【文章內容簡介】 Box {} appearance Appearance { material Material { diffuseColor 0 0 1 } Blue } } ] } ] end of children for world}輸出結果見圖56：圖56 “紅色球體與藍色盒子相遇”例子的輸出 X3DX3D（eXtensible 3D，可擴展三維）與VRML都是網(wǎng)絡3D聯(lián)盟（Web3D Consortium，...）開發(fā)的圖形動畫描述語言。基于XML的X3D是VRML的發(fā)展和替代。XML（Extensible Markup Language 可擴展標記語言）是W3C（World Wide Web Consortium萬維網(wǎng)協(xié)會）于1998年制定的一種數(shù)據(jù)描述元語言的國際通用標準，已經獲得了非常廣泛的支持和應用。X3D是一個用XML描述的3D文件格式的開放標準，使得在所有[網(wǎng)絡]應用程序之間進行3D數(shù)據(jù)通信成為可能。與其前輩VRML相比，X3D標準更加成熟和精致。X3D包括4個部分：內核（核心特征集）、VRML 97特征集、應用程序接口和擴展集。X3D實現(xiàn)了與VRML 97的兼容，能提供VRML 97瀏覽器的全部功能。 簡史下面是X3D發(fā)展過程的一個簡單描述：l 1995年5月VRML ；l 1996年8月VRML聯(lián)盟（VRML Consortium Incorporated）推出VRML ；l 1998年1月VRML成為國際標準VRML97（ISO/IEC 147721:1997）；l 1998年2月W3C公布XML ；l 1998年11月VRML聯(lián)盟更名為Web3D聯(lián)盟l 1999年2月Web3D聯(lián)盟啟動X3D計劃l 2002年7月Web3D聯(lián)盟發(fā)布X3D草案l 2002年12月X3D進入ISO審議l 2004年8月9日X3D成為國際標準：n ISO/IEC 197751:2004 Information technology Computer graphics and image processing Extensible 3D (X3D) Part 1: Architecture and base ponents 信息技術——計算機圖形學和圖像處理——擴展3D（X3D）——第1部分：體系結構和基本組件n ISO/IEC 197752:2004 Information technology Computer graphics and image processing Extensible 3D (X3D) Part 2: Scene Access Interface (SAI) 信息技術——計算機圖形學和圖像處理——擴展3D（X3D）——第2部分：場景訪問接口（SAI）l 2005年7月又推出X3D編碼的國際標準的前兩部分：n ISO/IEC 197761:2005 Information technology Computer graphics, image processing and environmental data representation Extensible 3D (X3D) encodings Part 1: Extensible Markup Language (XML) encoding 信息技術——計算機圖形學、圖象處理和環(huán)境數(shù)據(jù)表示——擴展3D（X3D）編碼——第1部分：可擴展標記語言（XML）編碼n ISO/IEC 197762:2005 Information technology Computer graphics, image processing and environmental data representation Extensible 3D (X3D) encodings Part 2: Classic VRML encoding 信息技術——計算機圖形學、圖象處理和環(huán)境數(shù)據(jù)表示——擴展3D（X3D）編碼——第2部分：經典的VRML編碼X3D編碼的第3部分還處于開發(fā)過程中：n ISO/IEC CD 197763 Information technology Computer graphics, image processing and environmental data representation Extensible 3D (X3D) encodings Part 3: Binary encoding 信息技術——計算機圖形學、圖象處理和環(huán)境數(shù)據(jù)表示——擴展3D（X3D）編碼——第3部分：二進制編碼l 2006年將推出X3D語言綁定的國際標準：n ISO/IEC 197771:2006 Information technology Computer graphics and image processing Extensible 3D (X3D) language bindings Part 1: ECMAScript 信息技術——計算機圖形學、圖象處理和環(huán)境數(shù)據(jù)表示——擴展3D（X3D）語言綁定——第1部分：ECMAScriptn ISO/IEC 197772:2006 Information technology Computer graphics and image processing Extensible 3D (X3D) language bindings Part 2: Java 信息技術——計算機圖形學、圖象處理和環(huán)境數(shù)據(jù)表示——擴展3D（X3D）語言綁定——第2部分：Java 特性X3D具有如下新特性：l XML集成：Web服務、分布式網(wǎng)絡、跨平臺、交互應用文件和數(shù)據(jù)傳輸；l 組件化：允許輕量級內核3D運行時分發(fā)引擎；l 可擴展：適應特殊應用需要的標準化擴展集；l 進化：容易更新，并保留VRML97作為X3D的內容；l 廣播/嵌入應用就緒：從移動電話到超級計算機；l 實時：繪圖技術是高品質、實時、交互的，并且包括音頻和視頻以及3D數(shù)據(jù)；l 規(guī)范說明良好清晰：容易創(chuàng)建一致、相容、且無故障的實現(xiàn)。X3D技術可以讓小型的網(wǎng)絡客戶端支持高級3D應用，并可以將高性能的3D功能整合到廣播和嵌入式設備中。使用X3D的緊湊型客戶端，還可以通過插件程序來創(chuàng)建標準化的構件以擴展功能。X3D被定義為可交互操作、可擴展、跨平臺的網(wǎng)絡3D內容標準。既然跨平臺，X3D標準自然少不了要大量使用Java技術，用其實現(xiàn)網(wǎng)絡3D技術的原理，就是通過瀏覽器執(zhí)行程序來實時展現(xiàn)三維物體，程序直接將三維模型渲染后實時展示給用戶。 功能X3D支持如下功能：l 3D圖形：多邊形幾何、參數(shù)幾何、層次變換、光照、材質、多遍/多級紋理映射、像素和頂點遮擋、硬件加速；l 2D圖形：空間化文本、2D矢量圖形、2D/3D合成；l CAD數(shù)據(jù)：一種轉換CAD數(shù)據(jù)到出版和交互媒體的開放格式；l 動畫：計時器與插補器驅動連續(xù)動畫、擬人的動畫和變形；l 空間化音頻和視頻：視聽源映射到場景幾何上；l 用戶交互：基于鼠標的檢取和拖帶、鍵盤輸入；l 導航：照相機/攝像機、用戶在3D場景中移動、碰撞、接近度與可見性檢測；l 用戶定義的對象：具有通過創(chuàng)建用戶定義的數(shù)據(jù)類型來擴展內置瀏覽器功能的能力；l 腳本：提供通過編程和腳本語言來動態(tài)改變場景的能力；l 聯(lián)網(wǎng)：提供由網(wǎng)絡資源構成單一X3D場景的能力、到其他場景或位于萬維網(wǎng)上的資源對象的超鏈接；l 物理模擬：擬人動畫、地理空間數(shù)據(jù)集、與DIS（Distributed Interactive Simulation發(fā)布室交互仿真）集成。 X3D與VRML和XMLl X3D與VRMLX3D繼承了VRML的工作原理，而在描述和文件組織上發(fā)展了新的形式（采用了XML語言）。 簡單的說，X3D是把VRML97分解為組件，并使用可加入新組件的機制，來擴展VRML97的功能。VRML與X3D最大的區(qū)別在于：VRML中瀏覽器讀取的不是三維數(shù)據(jù)而只是一種文本描述， X3D中采用的則是XML描述的實際三維數(shù)據(jù)。這樣就可以建立照片級的三維模型，而且還可通過壓縮技術將數(shù)據(jù)壓縮并實時播放，不用下載整個文件后才顯示三維對象。l X3D與XML X3D的命名即意味著3D與XML的結合，XML最大的特點就是被標記的數(shù)據(jù)可以保持其含義，因而使不同的系統(tǒng)之間交換數(shù)據(jù)成為可能。Viewpoint的7種對場景參數(shù)和交互進行描述的部分就是基于XML的MTX文件。采用XML 作為 X3D 的描述語言可以解決如下問題：n 可移植性：除了 VRML，VRML97 語法幾乎不適合其他任何地方。VRML97 的語法和其基于的 Open Inventor 場景圖語法以及對象符號相似。然而現(xiàn)在占統(tǒng)治地位的語言是 XML，其標記對數(shù)據(jù)歸檔和移植提供了較長的生命周期。X3D任務組花了許多時間來尋找一種用XML描述VRML97節(jié)點的方式，最后通過了一個對應的DTD (Document Type Definition文檔類型定義)；n 頁面整合性：在開發(fā)頁面時，基于XML頁面整合的系統(tǒng)，場景內容和執(zhí)行都變得簡單；n 易于和下一代的網(wǎng)絡技術整合：W3C（World Wide Web Consortium萬維網(wǎng)聯(lián)盟）的成員付出了很多努力去發(fā)展 XML，目前它已經獲得了最新版本的 Netscape、Mozilla 和 Internet Explorer 等瀏覽器的廣泛支持；n 廣泛的工具支持：X3D作為一種定義視覺信息的格式，可以用作演示一般產品信息。通過使用廣泛的例如樣式表之類的可用工具，可以使用任何常用的本地XML 格式進行工作，然后通過一定轉換步驟來使用3D方式查看。 X3D子集VRML具有單塊天性，為了一致性，它必須采用全部特征集。與此形成鮮明對照的是，X3D允許開發(fā)者支持規(guī)范的一個子集（側面Profile），構成模塊化功能（組件Components）?；诮M件的體系結構，支持可被個別支持的不同子集的創(chuàng)建。組件可以通過添加新的層次或新的組件來進行特定地擴展和修改，新組件可以引入新特性，例如流動。通過這種機制，規(guī)范的發(fā)展可以進行得很快，因為在一個領域的發(fā)展不會減慢整個規(guī)范。重要的是，一個特定內容塊的一致性，通過指定其內容所需的子集、組件和層次，而被明確定義。X3D的基準子集有：（參見圖57）l 交換：是應用程序之間通信的基本子集。他支持幾何、紋理、基本光照和動畫；l 交互：通過為用戶導航和交互添加各種感受器節(jié)點（如PlanseSensor、TouchSensor等）、增強型定時、和附加的光照（Spotlight、PointLight），提供與3D環(huán)境的基本交互；l 沉浸：提供全三維圖形和交互，包括音頻支持、碰撞、煙霧和腳本；l 完整：包含全部定義節(jié)點，包括NURBS（NonUniform Rational BSpline非均勻有理B樣條）、HAnim（Humanoid Animation擬人動畫）和GeoSpatial（地理空間）組件。 圖57 X3D的基準子集輔助X3D 子集有：l MPEG4交互： 是一個專為廣播、手持設備和移動電話設計的小型交互子集的足印版本；l CDF（CAD Distillation Format，CAD蒸餾格式）：正在發(fā)展過程中，提供將CAD數(shù)據(jù)轉換成一個出版和交互媒體開放格式的能力。 體系結構X3D文件和/或流通過外部應用程序的事件經典VRML編碼二進制編碼X3D編碼分析器應用程序接口(API)場景訪問接口(內部)場景訪問接口(外部)新節(jié)點原型構造原型與外部原型X3D節(jié)點類型場景圖形管理器腳本引擎(ECMAScript、Java、其他)場景圖形數(shù)據(jù)結構事件圖形X3D瀏覽器圖58 X3D系統(tǒng)的體系結構圖 接口層次X3DField ───┬─────┐├ SFBool ├ SFNode └ X3DArrayField ───┐├ SFColor ├ SFRotation ├ MFBool ├ MFNode├ SFColorRGBA ├ SFString ├ MFColor ├ MFRotation├ SFDouble ├ SFTime ├ MFColorRGBA ├ MFString├ SFFloat ├ SFVec2d ├ MFDouble ├ MFTime├ SFImage ├ SFVec2f ├ MFFloat ├ MFVec2d├ SFInt32 ├ SFVec3d ├ MFImage ├ MFVec2f├ SFMatrix3d ├ SFVec3f ├ MFInt32 ├ MFVec3d├ SFMatrix3f ├ SFVec4d ├ MFMatrix3d ├ MFVec3f├ SFMatrix4d └ SFVec4f ├ MFMatrix3f ├ MFVec4d└ SFMatrix4f ├ MFMatrix4d └ MFVec4f └ MFMatrix4fX3DBoundedObjectX3DMetadataObjectX3DUrlObjectX3DFogObjectX3DProgrammableShaderObjectX3DNode├ X3DProtoInstance├ X3DAppearanceNode ─ Appearance├ X3DAppeara