虛擬現(xiàn)實期末復習

1、虛擬現(xiàn)實目錄第一章 虛擬現(xiàn)實概念21.1虛擬環(huán)境21.2特點21.3三個I21.4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的主要應用領(lǐng)域21.5接口21.6視覺21.7VR建模21.8仿真21.9虛擬現(xiàn)實開發(fā)系統(tǒng)的方塊圖21.10視覺21.11聽覺21.12身體感覺21.13飛行仿真2第二章 虛擬現(xiàn)實的接口設(shè)備22.1位姿傳感器的要求22.2位姿跟蹤和映射的基本傳感系統(tǒng)32.3視覺接口32.4聽覺接口32.5接觸接口3第三章3第四章 VRML34.1VRML34.2VRML文件44.3原型44.4物體的造型44.5腳本44.6路由44.7事件體系44.8VRML文件語法44.9VRML文件44.10表示多域值的方法44.

2、11定義節(jié)點44.12節(jié)點名的使用有如下規(guī)定44.13事件的命名規(guī)則44.14路由在綁定節(jié)點時的注意事項44.15各種節(jié)點44.16Shape節(jié)點54.17Material節(jié)點屬性語法54.18shape實例54.19ElevationGrid海拔柵格節(jié)點64.20擠出造型節(jié)點64.21群節(jié)點74.22Transform74.221對立方體進行旋轉(zhuǎn)74.23飛碟造型74.24啞鈴的造型84.25Group：路燈造型84.26Inline內(nèi)聯(lián)節(jié)點94.27在公路模型中調(diào)用路燈94.28Switch開關(guān)節(jié)點94.29Billboard廣告、警示牌、海報節(jié)點94.30Anchor錨節(jié)點即超級鏈接群節(jié)

3、點94.31LOD細節(jié)層次節(jié)點9第五章VRML場景效果節(jié)點編程設(shè)計95.1Fog霧化節(jié)點95.2紋理效果節(jié)點95.3ImageTexture圖像紋理節(jié)點105.4PixelTexture節(jié)點105.5MovieTexture 影像紋理節(jié)點105.6TextureCoordinate紋理坐標節(jié)點105.7TextureTransform紋理變換節(jié)點105.8視點效果節(jié)點115.9導航115.10Viewpoint節(jié)點115.11NavigationInfo視點導航信息節(jié)點115.12光源115.13PointLight點光源節(jié)點115.14DirectionalLight定向光源節(jié)點115.15

4、SpotLight聚光燈光源節(jié)點115.16音響效果節(jié)點125.17Sound125.18MovieTexture節(jié)點12第六章動態(tài)感知虛擬現(xiàn)實節(jié)點136.1TimeSenor時間傳感器節(jié)點136.2插補器節(jié)點136.3PositionInterpolator位置插補器節(jié)點136.4飛碟由小變大136.50rientationInterpolator朝向插補器節(jié)點146.6ScalarInterpolator標量插補器節(jié)點146.7ColorInterpolator顏色插補器節(jié)點146.8CoordinateInterpolator坐標插補器節(jié)點146.9NormalInterpolator

5、法線插補器節(jié)點156.10TouchSensor觸摸傳感器節(jié)點166.11PlaneSensor平面檢測器節(jié)點166.12CylinderSensor圓柱檢測器節(jié)點166.13SphereSensor球面檢測器節(jié)點176.14VisibilitySensor能見度傳感器節(jié)點176.15ProximitySensor親近度傳感器節(jié)點176.16Collision碰撞傳感器節(jié)點18第七章 VRML通用接口節(jié)點187.1Script187.2VrmlScript197.3新節(jié)點207.4外部定義的新節(jié)點217.5Anchor實現(xiàn)直接上網(wǎng)217.6超文本標記語言21虛擬現(xiàn)實復習資料第一章 虛擬現(xiàn)實概念

6、1.1虛擬環(huán)境：“進入”這個虛擬的環(huán)境中，是指用戶以自然的方式與這個環(huán)境交互（是指用戶通過視覺，聽覺，觸覺等感覺虛擬環(huán)境，通過在真實環(huán)境中的行為，去干預虛擬環(huán)境。產(chǎn)生置身于相應的真實環(huán)境中的虛幻感，沉浸感，身臨其境的感覺）；虛擬現(xiàn)實或虛擬環(huán)境系統(tǒng)（真實環(huán)境的仿真、完全虛擬的人造環(huán)境）包括人類操作者、人機接口和計算機（遙機器人）；增強現(xiàn)實( Augmented Reality )系統(tǒng)組合了虛擬環(huán)境和真實環(huán)境；合成環(huán)境( Synthetic Environment )系統(tǒng)是遙操作系統(tǒng)、虛擬環(huán)境系統(tǒng)、增強現(xiàn)實系統(tǒng)等的總稱。1.2特點：人機接口（至今為止人機接口都是面向機器的，虛擬現(xiàn)實中的人機接口則是

7、面向用戶）的內(nèi)容，計算機提供“環(huán)境”, 不是“數(shù)據(jù),、信息”；人機接口的形式，操作者由視覺、聽覺、力覺感知環(huán)境, 由自然的動作操作環(huán)境；人機接口的效果，逼真的感知和自然的動作，使人產(chǎn)生身臨其境的感覺。 1.3三個I：Immersion(沉浸)，Interaction(交互)，Imagination(想象)。 1.4虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的主要應用領(lǐng)域是1.娛樂2國防3設(shè)計、制造和銷售4醫(yī)療和健康5危險操作6訓練7教育8信息可視化9遠程交往與遠程游歷。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的三個主要技術(shù)領(lǐng)域是1VR的人機接口2VR的計算機系統(tǒng)3VR的建模和仿真。 1.5接口：視覺通道（目前的主要通道。像素應該足夠小、頻率應該足夠高

8、、雙目視差、足夠大的視場；基于CRT和LCD的頭盔顯示（HMD）和非頭盔）、聽覺通道（立體聲場、聲音類型和強度、能判定聲源位置）、觸覺通道（觸覺反饋、力覺反饋）、運動接口（被動運動和主動運動）和其他接口（嗅覺、味覺、熱、風及濕度、語音通訊（語音識別與合成）以及直接心理感覺和控制）。 1.6視覺：硬件要求維持足夠的圖形幀速率和足夠好質(zhì)量的圖像；VR系統(tǒng)中的軟件包括交互，視覺漫游，建模，操作系統(tǒng)支持VE的實時多模態(tài)要求；網(wǎng)絡(luò)要求分布式交互仿真。 1.7VR建模：包括幾何建模和物理建模（基于物理方程的建模，剛體建模和智能體建模）。 1.8仿真：包括圖形繪制和三維動畫。圖形繪制要求：為了提供連續(xù)運動的

9、錯覺，幀速率必須大于每秒8到10幀；為了保持瞬間交互控制的錯覺，響應時間延遲必須小于0.1秒；為了繪制人眼可分辨的所有細節(jié)，要求有8千萬個多邊形；存在真實圖像與實時交互的折衷。三維圖形可以用兩種途徑實現(xiàn)：基于物理模型的數(shù)值計算和數(shù)學插值。1.9虛擬現(xiàn)實開發(fā)系統(tǒng)的方塊圖：1.10視覺：光感受器：視網(wǎng)膜周圍（少量視錐細胞）的視桿細胞（rods）負責低分辨率的、單色的、夜間的視覺、敏感運動物體（周圍視覺）。視網(wǎng)膜中央的高密度視錐細胞（cones）負責高分辨率的、彩色的、白天的視覺（中央視覺）?；ㄙM25ms把光轉(zhuǎn)成電信號。左視區(qū)的信息，送到兩眼視網(wǎng)膜的右側(cè)。在視交叉處，左眼的一半神經(jīng)纖維交叉到大腦的右

10、半球，左眼的另一半神經(jīng)纖維不交叉，直接到大腦的左半球。這樣，兩眼得到的左視區(qū)的所有信息，都送到右半球。6.5cm的瞳距，人眼的聚焦能力約60屈光度，這表明聚焦平行光在17mm距離，這就是眼球尺寸，是晶狀體和視網(wǎng)膜的距離。分辨力是人眼區(qū)分兩個點的能力，限于10m距離上約1.5-2mm。視桿細胞得到約0.25s 的峰，視錐細胞快4倍，得到約0.04s的峰，這種現(xiàn)象造成視覺暫留。 視覺交叉的結(jié)果是，腦左半球處理兩眼得到的右視區(qū)的所有信息。人眼的屈光度是：眼球的焦距是人眼的聚焦能力約60屈光度，這表明聚焦平行光在17mm距離。人眼八因素：視覺生理結(jié)構(gòu)、立體視覺、屈光度、瞳孔、分辨力、明暗適應、周圍視覺

11、和中央視覺、視覺暫留、視場?，F(xiàn)有的VR系統(tǒng)中，已經(jīng)考慮的因素包括：立體視覺，分辨力，視覺暫留，以及視場。 1.11聽覺：由聲源到耳內(nèi)部的傳遞函數(shù)稱為"頭部有關(guān)的傳遞函數(shù)" (HRTF)，反映頭和耳對傳聲的影響，不同的人有不同的HRTF。測量方法：對空間每個位置的聲源，安放在耳中接近耳膜的小麥克風測量收到的信號。信號經(jīng)過處理，補償非線性頻率響應?，F(xiàn)有VR系統(tǒng)，已經(jīng)考慮的因素有聲音方向，聲音舞臺，HRTF。 1.12身體感覺：粗糙、振動、運動、位置、壓力、疼痛和溫度，現(xiàn)有的VR系統(tǒng)中，已經(jīng)考慮了觸覺和力覺顯示?？煞炙念悾荷畈扛杏X、內(nèi)臟感覺、本體感覺、外感受感覺。 1.13飛行仿

12、真:中，發(fā)生眩暈的原因是視覺接收人體運動感覺，前庭器官不感覺人體運動第二章 虛擬現(xiàn)實的接口設(shè)備2.1位姿傳感器的要求：3-D空間中的運動的剛體具有三個平移（沿著X、Y和Z軸）和三個轉(zhuǎn)動（偏航、俯仰和滾動）；在物體以高速運動時，應該足夠快地測出這六個數(shù)值；傳感器在3-D測量時不應妨礙物體運動；3-D傳感器都具有一些共同的參數(shù)（采樣率，執(zhí)行時間，傳感器精度，分辨率）；人體各部分之間的相對運動也應該測量。2.2位姿跟蹤和映射的基本傳感系統(tǒng)：1.機械鏈接（安在地面上和人體上。便宜，比較精確，可測量整個身體運動，沒有延遲，可以同時實現(xiàn)力反饋，妨礙身體運動。跟蹤球、3-D探頭、傳感手套等）；2.磁傳感器（

13、電磁傳感器包括發(fā)射器、接受器、接口、計算機。優(yōu)缺點：沒有遮擋問題，價格低，精度適中，采樣率高，工作范圍大；因磁場變形引起誤差，適中的精度和大的等待時間(2030ms)）；3.光傳感器（應用于計算機動畫，虛擬環(huán)境）；4.聲傳感器（優(yōu)缺點：不受電磁干擾和臨近物體影響，輕便的接受器易于安裝在頭盔上；工作范圍有限，不能受遮擋，溫度、氣壓、濕度的影響，環(huán)境反射聲波的影響，飛行時間法有低的采樣率和低的分辨率，相位差法每步的測量誤差會隨時間積累）；5.慣性傳感器（優(yōu)缺點：不存在發(fā)射源，所以不受干擾不怕遮擋，物體運動不受約束，大的工作空間，低的延遲時間；漂移隨時間積累，重力場使輸出失真，測量的非線性，角速度計

14、敏感震動，難以測量慢速的位置變化，重復性差）。；6.混合傳感器是由慣性傳感器和其他傳感器組成，以解決慣性傳感器的漂移問題（漂移產(chǎn)生的根本原因在于所有的壓力傳感器均基于一種材料的彈性形變，不論其材質(zhì)彈性如何良好，每次彈性回復后，總會產(chǎn)生一定彈性疲勞；溫度漂移是因為溫度的變化而引起的壓力傳感器輸出的變化，這種漂移也是因為材料的多重特性決定的；變送器漂移的因素還取決于電路的設(shè)計及元器件的質(zhì)量）?；旌蟼鞲衅骺偸抢靡粋€傳感器的優(yōu)點，去克服另一傳感器的缺點。典型的混合傳感器由超聲和慣性傳感器組成。優(yōu)缺點：改進更新率、分辨率、及抗干擾性（由超聲補償慣性的漂移），可以預測未來運動達50ms，快速響應（更新率

15、150Hz，延遲極?。?，無失真（無電磁干擾）；工作空間受限制，要求視線不受遮擋，受到溫度、氣壓、濕度影響，6D的跟蹤要求3個超聲接受器。 2.3視覺接口：視覺接口包括四個基本部分：(1)視覺顯示表面和輔助光學系統(tǒng) (2)產(chǎn)生光學信號的系統(tǒng) (3)感覺頭或眼球位置運動的系統(tǒng) (4)使視覺顯示表面相對于人眼定位的系統(tǒng)。LCD：以低電壓產(chǎn)生彩色圖像，但只具有很低的圖像元密度；VRD：基于激光微掃描技術(shù)的顯示VRD，它用微型固體激光器掃描視網(wǎng)膜上的彩色圖像（象素流直接投影到視網(wǎng)膜，VRD使得弱視的人能看到圖像）；全息圖是一種三維圖像，全息圖則包含了被記錄物體的尺寸、形狀、亮度和對比度等信息，三維干涉模

16、式；顯示系統(tǒng)中顯示的圖像有兩種情況：直接聯(lián)系到用戶頭部運動或間接聯(lián)系頭部運動；立體投影的四種方法：主動式系統(tǒng)、有單臺投影機的被動式系統(tǒng)、有兩臺投影機的被動式系統(tǒng)、有兩臺LCD式投影機的被動式系統(tǒng)；多面顯示系統(tǒng)中，同時在三面四面五面或六面墻面上顯示，圖像可以充滿整個視場，增加沉浸感。 2.4聽覺接口：聲源產(chǎn)生和空間合成是聲音顯示集成系統(tǒng)中功能分離的部件。通常用兩種方法找到第二聲源：鏡面圖像法和射線跟蹤法。 2.5接觸接口：提供給用戶的信息分成兩類：接觸反饋和力反饋；接觸接口還可以分成：部分身體運動接口和全身運動接口。特殊要求：安全性（故障安全）、反饋執(zhí)行機械的類型（液壓和氣動執(zhí)行機械）、輕便和用

17、戶的舒適。采用技術(shù)：軟件和模型、心理物理學、作用器。 力觸覺反饋的作用器類型：形狀記憶合金（SMA），壓電晶體，壓電馬達，聲音線圈，螺線管，熱泵，電磁馬達，磁至伸縮材料，以及傳感器。第三章1.局域網(wǎng)技術(shù)方面介紹了：Ethernet （以太網(wǎng)），F(xiàn)DDI(光纖分布數(shù)據(jù)接口 100Mbit/s)，高性能并行接口(HPPI)，“光纖通道”，以及ATM。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面介紹了四類：無服務器系統(tǒng)（廣播方式和多發(fā)射方式），集中化系統(tǒng)，多服務器系統(tǒng)，并列的多服務器系統(tǒng)。 2.軟件質(zhì)量方面介紹了：功能（Functionality），可靠性（Reliability），可用性（Usability），效率（Effici

18、ency），可維護性（Maintainability），輕便性（Portability）。然后，介紹6種分布式虛擬現(xiàn)實的工具軟件：DIVE，MASSIVE，Bamboo，DoD High Level Architecture (HLA)，Networked Virtual Environments，Open Community and Schmoozer。 3.最后介紹了分布式仿真系統(tǒng)的三個領(lǐng)域：在軍事上有美國國防部（Department of Defense, DoD）的系統(tǒng)SIMNET 和DIS；在游戲上有SGI的Flight & Dogfight 和Doom；在學術(shù)上有NPSNE

19、T， Paradise， DIVE，和BrickNet。 4.計算機體系結(jié)構(gòu)包括：VR用計算機的技術(shù)要求；基于PC的虛擬現(xiàn)實機器的組成結(jié)構(gòu)；基于工作站的虛擬現(xiàn)實機器的組成結(jié)構(gòu)；高度并行的虛擬現(xiàn)實機器的組成結(jié)構(gòu)。 5.軟件系統(tǒng)包括：虛擬現(xiàn)實工具軟件的要求；虛擬現(xiàn)實工具軟件各模塊的功能；虛擬現(xiàn)實常用工具軟件的對比。 6.網(wǎng)絡(luò)和通訊包括：廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀，不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的對比，分布式虛擬現(xiàn)實工具軟件的質(zhì)量問題，幾種分布式虛擬現(xiàn)實工具軟件的現(xiàn)狀，虛擬現(xiàn)實分布式仿真的特點。第四章 VRML4.1VRML：虛擬現(xiàn)實三維立體網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計語言VRML（虛擬現(xiàn)實建模語言一種解釋性語言），是一種三維造型和渲

20、染的圖形描述語言，主要特征有三維性、交互性、動態(tài)性、實時性等。把“虛擬世界”看作一個“場景”，而場景中的一切都被看作“對象” (也稱為節(jié)點)，對每一個對象的描述就構(gòu)成了.wrl文件。VRML的特點：平臺無關(guān)性；網(wǎng)絡(luò)傳輸高速性 ；實時性 ；可擴充性；可建模性。 4.2VRML文件主要由節(jié)點、事件、場景、原型、腳本及路由等組成，其中節(jié)點又由域名、域值及域值類型組成；節(jié)點是VRML文件最基本的組成要素，是VRML文件基本的組成部分；節(jié)點是對客觀世界中各種事物、對象、概念的抽象描述；VRML文件就是由許多節(jié)點之間并列或?qū)訉忧短锥鴺?gòu)成的。每一個節(jié)點一般都有兩種事件， 即一個“入事件”（請求節(jié)點改變自己某

21、個域的值）和一個 “出事件”（請求別的節(jié)點改變它的某個域值）。 4.3原型是用戶建立的一種新的節(jié)點類型,而不是一種“節(jié)點”，是節(jié)點對其中的域、入事件和出事件的聲明，可以通過原型擴充VRML節(jié)點類型集。 4.4物體的造型，即場景圖，由描述對象及其屬性的節(jié)點組成，在場景圖中，一類是由節(jié)點構(gòu)成的層次體系組成；另一類是由節(jié)點事件和路由構(gòu)成。 4.5腳本是一套程序，與其他高級語言或數(shù)據(jù)庫的接口，在VRML中可以用Script節(jié)點利用Java或JavaScript語言編寫的程序腳本來擴充VRML的功能，通常作為一個事件級聯(lián)的一部分而執(zhí)行，腳本可以接受事件，處理事件中的信息，還可以產(chǎn)生基于處理結(jié)果的輸出事件

22、。 4.6路由是產(chǎn)生事件和接受事件的節(jié)點之間的連接通道，路由不是節(jié)點，路由說明是為了確立被指定的域的事件之間的路徑而人為設(shè)定的框架。作用是將各個不同的節(jié)點聯(lián)系在一起，使虛擬空間具有更好的交互性、立體感、動感性和靈活性。 4.7事件體系由相互通信的節(jié)點組成，路由（ROUTE）語句把事件出口和事件入口聯(lián)系起來，從而構(gòu)成了“事件體系”。VRML要創(chuàng)建立體背景空間和立體造型空間就需要：定位（用立體空間坐標系來實現(xiàn)）、需要立體空間坐標系（X軸的正方向指向右邊，Y軸的正方向指向正上方，Z軸的正方向指向前方，即瀏覽者）、相應的長度（VRML單位并不是一個絕對的尺寸大小，一般比實際的長度單位要?。⒔嵌葐挝唬?/p>

23、弧度）、顏色（RGB，3種基本顏色對應3個浮點數(shù)，0.01.0）。4.8VRML文件語法主要包括VRML文件頭（#VRML V2.0 utf8）、節(jié)點、原型、造型、腳本和路由等，只有VRML文件頭是必需的。之間關(guān)系，VRML立體空間的場景和造型是由節(jié)點構(gòu)成的，再通過路由實現(xiàn)動態(tài)交互和感知，或者使用腳本文件與外部接口進行動態(tài)交互，在VRML文件中，“節(jié)點”是VRML核心、靈魂，如果沒有節(jié)點，VRML也就不存在了。如右圖4.9VRML文件擴展名為.wrl或.wrz，VRML文件的注釋部分以一個符號“#”開頭，VRML不支持多行注釋信息。每個節(jié)點包含子節(jié)點和描述節(jié)點屬性的“域名”或“域值”。在節(jié)點作

24、用域的范圍內(nèi)，域名是惟一的，“域”分為兩種：一種為“域”(field)；另一種稱為“暴露域”(expose Field)。在同一“節(jié)點”中的域遵循如下規(guī)則：同一節(jié)點中的各個域之間無先后次序之分；節(jié)點中的各個域均有自己相應的默認值；不同的域?qū)煌挠蛑殿愋汀?4.10表示多域值的方法是：整個用方括號括起來的一系列用逗號和空格間隔開的單值；如果一個多值域不包含任何值，則只標出方括號“”；如果一個多值域，恰好只包含一個數(shù)，可以不寫括號，直接寫該值。例如skycolor 0.2 1.0 1.0。4.11定義節(jié)點名稱：DEF 節(jié)點名 節(jié)點類型 例如：DEF Btexi Appearance 引用節(jié)點：

25、USE 節(jié)點名 例如：USE Btexi4.12節(jié)點名的使用有如下規(guī)定：不區(qū)分大小寫、不能以數(shù)字開頭、不能帶有非印刷的ASCII字符、不能包括單引號、雙引號、數(shù)字運算符或英鎊符號。 4.13事件的命名規(guī)則：大部分入事件以set_開頭，但是addCildren和removeChildren除外；大部分出事件以_changed結(jié)尾，SFBool類型的除外，它以is開頭，例如isActive；如果入事件和出事件的形式為SFTime，那就不再使用set 或者changed，例如bindTime和touchTime。4.14路由在綁定節(jié)點時的注意事項：兩個節(jié)點的路由在沒有被觸發(fā)之前一直都處于休眠狀態(tài)，被

26、觸發(fā)后事件從輸出接口的節(jié)點輸出，通過路由傳送到輸入接口節(jié)點，引發(fā)VR的某種變化；入事件和出事件同樣具有自己的數(shù)值類型；綁定多個節(jié)點，創(chuàng)建復雜的路線，實現(xiàn)更真實的交互。4.15各種節(jié)點： Shape模型節(jié)點 【幾何節(jié)點：Box 盒子節(jié)點；Cone 圓錐節(jié)點；Sphere 球體節(jié)點；Cylinder 圓柱體節(jié)點；Text 文本節(jié)點； 繪圖節(jié)點：PointSet “點”節(jié)點；IndexedLineSet “線”節(jié)點；IndexedFaceSet “面”節(jié)點；ElvationGrid 海拔柵格節(jié)點；Extrusion 擠出造型節(jié)點； 物體外觀節(jié)點：Appearance外觀屬性節(jié)點；Material 材

27、料節(jié)點?！?紋理映射節(jié)點 【ImageTexture 圖像紋理節(jié)點；MovieTexture 影像紋理節(jié)點；TextureTransform 紋理變換節(jié)點】 群節(jié)點 【Group 編組節(jié)點，是基本型群節(jié)點；Transform 坐標變換節(jié)點，死轉(zhuǎn)換型群節(jié)點；Inline 內(nèi)聯(lián)節(jié)點，是引入型群節(jié)點；Switch 開關(guān)節(jié)點，是選擇型群節(jié)點；Billboard 廣告牌節(jié)點，是廣告牌群節(jié)點；Anchor 錨節(jié)點，是超級鏈接群節(jié)點；LOD 細節(jié)層次節(jié)點，是分級型群節(jié)點；】 環(huán)境、影音與視點導航效果節(jié)點 【Background 背景節(jié)點，是天空、大地及室內(nèi)布景；Fog 霧節(jié)點，是空間大氣場景的一種自然現(xiàn)象的

28、描繪；PointLight 點光源節(jié)點；DirectionLight 定向光源節(jié)點；SpotLight 聚光燈光源節(jié)點；Sound 聲音節(jié)點，是聲音發(fā)射器節(jié)點；AudioClip 音響剪輯節(jié)點；ViewPoint 視點節(jié)點，是決定觀看點的節(jié)點；NavigationInfor 視點導航信息節(jié)點，是控制瀏覽者功能的節(jié)點】 規(guī)范化接口節(jié)點 【W(wǎng)orldInfor 場景信息節(jié)點，是信息化的節(jié)點；Script 腳本節(jié)點，是程序化的節(jié)點】 動態(tài)交互感知節(jié)點 【TimeSensor 時間檢測器節(jié)點，是控制時間的檢測器節(jié)點；PositionInterpolator 位置插補器節(jié)點，是控制位置變換的動態(tài)節(jié)點；O

29、rientationInterpolator 朝向插補器節(jié)點，是控制方位變換的動態(tài)節(jié)點；ScalarInterpolataor 標量插補器節(jié)點，是控制變換強度的動態(tài)節(jié)點；ColorInterplator 顏色插補器節(jié)點，是控制顏色變換的動態(tài)節(jié)點；CoordinataeInterPolatoar 坐標插補器節(jié)點，是控制坐標變換的動態(tài)節(jié)點；NormalInterPolator 法線插補器節(jié)點，是控制向量變換的動態(tài)節(jié)點；Touch Sensor 觸摸節(jié)點；PlaneSensor 平面檢測器節(jié)點，是平面移動型傳感器節(jié)點；CylinderSensor 圓柱檢測器節(jié)點，是單軸旋轉(zhuǎn)型傳感器節(jié)點；Sphere

30、Sensor 球面檢測器節(jié)點，是任意軸旋轉(zhuǎn)型傳感器節(jié)點；VisibilitySensor 節(jié)點，是能見度傳感器節(jié)點；ProximtitySensor 節(jié)點，是親進度傳感器節(jié)點；Collision 碰撞節(jié)】 創(chuàng)建新的VRML節(jié)點 【PROTO 原型節(jié)點，是創(chuàng)建用戶新節(jié)點；EXTERNPROTO 創(chuàng)建用戶外部定義的新節(jié)點】室內(nèi)空間背景設(shè)置包括六面體：frontUrl前面、backUrl后面、leftUrl左面、rightUrl右面，topUrl頂部和bottomUrl底部。 skyAngle域的值指定了空間背景上需要著色的位置的空間角(用弧度)，使天空角之間的顏色慢慢過渡，形成顏色梯度。groun

31、dAngle域的值指定地面背景上需要著色的位置的空間角(用弧度)，該域值中地面角必須以升序的方式排列，默認值為空?？梢栽赩RML中使用的背景圖像只能是JPEG、GIF和PNG格式文件。set_bind入事件(eventIn)和isBound出事件(eventOut)用來實現(xiàn)VRML文件的各種背景切換。域值類型注釋：exposedField為“暴露域”；eventIn為入事件；eventOut為出事件；MFFloat域是多值單精度浮點數(shù)；MFColor域是一個多值域，包含任意數(shù)量的RGB顏色值；MFString域是一個含有零個或多個字符的多值域；SFBool域是一個單值布爾量。4.16Shape

32、節(jié)點定義一個造型所具有的幾何尺寸、材料、紋理和外觀特性；所有VR空間里的造型均有Shape節(jié)點創(chuàng)建；注意區(qū)分域名、節(jié)點名的大小寫。Shape節(jié)點包括了外觀和幾何結(jié)構(gòu)兩個域。Shape appearance NULL #SFNode material NULL #SFNode，材料屬性 texture NULL # SFNode，紋理映像 texture Transform NULL #SFNode，二位紋理坐標變換 geometry NULL #SFNode 4.17Material節(jié)點屬性語法Material ambientIntensity 0.2 #SFFloat diffuseColo

33、r 0.8 0.8 0.8 #SFColor emissiveColor 0.0 0.0 0.0 #SFColor shininess 0.2 #SFFloat specularColor 0.0 0.0 0.0 #SFColor transparency 0.0 #SFFloat ambientIntensity 有多少環(huán)境光被該表面反射，依賴于光源的數(shù)目，0.2的默認值表示對材料產(chǎn)生較低的環(huán)境光線果diffuseColor 材料的漫反射顏色，表面越接近垂直光性，被反射的漫反射光性越多。默認值（0.8 0.8 0.8）表示中強度的白光 emissiveColor發(fā)光物體產(chǎn)生的光的顏色，默認值

34、(0.0,0.0,0.0)表示不發(fā)光；shininess 造型外觀材料的亮光，取值從漫反射表面的0到高度拋光的1，默認值為0.2，表示適當?shù)牧炼?；specularColor 物體鏡面反射光線的顏色，默認值(0.0,0.0,0.0) 表示鏡面不反射； transparency 物體的透明度，默認值0表示不透明 上圖表示空間物體外觀顏色的RGB4.18shape實例（球體，半徑為1.0個VRML單位）：box為“geometry boxsize 1.0 1.0 1.0 ”；圓錐為“geometry Cone bottomradium 1.0 # SFFloat height 2.0 #SFFloa

35、t side TRUE # FBool有邊 bottom TRUE # SFBool有底 ”；柱體為“Cylinder radium 1.0 # SFFloat height 2.0 # SFFloat side TRUE # SFBool有邊 top TRUE # SFBool有頂 bottom TRUE # SFBool有底 ”；文本為“geometry Textstring “文本”，“文本” # MFString不同行用逗號分開 length 6.0 # MFFloat行的長度 maxExtent 10.0 # SFFloat最大有效長度 fontStyle NULL #SFNode定

36、義文本造型的外觀特征 FontStyle family “SERIF” #SFString字體 style “PLAIN” #SFString不加粗或傾斜 size 1.0 #SFFloat字號 spacing 1.0 #SFFloat間距 justify “BEGIN” #SFString對齊方式 horizontal TRUE #SFBool排列方式 leftToRight TRUE #SFBool水平擺放 topToBottom TRUE #SFBool垂直擺放 language “ ” #SFString語言 ） ”； 點“PointSetcolor NULL #SFNode點著色 c

37、oord NULL #SFNode ”，Color節(jié)點和Material節(jié)點同時對同一造型進行著色時，Color節(jié)點享有優(yōu)先權(quán)，color域的值用來指定造型的顏色列表，其顏色列表中第一種顏色用來給第一個點著色，第二種顏色用來給第二個點著色，依次類推，顏色列表中的顏色數(shù)至少應該和坐標列表中的坐標數(shù)相等。該域值的默認值為NULL。線： 面：右為八面體 ，solid為TRUE時，表示只創(chuàng)建正面 4.19ElevationGrid海拔柵格節(jié)點：ElevationGrid xDimension 0 #域值類型SFInt32，X方向柵格點的數(shù)量 xSpacing 0.0 #域值類型SFFloat，柵格中行

38、和列間的距離 zDimension 0 #域值類型SFInt32柵格點數(shù)量 zSpacing 0.0 #域值類型SFFloat height #域值類型MFFloat，Y方向上計算的海拔。該域值中的一個值對應一個柵格點 color NULL #域值類型SFNode colorPerVertex TRUE #域值類型SFBool normal NULL #域值類型SFNode normalPerVertex TRUE #域值類型SFBool texCoord NULL #域值類型SFNode ccw TRUE #域值類型SFBool，TRUE表示柵格創(chuàng)建的表面是按逆時針方向索引 solid TR

39、UE #域值類型SFBool，TRUE時，表示只創(chuàng)建正面 creaseAngle 0.0 #域值類型SFFloat，弧度表示折痕角，>=0.0,較小則平滑 set_height #輸出接口MFFloat 山體如左圖 4.20擠出造型節(jié)點Extrusion crossSection 1.0 1.0, 1.0 1.0, -1.0 1.0,-1.0 1.0, 1.0 1.0 #域值類型MFVec2f，二維坐標，定義了沿著X和Z擠出過程的脊線進行擠出的一個封閉或開放的斷面圖形 spine 0.0 0.0 0.0,0.0 1.0 0.0 #域值類型MFVec3f，三維坐標定義了一個封閉或開放的軌跡

40、，造型是沿著這條軌跡被拉動的，從而創(chuàng)建了擠出過程 scale 1.0 1.0 #域值類型MFVec2f擠出孔的比例因數(shù)對 orientation 0.0 0.0 1.0 0.0 #域值類型MFRotation beginCap TRUE #域值類型SFBool endCap TRUE #域值類型SFBool ccw TRUE #域值類型SFBool solid TRUE #域值類型SFBool convex TRUE #域值類型SFBool creaseAngle 0.0 #域值類型SFFloat set_spine #輸入接口MFVec3f set_crossSection #輸入接口MFV

41、ec2f set_scale #輸入接口MFVec2f set_orientation #輸入接口MFRotation 簡單擠出造型如右 另，復雜圖形如下：4.21群節(jié)點：4.22Transform節(jié)點可以在VRML場景中創(chuàng)建多個坐標系，而這些坐標系可隨意平移、旋轉(zhuǎn)和縮放。Transform children #SFNode，指定了多個群節(jié)點和子節(jié)點 translation 0.0 0.0 0.0 #SFVec3f，指定了在父坐標系的原點和新坐標系的原點之間x、Y、Z方向上的距離。rotation 0.0 0.0 1.0 0.0 #SFRotation，指定了一個旋轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)角度 scale

42、1.0 1.0 1.0 #SFVec3f，指定了新坐標系在X、Y、Z方向上的縮放系數(shù)scaleOrientation 0.0 0.0 1.0 0.0 # exposedField SFRotationbboxCenter 0.0 0.0 0.0 # field SFVec3fbboxSize -1.0 -1.0 -1.0 # field SFVec3fcenter 0.0 0.0 0.0 # exposedField SFVec3faddChildren #eventIn MFNoderemoveChildren #eventIn MFNode 4.221對立方體進行旋轉(zhuǎn) ： 結(jié)束4.23飛碟

43、造型 結(jié)束4.24啞鈴的造型：結(jié)束4.25Group：路燈造型： 結(jié)束4.26Inline內(nèi)聯(lián)節(jié)點可以使VRML程序設(shè)計模塊化。Inline url “” #exposedField MFString，輸入所要嵌入的VRML文件的路徑和文件名 bboxCenter 0 0 0 #field SFVec3f，定義一個幾何中心的位置 bboxSize -1 1 1 #field SFVec3f 4.27在公路模型中調(diào)用路燈： 結(jié)束4.28Switch開關(guān)節(jié)點，Switch choice #exposedField MFNode，包含了Switch開關(guān)節(jié)點的所有子節(jié)點whichChoice -1 #

44、exposedField SFInt32，定義了該域值是選擇要執(zhí)行choice域中的哪個子節(jié)點 4.29Billboard廣告、警示牌、海報節(jié)點：可以在全域坐標系之下創(chuàng)建一個新的坐標系，選定一個旋轉(zhuǎn)軸后，這個節(jié)點下的子節(jié)點所構(gòu)成的虛擬對象的正面會永遠自動地面對觀眾， 4.30Anchor錨節(jié)點即超級鏈接群節(jié)點，它的作用是鏈接VRML三維立體空間中各個不同場景，它是VRML的外部接口，實現(xiàn)與HTML網(wǎng)頁之間的調(diào)用及與3D之間的調(diào)用等， 4.31LOD細節(jié)層次節(jié)點，即分級型群節(jié)點，是通過空間距離的遠近來展現(xiàn)空間造型的各個細節(jié)，要平衡瀏覽器速度和造型的真實性兩者之間的關(guān)系。第五章VRML場景效果節(jié)點

45、編程設(shè)計5.1Fog霧化節(jié)點可以實現(xiàn)空間大氣效果（霧，霧的濃度效果，霧的顏色等），F(xiàn)og Color 0.0 0.0 0.0 #MFColor，霧的顏色 fogType “LINEAR” #SFString，霧的類型 visibilityRange 0.0 #MFFloat，瀏覽者在當前VRML場景中的可見度 set_bind #輸入接口SFBool bind_changed #輸出接口 SFBool 如右圖5.2紋理效果節(jié)點，紋理是一種位圖，即二維圖像，支持的紋理圖像格式有JPEG、GIF、PNG及MPEG等，VRML提供有3種紋理節(jié)點，即ImageTexture圖像紋理節(jié)點；PixelTe

46、xture像素紋理節(jié)點；MovieTexture電影紋理節(jié)點。針對紋理還可利用TextureTransform節(jié)點進行平移、縮放、旋轉(zhuǎn)等變換。對于復雜幾何體還可使用TextureCoordinate節(jié)點進行精確的紋理映射。5.3ImageTexture圖像紋理節(jié)點：通常作為appearance節(jié)點的texture域的域值。 如右圖 ImageTexture url #exposeField SFString，指定了一個由高優(yōu)先級到低優(yōu)先級的URL排序表，用于粘貼圖像文件名及來源位置 repeatS TRUE #field SFBool，TRUE，粘貼圖像會重復填滿這個幾何對象表面到(0.0 1

47、.0)的范圍外，在水平方向，此為默認值；如果是FALSE，粘貼圖片只會被限制在(0.0 1.0)的范圍內(nèi)，在水平方向重復填滿幾何對象表面 repeat TRUE #field SFBool，TRUE，粘貼圖片會重復填滿這個幾何對象表面到(0.0 1.0)的范圍外，在垂直方向，此為默認值；如果是FALSE，粘貼圖片只會被限制在(0.0 1.0)的范圍內(nèi)，在垂直方向重復填滿幾何對象表面 5.4PixelTexture節(jié)點：通常作為Appearance節(jié)點域的值， 如右圖PixelTexture image 0 0 0 #SFImage，第1個數(shù)值表示以像素為單位的映像寬度，第2個數(shù)值表示以像素單位

48、的映像的高度，第3個數(shù)值表示每一個像素的字節(jié)數(shù)，第3個值可在0，l，2，3，4這幾個數(shù)中取值 repeatS TRUE #SFBool，TRUE，則紋理坐標在紋理系統(tǒng)中回繞并重復 repeatT TRUE #SFBool，TRUE，則紋理坐標在紋理系統(tǒng)中回繞并重復 5.5MovieTexture 影像紋理節(jié)點：用于紋理映射的動態(tài)效果，也可用來創(chuàng)建伴音，作為Sound節(jié)點sound域指定所需的聲音文件，MovieTexture url #SFString，引入影片文件的路徑loop FALSE # SFBool，TRUE時，表示一直循環(huán)播放 speed 1.0 #播放速度 startTime 0

49、.0 # SFTime開始播放的時間 stopTime 0.0 #SFTime停止時間repeatS TRUE #SFBool，TRUE，則紋理坐標在紋理系統(tǒng)中水平方向回繞并重復，默認為TRUErepeatT TRUE # SFBool isActive #SFBool，duration_changed # SFTime MPEG壓縮率為0.8位/像素到0.4位/像素之間。 如右圖5.6TextureCoordinate紋理坐標節(jié)點：指定了一組紋理坐標，通常用做IndexeFaceSet節(jié)點和ElevationGrid節(jié)點中texCoord域的值；（下左圖） 5.7TextureTransfo

50、rm紋理變換節(jié)點：改變粘貼在幾何對象表面的圖片或影片的位置，下右圖5.8視點效果節(jié)點：視點就是一個你所瀏覽的立體空間中預先定義的觀察位置和空間朝向，可以創(chuàng)建多個觀測點，但是在一個虛擬空間中，瀏覽者在任何時候只有一個空間觀測點可用?？上嗷デ袚Q，一個視點切換到另一個視點：跳躍型和非跳躍型。5.9導航就是在VRML虛擬世界中使用一個三維的造型作為瀏覽者在虛擬世界中的替身。 如右圖5.10Viewpoint節(jié)點：觀察位置，指定了這個觀察位置在VRML立體空間的三維坐標、立體空間朝向及視野范圍等參數(shù)。該節(jié)點既可作為獨立的節(jié)點，也可作為其他組節(jié)點的子節(jié)點，Position 域指定視點的空間位置；orien

51、tation域的值，指定瀏覽者在虛擬世界中面對的方向；FieldOfView 的域值定義了觀測點視角的大小，用弧度單位表示；jump的域值是布爾量，定義了視點是跳躍型還是非跳躍型；Description 域的域值是該視點的名字5.11NavigationInfo視點導航信息節(jié)點：提供有關(guān)瀏覽者如何在VRML虛擬世界里導航的信息，該節(jié)點可提供一個虛擬現(xiàn)實的替身(avatar)。avatarSize域的域值定義了三維空間中瀏覽者替身的尺寸；headlight的域值為TRUE時表示打開替身的頭頂燈；type的域值定義了替身的漫游類型，可在ANY、WALK 、FLY、EXAMINE、NONE中進行轉(zhuǎn)換

52、，其默認值為WAIK；speed的值指定了替身行進的速度；5)VisibilityLimit的值指定了能夠觀察到的最大距離。5.12光源：光源分為自然界光源和人造光源。又分為點光源、錐光源（聚光光源）和平行光源。VRML是通過對物體表面明暗分布的計算，使物體看起來就像是在發(fā)光。VRML的光源系統(tǒng)中不會自動產(chǎn)生陰影，如果要對靜態(tài)物體做陰影渲染，必須先人工計算出陰影的范圍，再模擬陰影。光源發(fā)出的光線的顏色跟光源的顏色相同，人類所能看到的只是其中的反射現(xiàn)象，另一種現(xiàn)象就是吸收光線，反射光是紅色的。在VRML中，可使用Material、Color和紋理節(jié)點設(shè)置造型的顏色。環(huán)境光，它的原色是白色的。5.

53、13PointLight點光源節(jié)點生成一個點光源，即生成的光線是向四面八方照射的， PointLight即可作為獨立節(jié)點，也可作為其他組節(jié)點的子節(jié)點。PointLight location 0.0 0.0 0.0 #SFVec3f，當前坐標系中光源所在位置的三維坐標，默認值為(0.0 0.0 0.0)radius 100.0 # SFFloat，以該光源為中心，光源所能照亮的范圍，默認值為100intensity 1.0 # SFFloat，光源的明亮程度，從0.0到1.0，默認值為1.0ambientIntensity 0.0 # SFFloat，點光源對在該光源照明球體中造型的環(huán)境光線的影響，0.01.0color 1.0 1.0 1.0 # SFColor，光源的RGB顏色，默認為(1.0 1.0 1.0)attenuation 1.0 0.0 0.0 # SFVec3f，光線的衰減方式，值由3個控制參數(shù)組成，第1個表示光線保持恒定；第2個控制光線隨著距離的增加逐漸減弱；第3個表示二次衰減方式是最接近現(xiàn)實世界的狀況on TRUE # SFBool，TRUE表示打開點光源 5.14Direc