第4章 虚拟现实建模语言VRML

草案，并于同年10月在芝加哥召开的第二届万维网国际会议上公布。
VRML 2.0是以SGI公司的Moving Worlds提案为基础的，节点类型被
扩展为54种，支持的对象也已包括动态和静态两大类。
VRML的国际标准草案于1998年1月正式获得ISO的认定和发布，通常
被称为VRML 97。
1998年，VRML组织更名为Web3D组织，并制订了一个新的标准X3D
的几何节点、新的造型、新的材料和新的声音节点等。
新节点类型既可以在该原型定义的文件中引用（即内部原
型，PROTO），也可以在外部文件中定义后在其它 VRML文件中引用（即外部原型，EXTERNPROTO）。
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4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
典型的VRML文件结构如下：
SFNode 单值类型
4-32
4.3 VRML的空间造型
(1) 父节点 (2) 域名 material 材质域 NULL 空值 Material 材质节点 NULL 空值 Appearance 外观节点 texture 纹理映像域 ImageTexture 图像纹理节点 PixelTexture 像素纹理节点 MovieTexture 电影纹理节点 textureTransform 纹理坐标变幻域 NULL 空值 IndexedFaceSet 面集节点 SFNode 单值类型 (3) 域值或子节点 域值类型
#VRML V2.0 utf8 # VRML文件头 节点名{ # 创建VRML中各种类型的节点以构成造型 域名 域值 # 设置节点的各个域和域值 …… } …… Script{ # 添加脚本节点，编写脚本程序 …… } ROUTE … … TO … … # 建立出事件与入事件间的路由
4-21
4.2 VRML的语法基础
典型节点语法定义如下：
4-15
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
2、事件（Event）和路由（Route） 事件的接口类型有事件入口和事件出口两种：
事件入口（eventIn，也称入事件）是节点的逻辑接收器，
它负责监听和接收外界事件；
事件出口（eventOut，也称出事件）是节点的逻辑发送器，
Script节点可以看作是一个节点的外壳：它拥有域、
eventIn事件、eventOut事件。其本身没有任何动作，但 可以通过程序来赋予脚本节点动作。
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4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
4、原型（Prototype）
用户还可以通过原型构造机制定义新的节点类型，例如新
0.0
1.0 0.0 1.0 1.0 0.75 0.25 0.5 0.0 0.0 0.5
红色
白色 黄色 蓝绿色 紫红色 浅灰色 暗灰色 中灰色 暗红色 暗绿色 暗蓝色
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4.3 VRML的空间造型
4.3.1 基本造型
4.3.2 空间变换 4.3.3 文本造型 4.3.4 复杂造型
4-30
4.3 VRML的空间造型
VRML虚拟世界的对象往往是由一组具有一定层次结构关
系的节点来构造。
域属于节点，由节点及其相关域定义的造型或属性在
VRML空间中被视为一个整体。
不同的节点可包含不同的域，域之间没有次序之分。
4-14
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
1、节点（Node）和域（Field）
一个系统的事件体系。
路由中引用的节点名称都应该在ROUTE语句之前被定义。
4-24
4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
4、注释
注释信息以符号“#”开始，结束于该行的末尾，
VRML不支持多行注释。
文件头中的“#”不代表注释含义。
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4.2 VRML的语法基础
4.2.3 VRML的空间计量
4-22
4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
2、造型
物体的造型（又称场景图）由节点按一定的层次关系组成，
它用于构造虚拟世界的主体——各种静态和动态对象。
在造型层次模型中，上下层节点之间存在两种关系：包容
关系和父子关系。
• 节点的包容关系是指后代节点作为祖先节点的一个属性域而存在。
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4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
2、事件（Event）和路由（Route）
典型的事件路由定义如下：
DEF SENSOR TouchSensor{ } # 定义一个触摸传感器 …… DEF SOUND Sound{ } # 定义一个声音对象 …… ROUTE SENSOR.touchTime TO SOUND.startTime # 建立事件的路由
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4.2 VRML的语法基础
红 绿 0.0 0.0 1.0 蓝 0.0 1.0 0.0 合成颜色 黑色 蓝色 绿色
RGB三基色
0.0 0.0 0.0
组合颜色示例
1.0
1.0 1.0 0.0 1.0 0.75 0.25 0.5 0.5 0.0 0.0
0.0
1.0 1.0 1.0 0.0 0.75 0.25 0.5 0.0 0.5 0.0
4.2.2 VRML的文件结构
1、文件头
头文件（#VRML V2.0 utf8）向浏览器表述了如下含义：
本文件是一个VRML文件。
本文件遵循VRML规范的2.0版本。 本文件使用国际UTF-8字符集。
UTF-8是UNICODE的一种变长字符编码又称万国码，由Ken Thompson
于1992年创建。现在已经标准化为RFC 3629。UTF-8用1到6个字节编码 UNICODE字符。用在网页上可以在同一页面显示中文简体繁体及其它语 言(如日文，韩文)
appearance 外观特征域
NULL 空值
Appearance 外观节点 NULL 空值 Box 立方体节点 Sphere 球体节点 Cone 圆锥体节点
Shape 造型节点
geometry 几何形状域
Cylinder 圆柱体节点 PointSet 点集节点 IndexedLineSet 线集节点 IndexedFaceSet 面集节点 Extrusion 挤出造型节点 ElevationGrid 网格标高造型节点 Text 文本造型节点
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4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
3、脚本（Script）
Java、JavaScript行为脚本、插补器、C++函数、
VRMLScript、LiveConnect、VRML外部制作界面等，都 是用于生成动态、复杂及逼真的VRML场景的技术、语言 和API（Application Programming Interface）。
虚拟现实技术
天津天狮学院 黄金栋
4-2
第4章 虚拟现实建模语言VRML
4.1 VRML语言概述
4.2 VRML的语法基础
4.3 VRML的空间造型 4.4 VRML的场景效果
4.5 VRML的动态交互
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4.1 VRML语言概述
VRML（Virtual Reality Modeling Language，虚 拟现实建模语言）是一种用于创建三维造型和渲 染的图形描述语言。它将二维、三维图形和动画、 音频、视频等多种效果融合在一起，使信息能够 在一个具有空间感和实时感的三维空间中被表达 出来。同时，它提供灵活有效的人机交互功能， 使虚拟世界的真实性和交互性得到更充分的体现。 将VRML与WWW一起使用，还可以创建一个通过 Internet和WWW链接而成的网络虚拟世界。
4-4
4.1 VRML语言概述
VRML把“虚拟世界”看做是一个“场景”，而
场景中的一切都被看做是“对象”，对场景中
对象的描述就构成了VRML文件。VRML文件以
正文格式存储，并以.wrl或.wrz扩展名作为后缀。
当用户通过浏览器访问一个VRML文件时，浏览
器会将VRML中的信息解释成对目标造型和场景
任何一个VRML虚拟场景中的空间造型都必须 使用Shape（形状）节点加以创建。 Shape节点的语法格式如下：
Shape { appearance NULL # SFNode
geometry
}
NULL # SFNode
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4.3 VRML的空间造型
(1) 父节点 (2) 域名 (3) 域值或子节点 域值类型
Microsoft VRML 2.0浏览器
其它浏览器，如SVR（兼容 VRML97），Community Place， Liquid Reality等。
显示在Cosmo Player VRML浏览器中的三维虚拟会议大厅
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4.1 VRML语言概述
4.1.4 VRML浏览器

ParallelGraphics Cortona3D VRML 浏览器
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4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素 4.2.2 VRML的文件结构
4.2.3 VRML的空间计量
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4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRMLຫໍສະໝຸດ 组成要素1、节点（Node）和域（Field）
节点是VRML文件中最基本也是最核心的组成部分。单个
节点可描述造型、颜色、光照、视点、传感器等。
的描述，并根据用户在场景中的不同状态实时
绘制和渲染这个虚拟空间。
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4.1 VRML语言概述
HTML用于定义可与更多信息相关联的二维页面 的布局和内容。 VRML用于定义可与更多信息相关联的三维页面 的布局和内容。 VRML不仅是针对VR，也是针对Web设计的。