虚拟现实基础与VRML编程.pptx

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1、2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 1 页第四四讲 VRML文件与文件与VRML基本造型基本造型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.节点定义及引用第1页/共25页2023/3/18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

2、.wrl或.wrz,一般使用.wrl文件扩展名。2.VRML文件头#VRML V2.0 utf8VRML文件头由四部分组成,各部分意义说明如下:第2页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 3 页1.VRML文件体系文件体系(续续)(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VRML规范2.0版本.(4)VRML文件头的第四部分是“utf8”字符串,该

3、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.第3页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 4 页1.VRML文件体系文件体系(续续)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,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

4、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.第4页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 5 页1.VRML文件体系文件体系(续续)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。VRML对节点的说明中经常包含标有”exposedField”

5、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。第5页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 6 页1.VRML文件体系文件体系(续续)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VRML标准节点类型集。原型节点定义应对其中需要使用的域

6、、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。第6页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 7 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件基本内容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。第7页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 8 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件

7、基本内容(续续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型造型节点造型节点ShapeShapeAppearanceAppearanceMaterialMaterial材质材质TextureTextureImageTextureImageTexture纹理映射纹理映射PixelTexturePixelTextureMomieTextureMomieTextureGeometryGeometryBoxBox立方体立方体SphereSphere球体球体ChlinderChlinder圆柱体圆柱体ConeCone圆锥体圆锥体TextTextFontStyleFontStyle文本造型文本造型

8、PointSetPointSetColorColor点造型点造型CoordinateCoordinateIndexedLIndexedLineSetineSetColorColor线造型线造型CoordinateCoordinate第8页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 9 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件基本内容(续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型造型节点造型节点ShapeShapeGeometryGeometryIndexedFaceSetIndexedFaceSetColorColor面造型面造型CoordinateCoor

9、dinateTextureCoordiTextureCoordinatenateNormalNormalElevationGridElevationGridColorColor标高网络标高网络造型造型TextureCoordiTextureCoordinatenateNormalNormalIndexedLineSetIndexedLineSetCoordinateCoordinate线造型线造型ColorColorCoordinateCoordinateExtrusionExtrusion第9页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 10 页2.VRML2.VRML

10、文件基本内容文件基本内容(续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型声音节点声音节点SoundSoundAudioClipAudioClip声音剪辑声音剪辑MovieTextureMovieTexture电影伴影电影伴影节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型光源节点光源节点PointlightPointlight点光源点光源DirectionalLightDirectionalLight平行光源平行光源SpotLightSpotLight锥光源锥光源第10页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 11 页2.VRML2.VRML文件基本内容

11、文件基本内容(续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型插补器节点插补器节点ColorInterpolatorColorInterpolator颜色插补颜色插补PositionInterpolatorPositionInterpolator位置插补位置插补OrientationInterpolatorOrientationInterpolator方向插补方向插补ScalarInterpolatrorScalarInterpolatror标量插补标量插补CoordinateInterpolatorCoordinateInterpolator坐标插补坐标插补NormalInterpo

12、latorNormalInterpolator法向量插补法向量插补第11页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 12 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件基本内容(续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型传感器感器节点点TimeSensor时间传感器感器TouchSensor接接触触传感器感器PlaneSensor环境境传感器感器SphereSensorCylinderSensorVisibilitySensor感知感知传感器感器ProximitySensorCollision碰碰撞撞传感器感器第12页/共25页2023/3/18江西农业大学

13、计算机与信息工程学院第 13 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件基本内容(续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型编组节点点Group编组Transform空空间变换Inline内内联Switch开关开关Billboard布告牌布告牌LOD层次次Anchor锚链第13页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 14 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件基本内容(续)节点类型节点类型节点层次性节点层次性节点类型节点类型脚本脚本节点点Script脚本脚本其他其他节点点Background空空间背景背景Fog空空间大大气气ViewPoint视点点

14、NavigationInfo导航航WorldInfo世界信息世界信息第14页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 15 页2.VRML2.VRML文件基本内容文件基本内容(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

15、结束于该行的末尾。第15页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 16 页3.VRML3.VRML空间空间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

16、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大小尺寸。第16页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 17 页3.VRML3.VRML空间空间(续续)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。第17页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 18 页4.VRML4.VRML关键字关键字VRML 2.0共使用14个系统关键字关关键字字典型格式典型格式语法法说明明field定定义私有域私有域exposedField定定义公共域公共域eventIn定定义入事件入事件event

17、Out定定义出事件出事件TRUEFALSENULLDEF为节点命名点命名USEUSE节点名点名引用引用DEF定定义的的节点名点名第18页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 19 页4.VRML4.VRML关键字关键字(续续)关关键字字典型格式典型格式语法法说明明PROTOPROTO 自定自定义原型原型节点名点名 域的自定域的自定义 事件的自定事件的自定义 节点体点体内内部原型定部原型定义第19页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 20 页4.VRML4.VRML关键字关键字(续续)关键字关键字典型格式典型格式语法说明语法说明EXTER

18、NPROTOEXTERNPROTOEXTERNPROTO EXTERNPROTO 引用节点名引用节点名 域的自定义域的自定义 事件的自定义事件的自定义 外部原型节点资源定位外部原型节点资源定位外部原型引用外部原型引用RouteRouteRoute fromNode.fromEvent TO Route fromNode.fromEvent TO toNode.toEventtoNode.toEventfromNodefromNode为事件的节点名称为事件的节点名称fromEventfromEvent为出事件名称为出事件名称toNodetoNode为入事件的节点名称为入事件的节点名称toEven

19、ttoEvent为入事件名称为入事件名称TOTO见见ROUTEROUTE语句格式语句格式用于用于ROUTEROUTE语句形成路由语句形成路由ISIS原型节点体中节点的域或事件名原型节点体中节点的域或事件名I IS S原型节点接口中自定义的域或事原型节点接口中自定义的域或事件名。件名。用于原型语句将接口中自定义的用于原型语句将接口中自定义的域或事件与节点体中节点的域或域或事件与节点体中节点的域或事件连结在一起。事件连结在一起。第20页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 21 页5.Shape5.Shape节点节点任何一个VRML虚拟场景中的空间造型都必须使用Shap

20、e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 SFNodeShape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。第21页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 22 页5.Shape5.Shape节点节点(续续)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appeara

21、nce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第22页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 23 页6.6.基本几何造型基本几何造型Box节点Sphere节点Cylinder节点Cone节点第23页/共25页Thanks!第24页/共25页2023/3/18江西农业大学 计算机与信息工程学院第 25 页感谢您的观看！第25页/共25页