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I目录摘要..............................................................................................................II1绪论...........................................................................................................11.1虚拟现实技术概述...........................................................................11.2Web3D技术概述..............................................................................12VRML概述...............................................................................................32.1VRML的介绍..................................................................................32.1.1VRML发展..............................................................................32.1.2VRML简介..............................................................................32.2VRML技术特征..............................................................................32.3VRML浏览器..................................................................................53X3D概述...................................................................................................63.1X3D的介绍......................................................................................63.1.1X3D系统发展.........................................................................63.1.2X3D系统组成.........................................................................73.1.3X3D系统特性.........................................................................83.2X3D的关键技术..............................................................................83.3X3D的浏览器................................................................................104X3D/VRML的比较................................................................................114.1VRML97的缺点............................................................................114.2VRML97和X3D的举例比较...................................................114.2.1VRML程序举例....................................................................114.2.2X3D程序举例.......................................................................134.2.3VRML和X3D的不同之处..................................................145虚拟现实X3D展望...............................................................................16总结.............................................................................................................17参考文献.....................................................................................................18Abstract.......................................................................................................IIIII虚拟现实模型语言的发展历程及应用展望摘要虚拟现实技术已经在国际上得到广泛应用，它较好的实现了通过人机交互而真实仿真人们工作及社会活动的很多复杂内容及预期结果。虚拟现实语言作为计算机的核心技术已被广泛应用于社会生活的各个领域。随着网络技术的进一步发展，宽带、高速及平台性能的提升将导致人们对更高质量的网络三维资源的需求更加迫切，虚拟现实造型语言(VRML)的缺点逐渐暴露出来，它阻碍了面向Web的交互式三维图形技术的深入发展,从而产生了新一代的三维交互网络图形标准X3D，它以XML和组件思想作为核心技术，解决了VRML的不足，使得X3D除了在虚拟现实领域发挥自己的本领外，在电子商务、可视化仿真、数据库可视化、娱乐、教育等领域也都有很好的应用前景。本文从虚拟现实的概念出发，介绍了虚拟现实技术的概念和互联网中三维应用的发展，接着介绍了虚拟现实模型语言VRML和X3D，重点分析了X3D系统相对于VRML的优越性及发展空间，最后阐述对虚拟现实X3D的展望。通过本次论文写作，我对虚拟现实模型语言有了更深一层的认识与理解，为以后的进一步学习深造奠定了良好的基础。关键字虚拟现实，VRML，X3D11绪论1.1虚拟现实技术概述虚拟现实（VirtualReality），简称VR技术。这一名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔在80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统[5]。VR是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。其中虚拟世界为全体虚拟环境或给定仿真对象的全体，它是由计算机产生具有动态声、像功能的三维空间环境，通过视、听、触觉等作用，最终使得参与者产生身临其境感觉的交互式视景仿真。虚拟实现的概念包含了下述含义[1][11]：⑴模拟环境，即由计算机生成的具有双视点的、实时动态三维立体逼真图像。逼真就要达到三维听觉、触觉及嗅觉等的逼真。而模拟环境则可以是某一特定现实世界的真实实现，也可以是虚拟构想的世界。⑵感知，指理想的虚拟实现技术应该具有一切人所具有的感知。除了生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至包括嗅觉和味觉等多感知。⑶自然技能，是人的头部转动、眼睛、手势或其它人体行为动作，由计算机来处理与参与动作适应的数据，并对参与者的输入做出实时响应。⑷传感设备，即三维交互设备。常用的有头盔数据手套，三维鼠标、数据衣等装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感等。不同的项目可以根据实际应用选择使用这些设备。1.2Web3D技术概述随着因特网的迅猛发展，我们生活中的数字信息不仅在数量上急剧增加，质量上也大大改善。现今网络己不再是单一静止的世界，动感的网页随处可见，而三维网页及其带来“虚拟现实”，即将汇成一股新的时尚，使世界更加精彩起来。Web3D技术是随着互联网与虚拟现实(VirtualReality)技术的发展而产生的，其目的在于在网络特别是在互联网上建立三维的虚拟世界。目前，包括VRML(RealityModelingLanguage)-虚拟现实建模语言在内的各种Web3D技术在电子商务、远程教育、工程技术、计算机辅助设计等领域已经获得了广泛的应用。3D技术一出现就使人耳目一新，成为万众瞩目的热点，其所虚构的梦幻般的缤纷世界是大家梦寐以求的。3D虚拟技术不仅能应用于游戏和娱乐，更加诱人之处还在于其潜在的巨大商业价值，如产品展示(如图1)、广告制作、公共展览和博览会等等[4]。对于网上电子商务，将销售产品展示做成在线3D的形式，必将吸引更多的顾客。人们还可以通过3D虚拟技2术，根据一些图片、建筑设计图纸等历史资料，再现以前的历史景观并漫游其中。图1使用3D技术实现网络上的虚拟展示，相当于构建一个3D场景，让用户以第一视角在其中穿行，场景和控制者之间能产生交互，尤其适合虚拟展厅、建筑房地产虚拟漫游展示等。如果是建立一个多用户而且可以互相传递信息的环境，也就形成了所谓的虚拟社区。另外，在教学领域，人们也可通过3D技术虚拟一个逼真的实境教室，令学生更形象地理解和掌握教学内容。在表现一些空间立体化的知识，如分子的结构及其结合过程、宇宙的演变、机械的运动时，3D的展现形式会使学生更容易接受和掌握。对计算机远程教育系统而言，引入3D内容必将取得很好的教学效果。可见，市场对3D技术应用的需求是非常迫切的，但以目前的计算机处理能力和应用环境而言，想在网上展现完美3D仍然存在一些问题，比如易用的3D制作工具、网络的带宽问题、平台兼容性等问题。如在近期以来，不仅Macromedia、Adobe、Autodesk等知名图形软件商开始将主要精力转向3D技术的开发，而且Sony、Dell、N派、EddieBauer等公司也纷纷强化它们的在线3D策略，同时，IBM、惠普等IT巨头也开始将网络实用3D环境的创建纳入到它们的战略发展目标中，这一切都表明3D时代已经离我们越来越近了[4][7]。32VRML概述2.1VRML的介绍2.1.1VRML发展VRML是VirtualRealityMakeupLanguage的缩写，意为“虚拟现实造型语言”，它是用于三维环境描述的一系列规范之一，定义与多信息相关联的三维世界的布局和内容。始创于1994年,1997年形成2.0国际标准版,可构建交互实感的3D空间,VRML把交互式三维能力带入了万维网，是一种可以发布3D网页的跨平台语言[3]。例如游戏、工程和科学可视化、教育和建筑，诸如此类的典型项目仅靠基于网页的文本和图像是不够的，而需要增强交互性、动态效果连续感以及用户的参与探索，这正是VRML的目标。当前，研究人员已经开发出了许多基于VRML的实验或实用系统，如远程教育、建筑物的漫游、医学实验演示和虚拟剧场等等。在一些传统的协同设计领域，也有人将VRML引入到了其中，借助于VRML提供的良好的交互性和真