浅谈vrml技术在虚拟物理实验教学中的应用

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1、浅谈VRML技术在虚拟物理实验教学中的应用霍连利HUOLian-li(75660部队，桂林541002)(Force75660,Guilin541002,China)摘要院首先提出了一种利用VRML技术和3Dmax建模制作三维虚拟物理实验室的设计思路，再次分析了制作过程中的困难及解决办法，最后指明了VRML节点的交互性及其开发。Abstract:Firstly,adesignideaofbuildingthree-dimensionalvirtualphysicsexperimentlaboratorybas

2、edonVRMLtechnologyand3Dmaxmodelingwasputforward;Secondly,thedifficultiesandsolutionsintheprocessofproductionwereintroduced;Finally,theinteractivityofVRMLnodesanditsdevelopmentwereelaborated.关键词院虚拟物理实验;VRML;三维虚拟世界;节、6:;交互性Keywords:virtualphysicsexperiment；VR

3、ML；3Dvirtualworld；nodes；interactivity中图分类号院0411.3文献标识码院A文章编号院1006-4311(2014)31-0282-020引言作为当今媒体技术应用的热点之一，Internet上的三维虚拟世界，立足于不断发展的网络技术基础之上融合多种技术结果，开辟人类交流的新领域，不仅可以在虚拟场景中做到实时的人机交互，而且真实感和临场感是它的最大特点。这项技术遍布于丙方发达国家的各种领域中。木文就三维虚拟世界在远程教育领域中的应用，特别是对远程虚拟物理实验室的设计思路做了一

4、些探讨，给出一种应用VRML技术以及3Dmax技术制作虚拟物理实验的设计方法。1VRML简介VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是一种用于建立真实场景或三维场景的建模语言，它和HTML—样，是一种ASCII码描述语言，具有较好的硬件平台无关性。该语言通过文字描绘定义雾、动画、光、纹理映射等概念，然后再通过创建一个在三维空间中航行的命令，这些指令由再现器(Render,一个内置于Internet浏览器中或外部的程序)解释执行。1997年12月正式发布VRML作为国际标准，19

5、98年1月正式获得国家标准组织ISO批准，简称VRMLoVRML文件通常由文件头(Header)、事件的路由(Route)和场景图(SceneGraph)组成。文件头表明其遵循的国际标准及文件的属性。事件的路由可以将一些节点产生的吋间传给另外的节点，从而使物体产生改变颜色、发出声音等特殊效果，使或三维空间里的物体产生运动。场景图定义了三维空间的物体及苏属性。由于通过VRML可以将复杂的3D术语转换成动态虚拟场景，尤其是其可跨平台性和交互性强，从而使虚拟现实(VR,VirtualReality)在Interne

6、t上的应用更加广泛。2构建虚拟世界虽然VRML文件比较小，用户在创建虚拟场景时，较为闲难的是如何构建-个相对复杂的三维几何体。让闲难加倍的是，一切都需要用户从几种最基本的几何体入手，因为VRML并没有提供更高级的几何造型。因此，这就需要一个颇为有效的VRML生成工具。一般情况下，三维虚拟世界的建立依据的是现有的商业CAD软件。比如，在具体实践中，我们可以提供最常用的VRML输出接口，而II具冇即时修改和所见即所得的特点［3］。我们用3Dmax与VRML相结合的方法来进行演示制作。构建成一个基于VRML的三维虚

7、拟世界需要我们在操作过程中，制作与修改同时进行。具体流程如图1所示。构建虚拟世界的具体操作：淤在3Dmax环境下制作动画及三维模型。对于那些比较复杂的机械零部件要先用AuCAD来建模，然后通过3Dmax制作动画。于优化处理三维场景。3Dmax语言提供的优化器用来优化三维场景。尽可能地减少常用模型的分段数，以减小文件所占的内存空间，当然前提是不影响实际效果。盂VRML文件的输出。VRML文件的输出是通过3Dmax软件文件菜单下的输出实现的。榆加入VRML节点以实现动态功能控制。基于没有经过任何组织3Dmax输出

8、的VRML文件，只是一些相对独立的节点放到了一块，就没有办法对他们进行控制。所以，疲该加入VRMLH再用Group、Transform把它们按照层次组织起来，构成示意图；并通过Route语句、TouchSensor节点和TimeSensor实现鼠标来控制动画；利用Anchor节点实现VRML虚拟世界中不冋视点之间的相互切换等，一般的实现过程如图2所示。虞优化处理VRML文件代码。我们对VRML文件代