虚拟现实基础与VRML编程.ppt

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1、VRML文件,授课教师：赵应丁 E-Mail:,江西农业大学 计算机与信息工程学院,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 1 页,第四讲 VRML文件与VRML基本造型,1.VRML文件体系 2.VRML文件基本内容 3.VRML空间 4.VRML关键字 5.Shape节点 6.基本几何造型 7.造型材质控制 8.Group编组节点 9.节点定义及引用,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 2 页,1.VRML文件体系,VRML文件主要包括VRML文件头造型事件路由事件体系脚本原型等体系元素。 1.VRML文件类型.VRML文件是由通用文本编辑系统或

2、专用VRML开发工具编辑的ASCII文件格式的场景描述性语言,其文件类型扩展名为.wrl或.wrz,一般使用.wrl文件扩展名。 2.VRML文件头 #VRML V2.0 utf8 VRML文件头由四部分组成,各部分意义说明如下:,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 3 页,1.VRML文件体系(续),(1)VRML文件头由“#”字符起始,“#”字符说明后为一个文本型的说明字符串. (2)VRML文件头的第二部分是“VRML”字符串,该字符串提示浏览器该文件是一个VRML文件. (3)VRML文件头的第三部分是“V2.0”字符串,该字符串提示浏览器该VRML文件遵循VR

3、ML规范2.0版本. (4)VRML文件头的第四部分是“utf8”字符串,该字符串提示浏览器该VRML文件是一个使用国际标准UTF-8字符集的文件. UTF-8的英文全称是UCS Transform Format,而UCS是Universal Character Set的缩写.,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 4 页,1.VRML文件体系(续),VRML造型 VRML中的场景由造型组成,而造型则由节点(Node).在最高抽象层,VRML定义了一组节点机制用于三维场景制作,再由浏览器进行实时渲染. VRML中的所有节点都可以有零个或多个域(Field).每个域取域值,

4、不同的域对应不同的域值类型. VRML定义了20种基本数据类型,也分为两类:以SF开头的是单值类型,该类型只有一个单一的数或数组;以MF开头的是多值类型,该类型指定一个数或数组的列表.,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 5 页,1.VRML文件体系(续),VRML事件、路由、事件体系. 节点除具有域属性外，还具有事件(event)属性。 事件是VRML实现用户交互与场景动态变化的最主要内容。事件为节点提供了接收外界信息以及外界发送信息的能力。节点通过事件入口接收入事件，通过事件出口发送出事件。入事件要求节点改变自己某个域的取值，而出事件则要求改变其他节点的域值。 VR

5、ML对节点的说明中经常包含标有”exposedField”的公共域，该类型域隐含着与下面两种系统缺省定义的事件相关。 路由为创作者提供了一种独立于场景层次体系的系统机制，通过这种机制，事件得以蔓延传播从而引起其他节点的变化。,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 6 页,1.VRML文件体系(续),VRML脚本 为使VRML具有更强的人机交互能力和可控性，可以在事件发生器与事件接收器之间插入脚本(Script)节点。脚本节点实际上是一个外壳，它包含一组利用脚本描述语言，如Java，JavaScript编写的函数或方法。 VRML原型 用户可以通过VRML原型机制扩充VRM

6、L标准节点类型集。原型节点定义应对其中需要使用的域、入事件和出事件分别加以说明，原型定义既可以在引用该原型的文件中进行，也可以在外部文件中定义而后在其他的场景文件中引用。,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 7 页,2.VRML文件基本内容,VRML节点。每个VRML文件都是一个基于时间的三维空间表示，它包含了可通过多种机制动态变化的由视、听和对象组成的虚拟环境。 通过VRML建模的虚拟环境专业上又称之为场景图。场景图由一系列无序节点组成，节点则用以描述环境中的对象及其属性。,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 8 页,2.VRML文件基本内容(

7、续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 9 页,2.VRML文件基本内容(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 10 页,2.VRML文件基本内容(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 11 页,2.VRML文件基本内容(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 12 页,2.VRML文件基本内容(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 13 页,2.VRML文件基本内容(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 14 页,2.VRML文件

8、基本内容(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 15 页,2.VRML文件基本内容(续),VRML数据类型 SFBool, SFColor, MFColor, SFFloat,MFFloat,SFImage,SFInt32, MFInt32, SFNode, MFNode, SFRotation, MFRotation, SFString, MFString, SFTime, MFTime, SFVec2f,MFVec2f,SFVec3f,MFVec3f. 程序注释 为VRML文件添加注释要求以”#”字符开头，并结束于该行的末尾。,2020/9/22,江西农业大学

9、计算机与信息工程学院,第 16 页,3. VRML空间,VRML的场景建设默认情况下使用VRML系统缺省空间坐标系，用户也可以使用Transform节点对缺省空间进行变换，以形成相对于父坐标系的子坐标系。 1.VRML空间坐标系。VRML系统默认的坐标系为一个立体三维的空间坐标系。该坐标系的原点位于VRML平面浏览器的中心位置，X轴正向由原点指向屏幕右侧，Y轴正向由原点指向屏幕上方，Z轴正向由原点垂直指向用户。 2.VRML空间计量单位。VRML造型大小、方位均使用VRML空间计量单位。空间计量单位又分为长度计量单位和角度计量单位两种。 长度计量单位也之为VRML单位，用来度量造型的空间位置及

10、大小尺寸。,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 17 页,3. VRML空间(续),角度单位用以计量VRML空间变换坐标系的旋转角度。VRML的角度使用常规的弧度计量单位比例。,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 18 页,4.VRML关键字,VRML 2.0共使用14个系统关键字,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 19 页,4.VRML关键字(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 20 页,4.VRML关键字(续),2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 21 页,5.S

11、hape节点,任何一个VRML虚拟场景中的空间造型都必须使用Shape节点加以创建，场景造型包括基本几何造型(立方体、球体、圆柱体、圆锥体)，文本造型以及点、线、面方式构造的任意几何造型。 Shape节点语法格式 Shape appearance NULL #exposedField SFNode geometry NULL #exposedFiled SFNode Shape节点由两个重要的属性组成，即造型的外观属性和几何属性。,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 22 页,5.Shape节点(续),Appearance节点语法格式 Appearance节点用以指定所有造型的外观属性，常作为Shape节点appearance域的域值使用。Appearance节点由3个重要的属性组成，即造型的材质属性、纹理渲染属性以及纹理变换属性。 Appearance material NULL #exposedField SFNode texture NULL #exposedField SFNode textureTransform NULL #exposedField SFNode ,2020/9/22,江西农业大学 计算机与信息工程学院,第 23 页,6.基本几何造型,Box节点 Sphere节点 Cylinder节点 Cone节点,Thanks!,