VRML基础教程

虚拟场景制作与演示第1页第一个虚拟境界#VRMLV2.0utf8这是VRML文件的标志，所有2.0版本的VRML文件都以这行文字开头，VRML97是由VRML2.0版修订而成的，符合VRML97规范的VRML文件也以这行文字开头。其中“#”表示这是一个注释。而utf8表示此文件采用的是utf8编码方案，这在VRML标准中有详细说明。第2页第一个虚拟境界Group节点加入一个Group节点（组节点）：Group{组节点花括号之内的所有内容视为一个整体，利用组节点可以把虚拟场景组织成条理清晰的树形分支结构。下面定义组节点的children域（孩子域）：children[在children后的方括号内定义Group节点的所有孩子对象，第一个孩子是一个Shape节点（形态节点），它描述一个几何形状及其颜色等特征：Shape{在Shape节点内定义一个几何体Box（方盒节点）：geometryBox{}注意，我们没有为Box定义任何域，这意味着它的尺寸和坐标位置等特性取缺省值（单位立方体）。随后补齐每个右括号：}]}第3页第一个虚拟境界（HelloWorld1.wrl）：#VRMLV2.0utf8Group{children[Shape{geometryBox{}}]}第4页第一个虚拟境界下面定义立方体的外观，这只需改变Shape节点的appearance域（外观），appearance域是一个Appearance节点，此Appearance节点的material域（材质）定义为一个Material节点：第5页第一个虚拟境界下面定义立方体的外观，这只需改变Shape节点的appearance域（外观），appearance域是一个Appearance节点，此Appearance节点的material域（材质）定义为一个Material节点：第6页第一个虚拟境界Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{}}geometryBox{}}第7页第一个虚拟境界diffuseColor域（漫反射颜色）VRML的颜色说明采用RGB颜色模型，所以要定义红色的立方体，漫反射颜色应该是{100}，三个数字依次表示红色、绿色和蓝色，取值范围都是0到1：materialMaterial{diffuseColor100}第8页第一个虚拟境界（HelloWorld2.wrl）：#VRMLV2.0utf8Group{children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometryBox{}}]}第9页第一个虚拟境界（HelloWorld2.wrl）：#VRMLV2.0utf8Group{children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometryBox{}}]}第10页第一个虚拟境界红色的立方体位于屏幕的中心，它的中心坐标为{000}。移动位置可以外套一个Transform（变换节点）来实现：Transform{translation500children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometryBox{}}]}第11页第一个虚拟境界在VRML中，Transform节点除了可以引进平移、旋转和缩放变换以外，其作用和Group节点的作用一样。把Transform节点的translation域（平移）设置为500，意味着Transform节点所在的坐标系相对于其上层坐标系向右平移（即x轴方向）5个单位，在其它两个方向不移动，VRML的距离单位是米，5个单位相当于5米第12页第一个虚拟境界（HelloWorld3.wrl）：#VRMLV2.0utf8Group{children[Transform{translation500children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometryBox{}}]}]}第13页第一个虚拟境界接下来我们把方块所在的Transform节点复制三份，并把各自包含的几何形状依次定义为方块、球体和圆锥第14页第一个虚拟境界（HelloWorld4.wrl）：#VRMLV2.0utf8Group{children[Transform{translation500children[Shape{geometryBox{}}]}Transform{translation000children[Shape{geometrySphere{}}]}Transform{translation-500children[Shape{geometryCone{}}]}]#endofGroupchildren}第15页第一个虚拟境界VRML文件中有许多括号（花括号“{}”和方括“[]”），请注意括号的配对，建议采用本教程的缩进风格。上述VRML文件中三个Transform节点的平移量是不同的，因而三个几何体的位置也就不同。另外，还可以修改三个几何体的颜色：球面Sphere为绿色（010），圆锥为蓝色（010）。第16页第一个虚拟境界为了以后引用方便，分别给这三个Transform节点指定一个名称：DEFboxTransform{...}DEFsphereTransform{...}DEFconeTransform{...}第17页第一个虚拟境界（HelloWorld5.wrl）：#VRMLV2.0utf8Group{children[DEFboxTransform{translation500children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometryBox{}}]}DEFsphereTransform{translation000children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor010}}geometrySphere{}}]}DEFconeTransform{translation-500children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor001}}geometryCone{}}]}]#endofGroupchildren}第18页增加交互能力上一节我们学习了用几何体建立虚拟境界以及为几何体赋予色彩和材质的方法，这样建立的虚拟境界是静态的。这一节我们将使一个几何体（为了更具一般性，下面我们称之为对象）能够根据用户动作做出反应，即交互能力，这是VRML2.0最突出的特征。第19页增加交互能力1、检测器在VRML中，检测器（Sensor）节点是交互能力的基础。检测器节点共九种。在场景图中，检测器节点一般是以其它节点的子节点的身份而存在的，它的父节点称为可触发节点，触发条件和时机由检测器节点类型确定。第20页增加交互能力接触检测器（TouchSensor）是最常用的检测器之一最典型的应用例子是开关。其它检测器将在后续章节中陆续介绍。这里我们定义一个开关节点lightSwitch（这是一个组节点），并定义一个接触检测器作为它的子节点：DEFlightSwitchGroup{children[各几何造型子节点...DEFtouchSensorTouchSensor{}]}第21页增加交互能力这样开关节点lightSwitch就是一个可触发节点。当然，检测器存在的理由是它被触发时能够引起某种变化，所以在更深入讨论开关节点之前，我们先讨论一下场景的变化。第22页增加交互能力2、视点最常见的变化是视点的变化，在我们的第一个境界中你可能已经体验到视点变化：当你拖动鼠标或按动箭头键时（按照VRML术语，称为航行），虚拟境界就会旋转或缩放，这实际上是在调整你的视点位置或视角。在虚拟场景的重要位置可以定义视点节点（ViewPoint）,它们是境界作者给用户推荐的最佳观赏方位，在CosmoPlayer浏览器中，用户就可以通过鼠标右键选择作者推荐的各个视点。这里我们定义两个视点节点：第23页增加交互能力这里我们定义两个视点节点：DEFview1Viewpoint{position0020descriptionView1}DEFview2Viewpoint{position5020descriptionview2}第24页增加交互能力我们的目的是使用户可以通过触发开关节点来切换视点。现在先研究一下这两个视点节点，其中的坐标表示视点在场景中的位置，坐标的单位是米，这在前面已经提到过，视点的名称将会在浏览器菜单中提示出来供用户选择。把上述视点说明加入helloworld5.wrl中（放在Group节点之前），并把其中的方块节点修改成可触发节点：第25页增加交互能力DEFboxTransform{children[Shape{....Box...}DEFtouchBoxTouchSensor{}]}把修改过的文件另存为“HelloWorld6.wrl”。第26页增加交互能力3、事件传递把触发（用鼠标箭头按动方块）和场景变化（视点切换）这两件事情联系起来，在场景图中，除节点构成的层次体系外，还有一个“事件体系”，事件体系由相互通讯的节点组成。能够接收事件的节点都应具有事件入口（eventIn），如果它要接收多种类型的事件（称为入事件），它就应该具有多个事件入口，也就是说，事件入口象节点的域一样是有类型的。同样，发送事件的节点应有事件出口（eventOut）,事件出口也是有类型的。例如ViewPoint节点就有一个事件入口set_bind，当向此事件送入一个值“TRUE”（即所谓的入事件）时，该viewpoint节点成为当前视点。又如，接触检测器TouchSensor有一个事件出口isActive，当受到用户触发后它就从此出口送出一个“TRUE”（即所谓的出事件），在下一个事件发送之前，此事件一直保存在事件出口中（作为记录）。第27页增加交互能力3、事件传递事件出口和事件入口通过路径相连，这就是VRML文件中除节点以外的另一基本组成部分：ROUTE语句。ROUTE语句把事件出口和事件入口联系在一起，从而构成事件体系。在这里，我们把接触检测器touchBox的事件出口isActive连接到视点节点view2的事件入口set_bind:ROUTEtouchBox.isActiveTOview2.set_bind好了！现在我们得到的VRML文件是（HelloWorld6.wrl）：第28页增加交互能力#VRMLV2.0utf8DEFview1Viewpoint{position0020descriptionview1}DEFview2Viewpoint{position5020descriptionview2}Group{children[DEFboxTransform{translation500children[Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor100}}geometryBox{}}DEFtouchBoxTouchSensor{}]}DEFsphereTransform{translation000children[Shape{appearanceAppearance{mat