虚拟现实基础与VRML编程_134
虚拟现实与VRML-第三章 虚拟现实的计算机技术
Fire板的集成就是用跨接线设定板的存储地址。每个板必须 有不同的地址，而且选择的地址必须在VGA板选用的最高 存储地址以上。于是，Fire GDCINST布局软件被用于设定 板的口地址，和双板工作方式。板的输出视频分辨率是用 Fire 860MODE软件设置的。两个板的输出用上述的 Harmonic Research转换器转换为NTSC。 使用的跟踪球是Spaceball Technologies Inc.的 "Spaceball 2003"。它连接到PC串行口COM2。Sense8 WorldToolKit通讯驱动器支持这个跟踪球，它只需要用串 行口COM1和COM2。集成Fastrack跟踪器，是通过设置接 收器的号码和串行口波特率。用接口单元前面的开关，设 置接收器的号码为1。串行口波特率被设置为9600波特，这 是用接口单元后面的开关。然后把它连到串行口COM4。 与HMD并行工作，用于使仿真可视化的监视器，在 Fastrack"初始化"时应该断开，以便减少磁干扰
1．有Action Media图形加速器的486-PC Pimentel和Teixeira［1993］介绍了基于486 PC的虚拟现实 机器，它用两个Intel ActionMedia II图形板。 为了减少CPU的计算，并减少在慢速的8-MHz的PC总线上 的通讯，两个图形板是必要的。图形命令以"压缩"形式由CPU 送给ActionMedia板，它为两只眼绘制两个图像。 在并行工作时，每个板可以绘制约3000-5000个多边形/秒， 而且实际的能力会降低约20%。于是，有效的绘制率是4000个 多边形/秒。如果更新率是30个画面/秒，得到的场景复杂性仅 133个多边形/画面/眼。如果更新率仅有10个画面/秒，则虚拟场 景可以有400个多边形。 图形加速器的输出"红-绿-蓝"（RGB）格式，不能直接由 Flight Helmet HMD显示。于是需要两个RGB-NTSC转换器， 每个图形输出一个。NTSC信号之一接到一台监视器，允许与 HMD同时分别观察。Logitech跟踪器连到PC的串行口，传送头 部位置数据。"Beachtron"3-D声音卡插到PC的母板上，输出虚 拟声音到头盔的耳机
虚拟现实(VRML语言)作业
虚拟现实（VRML语言）在电子信息科学与技术专业上的应用姓名：丁海泉学号：入学批次：层次：专业：课程名称：多媒体技术1、虚拟现实技术的概念虚拟现实技术(Virual Reality)也称VR技术，是指利用三维图形生成技术、多传感交互技术、多媒休技术、人工智能技术以及人机接口技术等高新技术，生成三维逼真的虚拟环境。
虚拟现实技术主要通过构建一个文字(Text)，图形(Graph)，图像((Image)，动画(Animation)，声音(Audio)，视频(Video)等不同信息为一体的人机交互系统，营造出一个内容丰富、色彩缤纷、图文并茂、动静相融的虚拟情景，促使人们脑、眼、手、鼻等多种器官接受刺激，使人们产生一种身临其境的近乎完全真实的感觉。
虚拟现实技术主要通过构建一个文字(Text)，图形(Graph)，图像(Image)，动(Animation)，声音(Audio)，视频(Video)等不同信息为一体的人机交互系统，造出一个内容丰富、色彩缤纷、图文并茂、动静相融的虚拟情景，促使人们脑、眼、手、口等多种器官接受刺激.使人们产生一种身临其境的近乎完全真实的感觉。
科学技术的发展提高了人与信息之间接口的能力，及人对信息处理的理解能力，人们不仅要求以打印输出、屏幕显示这样的方式观察信息处理的结果，而且希望能通过人的视觉、听觉、触觉，以及形体、手势或口令参与到信息处理的环境中去，获得身临其境的体验8 这种信息处理方法不再是建立在一个单维的数字化的信息空间上，而是建立在一个多维化的信息空间中，一个定性和定量相结合、感性认识和理性认识相结合的综合集成环境中，虚拟现实是指利用计算机和一系列传感辅助设施来实现的使人能有置身于真正现实世界中的感觉的环境，是一个看似真实的模拟环境。
通过传感设备，用户根据自身的感觉，使用人的自然技能考察和操作虚拟世界中的物体，获得相应看似真实的体验.具体含义为：（1）虚拟现实是一种基于计算机图形学的多视点、实时动态的三维环境，这个环境可以是现实世界的真实再现，也可以是超越现实的虚构世界；（2）操作者可以通过人的视、听、触等多种感官，直接以人的自然技能和思维方式与所投入的环境交互；（3）在操作过程中，人是以一种实时数据源的形式沉浸在虚拟环境中的行为主体，而不仅仅是窗口外部的观察者.由此可见，虚拟现实的出现为人们提供了一种全新的人机交互方式.虚拟现实是在计算机图形学、图像处理与模式识别、智能接口技术、人工智能技术、多传感技术、语音处理与音响技术、网络技术、并行处理技术和高性能计算机系统等信息技术的基础上发展起来，是这些技更高层次的集成和渗透".虚拟现实技术的应用前景非常广阔，它开始于军事领域的需求，目前，遍及到商业、医疗、工程设计、娱乐、教育和通信等诸多领域.2、虚拟现实技术的特征2.1多感知性(Mufti-Sensory )所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、视觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
VR虚拟现实VRML虚拟现实开发文档含源代码
（VR虚拟现实）VRML虚拟现实开发文档(含源代码)虚拟现实开发文档罗维030913501.功能概述运用vrml语言构造了一个虚拟现实世界。
运动物体包括气球，火车，汽车，交通灯等，静止物体包括山脉，树林，房屋，人物，花草，电话亭，国旗，座椅，广告牌，雨伞等，另外还包含背景和声音。
2.使用说明2.1广告牌截图：程序：#VRMLV2.0utf8Transform{translation0.00.00.0#背景颜色children[Transform{translation0.00.00children[#创建广告牌造型Shape{appearanceAppearance{materialMaterial{diffuseColor0.20.30.3}}geometryBox{#广告牌size126.50.2}}]}Transform{translation0.00.0-0.02children[Shape{ appearanceAppearance{ textureImageT exture{ url"advertisement.png"}materialMaterial{diffuseColor0.00.00.0}}geometryBox{size115.60.4#广告屏幕}}]}]}DEFlegTransform{#广告柱子translation5-40.1scale0.040.040.04children[Shape{#Shape模型节点appearanceAppearance{ materialMaterial{#空间物体造型外观diffuseColor0.20.30.3#一种材料的漫反射颜色}}geometryCylinder{#柱体节点radius2.0#圆柱体半径height100.0#圆柱体高topTRUE#圆柱体有顶#bottomTRUE#圆柱体有底bottomFALSEsideTRUE#圆柱体有曲面}}]}Transform{#椅子腿translation-1000childrenUSEleg}2.2热气球截图：程序：#VRMLV2.0utf8Group{children[Background{skyColor[0.20.50.6]}#创建月球造型Transform{translation000.0scale111children[Shape{#银白颜色appearanceAppearance{textureImageT exture{url"balloon.png"}materialMaterial{#空间物体造型外观diffuseColor0.50.50.7#一种材料的漫反射颜色ambientIntensity0.4#多少环境光被该表面反射specularColor0.80.80.9#物体镜面反射光线的颜色shininess0.20#造型外观材料的亮度}}geometrySphere{#球体radius4}}]}]}Transform{translation0-40.0scale10.60.6children[Shape{appearanceAppearance{textureImageT exture{url"color.png"}materialMaterial{#空间物体造型外观diffuseColor0.30.20.0#一种材料的漫反射颜色ambientIntensity0.4#多少环境光被该表面反射specularColor0.70.70.6#物体镜面反射光线的颜色shininess0.2#造型外观材料的亮度}}geometryCylinder{#潜艇舰桥（嘹望塔）radius1.0height3.0sideTRUEtopTRUEbottomTRUE}}]}热气球运动程序：#VRMLV2.0utf8DEFfly1Transform{#引入月球造型childrenInline{url"balloon.wrl"}}DEFTime1TimeSensor{#时间传感器cycleInterval32loopTRUE}DEFflyinter1PositionInterpolator{#移动位置节点key[#相对时间的逻辑值0.0,0.083,0.166,0.252,0.332,0.412,0.496,0.581,0.664,0.747,0.83,0.913,1.0]keyValue[#空间坐标的位置值与相对时间的逻辑值00-20,6.60-15,13.20-9,2000,13.209,6.60150020-6.6015-13.209-2000-13.20-9-6.60-1500-20]}ROUTETime1.fraction_changedTOflyinter1.set_fractionROUTEflyinter1.value_changedTOfly1.set_translation2.3国旗截图：程序：#VRMLV2.0utf8Group{children[Transform{ translation-22-322 scale0.10.10.1 children[Transform{children[Shape{ appearanceAppearance{ textureImageT exture{ url"flag.gif"}} geometryBox{size270.127}}]}Transform{ translation0150 children[Shape{ appearanceAppearance{ textureImageT exture{ url"flagbase.gif"}} geometryCylinder{ radius0.2 bottomTRUE topTRUEheight30 sideTRUE}}}Transform{children[Shape{ appearanceAppearance{ textureImageT exture{ url"flagbase.gif"}} geometryCylinder{ radius2.0 bottomTRUE topTRUEheight1.0 sideTRUE}}]}Transform{ translation4280scale222children[Shape{ appearanceAppearance{ textureImageT exture{ url"china.gif"}} geometryBox{size4.02.00.01}}]]}]}Viewpoint{orientation0101.2position-15-225}2.4公共汽车截图：程序：#VRMLV2.0utf8DEFBusTransform{children[DEFbodyShape{appearanceAppearance{materialDEFLtGray_ColorMaterial{ambientIntensity0.25diffuseColor0.702130.702130.70213}textureImageT exture{url"bus_side.jpg"}}geometryIndexedFaceSet{coordCoordinate{point[1.79090-7.67,1.790907.6904,1.79091.9827.6904,1.79093.9647.1949,1.79093.964-7.1745,1.79093.4685-7.67,-1.80150-7.67,-1.801507.6904,-1.80151.9827.6904,-1.80153.9647.1949,-1.80153.964-7.1745,-1.80153.4685-7.67]}coordIndex[0,5,4,2,-1,0,2,1, -1,4,3,2,-1,11,6,7,8,-1,9,10,11,8,-1] texCoordT extureCoordinate{ point[0.00770660.017324, 0.997410.017324,0.997410.49809,0.965490.97886,0.0396330.97886,0.00770660.85867,0.00770660.017324,0.997410.017324,0.997410.49809,0.965490.97886,0.0396330.97886,0.00770660.85867]}}}DEFfront01Shape{ appearanceAppearance{ materialUSELtGray_Color textureImageT exture{ url"bus_front.jpg"}} geometryIndexedFaceSet{ coordCoordinate{point[1.790907.6904,1.79091.9827.6904,1.79093.9647.1949,-1.801507.6904,-1.80151.9827.6904,-1.80153.9647.1949]}coordIndex[3,0,1,4,-1,4,1,2, 5,-1]texCoordT extureCoordinate{ point[0.936140.018577, 0.936140.48085,0.936140.97202,0.0724810.018577,0.0724810.48085,0.0724810.97202]}}}DEFtop01Shape{ appearanceAppearance{materialUSELtGray_Color } geometryIndexedFaceSet{ coordCoordinate{point[1.79093.9647.1949, 1.79093.964-7.1745,-1.80153.9647.1949,-1.80153.964-7.1745]}coordIndex[2,0,1,3,-1]}}DEFback01Shape{ appearanceAppearance{ materialUSELtGray_Color } geometryIndexedFaceSet{ coordCoordinate{point[1.79090-7.67,1.79093.964-7.1745,1.79093.4685-7.67,-1.80150-7.67,-1.80153.964-7.1745,-1.80153.4685-7.67]}coordIndex[4,1,2,5,-1,5,2,0, 3,-1]}}]translation0.005320-0.01021}2.5汽车截图：程序：#VRMLV2.0utf8Background{#空间背景中，空中无颜色，即黑色。
虚拟现实与VRML-VRML编程
b) 域(Fields) : 节点可以有零或多个域值。 c) 节点名称 : VRML中的节点不一定要指定
名称但若指定名称则必须唯一。
d) 子节点 : 节点与节点之间可以有阶层式的 从属关系。具有子节点的节点称为「父 节点」；父节点可以有零或多个子节点。
1. 坐标系统 ：VRML采用的是卡氏右手立 体 坐 标 系 统 (Cartesian Right-Handed dimensional System)，测量长度和距离的 基本单位是公尺，而测量角度的基本单 位是弧度。
2. 节点(Nodes) : VRML以节点为基础，每个节 点都具有以下四项特性 。
Appearance 节点描述外观
-- 可通过Material 节点控制材料属性，如 颜色、高
4. 域 (Fields) 所含域的数目分为两类 : 只含单一的「单值」 与含多个值的「多值」，分別以“SF” 与 “MF”为名称的开头。 SF开头的数值只是 一个单一的数或数组，而MF开头的是一个 数或数组的列表。各有11个和7个种类。
例）SFBool : 开关值 SFFloat/MFFloat : 浮点值 SFString/MFString : 字符串
基本体素的建立
-- Shape节点 -- 形状几何由几何节点描述，如Box, Cone,
Cylinder等。
几何形状的建立（续1.1）
复杂形状的建立
-- 动物、植物、地表、机械零件，等等... -- 可借助点、线、面来构建 -- 对于地表等，甚至有特定的节点描述，如
ElevationGrid节点
几何形状的建立（续2.1）
Extrusion
虚拟现实vrml程序设计
右为正；Y坐标向上为正；而Z坐标指向观察者，
如图所示。
• 2.VRML长度单位
• 长度及坐标的计量单位采用VRML单位计量，在三维空
间中，它是统一的，简称为单位。需要注意的是，这
里表示的单位和实际环境中的计量没有任何可比性，
和一些三维建模软件如3DSMAX的计量单位也没有可 比性。在VRML场景中，只有物体间的大小和相对位置 都用VRML单位计量，才能模拟出真实的现实。
域值三维浮点型，取值为三个浮点数值，可用来确定一个 三维坐标。
• 事件和路由
• 在现实环境中，事物往往随着时间会有相应的变化。比如，
物体的颜色随着时间发生变化。在VRML中借助事件和路 由的概念反映这种现实。
• 1.事件
• 在VRML中，每一个节点一般都有两种事件，“入事
件”(eventIn)和“出事件”(eventOut)，每个节点通过这些
差别，物体间有相对位置的不同，并且造型还
会有旋转、移动等运动。这就涉及到物体的空
间坐标系、相应的长度、角度及颜色等。在
VRML中，采用空间直角坐标系确定造型的位
置，并且用特定的计量单位定量表示长度。
• 1.VRML空间坐标系
• 在VRML场景中，空间直角坐标满足右手螺旋法
则，就是说，右手四指从X方向转到Y方向，则
•域
• 可理解为其他高级语言中的“变量”。 • 分为两种：普通域，公共域。如上例中radius
是普通域，diffuseColor，cycleInterval，loop，
key，keyValue为公共域，children也为公共域。
• VRML的空间坐标与计量单位
• 在构建虚拟场景中，构成场景的造型有大小的
虚拟现实VRML简明教程
Untitled Document
(桌面色)。作为节点类型，TwoColorTable的用法和其它内部节点类型一样，例如下面的语句定义一个 TwoColorTable类型的节点，它的桌腿为红色，桌面为绿色：
TwoColor Table { legColor 1 0 0 topColor 0 1 0 }
file://F:\三维设计\3D软件\三维自然景观的建模创作-Vue 5 Infinite\三维景观设计软件Vue5Esprit世界浏览器\Vue 5 Esprit物体创建... 2008-3-25
#VRML V2.0 utf8 PROTO TwoColorTable [
field SFColor legColor 0.8 0.4 0.7 field SFColor topColor 0.6 0.6 0.1 ]｛ Transform {
children [ Transform { #桌面 translation 0.0 0.6 0.0 children [ Transform { appearance Appearance { material Material { diffuseColor IS topColor } } geometry Box { size 1.2 0.2 1.2 } } ］ } Transform { #一条桌腿 translation -0.5 0 -0.5 children [ DEF Leg Shape { appearance Appearance { diffuseColor IS legColor } } geometry Cylinder { height 1 radius 0.1 } ] } Transform { #另一条桌腿 translation 0.5 0 -0.5 children USE Leg } Transform { #另一条桌腿 translation -0.5 0 0.5 children USE Leg } Transform { #另一条桌腿 translation 0.5 0 0.5 children USE Leg } ]#根节点Transform的儿子结束
(VRML课件)虚拟现实基础与VRML编程_3
节点类型 颜色插补 位置插补 方向插补 标量插补 坐标插补 法向量插补
2020/5/22
江西农业大学 计算机与信息工程学院 第 6 页
2.VRML文件基本内容(续)
节点类型
传感器节点
节点层次性
TimeSensor TouchSensor PlaneSensor SphereSensor CylinderSensor VisibilitySensor ProximitySensor Collision
➢ 2.VRML空间计量单位。VRML造型大小、方位均使用VRML空 间计量单位。空间计量单位又分为长度计量单位和角度计 量单位两种。
➢ 长度计量单位也之为VRML单位，用来度量造型的空间位置 及大小尺寸。
2020/5/22
江西农业大学 计算机与信息工程学院 第 11 页
3. VRML空间(续)
➢ 角度单位用以计量VRML空间变换坐标系的旋转角度。VRML 的角度使用常规的弧度计量单位比例。
4.VRML关键字(续)
关键字 EXTERNPROTO
Route
TO IS
2020/5/22
典型格式
语法说明
EXTERNPROTO 引用节点名
外部原型引用
[
域的自定义
事件的自定义
]
外部原型节点资源定位
Route fromNode. fromEvent TO fromNode为事件的节点名称
toNode.toEvent
5.Shape节点
➢ 任何一个VRML虚拟场景中的空间造型都必须使用Shape节 点加以创建，场景造型包括基本几何造型(立方体、球体、 圆柱体、圆锥体)，文本造型以及点、线、面方式构造的 任意几何造型。
虚拟现实VRML实验指导1-2_学生_
《VRML虚拟现实技术》实验指导书软件学院编制实验一造型定位和旋转、缩放一、实验内容：1.熟悉VrmlPad编辑器的安装和使用2.熟悉Cortonaplayer浏览器的安装和使用3.掌握虚拟造型的基本操作。
二、实验环境：1.硬件环境计算机一台2.软件环境WindowsXP操作系统、VrmlPad编辑器和Cortonaplayer浏览器三、实验步骤：1.图1为VrmlPad编辑器的工作界面。
从中文提示中可以看出工作界面的分布，右边的代码窗口不是默认的，需要进行一定得设置图1 VrmlPad工作界面才能出现，否则就没有左边的行号和右边的预览。
设置过程是：选择菜单中的“工具”→“选项”，出现图2的设置窗口，可以进行选项设置。
图2 选项设置界面2.选择图2中的“预览”选项卡，出现图3，可以进行浏览器设置。
建议选择“使用系统默认VRML浏览器”。
图3 预览选项卡设置界面3.VrmlPad编辑器中提供了一些特殊节点的代码，可以直接加入编辑器中，选择菜单中的“工具”→“特殊节点”就能看到或者选择。
同时，VrmlPad编辑器中有一个造型材质编辑器（Material Editor）如图4所示，给造型的材质颜色设置提供了极大的方便。
图4 Material Editor编辑界面先选中VRML文件中需要调整材质颜色的节点，然后选择VrmlPad编辑器中的“工具”→“Material Editor”就会出现图4的界面。
左上方的“Category”提供了多种材质选择，包括“Glass Colors”、“Material Colors”、“Plastic Colors”、“Soft Colors”等十余种常用材质颜色的选择。
4.VrmlPad编辑器还有一个造型挤压编辑器Extrusion Editor，如图5所示，它给复杂造型的形成、编辑提供了非常有效的工具。
图5 Extrusion Editor编辑界面选择VrmlPad编辑器菜单中的“工具”→“Extrusion Editor”就会出现图5。
2.第2章 虚拟现实建模语言——VRML
例 2.1 #VRML V2.0 utf8 Shape { appearance Appearance { material Material {} } geometry Box {} } 例 2.2 #VRML V2.0 utf8 Shape { appearance Appearance { } geometry Box {} }
造出来。例如：
Shape{ appearance Appearance{ material Material{} } geometry Cylinder{ radius 0.5 height 6.0 } }
上述的一段VRML文档描述了一个圆柱体的造型，其中 Shape、Appearance、Material以及Cylinder等等都是节 点。
第2章 虚拟现实建模语言—— VRML
本章各小节目录
2பைடு நூலகம்1 VRML的基本概念 2.2 VRML文件的基本要素 2.3 VRML的通用语法结构 2.4 VRML的空间计量单位 2.5 VRML场景的编辑与浏览 本章小结
通过前面章节的学习，对于虚拟现实技术有 了一定的了解。本章主要学习在网络上实 现虚拟现实场景建模的技术术——虚拟现实 建模语言 (Virtual Reality Modeling Language)， 该技术专门用来在网络上实现三维虚拟场 景。
⑥ SFNode和MFNode 单域值节点型和多域值节点型。取值为一个或者多个节 点，用来更进一步描述该域的特征。例如：表示材 质属性的域material其域值是构建材质的节点 Material，该节点带有一些域，用来表述造型的材质。 ⑦ SFImage 单域值图像型。取值为一些描述图像特性的数值，可以 绘制造型表面的纹理图像。比如在纹理贴图中的像 素贴图。 ⑧ SFRotation和MFRotation 单域值旋转型和多域值旋转型。取值为4个浮点数构成 的一组数值，前三个确定旋转轴，第四个指定绕轴 旋转的角度。用来描述对象的旋转特征。
虚拟现实与增强现实编程入门
虚拟现实与增强现实编程入门虚拟现实（VR）和增强现实（AR）是当今科技领域最具前景的技术之一。
它们的出现引领了一股新的潮流，改变了人们与世界互动的方式。
而作为开发者，学习虚拟现实和增强现实的编程技术成为了一项必备技能。
本文将介绍虚拟现实与增强现实编程的入门知识。
一、虚拟现实编程入门1. 硬件设备要开始虚拟现实编程，首先需要了解所需的硬件设备。
最重要的设备是VR头戴式显示器，通常由头戴式设备和手柄组成。
同时，还需要一台高性能的计算机来运行VR应用程序。
一些流行的VR设备有Oculus Rift、HTC Vive等。
2. 编程语言在虚拟现实编程领域，最常用的编程语言是C#和C++。
C#是Unity 游戏引擎的首选编程语言，而C++则常用于开发VR应用程序的核心部分。
掌握这两种编程语言，对于成为一名出色的虚拟现实开发者至关重要。
3. 开发平台了解和熟悉VR开发平台也是进入虚拟现实编程的关键。
Unity是最受欢迎的VR开发平台，它提供了丰富的工具和资源，使开发者可以轻松创建虚拟现实应用程序。
另外，Unreal Engine也是一种常用的VR开发平台。
4. 应用程序设计了解虚拟现实应用程序的设计原则和最佳实践是非常重要的。
VR应用程序与传统应用程序有很大的区别，需要注意用户体验和交互方式。
熟悉虚拟空间的设计原则，如导航、3D建模和碰撞检测，能够帮助开发者打造出更出色的VR应用程序。
二、增强现实编程入门1. 硬件设备与虚拟现实相比，增强现实更注重于用户与物理世界的交互。
目前，最常用的增强现实设备是智能手机和平板电脑。
同时，还出现了一些专用的AR头盔和眼镜，如Microsoft的HoloLens。
2. 编程语言在增强现实编程中，常用的编程语言与虚拟现实编程相似，包括C#和C++。
开发者可以使用Unity或Unreal Engine等引擎来编写增强现实应用程序。
3. 开发平台与虚拟现实一样，Unity也是最受欢迎的增强现实开发平台。
《VRML和虚拟现实技术》实验大纲
《VRML与虚拟现实技术》实验教学大纲实验课程名称：VRML与虚拟现实技术英文名称：VRML & Virtual Reality Technology实验课程性质：非独立设课应开实验学期：6课程编码：1303075 实验学时数：10适用专业：计算机科学与技术一、实验教学目的和要求实验教学目的：使用VRML语言进行实验是本课程的重要教学环节。
通过实验，使学生加深对虚拟现实技术的理解，巩固课堂教学内容，初步掌握通过VRML语言进行虚拟现实场景的设计和实现，并在此基础上强化学生的实践意识、提高其实际动手能力和创新能力。
实验教学要求：（1）学生实验前必须预习实验内容，弄清实验目的和实验步骤。
（2）由任课教师讲清实验的内容、方法及要求。
（3）实验小组为单独一人一台计算机，每次均为2学时。
（4）要求学生掌握各实验所需知识、程序设计方法，记录实验中所遇到的问题，并写出详细的实验报告。
实验报告按照学校的统一格式。
二、主要仪器设备（所开实验的主要设备和软件）1、计算机；2、vrmlpad编辑器和cortonaplayer浏览器四、实验课考核方式1.实验报告：学生根据所做试验写出实验报告,内容包含实验内容、设计思路、实验结果和实验结论（总结）以及程序清单。
2.考核方式2.1.实验课的考核方式：任课教师对每人实验结果检查和记录，并审阅每个学生的实验报告，任课教师根据实验完成情况和报告给出相应成绩。
2.2实验课考核成绩确定：每次试验100分制评定，实验课成绩占课程总成绩的30%。
五、实验指导书及主要参考书1. 刘怡《虚拟现实VRML程序设计》，南开大学出版社,20072. 张金钊《VRML编程实训教程》，北方交通大学出版社，2008。
虚拟现实技术4-3(VRML篇-基本造型)
例：#创建内容为“VRML World”，字体为Serif的单行文本造型
#VRML V2.0 utf8
Shape{
appearance Appearance {
material Material { }
}
geometry Text{
string "VRML"
fontStyle FontStyle{
}
Appearance节点语法：
Appearance {
exposed field SFNode materialNULL
exposed field SFNode textureNULL
exposed field SFNode textureTransformNULL
}
Material节点语法：
Material {
leftToRightFALSE
topToBottomTRUE
}
}
}
例：#创建字符集为TYPEWRITER,第一方向沿Y方向从下到上,第二方向沿X方向从左到右的垂直文本
#VRML V2.0 utf8
Shape{
appearance Appearance {
material Material { }
}
geometry Text{
string ["AaBb","CcDd","EeFf"]
fontStyle FontStyle{
family"TYPEWRITER"
horizontalFALSE
leftToRightTRUE
topToBottomFALSE
justify["MIDDLE","MIDDLE"]
虚拟现实技术之VRML简介课件
虚拟现实技术还可以应用于工业、农业、商业、教学、娱乐和科研 等方面
应用前景非常广阔。虚拟现实建模语言VRML是21世纪计算机网络、 多媒体及人工智能为一体的最为优秀的开发工具和手段。 虚拟现实技术之VRML简介 11
1.3 VRML的发展前景
虚拟现实建模语言VRML设计源于虚拟现实技术。 I. 虚拟现实技术是20世纪末发展起来的涉及众多学科的 高新技术，它是集计算机、仿真、微电子、传感与测 量技术于一体的高新科技的融合。
II. 而虚拟现实建模语言VRML正是利用虚拟现实技术在计 算机中创建一种虚拟环境，通过视觉、听觉、触觉、 味觉、嗅觉及生理反映等感知器，使用户产生一种与 现实生活相同的感受，有身临其境的感觉，甚至生理 感觉，可实现用户与虚拟现实环境直接进行交互。
虚拟现实技术之VRML简介 16
什么是事件？ 每一个节点一般都有两种事件， 即一个“入 事件”和一个 “出事件”。 在多数情况下，事件只是一个要改变域值的 请求:
1. “入事件”请求节点改变自己某个域的值 2. “出事件” 则是请求别的节点改变它的某个域值。
虚拟现实技术之VRML简介 17
什么是原型？
虚拟现实技术之VRML简介 6
VRML主要为了在网页中实现三维动画效果及基于 三维对象用户的交互。由于HTML网页不支持三维 图像和立体声音文本的显示，因而只能停留在平面 设计阶段，更不要说动态交互了。 VRML改变了原 来WWW上的单调、交互性差的弱点，将人的行为 作为浏览器的主体， VRML创造的是一个可进入、 可参与的世界。你可以在计算机网络上看到生动活 泼、逼真的三维立体世界，并可以自由地在网络上 遨游、驰骋。
虚拟现实技术——VRML篇
虚拟现实技术――VRML篇一、VRML介绍1.什么是VRML？VRML是“Virtual Reality Modeling Language”的缩写形式，意思是“虚拟现实造型语言”。
第一代Web是以HTML为核心的二维浏览技术，受HTML语言的局限性，VRML 之前的网页只能是简单的平面结构，而且实现环境与参与者的动态交互是非常烦琐的。
第二代Web是以VRML为核心的三维浏览技术。
第二代Web把VRML与HTML、Java、媒体信息流等技术有机地结合起来，形成一种新的三维超媒体Web。
VRML是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界（Virtural World), 可以集成文本、图像、音响、MPEG影像等多种媒体类型，还可以内嵌用Java、ECMAScript等语言编写的程序代码。
以VRML为核心构建的虚拟世界中用户如身处真实世界，可以和虚拟物体交互，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VRML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VRML在因特网上即时发布的，网络用户可以以三维方式随探路者探索火星。
2.VRML的工作原理VRML定义了一种把3D图形和多媒体集成在一起的文件格式。
从语法角度看，VRML文件是显式地定义和组织起来的3D多媒体对象集合；从语义角度看，VRML 文件描述的是基于时间的交互式3D多媒体信息的抽象功能行为。
VRML文件描述的基于时间的3D空间称为虚拟境界(Virtual World)，简称境界，所包含的图形对象和听觉对象可通过多种机制动态修改。
VRML文件可以包含对其他标准格式文件的引用。
可以把JPEG、PNG和MPEG 文件用于对象纹理映射，把WAV和MIDI文件用于在境界中播放的声音。
另外，还可以引用包含Java或ECMAScript代码的文件，从而实现对象的编程行为。
VRML使用场景图（Scene Graph）数据结构来建立3D实境，VRML的场景图是一种代表所有3D世界静态特征的节点等级：几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。
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1.虚拟现实技术(续)
➢ 1962年Morton Heiling研制成功首台全传感仿真系统。 ➢ 1965年SutherLand博士提出Ultimate Display概念。 ➢ 1965年SutherLand首次研制成功头盔式显示器。 ➢ 20世纪70年代中美军战斗机飞行模拟器研制成功。 ➢ 20世纪80年代中期，美国NASA研制成功应用于载人航天使
1.虚拟现实技术(续)
➢ (1)多种感官刺激
感官刺激 视觉 听觉 嗅觉 味觉 触觉 力觉
身体感觉 前庭感觉
说明 感知可见光 感知声波 感知空气中的化学成分 感知液体中的化学成分 以皮肤感知 以肌肉、关节和肌腱等感知 感知肢体或身躯等 平衡感知
装置
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参考资料
➢ 段新，虚拟现实基础与VRML编程，武汉大学出版社
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第一讲 虚拟现实概论
➢ 1.虚拟现实技术 ➢ 2.虚拟现实系统分类 ➢ 3.虚拟现实系统硬件组成 ➢ 4.虚拟现实研究内容 ➢ 5.增强现实与随身增强现实
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1.虚拟现实技术(续)
➢ 世界上首个具有虚拟现实思想的装置是由Morton Heilig在 1962年研制成功的，它是一种被称之为Sensorma的具有 多种感官刺激的全景式立体电影设备。
➢ 该设备主要由三维视频组成，并具有立体声功能，能产生 不同的气味，能产生自然风的吹拂，座椅还可以随剧情变 化而振动。
➢ 虚拟现实技术在很大程度上基于计算机图形学技术发展而 来。
➢ 1965年，Ivan Sutherland博士发表”The Ultimate Displa y”一文，提出了一种全新的图形显示技术。观察者可以 自然地转动头部和身体即可改变视点，所看到的场景即计 算机生成的虚拟境界也将实时地发生变化；观察者还可以 以自然的方式直接与虚拟境界中的对象进行交互操作。
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1.虚拟现实技术(续)
➢ 理论上，可以将虚拟现实简明定义为：由计算机及其软硬 件技术生成的，给人多种感官刺激的虚拟境界(Virtual E nvi0/2/6
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卓越的性能表现，使其成为未来网络开发的通用语言。 ➢ 目前，虚拟现实系统已由单机系统发展到分布式虚拟现实
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➢ (2)虚拟现实本质上是一种人机交互系统，而且是一种高级 的人机交互系统。
➢ 定义没有特别强调沉浸感，隐含表明虚拟现实可分为”沉 浸式”和”非沉浸式”两种。
➢ 算法结构清晰，层次分明，便于算法正确性的证明和复杂 性的分析。
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1.虚拟现实技术(续)
➢ VRML 1.0VRML 2.0VRML 97X3D ➢ X3D由4部分组成：结构和基本组件、应用程序接口、XML
编码及VRML97编码。 ➢ XML是新出现的具有强大生命力的网络通用语言规范，它
本身所具有的良好的数据存储格式。 ➢ 可扩展性、高度结构化、便于网络传输等特点，决定了其
虚拟现实基础与VRML基础
授课教师： 赵应丁:zhaoyingding@
明德廷：jxau_mdt@
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<<虚拟现实基础与VRML编程>>目录
➢ 1.虚拟现实概论 ➢ 2.虚拟现实硬件设备及技术 ➢ 3.VRML概述与VRML文件 ➢ 4.VRML基本造型 ➢ 5.VRML空间变换 ➢ 6.VRML纹理映射 ➢ 7.VRML声音技术 ➢ 8.VRML光照效果 ➢ 9.VRML空间效果 ➢ 10.VRML视点与导航
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1.虚拟现实技术
➢ 虚拟现实技术、多媒体技术和网络技术是21世纪三大最具 发展潜力的计算机技术。
➢ 虚拟现实(Virtual Reality,VR)是由美国VPL公司的Jaron Lanier在1989年创造的一个新词。
➢ 它通常是指头盔显示器、数据手套等一系列新型交互设备 构造出的用以体验或感知虚拟境界的一种计算机软、硬件 环境，用户使用这些高级设备以自然的技能向计算机发送 各种指令，并得到环境对用户视觉、听觉、触觉等多种感 官信息的实时反馈。
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<<虚拟现实基础与VRML编程>>目录
➢ 11.VRML复杂造型 ➢ 12.VRML动画 ➢ 13.VRML交互功能 ➢ 14.VRML脚本设计 ➢ 15.VRML其他节点 ➢ 16.原型及其应用 ➢ 17.综合举例之一 ➢ 18.综合举例之二
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1.虚拟现实技术(续)
➢ 虚拟现实可以概括为3个方面：真实性、沉浸性和交互性。 ➢ 真实性是指由计算机生成看起来像真的、听起来像真的、
触摸起来像真的虚拟境界，该境界同时还可以向介入者提 供视觉、听觉、触觉等多种人类具有的感官刺激。 ➢ 沉浸性是指计算机控制下的虚拟境界应给人一种身临其境 的沉浸感。 ➢ 交互性是指人能以纯自然方式与虚拟境界中的对象进行交 互操作，即不使用鼠标、键盘等常规设备，而要求使用手 势、体势、人类语言等自然方式进行交互操作。 ➢ 能够满足以上要求的系统称之为虚拟现实系统，构建此系 统所需要的各种软、硬件技术被定义为虚拟现实技术。
用的VIEW系统。 ➢ 20世纪90年代开始，VR的研究热潮开始向民用高科技转移。
➢ 数据手套(DataGloves) ➢ EyePhones ➢ 20年代90年代中期，标准化的虚拟现实建模语言VRML为在Interne
t上构建可共享、可交换的WWW虚拟环境奠定了良好基础。
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