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基于 VRML 的虚拟漫游系统的研究与实现
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邵小凡
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,曾平
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,何东建
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1 西安电子科技大学计算机外部设备研究所,陕西西安(710071)
2 西北农林科技大学信息工程学院,陕西杨凌(712100)
E-mail:shaoxiaofan@gmial.com
摘 要:以植物标本馆虚拟漫游系统的建造为例子,介绍了开发三维交互式虚拟漫游场景的
一套整体解决方案。阐述了用 3ds max 建模与 VRML 编程相结合来设计和开发虚拟植物标
本馆的具体过程。重点分析了实现虚拟漫游所用到的关键技术、系统优化应用的常用技巧以
及将 VRML 文件嵌入到 HTML 文件中的方法。依据这些技术和方法制作的基于 Web 的植
物标本馆全景虚拟漫游系统具有碰撞检测机能,能让参观者虚拟漫游,有良好的交互功能。
本文最后指出了系统进一步完善的方向。
关键词:VR;VRML;虚拟植物标本馆;系统优化
中图分类号:
1. 引 言
虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术又称“灵境技术”、“虚拟环境”、“赛伯空间”等,是在
计算机图形学、图像处理与识别、计算机仿真技术、人机接口技术、实时分布处理技术、数
据库技术、多媒体技术、多传感器技术等基础上发展起来的一门交叉科学技术。其特点是利
用计算机等设备创造一个视听感受逼真的三维虚拟环境,在这个虚构的环境中能实现与现实
相同的感受,可以利用它观察周围世界,可以与虚拟世界进行人机互动等
[1]
。VR 在医疗、
军事、工业制造、教育、商品展示、房地产、旅游参观、文物古迹复原、娱乐等方面表现出
极好的应用前景。
运用虚拟现实技术创建展览馆的网上漫游系统可以生动且全面地展示其内外部场景,从
而避免了传统的 Web 技术中只能使用文本、静态画面或者交互能力低的动画来传达信息的
局限性
[2]
。为阐述漫游系统的实现过程,笔者以虚拟现实造型语言(Virtual Reality Modeling
Language, VRML)结合 3ds max7.0 三维建模工具创建了植物标本馆的虚拟漫游系统。该系
统实现了在 Internet 上对植物标本馆的全景实时交互游览,使那些没有机会实地参观农博园
的人们获得了身临其境的感受并给他们留下深刻的印象。在此基于 Web 的虚拟全景漫游系
统的实现过程中,创建了较多的三维模型,并用到了许多 VRML 的关键技术如交互动画等。
2. VRML 介绍
VRML 是一个三维造型和渲染的图形描述语言。它彻底改变了 WWW 上单调、交互性
差的弱点,而将用户的行为作为浏览主体,展现在用户面前的是一个三维、逼真的多媒体界
面。用 VRML 可以创造一个能进入、能参与的虚拟世界。VRML2.0(1997)的新标准被广泛
地用于 Internet 上创建虚拟三维空间,利用 VRML 可以随意创建任何虚拟的物体,像建筑物、
城市、山脉、飞船、星体等
[3]
。VRML 定义了一组用以描述三维图形的对象,这些对象称为
节点。节点被组织成一种分层的结构,称为场景。使用场景图数据结构来建立 3D 场景。场
景图是一种代表所有 3D 世界静态特征的节点等级:几何关系、材质、纹理、几何转换、光
线、视点以及嵌套结构。场景中的对象及其属性用节点描述,节点按照一定规则构成场景图,
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本课题得到“十一五”国家武器装备预研项目:高性能信息输入/输出设备彩色特性测控系统(513160602)
的资助。