎng)度計(jì)量單位也之為VRML單位，用來度量外型的空間位置及大小尺寸。2024/1/10第16

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院3.VRML空間(續(xù))角度單位用以計(jì)量VRML空間變換坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度。VRML的角度運(yùn)用常規(guī)的弧度計(jì)量單位比例。2024/1/10第17

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院4.VRML關(guān)鍵字VRML2.0共運(yùn)用14個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵字關(guān)鍵字典型格式語法說明field定義私有域exposedField定義公共域eventIn定義入事件eventOut定義出事件TRUEFALSENULLDEF為節(jié)點(diǎn)命名USEUSE節(jié)點(diǎn)名引用DEF定義的節(jié)點(diǎn)名2024/1/10第18

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院4.VRML關(guān)鍵字(續(xù))關(guān)鍵字典型格式語法說明PROTOPROTO自定義原型節(jié)點(diǎn)名[

域的自定義事件的自定義]{

節(jié)點(diǎn)體}內(nèi)部原型定義2024/1/10第19

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院4.VRML關(guān)鍵字(續(xù))關(guān)鍵字典型格式語法說明EXTERNPROTOEXTERNPROTO引用節(jié)點(diǎn)名[

域的自定義事件的自定義]外部原型節(jié)點(diǎn)資源定位外部原型引用RouteRoutefromNode.fromEventTOtoNode.toEventfromNode為事件的節(jié)點(diǎn)名稱fromEvent為出事件名稱toNode為入事件的節(jié)點(diǎn)名稱toEvent為入事件名稱TO見ROUTE語句格式用于ROUTE語句形成路由IS原型節(jié)點(diǎn)體中節(jié)點(diǎn)的域或事件名IS原型節(jié)點(diǎn)接口中自定義的域或事件名。用于原型語句將接口中自定義的域或事件與節(jié)點(diǎn)體中節(jié)點(diǎn)的域或事件連結(jié)在一起。2024/1/10第20

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院5.Shape節(jié)點(diǎn)任何一個(gè)VRML虛擬場(chǎng)景中的空間外型都必需運(yùn)用Shape節(jié)點(diǎn)加以創(chuàng)建，場(chǎng)景外型包括根本幾何外型(立方體、球體、圓柱體、圓錐體)，文本外型以及點(diǎn)、線、面方式構(gòu)造的恣意幾何外型。Shape節(jié)點(diǎn)語法格式Shape{appearanceNULL#exposedFieldSFNodegeometryNULL#exposedFiledSFNode}Shape節(jié)點(diǎn)由兩個(gè)重要的屬性組成，即外型的外觀屬性和幾何屬性。2024/1/10第21

頁江西農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院5.Shape節(jié)點(diǎn)(續(xù))Appearance節(jié)點(diǎn)語法格式Appearance節(jié)點(diǎn)用以指定一切外型的外觀屬性，常作為Shape節(jié)點(diǎn)appearance域的域值運(yùn)用。Appearance節(jié)點(diǎn)由3個(gè)重要的屬性組成，即外型的材質(zhì)屬性、紋理渲染屬性以及紋理變換屬性。