VRML及Java技术在虚拟场景中的研究
摘要
随着Internet技术、图形技术和虚拟现实技术的迅速发展，计算机的应用正在进入一个崭新的阶段。网络虚拟现实技术已经是计算机领域最重要的技术之一。用户不仅要从外部去观察信息处理的结果，而且还想参与到信息处理的环境中去，从而取得身临其境的体验。这就要求所需的信息处理系统是建立在一个多维化的信息空间上，而VR技术恰恰是支撑这个多维信息空间(cyberspace)的主要关键技术。
本文研究的是VRML及Java技术在虚拟场景中的具体实现方法。结合在实现过程中所出现的问题及在现实中的实际意义，提出了对三维场景创建更为合理及有效的解决方法。由于在实现过程中用到了多种语言、技术、概念等。为了使文章达到通俗易懂，在文章的讲述上采用先概念讲述——语言结构及功用的讲解——结合具体问题深入探讨语言的用法——对调试过程中出现的问题进行讨论，这样一条主线而展开。运用了VRML2.0版本语言是为了实现原有静态图形到动态图形的过渡。由于VRML2.0版本语言在运动功能上的局限性，同时也为了更好体现逼真性、生动性的特点。我引入了Java语言。由于它具有广泛移植性，面向对象，交互性，分布式的网络通信，安全可靠，小巧灵活，多线程等一系列优良性能，同时弥补了带宽与处理能力之间的差距，可在当前的带宽状态下传送丰富多彩及交互式媒体。本文具体以虚拟城市街道场景的创建为例来说明多种技术是如何有机结合的。本文主要对四个关键问题进行讨论：
1．VRML如何单独创建三维物体。
2．虚拟场景中运用Java后物体运动功能如何实现。
3．VRML及Java技术如何交互。
4．VRML及Java技术交互中存在那些问题及相应的解决方法。
(注：本课题受云南省应用基础研究基金资助项目(1999F0041M)资助)
With the developing of internet technology . graph technology and VR technology, application of computer is entering into a new phase, Network VR technology has been an important technology in computer field. Customers not only observe result of information dealed with from exterior but also want to take part in the environment of information dealed with in order to get real experience, which need information dealed with system set up on a information spaces of some dimensions, and VR technology flat is an mostly pivotal technology that supports information spaces of some dimensions .
In this paper, I research realization way of VRML and Java technology in virtual scene o I link questions that occur in realization course and practice meaning in reality, and bring forward more reasonable and more effective solving way when creating three-dimension scenes . Because I use many languages, technologies , concept and so on in realization course . For making this paper earthliness and understandability, I narrate according to masterstroke of narrating concepts -narrating language function and structure-discussing usage of language aiming at questions-discussing questions that occur in debugging course. What use VRML2.0 in order to transform static graphs into dynamic graphs. Because localization of VRML2.0 on moving functions and more embodiment of vitality and reality, I use Java language .Bcause it has points of mutuality, safety and credibility ,smallness and agility , facing object, distributed network communications , multithreading and so on, and makes up difference between bandwidth and m
anagement ability, and transmitts rich and colorful and alternant media on actual bandwidth condition . With an exemple of creating virtual city scene to illuminate how many technologies integrate organic . This paper mostly discusses four pivotal questions:
1. How does VRML create three-dimension scenes by itself?
2. How to realize movement function after using Java in virtual scene?
3. How do VRML and Java alternate?
3 . How do VRML and Java alternate ?
4 . How many questions and solving means are there during VRML and Java
alternating?
(annotation: This problem is staked by appication basic research fund of yun nan province )
本文研究的是VRML及Java技术在虚拟场景中的具体实现方法。结合在实现过程中所出现的问题及在现实中的实际意义，提出了对三维场景创建更为合理及有效的解决方法。由于在实现过程中用到了多种语言、技术、概念等。为了使文章达到通俗易懂，在文章的讲述上采用先概念讲述——语言结构及功用的讲解——结合具体问题深入探讨语言的用法——对调试过程中出现的问题进行讨论，这样一条主线而展开。运用了VRML2.0版本语言是为了实现原有静态图形到动态图形的过渡。由于VRML2.0版本语言在运动功能上的局限性，同时也为了更好体现逼真性、生动性的特点。我引入了Java语言。由于它具有广泛移植性，面向对象，交互性，分布式的网络通信，安全可靠，小巧灵活，多线程等一系列优良性能，同时弥补了带宽与处理能力之间的差距，可在当前的带宽状态下传送丰富多彩及交互式媒体。本文具体以虚拟城市街道场景的创建为例来说明多种技术是如何有机结合的。本文主要对四个关键问题进行讨论：
1．VRML如何单独创建三维物体。
2．虚拟场景中运用Java后物体运动功能如何实现。
3．VRML及Java技术如何交互。
4．VRML及Java技术交互中存在那些问题及相应的解决方法。
(注：本课题受云南省应用基础研究基金资助项目(1999F0041M)资助)
With the developing of internet technology . graph technology and VR technology, application of computer is entering into a new phase, Network VR technology has been an important technology in computer field. Customers not only observe result of information dealed with from exterior but also want to take part in the environment of information dealed with in order to get real experience, which need information dealed with system set up on a information spaces of some dimensions, and VR technology flat is an mostly pivotal technology that supports information spaces of some dimensions .
In this paper, I research realization way of VRML and Java technology in virtual scene o I link questions that occur in realization course and practice meaning in reality, and bring forward more reasonable and more effective solving way when creating three-dimension scenes . Because I use many languages, technologies , concept and so on in realization course . For making this paper earthliness and understandability, I narrate according to masterstroke of narrating concepts -narrating language function and structure-discussing usage of language aiming at questions-discussing questions that occur in debugging course. What use VRML2.0 in order to transform static graphs into dynamic graphs. Because localization of VRML2.0 on moving functions and more embodiment of vitality and reality, I use Java language .Bcause it has points of mutuality, safety and credibility ,smallness and agility , facing object, distributed network communications , multithreading and so on, and makes up difference between bandwidth and m
anagement ability, and transmitts rich and colorful and alternant media on actual bandwidth condition . With an exemple of creating virtual city scene to illuminate how many technologies integrate organic . This paper mostly discusses four pivotal questions:
1. How does VRML create three-dimension scenes by itself?
2. How to realize movement function after using Java in virtual scene?
3. How do VRML and Java alternate?
3 . How do VRML and Java alternate ?
4 . How many questions and solving means are there during VRML and Java
alternating?
(annotation: This problem is staked by appication basic research fund of yun nan province )
引文
[1] 赵沁平等，DVENET：一个分布式虚拟环境，计算机研究与发展，1996，(12)：1064-1068
[2] 王益，李思昆，基于视域剪裁的三维场景快速消隐算法，系统仿真学报，2001，13Sup：177—179
[3] 汪成为，祁顷平：灵境漫话——虚拟技术演义，清华大学出版社，1996．Ⅺ
[4] 王振杰，丁鹏，盛焕烨，浦东交警GIS演示系统，系统仿真学报，2001，13Sup：526—528，
[5] 金士尧，党岗，凌云翔，王召福，刘晓建，银河高性能分布仿真系统的设计与实现，计算机研究与发展，2000。
[6] 刘华峰，党岗，金士尧，X3D：新一代面向Web的交互式三维图形规范，系统仿真学报，2001，13Sup：199—202
[7] 黄铁军，VRML是什么?．中国图象图形学报，1998．2(3)
[8] 宗志方，季晖，谭江天等译，VRML资源手册，电子工业出版社，1998．1
[9] 张在德，一种基于VRML的三维逼真地形生成方法，计算机应用研究，1999．11
[10] 曾芬芳，三维虚拟声音及其显示，计算机应用研究，1997．6
[11] 于明俭，吴玲，虚拟现实世界，计算机应用研究，1998．8
[12] 李健，邓家缇，基于网络的虚拟现实技术，计算机工程与应用，1999．3
[13] 叶艳青，邵剑龙，第二代Web技术及其在化学教育中的应用，计算机与应用化学，Vol．17，No．6，2000
[14] 邵剑龙，陈江平，叶艳青，虚拟现实技术在大学教育中的应用，昆明理工大学学报，Vol．25，No．3，2000
[15] 汪兴谦主编，牛燕明，邓谆谆编著，VRML与Java编程实例讲解，中国水利水电出版社，2002年1月
[16] 伍晓平，VRML与Java的接口技术，计算机时代，1999年第3期：12-14
[17] 王飞，王波，杨湘龙，冯允成，PC上虚拟现实仿真的实现，计算机工程，2000，26(8)：11-12，180
[18] 赛博科技工作室，VRML与Java编程技术，人民邮电出版社，2002年1月
[19] Web3D, Virtual Reality Modeling Language, International Standard ISO/IEC 14772:200x[S].September.20.2000. http://www.web3 d.org/TaskGroups/x3d/specification
[20] Ron Wodaski, Donna Brown, Virtual Reality Madness and More!, SAMS Publishing 1994
[21] Joe Gradecki, The Virtual Reality Programmer's KIT, John Wiley & Sons, Inc, 1994
[22] Carr K T, England R D. Simulated and Virtual Realities, Hampshire, UK: Taylor & Francis, 1995
[23] Durlach NI, Mayor AS. Virtual Reality: Scientific and Technological Challenges Washington DC: National Academy Press, 1995
[24] William Seager , Ground Truth and Virtual Reality: Hacking vs ,Van Fraassen, Philosophy of Science, 1995, 62:459-478
[25] Rodger Lea, Kouichi Matsuda, Ken Miyashita, Java for 3D & VRML Worlds, New Riders Publishing, 1999
[26] Kris Jamsa, Ph.d. Phil Schmauder Nelson Yee, VRML PROGRAMMER' S LIBRARY, Publishing House of Electronic Industry, 2000, 1
[27] http://bd-www. he.cninfo.net/
[28] http://ink.yahoo.com/bin/query?p=vrml+plug_in&hc=0&hs=1
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[38] 孙万军，魏怡丰，黄飞雪等，虚拟零件库，计算机辅助设计与制造，2000．1，53—54。
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[43] 陈敏键，任汝学，刘艳梅，虚拟仪器软面板设计，自动化与仪器仪表，1999．5，28—30。
[44] 王海洋，CSCW控制多角色个体协调方法的探讨，计算机科学，1999．10，92-94，77。
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[47] 刘一松，多用户VPML技术在构造3D人-人交互界面中的应用，计算机工程，1999．11，49-59。
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[53] 朱晓光，王东木，面向对象的虚拟环境数据模型框架，计算机工程与应用，1999，4，27-29。
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[55] 冯晨华，徐捷，王鸿谷等，CSCW系统中的并发控制机制的研究，计算机工程与应用，1999，4，21—21—23。
[56] 曹健，张友良，黄双喜等，计算机支持下的协同设计及其环境研究，计算机工程与应用，1999，5，39—41。
[57] 肖波，张东，诸鸿文，计算机支持的协同工作并发控制策略，上海交通大学学报，1999。33(1)，101—104。
[58] 陈品德，CSCW系统中共享应用问题剖析，计算机工程，1999，25(5)，15—17。
[59] 翁瑞琴，凌志浩，邱意弘，虚拟仪器技术及其应用，计算机应用研究，1999，16(8)，15-17。
[60] 潘站生，Windows NT环境下基于WEB的数据库应用系统开发，计算机应用研究，1999，16(8)，48—50。
[61] 武苍林，朱建民，WEB数据库互连技术，计算机应用研究，1999，16(8)，51—53。
[62] 王赛，冯刚，CSCW及其在远程教学中的应用，计算机应用研究，1999，16(3)，24—26。
[63] 章勇，沈延伸，程振刚等，WEB数据库集成及其安全性技术，计算机应用研究，1999，16(3)，43-44。
[64] 杨竟，基于Internet／Intranet的分布式动态WEB应用系统开发技术，计算机应用研究，1999，16(9)，49—53。
[65] 梁攸丽，杨建中，WEB与数据库的集成，计算机应用研究，1999，16(9)，54—56。
[66] 张雪琴，顾春华，刘杏菊，基于JDBC的WEB数据库应用实现，计算机应用研究，1999，16(8)，57—59。
[67] 邓劲生，张银福，面向对象的多媒体信息WEB发布，计算机应用研究，1999，16(8)，60-61。
[68] 赵力军，张曙光，唐旭章，用三层C／S结构实现数据库应用，计算机应用研究，1999，16(2)，27-28。
[69] 周新国，利用ASP访问NT上的WEB数据库，计算机应用研究，1999，16(2)，36—38。
[70] 黄红梅，黄以宽，在ASP应用系统中实现系统维护，计算机应用研究，1999，16(2)，59-61。
[71] 蔡丹媚，纪春娇，利用ASP轻松实现WEB的动态交互访问，计算机应用研究，1999，16(2)，62-63。
[2] 王益，李思昆，基于视域剪裁的三维场景快速消隐算法，系统仿真学报，2001，13Sup：177—179
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