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1、虚拟社区漫游系统的设计与实现(场景建模)摘 要虚拟现实技术是是由计算机产产生，通过视视、听、触觉觉等作用，使使用户产生身身临其境感觉觉的交互式视视景仿真，具具有多感知性性、存在感、交交互性和自主主性等特征。虚虚拟现实建模模语言VRMML被用来描描述三维物体体及其行为，可可以构建虚拟拟世界。VRRML的基本本目标是建立立互联网上的的交互式三维维多媒体。VVRML的出出现使得虚拟拟现实像多媒媒体和互联网网一样逐渐走走进我们的生生活。本文主要研究基基于VRMLL的虚拟场景景建模、交互互、漫游技术术，根据虚拟设设计及其主要要特点，结合合3D MAAX和Cossmo Woorlds，对基于VRML的虚拟
2、现实技术在人们生活领域的应用进行了研究，着重阐述了如何利用VRML语言以生动的模型来模拟和显示现实三维空间，最终以人机交互方式来实现社区三维景观的实时漫游。对建筑楼群的建模采用3D MAX三维造型工具和VRML相结合的方式，对这些模型进行优化。同时为了增加真实性，在虚拟社区中加入树木、游人、汽车等模型。这些模型共同构建整个虚拟三维场景，为市政规划建设提供一个科学简便、形象直观的可视化人机交互平台。关键词：虚拟现现实，VRML，场景建模，虚拟漫游DESIGN AND IIMPLEMMENTATTION FFOR THHE VIRRTUAL COMMUUNITY ROAMIING SYYSTEM(
3、SCENAARIO MMODELIING)ABSTRACCTVirtuall reallity iis a rresultt of ccomputter deeveloppment, it mmay crreate some sceneery thhat inncludees sennses oof sightt, heaaring and ttouch. Its charaacteriisticss are multii-senssationn, exiistentt sensse, innteracction and iindepeendencce. VRML can ddescriipt
4、 thhree dimennsionaal objjects and ttheir behavviors, thuss can bbuild virtuual woorld. Becauuse off the appeaarancee of VVRML，VVirtuaal Reaality comess to ouur liffe succh as multiimediaa and Interrnet.The ressearchhes off thiss papeer foccus onn the modelling, the iinteraactingg and the bbrowsiing
5、 off the VRML-basedd virttual sscene. Accoordingg to tthe viirtuall desiigningg and tthe maain feeaturees, uniffying thhe 3D MAX aand Coosmo WWorldss, bassed onn the VRML virtuual reealityy techhnologgy , wwe havve ressearchhed thee appllicatiion in thhe fieeld off peopples life. The paperr focuuses
6、 oon howw to uuse VRRML languuage tto construuct in thhe moddel viividlyy to ssimulaate annd dissplay realiistic threee-dimeensionnal sppace. Finallyy, we achhievedd the real-time roamiing inn the Threee-dimeensionnal laandscaape off the commuunity by huuman-ccomputter innteracction. We havee modeel
7、ed theese buuildinngs byy the combiinatioon of 3D MAAX thrreediimensiional modelling ttool aand VRRML. At tthe saame tiime, we pput otther modells succh as treess，humaans annd carrs intto thee 3d sscene to inntensiify thhe sennse off the factiicity. We usse theese moodels to buuild aa virttual tthre
8、e-dimennsionaal sceene togetther, to prrovidee a sccientiific aand siimple, intuuitivee imagge vissualizzationn plattform for cconstrructioon of municcipal.KEY WORRDS：virtuaal realitty，VRML，scenaario mmodeliing，viirtuall tourr目录 前言1第1章 虚拟现现实建模语言言31.1 虚拟拟现实建模语语言概述31.2 基于于VRML的虚虚拟场景构造造工具及VRRML浏览器器51.2
9、.1 文本编辑工工具51.2.2 三维建模工工具51.2.3 VRML浏浏览器6第2章 虚拟场场景建模分析析72.1 场景景的建模72.1.1 节点72.1.2 造型节节点的层次结结构82.1.3 节点之间的的关系82.1.4 大型场景的的数据组织92.1.5 建模流流程112.1.6 场景的建立立112.2 场景景对象的优化化132.2.1 建筑物的二二次建模方法法132.2.2 建模环节的的其他优化方方法142.2.3 文件编辑环环节的优化15第3章 虚拟社社区漫游系统统的实现173.1 开发发环境173.2 系统统结构设计173.3 场景景模型的建立立183.3.1 地面建模183.3.
10、2 建筑物建模模193.3.3 植物建模213.3.4 其他设施建模233.4 碰撞撞检测的建立立233.4.1 替身的建立立233.4.2 碰撞的的触发243.5 视点点的建立243.6 场景景的链接24第4章 系统测测试264.1 测试试的目标264.2 系统统测试过程264.2.1 单元测试264.2.2 集成测试28结论29参考文献300致谢32前言随着虚拟现实技技术和计算机机网络技术的的发展，以及及数字地球和和数字城市概概念的为前提提的大背景下下，虚拟现实实技术已经成成为计算机领领域研究、开开发和应用的的热点，广泛泛应用到教育育、军事、建建筑、医疗、工工业设计等各各个领域。这这一名词
11、是由由美国VPLL公司创建人人拉尼尔（JJaron Lanieer）在800年代初提出出的，也称灵灵境技术或人人工环境11。作为一一项尖端科技技，虚拟现实实集成了计算算机图形技术术、计算机仿仿真技术、人人工智能、传传感技术、显显示技术、网网络并行处理理等技术的最最新发展成果果，是一种由由计算机生成成的高技术模模拟系统，它它最早源于美美国军方的作作战模拟系统统，九十年代代初逐渐为各各界所关注并并且在商业领领域得到了进进一步的发展展。这种技术术的特点在于于计算机产生生一种人为虚虚拟的环境，这这种虚拟的环环境是通过计计算机图形构构成的三维数数字模型，并并编制到计算算机中去生成成一个以视觉觉感受为主，
12、也也包括听觉、触触觉的综合可可感知的人工工环境，从而而使得在视觉觉上产生一种种沉浸于这个个环境的感觉觉，可以直接接观察、操作作、触摸、检检测周围环境境及事物的内内在变化，并并能与之发生生“交互”作用，使人人和计算机很很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。虚拟社区(Viirtuall Commmunityy)是基于地理理信息系统技技术、虚拟现现实技术、宽宽带网络技术术、多媒体技技术、计算机机图形学等高高新技术，将将社区地理空间间信息和其属属性信息相结结合，构建一一个逼真的、具具有视觉、听听觉、触觉的的虚拟社区景观，用用户可以利用用计算机网络络远程访问这这个全新的社社区景观，通通过终端计
13、算算机在虚拟社社区中漫游，而而且可以进行行查询、分析析、评价等操操作，使用户户足不出户也也可以有身临临其境的感觉觉1。虚拟社区漫游系系统是数字社社区建设的基基础，它的研研究和创建对对以后数字社社区的建设有有重要的现实实意义。它是是一个三维可可视化的、有有声有色的仿仿真社区景观，既既可以为市政政建设树立良良好的形象，提提高社区的知名度度，宣传社区区文化；还可可以作为市政政规划的辅助助工具，在对对社区内部的建建筑物、道路路、辅助设施施进行修建规规划时，可以以在这个虚拟拟三维环境中中动态交互的的对未来社区区环境进行全全面的审查，为为社区规划和设设计提供更明明确的目标；同时也提高高了社区管理理的效率和
14、科科学化水平，促促进远程监控，加快社区建设。总总之，它是数数字校园建设设的基础。本论文研究的虚虚拟社区漫游系统统，是以现实实中功能社区区为虚拟空间间，根据VRR技术原理，创创建出社区里里基本的建筑筑物、道路、广广场、车辆、人人物、树木等等虚拟模型，然然后以VRMML(Virtuual Reealityy Modeeling Languuage，虚虚拟现实建模模语言)为核心，结结合3D MMAX等建模模工具，实现现基于TCPPIP协议和因因特网的逼真真虚拟校园漫漫游系统，使使得用户更加加方便、灵活活的在虚拟社社区中漫游三三维模型；使使真实性、交交互性和动态态性得到了更更充分的体现现。第1章 虚拟
15、现实建模模语言1.1 虚拟现实建模模语言概述虚拟现实建模语语言（Virrtual Realitty Moddelingg Languaage ，VVRML）是是第二代WWWW的标准语语言，是一项项与多媒体、因因特网、虚拟拟现实等领域域密切相关的的新技术11。熟悉33W的人们都都知道，由于于HTML语语言的局限性性，VRMLL之前的网页页只能是简单单的平面结构构。尽管借助助Java技技术可以实现现一些三维的的效果，可是是要完全构造造出一个三维维的环境是不不可能的。而而VRML的的诞生恰恰弥弥补了这一缺缺陷。VRMML是一种基基于文本的通通用语言，是是HTML的的三维模型。它它定义了当今今3D应用
16、中中绝大多数常常见概念，如如变换层级、光光源、视点、几几何、动画、雾雾、材质属性性和纹理映射射等。一个VVRML的三三维立体景象象一般是由成成百上千个多多边形组成，这这些多边形是是构建计算机机三维景象的的基本材料。VRML规范是是1994年年在瑞士日内内瓦召开的万万维网（WWWW）会议上上，由Marrk Pessce和Toony Paarisi首首先提出的。它它的1.0版版本只允许建建立一个可以以探索的环境境，不能提供供交互功能，也也没有声音和和动画。VRRML2.00规范于19996年8月月通过。它在在1.0的基基础上进行了了很大的补充充和完善。VVRML2.0改变了11.0版本中中只能创建
17、静静态3D景物物的限制，增增加了行为，可可以让物体旋旋转、行走、滚滚动、改变颜颜色和大小。它它提供了梯度度和纹理映射射背景、与地地点相关的声声音以及可以以将MPEGG-II视频映射到到任意对象上上的节点。它它还提供了带带轮廓的地形形、突出、碰碰撞检验、模模糊效果以及及常见的文本本。VRML文件通通常包括4个个主要部分：文件头(HHeaderr)，原型(Protootypess)，场景图图(Scenne graaph)，事事件路由(EEvent routiing)22。文件头部分是必必须且唯一的的。后3个部部分没有严格格的先后次序序要求，只要要求后者使用用的对象在前前者中已经定定义，并且这这3个
18、部分可可以有任意多多个。另外，可可以在VRMML文件内添添加注释。VRML定义了了54种节点点，新增了33种数据类型型，而且几乎乎所有的节点点都被或多或或少地增加了了功能，至少少可以发送或或接收消息。简简单地说，VVRML2.0 的全部部功能可以分分为二大部分分：创建三维维实体及对对对象的编程。这这二部分是密密不可分的，因因为在VRMML中，任何何一个创建的的实体都可以以发送和接收收消息，并通通过JavaaScrippt与外部JJava进行行交换，从而而实现真正的的交互功能。此此外，VRMML2.0还还改进了编程程格式，使之之更加符合面面向对象编程程的思想，增增加了交互的的功能，具体体表现在一
19、些些新增的节点点，如Sennsor IInterppolatoor等。同时时，VRMLL2.0还有有支持声音、动动画等功能。VRML2.00的节点主要要分成以下220大类：（1） 造型尺寸、外观观节点：Shhape、AAppearrance、MMateriial（2） 原始几何造型节节点：Boxx、Conee、Cyliinder、SSpheree（3） 造型编组节点：Groupp、Swittch、Biillboaard（4） 文本造型节点：Text、FFrontSStyle（5） 造型定位、旋转转、缩放节点点：Trannsformm（6） 内插器节点：TTimeSeensor、PPositii
20、onIntterpollater、OOrienttationnInterrpolatter、CoolorInnterpoolatorr、 ScaalarInnterpoolatorr、CoorrdinatteInteerpolaator（7） 感知节点：ToouchSeensor、CCylindderSennsor、PPlaneSSensorr、SpheereSennsor、VVisibiilitySSensorr、ProxximityySensoor、Colllisioon（8） 点、线、面集节节点：PoiintSett、IndeexedLiineSett、IndeexedFaaceSett
21、、Coorrdinatte（9） 颜色、纹理、明明暗节点：CColor、IImageTTexturre、PixxelTexxture、MMovieTTexturre、Norrmal（10） 控制光源的节点点：PoinntLighht、DirrectioonalLiight、SSpotLiight（11） 背景节点：Baackgroound（12） 声音节点：AuudioCllip、MoovieTeexturee、Sounnd（13） 细节控制节点：LOD（14） 雾节点：Fogg（15） 空间信息节点：WorlddInfo（16） 脚本节点：Sccript（17） 控制视点的节点点：Vieww
22、pointt、NaviigatioonInfoo（18） 海拔节点：EllevatiionGriid（19） 挤出节点：Exxtrusiion（20） 用于创建新节点点类型的节点点：PROTTO、EXTTERNPRROTO、IIS通过这些节点的的相互组合和和协调，几乎乎可以模拟现现实世界中的的任何对象。1.2 基于VRMLL的虚拟场景景构造工具及及VRML浏览览器1.2.1 文本编辑工具具VRML用ASSCII文本格式式来描述境界界和链接。因因此，可以用用写字板或其其它的文本编编辑器来编写写VRML程程序(保存时时要以*.wwrl为后缀缀名)。但对对于一个虚拟拟的三维场景景来说，它是是由声音、
23、图图像、材质等等复杂文件组组合而成的，一一个单独的*.wrl文文件不能轻易易地实现它。因因此，便需要要一种工具把把这些文件归归纳在一个工工程中(即一一个文件夹)。这样的工工具很多，最最常用的是VVrmlPaad工具。VVrmlPaad工具对各各个节点、域域设置了层次次，并提供了了高亮度显示示，用户可以以很方便地组组建、查看、调调用工程中的的各种文件。1.2.2 三维建模工具具上面的文本编辑辑工具在构建建三维模型时时有两个重要要缺陷：一方方面不能提供供可视化界面面；另一方面面对于不规则则的复杂物体体常常要求编编辑大量的、繁繁琐的文本、数数字3。对于第一个问题题，许多所见见即所得的VVRML制作作
24、软件已经出出现。其中，Parallel Graphics公司推出了一系列的VRML制作工具Internet Scene Assembler(ISA),Internet Space Builder(ISB)、Internet Character Animator(ICA)。这3个工具各有侧重，ISB侧重于空间建模，ISA侧重于场景组合，ICA侧重于动画。结合使用它们可以快速生成VRML文件。虽然它们不支持VRML2.0的所有功能，但它们的易用性给生成复杂的三维实体提供了方便。尤其是ISB，它虽然不支持复杂的动画，不支持行为、事件的操作(这些可由ICA、ISA完成)，但由于它结合了可视化操作和Vr
25、mlPad工程的优点，从而成为虚拟现实建模的可靠工具。3D MAX当当今世界流行行最广的三维维动画造型软软件，它所具具有的把三维维模型输出成成VRML格式(利用其Immport和和Exporrt方法)的的功能使其成成为VRMLL的最好助手手。但是，33D MAX中对对物体描述的的精度大大高高于VRMLL的要求，它它包含了很多多造型的细节节，这些都是是VRML不需需要的。过细细的要求不可可避免地造成成了巨大的文文件量，这影影响了文件装装入内存后的的导航速度和和性能，使文文件的下载时时间过长。因因此，可用一一些特殊的方方法来削减文文件的大小，提提高执行速度度。这些方法法包括：在建建立的几何体体中减
26、少分段段数；从场景景中删除看不不见的面和隐隐藏不需要的的面；使用关关联复制等。1.2.3 VRML浏览览器和HTML一样样，VRMLL虚拟场景源源程序文件也也是由网络传传输，浏览器器解释、执行行和呈现的，只只不过VRMML源程序文文件在浏览器器上产生的不不是静态的平平面结构，而而是动态的立立体场景，支支持VRMLL文件的浏览览器常见的有有Microosoft VRML浏浏览器、Paaralleel Graaphicss公司的Coortonaa VRMLL Clieent浏览器器、SGI公公司的Cosmo Playeer浏览器、BBlaxxuun公司的BBlaxxuun Conntact等等。第
27、2章 虚拟场景建模模分析VRML是第二二代Web上的关关键技术，是是一种三维场场景的描述性性语言，也是是在Inteernet网上实现现虚拟现实的的关键性技术术。它的基本本原理是用文文本信息描述述三维场景，在在Internnet网上传输输，在本地机机上由VRMML的浏览器器解释生成三三维场景，解解释生成的标标准规范即是是VRML规范范。正是这种种思想使得在在Interrnet上传传输很少的数数据，就可以以在Web上实现现三维虚拟场场景浏览成为为可能。因此此，VRMLL可以生成网网络上的三维维场景。虽然然JAVA技术现在在支持三维场场景的创建，但但是我们知道道使用JAVVA3D创建建虚拟场景不不是
28、那么容易易的事情，和和VRML相比比它的开发周周期较长，也也没有VRMML技术那么么成熟。可见见，采用VRRML技术构构建虚拟现实实环境有下面面几个好处：丰富了媒体体表现形式、改改善了虚拟环环境的用户界界面、增强了了虚拟环境的的交互性。2.1 场景的建模2.1.1 节点虚拟境界由对象象构成，对象象及其属性用用节点(Noode)描述所以以节点是构成成VRML文件件的基本单元元。从层次结结构上可以把把节点分成三三种类型，组组节点、子节节点和属性节节点，节点名的首首字母大写，而而域名都用小小写字母表示示4。VRML的每一一个节点都有有零或多个域域(fieldd)，域值决定定了该种节点点类型的对象象在
29、虚拟场景景中的状态4。节点点类型大都具具有接收和发发送的事件(Eventt)的能力，其其中事件入口口是节点接收收事件的逻辑辑接收器，事事件的出口是是节点产生事事件的逻辑输输出端。外露露域(expossedFieeld)是域、入事事件、和出事事件的统一体体，它既可作作为域确定节节点的状态，义义作为事件入入口接收事件件，还能把变变动的值送往往其它节点。本系统中涉及的的主要造型节节点包括Trransfoorm节点、Shaape节点、Apppearannce节点、Matteriall节点、InddexedFFaceSeet节点、Bacckgrouund节点、Billlboarrd节点和Ancchor节
30、点点等。2.1.2 造型节点的层层次结构本系统中将组节节点(Traansforrm)作为基基本造型节点点，childdren域中中的造型节点点(Shapee)包含外观(Appeaarancee)和几何(geomeetry)节点；Apppearannce节点包包含材质(Materrial)节点和纹纹理(texxture)节点；每个个节点又包含含若干个域。本系统中，InndexeddFaceSSet节点用用于所有的建建筑以及车辆辆、人物的建建模，IndexxedFacceSet节节点用来创建建建筑物等的的复杂的面，在在真实的场景景中，建筑物物往往不是标标准的立方体体，用BOXX节点造型不不足以体现
31、虚虚拟建模的真真实性。所以以在本系统中中，利用InndexeddFaceSSet节点构构造复杂的折折叠面，可以以完成建筑外外部的一些复复杂设施和室室内造型，例例如建筑外的的空调平台和和室内的房梁梁等。图2-1即是利用用索引面集构构造的建筑外外部装饰，这这类造型是通通过普通的三三维形体造型型节点所构建建不出来的。图2-1 建筑筑外部多边形形结构图通过上述分析得得出，我们可可以用Shaape节点创建虚虚拟场景中的的全部三维造造型。这些造造型包括基本本几何造型以以及文本、点点、线面方式式构造的任意意几何造型。2.1.3 节点之间的关关系节点之间的关系系分为父子关关系和编组关关系两种：(1)父子关系系
32、。如上所述述，父子关系系是根据节点点语义定义的的通过特定域域包含特定节节点而形成的的上下层次关关系。(2)编组关系系。通过组节节点(Groupping NNode)把一组子节点点组织起来，从从而形成编组组关系。编组组节点有Grroup、Anchoor、Billbboard、Inlinne、LOD、Transsform等等8种。例如Groupp节点的chiildrenn域，它是一一个MFNoode类型的的域，蹋来包包含多个子节节点。GroupeventInn MFNoode adddChilddreneventOuut MFN0dde removeChilddrenexposeddField M
33、FNNode chhildreen field SFVec3f bbooxCentter 0 0 0 #(-8，8)field SFVeec3f bbooxSizee -1 -1 -1 #(0，88)or-11，-1，-1由此可知，利用用编组节点的的功能，可以以把大型三维维虚拟场景的的结构组织得得更为有序。2.1.4 大型场景的数数据组织(1)应用编组组节点VRML提供了了8种类型的编编组节点，用用于把共同完完成某一功能能的节点组合合在一起(图2-2)7。Groupp节点用于对对象的群组；Transsform节节点则是把对对象组合后再一起进进行坐标变换换。如果把子子场景看作子子节点，那么么我们
34、可通过过内联节点(Inlinne)实现各场景景的调出，对对大场景而言言，可明显提提高绘制速度度。本系统中，由于于后期场景丰丰富的需要，以以及系统快速速读取的需要要，要将一些些模型建立在在另外的.wrl文件中中。本系统中中的人物造型型作为较复杂杂的造型，VVRML文件件会非常庞大大，并且难于于管理。并且且系统读入时时检测此内联联的人物造型型是否会出现现在默认的视视点视界中，当当此人物造型型有效时，此此模型才被描描述出来，否否则将不再描描述，这样节节省了系统资资源。Transfoorm childdrenInlinne #内内联节点 urllmalee2.wrll#内联的的人物造型 transsl
35、atioon-63.55449 -2.333356 -888.60001#对于mmale2.wrl中造造型位置的修修改 rotattion0 1 00 2.009439 scalee2.229902 2.229011 2.222902图2-2 编组组节点对场景景的组织(2)层次细分分对由多物体(又又称实体)组成的复杂杂大场景，必必须把场景分分解成单个造造型单元88。分解的的方法，首先先把大场景按按分布的区域域划分成许多多子块，子块块尽可能规则则，以利用建建模后再组合合成大的场景景块；其次对对某一具体的的造型，如本本系统中的某某一建筑模型型，可以从外外向内进行分分解，将屋顶顶的建模作为为一个单独
36、的的部分，外墙墙的建模作为为另一个部分分；在VRML中通通过分组节点点和造型节点点把分解的场场景建模后，用用分组节点再再组合成大场场景。这样就简化化了单个造型型的工作量，可可以一部分一一部分的建模模，提高了工工作效率。如如图2-3所示，在VRML文件件中的具体体体现是树型嵌嵌套结构。图2-3 场景景的分层结构构和对应的分分组节点2.1.5 建模流程在3D MAXX中构造基本本模型。以社区景观为内内容的建模工工作既复杂且且量大，若全全部采用编写写VRML代码码的方法去完完成，易出错错且效率低9。因此在构造造虚拟场景时时期，使用一一些三维建模模工具可以大大大地提高开开发虚拟现实实系统的效率率。本项
37、目选选用三维软件件3D MAX来搭建建基本场景，其其优势是能够够快速高效构构造复杂的三三维模型，并并设定材质、光光效和动画，同同时兼有输出出.wrl格式的的功能，这一一点对提高建建模效率非常常有用。在VrmlPaad中编辑。VrmlPadd是一个很出出色的虚拟现现实文件专用用编辑器，不不仅有利于提提高代码编写写效率，而且且还提供程序序调试功能，是是完成复杂虚虚拟场景必不不可少的利器器之一1。从3D MMAX输出的的VRML文件件，虽然已包包含建立好的的建筑模型、环环境模型、人人物模型等，但但是由于交互互行为不足，所所以还应该打打开生成的wrl文件，加加入指定路线线漫游和一些些基本的动态态交互功
38、能以以完善系统功功能。并利用用上面讨论的的造型节点层层次细分和编编组节点对场场景对象的相相应代码做进进一步的组织织、校验和完完善。2.1.6 场景的建立如前述，VRMML本身就是是一种建模语语言，但对于于一个庞大场场景，通过一一行一行代码码的编写来完完成是一件困困难的事情，于于是就产生了了各种创建VVRML场景景的工具，本本课题主要采采用3D MMax和VrmlPadd。利用3D Maax创建VRML场景的主主要步骤如下下：(1)场景平面面图。从系统统的分析和总总体设计可以以看出，对场场景进行合理理的布局是至至关重要的。在在AutoCCAD中绘制制场景布局的的平面图(文件格式为为.dwg，可导
39、导入3D Maxx)，定位道路路、楼群和其其他建筑物。该该图是场景合理理布局的基础础。(2)纹理采集集。采集纹理理图片数据，包包括砖纹图片片、门窗图片片、草地图片片等。对所采采集的纹理图图片，在Phhotoshhop中将其其处理成可无无缝平铺的贴贴图。(3)3D MMax构建场场景基本模型型。VRMLL通过节点来来描述场景实实体，3D Max可以将将其环境中的的模型以VRRML的格式式输出。即将将各个三维模模型转化为相相应的节点，以以便为相应的的浏览器解释释并绘制。以人物造型为例例，输出的VVRML节点点如下：#VRML VV2.0 utff8DEF mann01 Trransfoorm #定
40、义mann01造型 childdrenShapee apppearannceAppeaarancee mmateriialMaterrial #此处省略略了纹理描述述 geoometryyDEF maan01-FACEES InddexedFFaceSeet #mman01面面部索引面集集 ccoordDEF maan01-CCOORD Coorddinatee point ccoordIIndex cccwTRUE ssolidFALSEE nnormallIndexx ttexCooordInddex transslatioon-15.114 -433.33 -42.111 rotatti
41、on-1 0 00 1.5571 scalee4.1311 4.1331 4.1131其中，Trannslatiion为标准准的VRMLL节点，chiildrenn域中定义了了Shapee它是一个个man01的面部。由此可可见，3D Maxx的人物细节造型型对应了VRRML相应的的节点。 (4)引入需需要的VRMML节点但是有一些VRRML节点在在3D Maxx中并不能被被直接通过33DS的实体体模型创建出出来，需要向向这个3D MAX场景中中插入图标来来引入相应的的VRML节点点，其中包括括了Anchhor、ProxSSensorr、NavInfo、Fog、Sound、LOD、TouchSe
42、nssor，Timessensorr，Backggroundd、AudiooClip、Billbboard、Inlinne共12个节点100。本系统中的的树木造型全全部采用Biillboaard节点，采采用此节点的的好处是用此此建立的树木木模型其正面面永远对着替替身视点，不不用建立多个个面并导入多多张贴图，达达到节省系统统资源的作用用。2.2 场景对象的优优化要使3D MAAX中导出的的wrl格式的的文件转入VVRML环境境后达到比较较理想的效果果，需要应用用一些技巧来优优化VRMLL虚拟对象112。在场场景模型构造造环节，建筑筑物的建模是是关键。精细细建模因文件件量过大会导导致网络传输输和绘
43、制困难难，而用数码码相机拍摄建建筑实体图像像再将其作为为纹理映射到到建筑物模型型上，则可行行性不大。为为此，我们在在比较各种建建模方法的基基础上，兼顾顾文件量和真真实感，提出出建筑物的二二次建模方法法。下面分别别从建筑物的的二次建模、场场景模型构造造和VRMLL文件编辑三三方面加以讨讨论。2.2.1 建筑物的二次次建模方法建筑物的建模要要达到理想效效果，归根结结底是要克服服复杂度与真真实感这一对对矛盾。二次次建模的思路路是：首先在在三维软件中中对建筑进行行精细建模，赋赋以材质及纹纹理，然后对对所需的纹理理进行渲染输输出，经图像像处理软件处处理后生成包包含细节(如窗框、装装饰条等)的纹理；再再对
44、原建筑结结构进行分解解，用外轮廓廓线(Outliine)加拉伸(Extruude)或放样(Loft)生成分段数数为1的简单几何何体，最后，用用包含细节的的纹理映射到到简单几何体体上，完成建建筑的构建13。二二次建模的流流程如图2-4所示。图2-4 二次次建模流程图图2.2.2 建模环节的其其他优化方法法(1)应用实例例复制：实例例复制对象在在VRML代码码中只定义一一次，可在场场景中多次使使用同样的几几何体定义，而而文件的大小小不会增加。能能够节省编写写代码时间，同同时可以使文文件大大地变变小。在场景中用DEEF定义人物物和树木造型型，完成造型型的建模后，在在其他地方需需要相同的造造型时，只需
45、需要USE使用这这个造型并重重新定义trranslaation即即可。DEF treee Traansforrm Transfoorm Translaation 1 0 00childreen USSE treee (2)使用多多细节层次模模型技术；根据物体与与观察者之间间的距离，选选择同一对象象的不同细节节版本。合理理设簧VRMMLExpoort对话框框参数：此面面板中参数的的设置将直接接影响到VRRML文件的的大小。例如如在3D MAX导出模模型时，对参参数Digiits off Preciision由由缺省的4设置为3，可减少场场景的总文件件量，但对测测览无太大影影响。 (3)对导出出限
46、制的了解解：在3D MAX中应用用VRML997Expoorter对对话框导出.wrl格式的的文件时，并不是是所有的3DD MAX中的对对象和元素都都能导出到VVRML中，下下面列出了部部分能导出和和不能导出的的场景元素：能导出：几何图图形、隐藏对对象、光颜色色、反向动力力学、标准材材质及多重子子材质；不能导出：光滑滑组、隐藏面面、体光、继继承链接、其其它类型材质质。通过对可导及不不可导的了解解，可帮助我我们在建模过过程中知道哪哪些对象在33D MAXX中完成，哪哪些需用VRRML编程来来实现，这样样可缩短开发发时间，提高高效率。2.2.3 文件编辑环节节的优化该环节的优化主主要是根据VVRML的语语法特性进行行的，可以同同时减少网络络通信量和浏浏览器的计算算量。首先用用VrmlPaad打开3D MMax导出的的vr.wrll场景文件，检检查是否有语语法、值类型型的错误；提提供的域值是是否在适当范范围内；校验验是否有重复复的节点定义义，是否有不不匹配的域名名或路由。检检查完毕后，通通过VrmlPadd自带的VRMML浏览器，可可单独预览选选定的节点或或组进行最后后的调试，也也可对全部