【文章內(nèi)容簡介】 和電話線即可收看這種節(jié)目，其有關(guān)試驗最近已經(jīng)取得成功。如果把這種方式擴大到教學雙方，則可實現(xiàn)具有實時交互性的虛擬教學——教師控制的虛擬教師和學生控制的虛擬學生就可以在一個虛擬教室中相互交流。 VRML將創(chuàng)造一種融多媒體、三維圖形、網(wǎng)絡(luò)通訊、虛擬現(xiàn)實為一體的新型媒體，兼具先進性和普及性，是關(guān)心三維圖形、多媒體、新一代網(wǎng)頁開發(fā)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的人士應(yīng)密切注意的。 網(wǎng)上虛擬實驗室網(wǎng)上虛擬實驗室，也稱網(wǎng)上仿真實驗室。它是通過WWW創(chuàng)建一個可視化三維環(huán)境，其中每一個可視化的三維物體代表一種試驗對象，通過鼠標點擊等操作，用戶可以進行虛擬控制、操作等以達到試驗?zāi)康摹＞W(wǎng)上虛擬試驗的主要優(yōu)點：（1）使用方便，無須回到現(xiàn)實的實驗室，隨時隨地只要能上網(wǎng)就可以開展試驗。（2）成本低廉，與現(xiàn)實實驗室相比而言，大多數(shù)網(wǎng)上虛擬實驗室的成本都要低很多。（3）減少干擾，可以避免現(xiàn)實實驗室的無關(guān)干擾，如：接觸不良，儀器故障等。（4）應(yīng)用廣泛，以計算機網(wǎng)絡(luò)為載體，網(wǎng)上虛擬實驗室適應(yīng)性好，收益面廣。目前，網(wǎng)上虛擬實驗室已經(jīng)很多，包括從力學、電磁學、熱學、化學試驗等方面。例如：美國俄勒岡大學物理實驗室。美國俄勒岡大學物理系（University of Oregon，Department of Physics）主辦的虛擬物理實驗網(wǎng)站，（網(wǎng)址：）。其主要內(nèi)容分為四大部分：天體物理、能量與環(huán)境、力學和熱學。 網(wǎng)上觀景實例為了介紹某一景點，經(jīng)常需要將觀看現(xiàn)實的景色，但是又無法實現(xiàn)實地考察，這時利用網(wǎng)上觀景網(wǎng)站是一種很有效的方法。目前，網(wǎng)上觀景站點也比較多，例如：故宮博物院，網(wǎng)址：，該網(wǎng)站是一個應(yīng)用全景環(huán)視圖像技術(shù)制作的網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實景觀展示網(wǎng)站，其中提供了大量的三維全景環(huán)視圖，觀眾能夠用鼠標控制三維圖的方向和角度?！肮蕦m博物院”界面 網(wǎng)上物體展示網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實技術(shù)除了展示全景畫面以外，還可以用來有效地表現(xiàn)一個物體對象的外觀和內(nèi)部情況，因此，在展示實物的外觀與內(nèi)景時也經(jīng)常會用到網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實技術(shù)。比如：上海杰圖軟件技術(shù)有限公司已成功開發(fā)出“三維全景制作軟件”、“360度虛擬物體制作軟件”和“房地產(chǎn)展示制作軟件”。其網(wǎng)址為：，“紀念館大廳”的虛擬全景。“紀念館大廳”的虛擬全景 VRML應(yīng)用網(wǎng)站萬維網(wǎng)上有關(guān)VRML技術(shù)的站點很多，但萬維網(wǎng)上站點變化很快，有些以前很熱門的站點現(xiàn)在已消失?，F(xiàn)提供幾個目前尚能訪問到的有關(guān)站點供大家參考：：Web3D協(xié)會是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的權(quán)威機構(gòu)。最新的VRML技術(shù)規(guī)范由它在網(wǎng)站上發(fā)布。同時在網(wǎng)站上也可以了解業(yè)界新聞、技術(shù)支持、源代碼資源、協(xié)會成員等。 ：中國國內(nèi)關(guān)于虛擬現(xiàn)實的權(quán)威站點，致力于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的推廣和應(yīng)用。除了有業(yè)界新聞、規(guī)范標準、學習教程、精品實例、相關(guān)資源鏈接，還有商業(yè)型網(wǎng)站的策劃和建設(shè)，三維產(chǎn)品展示系統(tǒng)的構(gòu)架等。 ：中國國內(nèi)專業(yè)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)網(wǎng)站，內(nèi)容很豐富。虛擬無忌網(wǎng)（）的目標是：為虛擬現(xiàn)實應(yīng)用創(chuàng)造一個極其豐富的共享資源平臺和交流平臺。目前該網(wǎng)站共分五大模塊，緊密結(jié)合虛擬現(xiàn)實，所容納的技術(shù)達幾十種之多，涉及2D交互、3D交互、虛擬現(xiàn)實、多媒體、視頻等幾大相互交錯的技術(shù)領(lǐng)域。并努力展現(xiàn)當前最新的技術(shù)和信息。 ： Web形式的技術(shù)論壇，VRML技術(shù)的高手經(jīng)常光顧。是探討交流技術(shù)的好去處。 ：天極網(wǎng)關(guān)于VRML的最新的技術(shù)資料，是以文章的形式編排的，從VRML的發(fā)展史到VRML的深入應(yīng)用都有詳細的介紹。 ：// vrml網(wǎng)點雜志，學習、研究VRML的好站點。　 ~crispen/vrml:　可下載VRML 教材及有關(guān)VRML理論，站點內(nèi)容非常豐富、多彩。~nadeau/courses/siggraph98vrml/vrml97/ VRML資源展示My Gallery的網(wǎng)址為~ylltcc/ ，是一個VRML的圖庫，并包含有相關(guān)的VRML基礎(chǔ)知識及其源程序。 Gallery的界面返回三、VRML編程基礎(chǔ) VRML的工作原理VRML是一種用在Internet 和Web超鏈上的，多用戶交互的，獨立于計算機平臺的，網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實建模語言。虛擬世界的顯示、交互及網(wǎng)絡(luò)互連都可以用VRML來描述。 VRML的設(shè)計是從在WEB上欣賞實時3D圖象開始的。VRML瀏覽器既是插件，又是幫助應(yīng)用程序，還是獨立運行的應(yīng)用程序，它是傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實中同樣也使用的實時3D著色引擎。這使得VRML應(yīng)用從三維建模和動畫應(yīng)用中分離出來，在三維建模和動畫應(yīng)用中可以預先對前方場景進行著色，但是沒有選擇方向的自由。VRML提供了6+1度的自由，用戶可以沿著三個方向移動，也可以沿著三個方向旋轉(zhuǎn)，同時還可以建立與其它3D空間的超鏈接。因此VRML是超空間的。 VRML定義了一種把3D圖形和多媒體集成在一起的文件格式。從語法角度看，VRML文件是顯式地定義和組織起來的3D多媒體對象集合；從語義角度看，VRML文件描述的是基于時間的交互式3D多媒體信息的抽象功能行為。VRML文件描述的基于時間的3D空間稱為虛擬境界(Virtual World)，簡稱境界，所包含的圖形對象和聽覺對象可通過多種機制動態(tài)修改。 VRML文件可以包含對其他標準格式文件的引用?？梢园袹PEG、PNG和MPEG文件用于對象紋理映射，把WAV和MIDI文件用于在境界中播放的聲音。另外，還可以引用包含Java或ECMAScript代碼的文件，從而實現(xiàn)對象的編程行為。所有這些都是由其他標準提供的，之所以在VRML中選用它們，是因為它們在Internet上的廣泛應(yīng)用。VRML 97規(guī)范描述了它們在VRML中的用法。 VRML使用場景圖（Scene Graph）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來建立3D實境，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是以SGI開發(fā)的Open Inventor3D工具包為基礎(chǔ)的一種數(shù)據(jù)格式。VRML的場景圖是一種代表所有3D世界靜態(tài)特征的節(jié)點等級：幾何關(guān)系、質(zhì)材、紋理、幾何轉(zhuǎn)換、光線、視點以及嵌套結(jié)構(gòu)。幾乎所有生產(chǎn)廠商，無論是CAD、建模、動畫、VR，還是VRML，他們的結(jié)構(gòu)核心都有場景圖。 境界中的對象及其屬性用節(jié)點(Node)描述，節(jié)點按照一定規(guī)則構(gòu)成場景圖(Scene Graph)，也就是說，場景圖是境界的內(nèi)部表示。場景圖中的第一類節(jié)點用于從視覺和聽覺角度表現(xiàn)對象，它們按照層次體系組織起來，反映了境界的空間結(jié)構(gòu)。另一類節(jié)點參與事件產(chǎn)生和路由機制，形成路由圖(Route Graph)，確定境界隨時間的推移如何動態(tài)變化。 VRML文件的解釋、執(zhí)行和呈現(xiàn)通過瀏覽器實現(xiàn)，這與利用瀏覽器顯示HTML文件的機制完全相同。瀏覽器把場景圖中的形態(tài)和聲音呈現(xiàn)給用戶，這種視聽覺呈現(xiàn)即所謂的虛擬世界(境界)。用戶通過瀏覽器獲得的視聽覺效果如同從某個特定方位體驗到的，境界中的這種位置和朝向稱為取景器(Viewer)。 VRML的訪問方式是基于客戶/服務(wù)器模式的。其中服務(wù)器提供VRML文件及支持資源(圖像、視頻、聲音等)，客戶端通過網(wǎng)絡(luò)下載希望訪問的文件，并通過本地平臺上的VRML瀏覽器交互式地訪問該文件描述的虛擬境界。由于瀏覽器是本地平臺提供的，從而實現(xiàn)了平臺無關(guān)性。下圖描述了VRML的工作方式。VRML是一個開發(fā)標準，為了加強協(xié)作，避免技術(shù)重復和市場沖突,而鼓勵其他技術(shù)引用VRML或成為VRML的一部分。與VRML關(guān)系密切的三項技術(shù)是Java3D、MPEG4和Chrome。其中，Java3D和VRML都把3D Web作為關(guān)鍵應(yīng)用對象，前者的優(yōu)勢在于程序設(shè)計，后者的優(yōu)勢在于場景構(gòu)造，二者在可編程性3D Web應(yīng)用方面密切合作。MPEG4面向基于內(nèi)容的交互式視訊應(yīng)用，可以為VRML提供流技術(shù)、壓縮和音響同步技術(shù)，而MPEG4用VRML來描述3D內(nèi)容。在2D頁面集成方面，可以探索VRML和Microsoft的Chrome協(xié)作的可能性。理解VRML的工作原理十分關(guān)鍵的一點是：VRML文件最直接的執(zhí)行者是VRML瀏覽器。VRML文件是以擴展名WRL結(jié)尾的一種用來描述幾何形體的ASCII文本文件，它不需要任何編譯。當VRML文件被執(zhí)行時，系統(tǒng)首先加載一個內(nèi)嵌的VRML瀏覽器，該瀏覽器將VRML語言中的信息解釋成空間中的目標幾何體，如球體、長方體等；同時該瀏覽器提供實時地顯示，并不斷地刷新，因此用戶在計算機上便可以產(chǎn)生一種活動場景的感覺。 VRML瀏覽器要想觀看VRML文件生成的三維交互世界，在硬件上，無需其他的設(shè)備，目前的PC機完全可以滿足要求；軟件上，只需要在客戶端安裝VRML插件，即VRML瀏覽器，目前最流行的VRML瀏覽器是: VRML Viewer 瀏覽器SGI公司提供的Cosmo player瀏覽器ParallelGraphics公司的Cortona VRML Client瀏覽器()blaxxun公司的blaxxun Contact瀏覽器 VRML制作工具 VRML代碼編輯軟件。由于VRML的文件格式是一般的文本文件，因而基本上可以使用任何純文本編輯器進行編寫創(chuàng)作，如：記事本、寫字板等。但是，由于純文本編輯器不具有*.wrl文件自動格式化功能，所以如果想編寫具有清晰層次感、可讀性強的VRML文件比較困難；且純文本編輯器沒有自動檢錯功能，在語法糾錯方面存在很大不便。常用的VRML源碼編輯軟件有ParallelGraphics的VrmlPad（）和Modelworks Software的sitePadPro（），最值得推薦的編輯器是:。它具有強大的程序編寫輔助功能，代碼編寫效率很高。另外對編輯時出現(xiàn)的語法錯誤，自動用紅色波浪線給予提示，與用純文本編輯工具相比，可以省去大量糾錯時間。 可視化VRML制作工具用傳統(tǒng)的通用三維制作軟件如3dsmax、Maya和Cinema 4D,都能將三位靜態(tài)場景或三維動畫轉(zhuǎn)換為vrml格式。使用3dsmax等圖形轉(zhuǎn)換工具。對于復雜的造型，直接編寫代碼實現(xiàn)較困難，可采用3dsmax等工具進行轉(zhuǎn)換。3dsmax是一個功能強大三維模型構(gòu)建軟件,應(yīng)用3dsmax強大造型功能,可以構(gòu)建出所需的復雜三維模型。在3dsmax中構(gòu)建出所需的三維模型后,通過3dsmax中的File中 Export命令導出為*.wrl格式的文件,再進行適當?shù)男薷木涂傻玫轿覀兯璧哪Ｐ汀Ｓ肰RML制作專用工具軟件l ParallelGraphics公司的Internet Space Builder（）l Silicon公司的中文版Cosmo Worlds(最優(yōu)秀)()l Virtul公司的3D Web Site Buliderl Macromeida公司的Extreme3D 的基本語法知識 VRML文件結(jié)構(gòu)在這里，我們通過一個簡單的VRML文檔的例子，對VRML文檔中最基本的格式標記進行介紹。該例子是在屏幕上建立一個不顯示頂面的杯狀圓柱體，其源文件如下所示：VRML utf8Shape｛appearance Appearance｛material Material｛｝＃用默認材質(zhì)和顏色diffuseColor }geometry Cylinder｛radius3height 6side TRUEtop FALSEbottom TRUE｝}VRML文件頭 ，且符合ISO的UTF8編碼標準 外形節(jié)點是幾何對象最基本的組節(jié)點，它把各個松散的幾何點拉到虛擬空間中的相應(yīng)位置，形成一個規(guī)則的幾何體。定義外觀定義材質(zhì)定義顏色定義形狀為圓柱“radius 3”表示賦予半徑值為3?！癶eight 6”表示賦予高值為6“side TRUE”表示圓柱壁可視“top FALSE”表示頂面不可視“bottom TRUE”表示底面可視VRML 例如： (普通格式），（壓縮格式，可用Winzip等打開）。一個VRML文檔，通常由4部分組成。① 文件頭:它是提供給瀏覽器文件的版本信息，VRML文檔中開頭的一行，用來通知瀏覽器該文檔所遵循的VRML版本。例如“VRML utf8”這里的VRML ，utf8指本文件采用ISO的UTF8編碼標準。② 節(jié)點：是VRML文件的基本組成元素。VRML的基本語句為節(jié)點語句，VRML有54個節(jié)點,可以把它分為以下幾類：shape（形狀）節(jié)點描述物體在空間中的幾何形狀；property（性質(zhì)）節(jié)點定義形狀節(jié)點的渲染方式（顏色，表面紋理等）；group（成組）節(jié)點將多個其他節(jié)點組合成一個節(jié)點，便于統(tǒng)一處理；environment （環(huán)境效果）節(jié)點例如各種性質(zhì)的光源等。此外，VRML語言還定義了一些提供特殊功能的節(jié)點，例如超鏈接、碰狀檢測等。每一個節(jié)點語句均以節(jié)點名開頭，后面帶有一個花擴弧串，里面給出參數(shù)和參數(shù)值，參數(shù)稱為字段或域(field) ，參數(shù)值稱為字段值或域值。③ 字段（域）：用來描述及改變節(jié)點屬性的大小，它存儲著節(jié)點的各種值。填寫字段時，首先給出字段名，再給出字段的具體內(nèi)容,字段的具體內(nèi)容有些是具體數(shù)值，如高度、半徑、顏色、長寬高尺寸，有些則是另一個節(jié)點語句，因而節(jié)點語句可以多層鑲套，即有多層花擴弧。字段名均以小寫開頭，節(jié)點名均以大寫開頭有時字段名和節(jié)點名基本相同，如appearance和Appearance 字段值從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，可以分成兩類，其中一類只包含一個值（一個值可以是一個數(shù)、一個矢量、或者甚至是一幅圖像），其數(shù)值類型命名以SF開頭；另一類可以包含多個值，可以看作數(shù)組，以MF開頭。④ 注釋：VRML文件中的注釋語句是以“?！碧栭_始的字符串，范圍是從“?！碧柕竭@一行的行尾，不影響文件的執(zhí)行。 基本造型的生成預備知識：VRML的坐標系 在VRML場景中設(shè)置物體需要有明確的坐標，在同一個場景中，有一個統(tǒng)一的坐標系。這個坐標系是一個右手坐標系，在初始時（即觀察者沒有移動位置和改變視角）該坐標系的X軸為沿屏幕水平向右，Y軸為沿屏幕垂直向上，Z軸為從屏幕指向用戶。當某個幾何體的中心不在屏幕中心時，就需要用Transform節(jié)點移動坐標系。（