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1vrml簡介
VRML（VirtualRealityModelingLanguage）是一種用于建立真實場景或三維場景的建模語言，它和HTML一樣，是一種ASCII碼描述語言，具有較好的硬件平臺無關性。該語言通過文字描繪定義霧、動畫、光、紋理映射等概念，然后再通過創建一個在三維空間中航行的命令，這些指令由再現器（Render，一個內置于Internet瀏覽器中或外部的程序）解釋執行。1997年12月正式VRML作為國際標準，1998年1月正式獲得國家標準組織ISO批準，簡稱VRML。VRML文件通常由文件頭（Header）、事件的路由（Route）和場景圖（SceneGraph）組成。文件頭表明其遵循的國際標準及文件的屬性。事件的路由可以將一些節點產生的時間傳給另外的節點，從而使物體產生改變顏色、發出聲音等特殊效果，使或三維空間里的物體產生運動。場景圖定義了三維空間的物體及其屬性。由于通過VRML可以將復雜的3D術語轉換成動態虛擬場景，尤其是其可跨平臺性和交互性強，從而使虛擬現實（VR，VirtualReality）在Internet上的應用更加廣泛。
2構建虛擬世界
雖然VRML文件比較小，用戶在創建虛擬場景時，較為困難的是如何構建一個相對復雜的三維幾何體。讓困難加倍的是，一切都需要用戶從幾種最基本的幾何體入手，因為VRML并沒有提供更高級的幾何造型。因此，這就需要一個頗為有效的VRML生成工具。一般情況下，三維虛擬世界的建立依據的是現有的商業CAD軟件。比如，在具體實踐中，我們可以提供最常用的VRML輸出接口，而且具有即時修改和所見即所得的特點。我們用3Dmax與VRML相結合的方法來進行演示制作。構建成一個基于VRML的三維虛擬世界需要我們在操作過程中，制作與修改同時進行。具體流程如圖1所示。構建虛擬世界的具體操作：
①在3Dmax環境下制作動畫及三維模型。
對于那些比較復雜的機械零部件要先用AuCAD來建模，然后通過3Dmax制作動畫。
②優化處理三維場景。
3Dmax語言提供的優化器用來優化三維場景。盡可能地減少常用模型的分段數，以減小文件所占的內存空間，當然前提是不影響實際效果。
③VRML文件的輸出。
VRML文件的輸出是通過3Dmax軟件文件菜單下的輸出實現的。
④加入VRML節點以實現動態功能控制。
基于沒有經過任何組織3Dmax輸出的VRML文件，只是一些相對獨立的節點放到了一塊，就沒有辦法對他們進行控制。所以，應該加入VRML節點。再用Group、Transform把它們按照層次組織起來，構成示意圖；并通過Route語句、TouchSensor節點和TimeSensor實現鼠標來控制動畫；利用Anchor節點實現VRML虛擬世界中不同視點之間的相互切換等，一般的實現過程如圖2所示。
⑤優化處理VRML文件代碼。
我們對VRML文件代碼進行優化的同時，要考慮到目前Internet的瀏覽速度、網絡資源等限制因素。比如減少后續編程及VRML文件大小可以利用VRML語言本身提供的語法特性減少重復定義和描述。要提高網頁的瀏覽速度，用LOD節點定義復雜模型的不同細節減少復雜模型重現時多邊形的數目；避免重復描述結構相同或者相似的構件，可以采用DEF/USE節點來處理。
3實現交互功能
真實性和實時交互性是三維虛擬世界的遠程虛擬物理實驗教學系統最重要的特點。VRML支持的交互功能共有兩類：
①Script節點產生的交互。
VRML的Script節點是一種控制傳感器和內插器的節點，用來改變和定義場景中對象的行為和外觀、VRML與外部編程語言程序的實現、VRML的交互性。通過程序設計（Script節點）可以解決利用交互節點產生的交互對網絡及服務器要求較高，產生的反應延時等問題。當Script初始化時，程序會調用Script節點中的Java，并將命令從Java傳遞到VRML，由VRML文件中域的定義在Java程序中使用。事件在VRML場景中被檢測到并傳遞給Java，由Java作出反應，反向進行也是這種傳遞的一大亮點。通過Script節點可以開發一些實時性的、多線程的交互操作程序，也可以實現場景與數據庫的實時交互。
②由交互節點產生的交互。
采用增加（如感應器節點、插值節點等）節點通過事件（Event）可以實現這類交互。學習者的動作和要求是由Event代表的，交互節點捕獲系統產生的Event并進行處理，然后由ROUTE/TO語法傳入到場景中，這樣場景就會產生相應的反應，最終實現人機的交互功能。我們需要把VRML與現有的Web技術進行融合，因為目前3W的Internet網絡的網頁仍然是HTML格式的，傳統實驗教學中不好表達、不好理解、不好操作的抽象概念和現象，都可以運用三維虛擬世界技術對遠程虛擬物理實驗進行補充。
作者：霍連利 單位：75660部隊