用3dmax进行建模虚拟现实场景漫游的设计和实现

1、设计说明书题 目：用3dmax进行建模虚拟现实场景漫游的实现设计中文摘要虚拟现实场景漫游的实现摘要本论文论述了用VRMLf 3dmax煤矿平安技术仿真系统虚拟环境,通过使用 VRML中的语法和节点与3dma物制作与代码,能够轻松地创立出用于网上浏览的 3D环境并能实现简单的交互性,且文件非常小,极其适合网上浏览.由此看出VRML 是一个非常适合网上浏览的一种新兴语言. 可见,这也正适合了当前网络的开展. 用VRM昭言进行虚拟场景的实现以及漫游, 既直观又生动,可以方便煤矿工人进 行岗前的培训,更为重要的是,他是高科技技术进入煤矿的一个标志,更为突出 的表现出了科学技术是第一生产力这一思想.由此

2、可以看出来,未来通过虚拟技 术现实场景漫游的重大意义与巨大的潜力.我们可以预见,随着未来网络的空前 开展,科学技术的更大进步,人们的思想进一步提升,虚拟现实的场景漫游会有 着更进一步的开展.这一点许多的科学家都做出了科学的论断, 我们也坚信不移.关键词 节点 建模 交互 过程系统仿真时间感知器接近传感器插补器朝向插补器位置插补器设计TitleVirtual reality view s realizationAbstract This text has been discussed and has been made The safe technique of coal mine imitat

3、es the true system with VRML and 3dmax,by way of grammar and the node among the VRML of use ,and code and some . can easily found out 3D environment that is used browsing net ons ,and can realize the interactivity simply,and the file very small.It is fit for on the net browsing most .Making out VRML

4、 is one kind of new and developing language that is fit for glancing over on the net from this very much . Proceeds with VRML language conjecture view of realizes and travel extensively, since the direction is again vivid, can the convenient coal miner proceeds 岗 front that training, more important

5、that high-tech technique is, he is a marking to enter the coal mine, more outstanding express outed the science technique is the first productivity this a thought.Can from here see out, and the future pass the conjecture technique the potential for great significance for view travel extensivelying a

6、nd bigness of realistic field.We can foresee, along with the further exaltation, field of actuality conjecture of the thought of the larger advance, people of the technique of unprecedented development, science of the future network the view travel extensively to can have got the further development

7、.The discution that this scientist of lots of point all do outed scienced breaks, and we also believe firmly to not move.KeywordsNode、Modeling > Interaction > Process System Simulation >TimeSensor TouchSensor Interpolator、OrientationInterpolator、positionInterpolator1.引言 ,51. 1 可行性分析,61 . 2

8、各章内容简介,92 .系统需求分析,102.1 系统功能需求分析,102.1.1 vrml 语言的应用,112.1.2 VRML 文件的组成局部,112.1.3 节点 ,122.1.4 VRML 中的节点分类,132.2 vrml 局部语法分析,142.3 强大的平台支持,223 系统设计,233.1 作品结构设计,233.23dmax 设计局部,253.2. 1 放样制作巷道,253. 2. 2 风门制作,283.2. 3 人车的制作,293.3vrml 交互设计：,303.3.1 翻开风门的接近感知器代码,313.3.2 翻开风门的时间感知器代码,323.3.3 翻开风门的位置插入器代码,

9、323.3.4 翻开风门的方向插值器代码,333.3.5 人车的时间感知器代码,353.3.6 人车的位置插值器代码,353.3.7 用户使用手册,363.3.8 系统评价,375. 1 系统应用,375. 2 系统仿真,38结论,3940致谢,40O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O O虚拟现实(Virtual Reality)是一种可以创立和体验虚拟世界的计算机系统.它充分利用计算机硬件与软件资源的

10、集成技术,提供了一种实时的、 三维的虚拟环境(Virtual Environment),使用者完全可以进入虚拟环境中, 观看计算机产生的虚拟世界,听到逼真的声音,在虚拟环境中交互操作,有 真实感,可以讲话,并且能够嗅到气味.虚拟在电子商务、教育、工程技术、 交互式娱乐等领域都有着广泛的应用.虚拟现实具有以下三个根本特征：沉浸(Immersion)、交互(Interaction) 和设想(Imagination),即通常所说的“ 3I .(1)沉浸 是指用户借助各类先进的传感器进入虚拟环境之后, 由于他 所看到的、听到的、感受到的一切内容非常逼真,因此,他相信这一切都“真 实存在,而且相信自己正

11、处于所感受到的环境中.(2)交互 是指用户进入虚拟环境后,不仅可以通过各类先进的传感器获 得逼真的感受,而且可以用自然的方式对虚拟环境中的物体进行操作.如搬 动虚拟环境中的一个虚拟盒子,甚至还可以在搬动盒子时感受到盒子的重量.(3)设想 是由虚拟环境的逼真性与实时交互性而使用户产生更丰富的联 想,它是获取沉浸感的一个必要条件.1. 1可行性分析本课题将运用vrml语言,3dmax开发工具进行设计本课题设计：运用虚拟现实交互浏览器(VRExplorer)作为浏览界面运用3dmax建模.运用vrml实现一些相对简单的交互实现.运用公司的交互开发平台实现比拟复杂的阴影.VRML( Virtual R

12、eality Modeling Language)即虚拟现实建模语言,是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构的三维世界的场景建模语言. 也就是说,它是用来描述三维物体及其行为的,可以构建虚拟境界(Virtural World) .VRML的根本目标是建立因特网上的交互式三维多媒体,根本特征 包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等.是目前 Internet 上基于WWWJ三维互动网站制作的主流语言.VRML!然还很不成熟,但已经 表现出其百折不挠的强大生命力,它必将成为WWW务的新一代标准.VRML 勺出现使得虚拟现实象多媒体和因特网一样逐渐走进我们的生活, 简单地说,以VRM西

13、根底的第二代万维网"多媒体+虚拟现实+因特网.第一 代万维网是一种访问文档的媒体,能够提供阅读的感受,使那些对 Windows 风格的PC环境熟悉的人们容易使用因特网,而以 VRM西核心的第二代万维 网将使用户如身处真实世界,在一个三维环境里随意探寻因特网上无比丰富 的巨大信息资源.每个人都可以从不同的路线进入虚拟世界,和虚拟物体交 互,这样限制感受的就不再是计算机,而是用户自己,人们可以以习惯的自 然方式访问各种场所,在虚拟社区中“直接交谈和交往.事实上,目前采用 VRM技术取得成功的案例已经很多,例如探路者到达火星后的信息就是利用 VRMLS因特网上即时发布的,网络用户可以以三维

14、方式随探路者探索火星.在这利用计算机开展中的高科技手段构造出一个虚拟的境界中,使参与 者获得与现实一样的感觉.虚拟现实是一个在当今国际上倍受关注的课题. 如果真正实现了虚拟现实,那么对整个人类的生活与科学开展将会发生很大 的变革.我们可以设想这样一幅情景：当你戴上特制的头盔与手套后,你就 发现你已置身于一个虚拟的晶体结构世界中,您就是结构中的一个自由原子,当你向前行走或者转头时,你所看见的景象也会随之改变,你可以穿过结构 孔道,挪动结构中的水分子；你甚至可以对结构的上上下下、里里外外仔细地观摩和研究.这就是虚拟现实技术给你带来地一切 -近乎完美的真实感觉.3dmax 5.0是一个基于windo

15、ws操作平台的优秀三维动画制作软件,我们 通过3ds max可以创立出各式各样的虚拟现实效果以及生动逼真的动画场景. 其工作界面分为7个区域,标题栏区域,菜单栏区域,主工具栏区域,视图区 区域,提示栏和状态栏区域,动画和视图限制区域,命令面板区域.一、利用放样制作巷道1、画出放样的路径2、画出放样的截面形状3、放样二、利用布尔运算制作巷道的衔接.技术可行性由于开发此系统需要的硬件环境比拟低,再加上Windows稳定的运行环 境的支持,从功能和性能上完全满足系统的要求,因此从技术方面讲开发此 虚拟现实场景漫游的系统是可行的.经济可行性由于虚拟现实系统所需的硬件计算机及相关硬件主要硬件有：计 算机

16、,可以是一台超级计算机,也可以是微机网络系统,还可以是工作站； 显示设备,有头盔显示器,双筒全方位监视器,风镜型显示屏和全景大屏 幕显示屏等；位置跟踪设备及其它交互设备,交互设备有数据手套、数据 衣服等,由它们产生信号,与计算机实现交互作用.软件环境价格低廉,在市场上都容易购置到,所需技术人员为数不算太多,但是技术要求较高,可 以减少开发此系统本钱经济效益高,因此系统经济可行应积极开发.使用可行性虚拟现实场景漫游具体良好的界面,使用方便,操作简单易于被用户接 受,用户只需可以熟练操作计算机,对此系统使用做简单的了解即可方便使用 从使用方面看,此系统的开发是可行的.法律可行性此系统不侵犯他人合法

17、权益,法律可行的.正是由于虚拟现实技术的上述特性,它在许多不同领域的应用,可以大 大提升工程规划设计的质量,降低本钱与风险,加快工程实施进度,增强各 相关部门对于工程的认知、了解和治理,从而为用户带来巨大的经济效益. VRM呼远程教育、科学计算可视化、工程技术、建筑、电子商务、交互式娱 乐、艺术等领域都有着广泛的应用前景,利用它可以创立多媒体通信、分布 式虚拟现实、设计协作系统、实境式电子商务、网络游戏、虚拟社区、赛博 空间等全新的应用系统.虚拟现实的应用如下:领 域用途医学外科手术,远程遥控手术,身体复建,虚拟超音波影像,教育虚拟天文馆,远距教学艺术虚拟博物馆,音乐商业电传会议, 网路治理,

18、空中交通管制景观模拟建筑设计,室内设计,工业设计,地形地图科学视觉化数学、物理、化学、生物、占生物、考占、行星外表重建, k拟风洞试验,分子结构分析车事飞行模拟,军事演习,武器操控太空太空练习,太空载具驾驶模拟机械人机械人辅助设计,机械人操作模拟,远程操控工业电脑辅助设计娱乐电脑游戏从上表我们可以看出,虚拟现实的应用十分的广泛,这又注定了它的未来开展前景是巨大和美好的.VRM为虚拟环境的建立提供了标准,综合了现 有三维软件的景象描述语言的优点.它有根本元素、顶点、线和面的定义, 坐标变换有缩放、旋转和平移,并有优化的数据结构.如果说VRM是一种语言的话,显然VRM出U览器就是它的解释器.VRM

19、段U览器的主要功能是读入 VRML弋码文件,并把它解释成一图形映象.1 . 2各章内容简介第一章绪论本章的主要内容包括：课题研发的目的与意义以及研发的背景；可行性 分析；各章节内容简介.如上第二章系统需求分析本章的主要内容包括：流程分析,数据库分析.第三章系统设计本章的主要内容包括：系统总体结构设计,系统开发与运行环境确定以及 维护设计.第四章主要模块详细设计主要内容包括：模块简介,模块的体系结构,模块的运行流程,各个主 要界面的详细说明.第五章用户使用说明书本章的主要内容包括：系统功能简介及运行环境简介,系统操作手册.第六章 系统评价即结论本章的主要内容包括：系统主要功能、特色/优点介绍,系

20、统存在缺乏与 改良方案,毕业设计的心得体会与收获等等.最后还有参考资料、致谢等内容的介绍.2 .系统需求分析2.1 系统功能需求分析煤矿平安技术虚拟培训系统的建立必须以煤矿生产实际过程为根底,以 党的平安生产方针、政策、法律法规为导向,以煤矿平安科学技术理论和计 算机科学为工具,紧密结合煤矿平安生产和煤矿平安培训教学的实际情况, 采用先进的计算机技术,通过对煤矿平安生产的全过程进行动态仿真,利用 图像、声音和文字注解说明的形式系统地对煤矿平安生产中存在的各种事故 预防与处理的技术举措和煤矿生产过程中常见的违章现象进行剖析,给出预 防处理举措,建立科学实用、操作性较强的煤矿平安培训计算机教学系统

21、, 实现煤矿平安培训教学的科学化和现代化,促进煤矿平安生产.首先,要建 立煤矿井下生产过程中的动态特征模型以及各种设备的特征模型模拟生产的 动态过程特性.其次,要创造一个与真实装置非常相似的操作环境,各种画 面的布置、颜色、数值信息、动态指示、操作方式等方面要与真实装置的操 作环境相同,使学员有一种亲临其境的真实感.2.1.1 vrml 语言的应用VRM是面向对象的一种语言,它类似We的级链接所使用的HTM昭言, 也是一种基于文本的语言,并可以运行在多种平台之上,只不过能够更多地 为虚拟现实环境效劳.它提供对三维世界及其内部根本对象的描述,如球体、平面、圆锥、圆柱、立方体等,并把他们同二维的页

22、面链接起来,是一种非 常简洁的高级语言.最新的VRML2.0版除了提供VRML 1.0版的根本功能外, 最主要的特点是参加了行为功能和多用户环境,使WetW上的三维世界动起来了.另外,它将支持动画、交互性、与 JAVAScript和JAVA的集成及声音. VRML勺出现,是由于当代网络技术与虚拟现实技术的迅猛开展的需要,它使 得Web勺页面不再局限于二维空间.VRML曾加动作、动画模拟、传感器和声 音后,网络站点创作人员可以制作规模大、交互性强的三维应用程序.2.1.2 VRML文件的组成局部VRMILC件可以包括以下四个主要成份：VRMLfc件头、原型、造型和脚本、 路由.并不是所有的文件都

23、包括这些要素,唯一必须的是VRMLC件头.VRML 2.0标准的文件头为#VRML V2.0 utf8 .这不同于1.0标准中的文 件头,1.0标准中文件只支持ASCII字符集,所以文本头为#VRMLV1.0ASCU 为了向下兼容,VRM12.0文件格式兼容1.0文件格式.这个文件头有三个含 义：第一、说明这个文件是一个 VRM仪件；第二,符合VRML 2.0版本；第 三,文件使用的是utf8字符集这是多种语言中键入字符的一种标准方式, 包括英语,也支持朝鲜语、日语和阿拉伯语的字符.VRMIfi释允许在不影响VRMLa句外观情况下,在VRM中包括其他信息. 可以参加对文件内容、文件绘制的不同局

24、部的注释.注释以一个#符号开始, 结束于该行的最后.注释VRML注释允许在不影响VRMLS句外观的情况下,在VRMLfc件中包含其它信息.可以参加对文件内容、文件绘制的不同局部的注释.注释 以#符号开始,结束于该行的最后.VRMIM览器将跳过#符号后键入的任 何字符.2.1.3 节点VRML中包含描述空间中造型及其属性的节点.这些是VRML勺构件.单个节点描述造型、颜色、光照、视点、以及造型、动画定时器、传感器、内插 器等的定位和朝向等等.节点一般包括：节点的类型必需.一对括号必需.括号中的一定数目描述节点属性的域可选和域值.Cylinderheight 2.0 radius 2.0括号将节点

25、的域信息组织在一起.组织在括号中的域是属于节点的.由 节点及其相关域定义的造型或属性在空间中被视为一个整体.所有的域类型,要么是单值类型,要么是多值类型.单值类型是单一的 值,如一种颜色和一个数字,该类型命名以“ SF'开始.多值类型可以很有 值,比方颜色和数字的列表,命名以“ MF开始.当指定多值类型时,使用 括号将值的列表扩起来.VRM及件以扩展名.wrl或.wrz结尾,表示这是一个包含 VRM空间的文件.MIME 是英文 Multipurpose Internet Mail Extensions 多用途 Internet邮件扩展的缩写.它用来定义Internet上传送的文件内容类

26、型的 软件标准,所有的WebM览器都能够理解MIM所定义的文件类型,并使用它 们在浏览器上自动决定显示的信息内容. 例如：如果一个MIM钦型显示一个 文件中包含VRM仪本,那么浏览器将格式化VRM仪本使其显示在浏览器的 窗口中.一个MIMEft容类型由用斜杠分开的两局部指定.第一局部说明内容的一般类型,象文本、音频、视频类型.第二局部说明内容的子类型,用于 指定内容使用确实切格式.MIMEft容类型由Internet协会标准化,临时的或最新的MIMEft容类型 都以x-开始x表示扩展.VRM琲常新,以至于它现在使用以下扩展的 MIME 内容类型：x-world/x-vrml .将来,VRML的

27、内容类型将融合进正式的 MIME 标准,并成为以下MIME内容类型:model/vrml.2.1.4 VRML中的节点分类VRM中的节点有以下几种类型： 造型尺寸、外观节点：Shape Appearance、Material 原始几何造型节点：Box、Cone Cylinder、Sphere 造型编组节点：Group、Switch > Billboard 文本造型节点：Text、FrontStyle 造型定位、旋转、缩放节点：Transform 内 插 器节 点： TimeSensor 、 PositionInterpolater、OrientationInterpolater、Colo

28、rinterpolator 、 Scalarinterpolator 、Coordinatelnterpolator 感知节点： TouchSensor、CylinderSensor、PlaneSensor > SphereSensor、VisibilitySensor 、ProximitySensor 、Collision 点、线、面集节点：PointSet、IndexedLineSet > IndexedFaceSet > Coordinate 海拔节点：日evationGrid 挤出节点：Extrusion 颜色、纹理、明暗节点：Color、ImageTexture、P

29、ixelTexture > MovieTexture、 Normal 限制光源的节点：PointLight 、DirectionalLight 、SpotLight 背景节点：Background 声音节点：AudioClip、MovieTexture > Sound 细节限制节点：LOD 雾节点：Fog 空间信息节点：WorldInfo 锚点节点：Anchor 脚本节点：Script 限制视点的节点： Viewpoint、NavigationInfo 用于仓I建新节点类型的节点：PROTO EXTERNPROTO具有定义名称的节点叫原始节点.每次对该项节点的重用叫做实例.你只 能

30、在定义原始节点时设定域值.每个实例只能不加修改地使用原始节点的域 值.另外,如果你修改原始节点,所有实例将被同时修改.使得对空间快速 进行改变变得容易,改变你命名的椅子、窗户、门或其他造型的风格.定义用作实例的节点,使用“ DEF和你选择的节点名称.一个 VRMLfc 件可以包含任何数目的命名节点.但是,在一个文件中不能创立两个具有相 同名称的节点.2.2 vrml局部语法分析1) DEF节点名节点类型, 节点名可以是任何字母的序列,它们是区分大小写的.例如, VRMIM览 器将命名“ABC和“abc视为不同名称.节点名可以包括字母、数字和下 划线.以下是合法的节点名例子：PianoKey G

31、urgleSound lndy500 red_brick Dark_brown命名不能以数字开头,不能包括非印刷的ASCII字符,如空格、tab键、 行结束符、表格结束符和回车；不能包括单或双引号、英镑符号、力口、减、 逗号、句号方括号和弯括号.以下命名也是禁止的,由于它们在VRM中被用 作特殊用途： DEF PROTO eventln ROUTE EXTERNPROTO eventOut FALSE TOIS TRUE NULL USEexposedField field节点类型是一种特殊类型的节点, 像Cylinder节点.例如DEF语法,为 Cylinder 节 点定义名称： DEF m

32、y_cylinder Cylinder , 其中,是节点名,Cylinder是节点类型.2) 时间感知器 (TimeSensor)TimeSensor节点的作用象一个时钟,它可以被用来执行开始,停止或者 其他限制动画的动作.随着时间的流逝,这个传感器就会产生事件来表示时 间的变化.通过将这些事件人 TimeSensor节点的eventOut路由到其他节点, 当TimeSensor节点的时钟计时时,你可以使这些节点发生相应的变化.如果 要使一个坐标系平移、旋转和按比例缩放的话,你可以将TimeSensor节点事 件路由至 PositionInerpolator和 OrientationInter

33、polator 节点.这些节点中的每一个产生新的位置和旋转值,并通过他们的eventOut传送这些值.按顺序将这些值路由到Tranform节点,就可以使节点的坐标系随动画过程的 开展而发生平移、旋转和按比例缩放.如果要使一个坐标平移、旋转和按比例缩放的话,你可以将 TimeSensor 节点事件路由至 PositionInterpolator 和 OrientatinInerpolator 节点.这 些节点中的每一个产生新的位置和旋转值, 并通过他们的evertOut事件传送这些值.按顺序将这些值路由到 Transform节点,就可以使节点的坐标系随 动画过程的开展而发生平移、旋转和按比例缩放

34、.你可以使用TimeSensor节点来创立一个时钟.这个节点提供了开始动 画、结束动画和限制动画的播放速度的特性.为了描述动画过程中发生的变 化,你可以使用 VRML勺 PositionInterpolater , rientationInterolator 这两个节点这两个节点根据从时钟得到的信息,从你提供的列表中选择适当 的位置和方向.在动画过程中,新的位置和方向被选择和输出.使用这些节 点来建立一个动画路线,你可以使用VRML勺ROUTM法,将TimeSensor节点的输出绑定到 PositionInterpolator 和 OrientationInterpolator 节点的 输入上

35、.然后,你在使用另一条路线将内插器节点的输出连接到Transform节点的输入.一但边通,timeSensor节点的时钟就开始计时.事件将从TimeSenor节点中传递到内插器,从那里再传递到Transform节点,从而在动画回放时,节点的坐标系发生转移、旋转和缩放.TimeSensor节点建立了一个时钟,它产生事件来限制动画.其语法格式如下： TimeSensor node TimeSensor Enabled TRUE 闭StartTime 0.0问StopTime 0.0问Cycleinterval 1.0Loop FALSEisActivetimecycleTimefraction_c

36、hanger指定时间传感器的翻开或关指定传感器的开始输出时指定传感器的停止输出时指定一个时间长度是否循环TimeSensor节点在虚拟世界不产生任何造型和可视效果,它可以包含在任何组节点中作为子节点,但独立于所选用的坐标系,通常时间传感器放在 VRMLt件最外层组的最后基于 startTime,stopTime,cycleinterval 和 loop 域值的标准效果.3)接近感知器(TouchSensor)TouchSensor节点用于建立接触型态的事件产生器,可放在阶层式架构 中与想要有接触动作的物体放在同一层次,下面会有一个例子,在执行时,将鼠标指针放在圆锥体上按下不放开,物体才会动,因

37、此鼠标键在物体上按住 时,isActive 字段的默认值才会为TRUE假设要在放开鼠标键后物体继续动作, 那么须使用Script节点TouchSensor节点创立了一个检测观察动作和转换它们为了适当输出以 触发动画的传感器.TouchSensor节点可以是任何组节点的子节点,并且它 感知观察者对这个组及它的子节点中造型的动作.定点设备的移动,如鼠标 的移动,当它在可感知造型上时,将产生一个输出.对于观察者来说,可感 知的造型好似是一个三维用户界面上的按键.接触这个按键,造型就产生一 个输出,它通常被用于在虚拟空间中触发一个动画.起语法如下：TouchSensor nodeTouchSensor

38、enabled TRUE指定传感器是否翻开isActiveisOvertouchTimehitPoint_changedhitNormal_changedhitTexcoord_changed 4)插补器(Interpolator )插补器节点可认为是VRM四置的脚本节点,它们执行简单的动态计算, 通常和时间检测器或者能够使对象产生动作的节点结合在一起使用,生成线性关键帧动画.插补器节点实际上是一个由关键点和对应关键值定义的分段 线形函数.根据插值类型的不同,RML共定义六个插补器节点： ColorInterpolator颜色插补器、CoordinateInterpolator坐标插补器、No

39、rmalInterpolator法线插补器、OrientationInterpolator 朝向插补器、positionInterpolator位置插补器、ScalarInterpolator 标量插补器.根据实际情况,在本次工程的开发中,我们用到了OrientationInterpolator 朝向插补器与 positionInterpolator 位置插 补器两个.在时间过程中,以上两个插补器均用 3dmax导出vrml语言,因此也没 有通过手工编程实现两个插补器的应用.5造型shape一个VRMLS型由形体或几何构造来定义它的 3D结构,具有一个基于材 料和颜色的外观.材料和颜色又构成它

40、的外表纹理,如木材和砖块.在 VRML 中这些造型属性、几何结构和外观,由 Shape节点内的域值设定.VRM皮持 许多原始造型几何结构,预定义于 VRM叶,包括长方体、圆锥体、圆柱体、 球体和其他几种高级造型几何结构,比方拉伸造型和海拔栅格.使用这些造 型你可以创立更大更复杂的造型.然后,依次又可以建造更加巨大的造型. 造型可以被组织在一起来创立更大更复杂的造型.将组的造型组织在一起的 节点称为父节点,组成组的造型称为子节点.一个组可以有任意多枪战子节 点,组甚至可以将其他组作为子节点.当一个组包含于另一更大的组时,前 一个组称为嵌入于大组中.一个VRMLS型具有几何尺寸和外观,两者由一个S

41、hape节点定义.这些 特征定义了 VRM网览器创立和放置在空间中的造型.一个造型确实切几何尺 寸和外观由你给节点和节点域选择的值来限制.一个造型的外观由 Materialt 和Appearance节点来描述.使用这些节点的缺省值,你能够创立 有阴影的白色造型.VRML®供几种原始几何节点,将它们和 Shape节点一起 使用能够创立原始造型.这些原始几何造型包括Box,Cone,Cylinder和Sphere节点.每个原始几何节点具有一个或多个域.VRML勺原始造型总是以 原点为中央创立.组可以包含其他的组一个组的父节点可能是一个更高一级组的子节点.高级组的父节点可以是一个更高级组的

42、子节点以此上溯直到最 高级父节点,称为根节点.用 Shape节点创立造型,你能够设定造型的几何 结构和外观.造型均以原点为中央创立的.Appearance Material所有的VRMLt型均使用Shape节点创立.Shape nodeShapeAppearance NULL #exposedField SFNodeGeometry NULL #exposedField SFNode Appearance域的值定义一个节点,该节点定义造型的外观,包括颜色和 外表纹理.appearance域的值包括 Appearance节点和缺省的NULL.®, NULL 表示一个发光白色外观.App

43、earance可见域的值可以通过将一个事件路由至 该域隐含的 set_appearance eventIn 来改变. 该事件被收至U时,appearance 域被设定.新的appearance域值将通过该可见域的隐含 appearance_changed eventOut 传出.Appearance节点指定外观属性,并可用作 Shape节点appearance域的值.Appearance nodeAppearanceMaterialNULL # exposedField SFNodeTextureNULL # exposedField SFNodeTextureTransform NULL #

44、exposedField SFNodeMaterial nodeMaterialambientlntensity 0.2diffuseColor 0.8 0.8 0.8emissiveColor 0.0 0.0 0.0shininess0.2specularColor 0.0 0.0 0.0transparency 0.0)Material节点的缺省值创立有阴影的白色造型.Cone节点创立圆锥体状的原始几何结构,可作为Shape节点geometry域的值.语法如下：Cone nodeConeBottomRadius 1.0 # field SFFloatHeight2.0 # field SF

45、FloatSide TRUE # field SFBoolBottomTRUE # field SFBool)height域的值指定圆锥在Y方向的高度.Height域的值必须大于0.0.缺省 的height值将创立一个2.0单位高的圆锥,底部的原点1.0单位以下,顶端 在原点1.0单位以上.Bottom域的值指定是否需要创立圆锥的底部圆.如果 该值为TRUE那么创立底部圆.如果为FALSE那么不创立.缺省的bottom域值 创立一个有底的圆锥.Sphere节点创立球体的原始几何结构,可作为Shape节点geometry域的值.Sphere nodeSpherRadius 1.0 # field

46、 SFFloat)radius域指定以原点为中央的三维球体的半径.使用Group节点可以将VRM中点组织在一起.Group nodeGroupChildren BboxCenter 0.0 0.0 0.0BboxSize -1.0- 1.0 - 1.0AddChildrenRemoveChildrenchildren 域的值指定包含在组中的子节点列表.典型的 children 值包含 Shape和其它Group节点.在VRM叶,你能创立任意数目的坐标系.每个新坐标系都不得是相对于 另一个坐标系的原点而定位的,或称为坐标平移.当一个新的坐标系相对于 另一个时,我们说打捞坐标系是嵌入于父坐标系中的

47、子坐标系.同样地,父 坐标系也能够嵌入于另一个坐标系中,等等.坐标系的这种父子关系产生一 个坐标系的家族树.坐标系树中最上面的父坐标系是VRML文件中的根坐标系.每个VRMLC件都不得有一个根坐标系.所有其他坐标系,根据它们在坐 标系家族树中的位置,直接或间接是根坐标系的后代,VRMILC件中的根坐标系包括了你在VRM及件中创立的每一个事物.你可以将造型放置在鲁的任何 地方,可以将一个人在另一个上面堆叠起来,一个放在另一个里面,或将它 们悬在半空中,也可以沿着一条城市街道放置多个小长方体作为建筑物.你 还可以将文本造型放置在空间的任何地方.以此来创立建筑物标志、标签或 对空间的注释.造型总是创

48、立于一个坐标系中.如果你使用 transform 节点创立另一个 坐标系,在该坐标系中创立的任何造型都不得是被放置在新坐标系的原点上. 如果transform 节点的坐标原点是由父坐标系的原点平移而得,在transform节点的坐标系中的任何造型将随坐标系一起平移,相对于父坐标系来说是平 移过了.Transform 节点定义一个相对于父坐标系的新坐标系.作为 Transform 节点子节点造型都不得是相对于新坐标原点而创立的.Transform nodeTransformChildren 指定在组中包含的子节点列表Translation 0.0 0.0 0.0指定新坐标scale 1.0 1.

49、0 1.0 #exposeField SFRotation指定在x,y,z方向的缩放因子,缺省的 1.0将不产生任何缩放rotation 0.0 0.0 1.0 0.0 #exposeField SFVec3f 设定一个新的坐标系旋转所围绕的旋转轴和一个围绕转动的旋转角度scaleOrientation 0.00.0 1.0 0.0 指定一个旋转轴和旋转角度bboxCenter 0.0 0.0 0.0 #field SFVec3fbboxSize -1.0 -1.0 -1.0 #field SFVec3fcenter 0.00.0 0.0给定了发生旋转所围绕的新平移坐标系中的坐标addChil

50、dren #eventln MFNoderemoveChildren #eventln MFNode 2.3强大的平台支持在制作过程中,我们在一些细节上用到了我们公司技术人员开发的平台进行对vrml语言的操作,由于牵扯到商业机密以及版权问题,这里就不便将平台展示出来,我们的平台具体实现的功能如下：3D渲染功能：动态光效处理场景光,空间光和点状光显示可以导入放 射线状光效图 光效的锥状角度,发散衰减和颜色设置 光效中可以反射环 境色自定义映射矩阵16:9宽屏显示线性的或者呈幕数级显示的 fog 雾效 自定义视角空间锥状范畴 视角空间锥状范畴选择观察和根源显 示对纹理的实时渲染 同一时刻选择使用多

51、重摄像机视场 纹理压缩 选择 颠倒的反面显示 线,点或者空间几何实体的渲染 粒子系统 外形结构的网状 显示 顶点动态结构的网状显示 动态层结构的详细设置 纹理动态显示 映射 功能 阴影的平面渲染3D文本任意字体在纹理上创立显示文本 原始的 圆环,正方体,多边形,圆柱体,立方体和球状体显示自动缩放设置 Alpha 通道纹理图片显示设置 对物体每一个外表进行 0,1或者2纹理坐标设置 纹理坐标运动的配置 环境图设置 纹理坐标堆积,重复和镜像设置 纹理坐标 的U缠绕和V缠绕设置阴影图的光线追踪设置 不可编辑的DDS纹理压缩 设置音效支持：MP3格式音乐 播放WAVt效 音效循环播放 音量限制 配置

52、音效的3D空间位置多普勒效果和滑离效果混响和更多效果在多重通道 播放音效在一个通道播放多重音效用户输入：碰撞检测和实时模拟反响行走等仿真物体对象选择 捕 获所有鼠标输入行为包括滚动和卷动行为捕获所有键盘按钮行为使用户 输入文本捕获文本捕获所有操纵器行为方向盘滚动等等.运动纪录 捕获支持 支持现行所有你需要的操纵器系统支持：全屏窗口模式和普通窗口模式的转换动态载入文件 保存文件自动寻找显示系统硬件信息 侦测窗口焦点 侦测观察浏览类型 隐藏鼠标 显 示请求程序显示文件对话动画动态支持：性或者步进关键帧插补,多时间线的可变与时间扫描, 关键帧的重层结构纪录按钮对象骨骼结构定位外表层次结构,察 看类型

53、和运动偏移设置,编辑器导入运动次序矩阵本地和世界坐标之间 跳转 时间线设置 矩阵：相乘,移项和颠倒等.矢量显示：力口,减,乘,除 等.使用复合显示表达式 顶级灵活,经络系统以及顶点动画.逻辑支持：任意模块类型之间转换If, else, for 循环等.在二进制 运算时使用表达式动态载入或者卸载任意设计方案组成局部基于时间或者行为的事件触发运行窗口中能 进行3D加速渲染64M的RAM内存100M的硬 盘剩余驱动空间 推荐配置 Windows 95/98/ME/XP 或者2000 Matrox G400, ATI Radeon, NVIDIA GeForce 3D 显卡128M以上内存100M以上

54、的硬盘剩余 驱动空间,可导入素材格式 3DS - 3DStudio mesh文件格式X - DirectX mesh 和角色 文件格式 LWO - Lightwave3D mesh 文件格式 MOT - Lightwave3D motion文件格式LS - Lightscape 放射性解决方案文件格式 MD2 -动态的 Quake II模型文档3系统设计3.1作品结构设计在本次设计中,我们使用了两种方法：VRML文本代码编写、3dmax建模来完成所需.课题的示意图如下,我们在实习过程中参与开发了此工程中的第3个子工程一一采区下部车场的场景制作,由我们的公司技术人员与导师黄老 师共同协助完成.以上是主要的VRM研拟模型.系统在设计过程中力求实现以下图表所示造型巷道主体巷道壁巷道顶巷道地面巷道附加物体运输轨道巷道管路巷道照明风门扳道器3. 2 3dmax设计局部3. 2. 1放样制作巷道1、利用放样制作巷道的生成利用放样法那么对巷道进行建模,使其截面图形(SHAPES在一段路径(PATH上形成的轨迹,巷道截面图形和路径的相对方向取决于其法线方向.当生成了路径之后,它是封闭的,有一个起始点和终点,即路径不能是两段 以上的曲线.所有的SHAPE黝体皆可用来放样,当某一截面图形生