毕业论文外文翻译-虚拟现实建模语言

1、外文翻译毕业设计题目：基于虚拟现实的虚拟实验室的研究原文1： vrml译文1：虚拟现实 原文 2： vr-lab译文2：虚拟现实实验室原文仁vrmldurch die immer bessere hardware ist es heute nicht mehr notig.fiir anspruchsvolle 3d-grafiken spezielle grafik-workstations zu verwenden.auf modernen pcs kann jeder durch dreidimensionale welten fliegen.um solche wei ten zu d

2、efinieren und sie liber das internet zu verbinden,wurde die sprache vrml entwickelt. in diesem beitrag geben wir einen uberblick iiber die grundlegenden konzepte der version 2.0 von vrml geschichte von vrmlim friihling 1994 diskutierte auf der ersten www-konferenz in genf eine arbeitsgruppe liber vi

3、rtual reality-schnittstellen fur das www.es stellte sich heraus, dab man eine standardisierte sprache zur beschreibung von 3d-szenen mit hyperlinks brauchte. diese sprache erhielt in anlehnung an html zuerst den namen virtual reality markup language.spater wurde sie in virtual reality modeling langu

4、age umbencinnt. die vrml-gemeinde spricht die abkiirzung gerne wdrmlu aus. basierend auf der sprache open inventor von silicon graphics (sgi) wurde unter der federfiihrung von mark pesce die version 1.0 von vrml entworfen. im laufe des jahres 1995 entstanden eine vielzahl von vrml browsern (u. a.web

5、space von sgi) und netscape bot schon sehr frlih eine hervorragende erweiterung, ein sogenanntes plugin, fur seinen navigator an.die virtuellen welten, die man mit vrml 1.0 spezifizieren kcinn,sind zu statisch.zwar kann man sich mit einem guten vrml-browser flott und komfortabel durch diese welten b

6、ewegen.aber die interaktion ist auf das anklicken von hyperlinks beschrankt. im august 596,anderlhalb jahre nach der einflihrung von vrml 1.0,wurde auf der siggraph，96 die version vrml 2.0 vorgestellt.sie basiert auf der sprache moving worlds von silicon graphics. sie ermoglicht animationen und sich

7、 selbstandig bewegende objekte.dazu mubte die sprache um konzepte wie zeit und events erweitert werden.auberdem ist es moglich, programme sowohl in einer neuen sprache namens vrmlscript oder in den sprachen javascript oder java einzubinden. was ist vrml?die entwickler der sprache vrml sprechen gerne

8、 von virtueller realitat und virtuellen welten.diese begriffe scheinen mir aber zu hoch gegriffen fiir das, was heute technisch machbar ist: eine grafische simulation dreidimensionaler raume und objekte mit eingeschrankten interaktionsmdglichkeiten.die idee von vrml besteht darin, solche raume liber

9、 das www zu verbinden und mehreren benutzern gleichzeitig zu erlauben, in diesen raumen zu agieren.vrml soil architekturunabhangig und erweiterbar sein. auberdem soli es auch mit niedrigen ubertragungsraten funktionieren. dank html erscheinen daten und dienste des internets im world wide web als ein

10、 gigantisches verwobenes dokument, in dem der benutzer blattern kann.mit vrml sollen die daten und dienste des internets als ein riesiger raum,ein riesiges universum erscheinen, in dem sich der benutzer bewegt - als der cyberspace grundlegende konzepte von vrml 2.0vrml2.0 ist ein dateiformat,mit dem

11、 man interaktive,dynamische, dreidimensionale objekte und szenen speziell furs world- wide-web beschreiben kann.schauen wir uns nun an,wie die in dieser definition von vrml erwahnten eigenschaften in vrml realisiert wurden 3d objektedreidimensionale welten bestehen aus dreidimensionalen objekten die

12、 wiederum aus primitiveren objekten wie kugeln,quadern und kegeln zusammengesetzt wurden.beim zusammensetzen von objekten konnen diese transformiert,d.h z.b.vergrdbeil oder verkleinert werden.mathematisch lassen sich solche transformationen durch matrizen beschreiben und die komposition von transfor

13、mationen liibt sich dann durch multiplikation der zugehdrigen matrizen ausdrticken.dreh-und angelpunkt einer vrml-welt ist das koordinatensystem.position und ausdehnung eines objektes konnen in einem lokalen koordinatensystem definiert werden.das objekt kann dann in ein anderes koordinatensystem pla

14、ziert werden, indem man die position, die ausrichtung und den mabstab des lokalen koordinatensystems des objektes in dem anderen koordinatensystem festlegt.dieses koordinatensystem und die in ihm enthaltenen objekte konnen wiederum in ein anderes koordinatensystem eingebettet werden.auber dem plazie

15、ren und transformieren von objekten im raum,bietet vrml die moglichkeit,eigenschaften dieser objekte, etwa das erscheinungsbild ihrer oberflachen festzulegen.solche eigenschaften konnen farbe.glanz und durchsichtigkeit der oberflache oder die verwendung einer textur, die z.b.durch eine grafikdatei g

16、egeben ist, als oberfliiche sein.es ist sogar moglich mpeg-animationen als oberflachen von korpern zu verwenden,d. h.ein mpeg-video kann anstatt wie iiblich in einem fenster wie auf einer kinoleinwand angezeigt zu werden, z.b.auf die oberflache einer kugel projiziert werden.abb.l vrml 2.0 spezifikat

17、ion eines pfeils#vrmlv2.0 utf8def app appearance marterial material diffusecolor 100shape appearance use afp geometry cylinder radius 1 height 5anchorchildrentransform translation 0 4 0childrenshape appearance use appgeometrycylinder bottomradius 2height 3urfanotherworld.wrr* vrml und wwwwas vrml vo

18、n anderen objektbeschreibungssprachen unterscheidet, ist die existenz vonhyperlinks, d h.durch anklicken von objekten kann man in andere welten gelangen oder dokumente wie html-seiten in den www-browser laden. es ist auch mdglich,grafikdateien, etwa fur texturenoder sounddateien oder andere vrml-dat

19、eien einzubinden, indem man deren url, d h. die adresse der datei im www angibt. interaktivitatauber auf anklicken von hyperlinks konnen vrml-welten auf eine reihe weiterer ereign isse reagieren.dazu wurden sogenannte sensoren eingefiihrt.sensoren erzeugen ausgabe-events a ufgrund externer ereigniss

20、e wie benutzeraktionen oder nach ablauf eineszeitintervalls.events konnen an andere objekte geschickt werden,dazu werden die ausgabe-event s von objekten mit den eingabe-events anderer objekte durch sogenannte routes verbunden. ein sphere-sensor zum beispiel wandelt bewegungen der maus in 3d-rotatio

21、nswerte um.ein 3 d-rotationswert besteht aus drei zahlenwerten, die die rotationswinkel in richtungder drei koo rdinatenachsen angeben. ein solcher 3d-rotationswert kann an ein anderes objekt geschickt wer den, das daraufhin seine ausrichtung im raum entsprechend verandert.ein anderes beispiel fiir

22、einen sensor ist der zeitsensor.er kann 乙b.periodisch einen event an einen interpolator schicke n.ein interpolator definiert eine abschnittsweise lineare funktion,d.h. die funktion ist durch stiit zstellen gegeben und die dazwischenliegenden funktionswerte werden linear interpoliert.der inter polato

23、r erhalt also einen eingabe-event e vom zeitsensor,berechnet den funktionswert f(e) und schickt nun f(e) an einen anderen knoten weite匚so kann ein interpolator zium beispiel die posi tion eines objekts im raum in abhangigkeit von der zeit festlegen.dies ist der grundlegende mechanismusfiir animation

24、en in vrmlabb.2 browserdarstellungen des pfeils dvnamikvorreiter der kombination von java und java script-programmen mit vrml-welten war n etscape's live3d,bei dem vrml 1.0 wei ten liber netscape's liveconnect-schnittstelle von java -applets oder javascript-funktionen innerhalb einer html-se

25、ite gesteuertwerden konnen. in vrml 2.0 wurde in die sprache ein neues konstrukt, der sogenannteskriptk noten, aufgenommen.innerhalb dieses knotens kann java und java script-code angegeben werde n.der 乙bevents verarbeitet. im vrml 2.0 stcindard wurdenprogrammierschnittstellen (applicatio n programmi

26、ng interface api) festgelegt, die den zugriff aufvrml-objekte von programmierspr achenaus erlauben, niimlich das java api und das javascriptapi. das api ermoglicht es, dab p rogramme routes loschen oder hinzufiigen und objekte und ihre eigenschaften lessen oder iinde rn kdnnen.mit diesen programmier

27、mdglichkeiten sind der phantasie nun kaum noch grenzen ges etzt. vrml und dann?eines der urspriinglichen entwicklungsziele von vrml bleibt auch bei vrml 2.0 ungelost: es gibt immer noch keinen standard fiir die interaktion mehrerer benutzer in einer 3dszene.produkte, die virtue-lie raume mehreren be

28、nutzern gleichzeitig zuganglich machen,sind al-lerdings schon auf dem markt (cybergate von black sun,cyberpassage von sony). des weiteren fehlt ein binarformat wie etwa das quickdra-w 3d-metafile-format von apple,durch das die menge an daten reduzie-rt wiirde, die liber das netz geschickt werden mii

29、ssen,wenn eine szene geladen wird.gerade in mehrbenutzerwelten spielt der sogenannte ava-tar eine grobe rolle. eine avatar ist die virtuelle dars tel lung des benutzers.er befindet sich am beobachtungspunkt,von dem aus der ben-utzer die szene sieht.bewegtsich der benutzer allein durch die sze-ne,dan

30、n dient der avatar nurdazu,kollisionen des benutzers mit obje-kten der welt festzustellen.in einer mehrbenutzerwelt jedoch legt d-er avatar auch fest,wieein benutzer von anderen benutzern gesehen wird.standards fiir diese und ahnliche probleme werden derzeit in arbe-itsgruppen des ende 1996 gegriind

31、eten vrml-konsortiums ausgearbeitet. literatur1. san diego super computing center: the vrml repository.http:/www.sdsc.edu/vrml/.enthalt verweise auf tutorials, spezifikationen,tools und browser im www2. diehl, s.: java & co.addison-wesley,bonn, 19973. hartman, j.;wernecke, j.: the vrml 2.0 handb

32、ook 一 buildingmoving worlds on the web. addison-wesley, 19964. vag (vrml architecture group): the virtual reality modelinglanguage specification 一 version 2.0, 1996./ vrml2.0/final/eingegangen am 1.09.1997author : stephan diehlnationali ty : germanyoriginate from : informatik-spekt

33、rum 20: 294 -295 (1997) © springer-verlag1997译文1:虚拟现实建模语言本文给出了 vrml2.0的基本概念 vrml的历史1994年春季第一届万维网在日内瓦举行，会议上就vrml进行了讨论。原来， 我们需要一个使用超链接描述3d场景的标准化语言。这种语言是类似的html被称 为第一虚拟现实标记语言，后来更名为虚拟现实建模语言。vrml1.0是基于silicon graphics公司(sgi)的open inventor的文件格式，在马克派斯领导下设计的。1995 年年内，一个vrml浏览器和网景都提供了非常出色的扩展，它是插件的领航员。 该

34、虚拟与vrml1.0中指定的世界，是静态的。虽然您可以使用的虚拟现实浏览器快 速方便地通过这些世界，但交互仅限于超链接点击。1996年8月通过vrml2.0标 准，它是基于移动的silicon graphics的世界语言。它增加了行为，能让物体自我移 动。这种语言已扩大到包括诸如时间和事件的概念，也可以集成到一个新的语言java, 成为其java3d的功能内核。什么是虚拟现实建模语言？从虚拟现实和虚拟世界谈谈vrml该语言的开发。一个三维空间，以有限的相 互对象的图形仿真，在今天技术上来说是可行的。虚拟现实的想法是连接在网络上， 并允许多个用户同时访问。vrml的架构是独立的，可扩展的，为ht

35、ml数据和互联 网服务在网上作为一个巨大的编织文件，用户可以滚动。互联网作为一个巨大的空间， 用户可以通过vrml数据和服务，在其中漫游。基于vrml 2.0的基木概念vrml2.0是一种文件格式，是交互式的，动态的，三维物体和场景，专门用于 描述网络世界。现在，让我们考虑如何在vrml中提到的属性定义实现虚拟现实。 三维物体三维世界由三维物体，而后者又是由更原始的物体，如球，盖帽和圆锥细胞等构 成。当装配对象转化，会增加或减少意志。这种转变可以在数学上描述矩阵和变换的 组成然后，可以乘以相应的表达矩阵。一个虚拟现实世界的关键点坐标。位置和对象 的范围可以定义在当地坐标系统。该对象可以被放置到

36、另一个坐标系，位置、方向和 局部坐标系中的其他对象的坐标尺度系统。这个坐标系统及其组件对象可以反过來在 另一个坐标嵌入。除配售和转化的空间物体，虚拟现实提供了这些对象的属性的可能 性，以确定其表面外观。这种特性可以用在颜色，光泽、透明的表面或纹理的显示。 vrml和万维网vrml的描述与其他对象语言描述不同，是超链接，即存在在对象上你可以点 击到达其他世界或诸如在web浏览器的html网页下载文件，如圆形文件，声音文 件或其他文件，包括其网址虚拟现实。交互出了点击超链接上的虚拟现实世界，还能对其他事件作出回应。这些被称为传感 器介绍。传感器输出事件，由于生成如用户行为或外部事件后，经过一段时间

37、，事件 可以被发送到其他对象的对彖与其他对彖的输入输岀事件的事件连接由所谓的路线。 球传感器，用于例如，鼠标的运动转化为三位旋转值。3d旋转值由3数值，在三个 坐标轴方向旋转角度。指定这种三维旋转值可以是其他对象发送，然后它的方向在房 间里修改。另外一个例子，传感器是传感时间，例如，它可以定期在一个事件发送插 件，该插件还收到输入活动时间从传感器的位置，计算函数值f(e)到另一个节点。 在空间物体的位置定义一个时间函数，这是虚拟现实动画的基本机制。 vrml未来对原有的vrml的发展，用户在三维场景的相互作用在vrml2.0还悬而未决。 多个用户同时访问虚拟设施的产品在市场己经出现。作者：st

38、ephan diehl国籍：germany出处：informatik-spektrum 20: 294 - 295 (1997) © springer-verlag 1997原文2：vr-lab-a distributed multi-user environment for educationalpurposres and presentationsabstractdistributed work is becoming a major issue for a large part of the work force and distributed collaborative re

39、search has almost become the nonn. consequently, distributed communication facilities play an important role in all future working and education scenarios.tele-teaching and teleleaniing are important new applications for remote data access currently mainly focussing on audio-visual communication, te

40、leeducation has not discovered distributed 30 virtual environments to a large extent. howeven we firmly believe that the demand for interactive exploration of distributed 3d databases over the internet and for collaboration within virtual 3d environments will soon become one of he driving forces of

41、future deveopments. this paper presents an architecture, called vr lab, which embeds a distributed vrml-system and a remote contollable,distributed presentation environment to support tele-learning and education including 30 media.l introductiondistributed work, learning and discussion in combinatio

42、n with the use of the internet is getting more and more important.as a result, there are many browsers used for interaction in 3d environments with more or less acceptable functionality.lt seems,however, that most of these applications deal with the meeting of people in virtual environments.on top o

43、f meeting this request vr-lab was designed to support distributed virtual conferences,presentations and education.vr-lab consist of different media systems,including hardware and software like video cameras,projectors, environmental control units and 3d visualization modules to support interacting p

44、eople additionally this environment itself is capable of beeing controlled by a remote operator.the main parts of the vr-lab are: video media: cameras, vcr, vic, whiteboard,video walls, slide and overhead projectors, output from pc or workstation screen audio media: microphones, amplifiers, speakers

45、,vat (video tool) or rat (audio tool) network capabilities: 100 mbit ethernet software packages to control the environment and to establish distributed vrml visualization with mrt-vrall systems are integrated in a vr-lab control unit,which is remotely accessible. the vr-lab can be used to record, tr

46、ansmit or distribute educational programmes even if they are live on the network-from tape,distributed conferences or shared 3d environments.operation can be controlled by the presentor, by a service operator in the lab or via java-applets by a remote operator.integration of these systems allow dist

47、ributed audio,video, 2d cind 3d interaction via the intemet.in the next sections we give a short description of the vr-lab's base components and their functionality: the mrt-vr distributed vrml-browser and the mmhs multi-media-lecture room. this is followed by the description of a sample experim

48、ent which illustrates the use of both system together in more detail.2. distributed vrml browser mrt-vrmrt-vr was developed to support distributed learning and discussion. through the use of vrml, mrtvr is open to almost any type of application. it could be used to explain arcitectural-models as wel

49、l as deliver information on molecular design. mrt-vr distributes scene changes to all participants using m-bone- multicast, supports even unexperienced users while moving in 3d space, represents other users by avatars,and allows, in a teaching environment, to assure that all participants see what a

50、special user (e.g.ateacher) considers relevant. an important issue on supporting people in teaching and discussion is the ease of use. so we have taken a great effort to provide even the novice the user with maximum comfort in all stages of user interaction.through its support of opengl and xgl in c

51、ombi nation with the use of the mbp (mrt binary protocol for the transport of applicatio n specific data),external simulations can also use mrt-vr as a specialized display serve匚in combination with other m-bone-tools such as vic (video), vat (audio) or whiteboard (paper), mrtvr implements distribute

52、d interaction with vrml scenes figure 5 shows the integration of mrt-vr in the sdr-tool, which allows to use mrt-vr in combination with other tools handling video, audio, whiteboard and text.mrt-vr is not restricted to the visualisation of other participants through avatars or selection of objects (

53、picking).mrt-vr also allows the modification of the scene description, including avatars, camera postions or the state of the mrt-vr viewer through external programs or other mrt-vr9s.mrt-vr even allows a modification or customization of the supported command set.3 designthe design of mrt-vr consist

54、s of three main parts.we distinguish between data transport, data replication and visualisation data transport realizes the transportation of messages by different protocols or media between mrtvr's. data replication assures the consistency of scene-databases, while the visualisation assures a f

55、ast,multi-platform,multi-quality display of the virtual environment.3.1 data transportdata-transport is implemented as a collection of different data-transport classes. these classes realize connections between each other using different protocolls like tcx, udp or m-bone the modification of the sce

56、ne database is done by a set of messages, which are sent to the different mrt-vrt using the data-transport classes. these messages encode the operations which should be executed by the different programs. to implement distributed environments, messages have to be passed to every participant, resulti

57、ng in an exponential growth of messages. even a small number of participants may cause problems when using one ore more servers.the transmission of a huge amount of data to a large number of participants thereby assuring that important packages are reliably transmitted is a highly challenging goal.

58、by separating the messages into important and unimportant ones we can easily see that a few important messages are outnumbered by far by the unimportant ones. important messages deal with geometric object such as locking, inserting or deleting objects. changes of viewpoints are less important but ve

59、ry frequent.examples: a distributed presentation consist of a data transmission phase at the beginning followed by mostly viewpoint changes and picking tasks for the rest of the session. a distributed simulation (robotic experiment) consist af a data transmission phase at the beginning and many viewpoint changes. pack