基于VRML的虚拟场景漫游实现

建立 模型
VRML 编写
实现
图 2 系统流程
2.2.4 开 发 工 具 设计虚拟漫游系统主要用到的是 3DS MAX 建模工具，以
及用 VRML 实现虚拟漫游效果 。 [7] 当然在做的过程中还需要 用到数码相机对图片和纹理进行拍摄，并用画图工具和 Photoshop 对图片和纹理进行处理。
3 VRML 功能实现
一个虚拟校园漫游系统具体需要实现场景建模、链接、漫 游以及交互等系统功能，系统功能图如图 1 所示。
用户
场景建模
场景链接
场景交互
场景漫游
图 1 系统功能
2.2.3 系 统 流 程 要做好这个系统，首先要在做之前定一个大概的流程，具
体功能方面可以做到后来再做补充。系统流程如图 2 所示。
用户
拍摄 照片
虚拟校园的实现主要是用3dsmax一来完成建摸并对这些模型进行文件格式的更改编写逻辑代码通过vrml加载到虚拟场景中并在该场景中实现交互功能模拟现实通过里面的虚拟人物来实现对该场景的漫游为体现出逼真感还需做到把二维三维图形和动画影片声响音乐多种效果结合在一起使里面的物体与对象之间能相互作用使用渲染艺术提高该场景的真实度还有要能做到有触感并对该感觉有所反馈如能通过动作眼神脸部表情等体现出来
检测模块：检测用户的操作命令，并通过传感器模块作用 于虚拟环境。
反馈模块：接受来自传感器模块信息，为用户提供实时反馈。 传感器模块：一方面接受来自用户的操作命令，并将其作 用 于 虚 拟 环 境 ；另 一 方 面 ，将 操 作 后 产 生 的 结 果 以 各 种 反 馈 的 形式提供给用户。
收稿日期：2007-08-07 E-mail：sunqi@ 作者简介：孙麒 (1977－)，女，浙江诸暨人，硕士，讲师，研究方向为虚拟现实、多媒体技术等； 刘迎春 (1974－)，女，安徽肥西人，硕士， 讲师，研究方向为地理信息系统等； 徐春霞 (1981－)，女，浙江诸暨人，助教，研究方向为多媒体技术等。
在这个系统中用户通过传感装置直接对虚拟环境进行操 作，并得到实时三维显示和其它反馈信息 (如触觉、力觉反馈 等 )。当 系 统 与 外 部 世 界 通 过 传 感 装 置 构 成 反 馈 闭 环 时 ，在 用 户 的 控 制 下 ，用 户 与 虚 拟 环 境 间 的 交 互 可 以 对 外 部 世 界 产 生 作用。虚拟现实系统主要由以下 5 个模块构成 。 [5]
0引言
1 虚拟漫游系统
目前，虚拟现实技术被广泛应用于网络虚拟旅游、网络虚 拟展示等方面[1]。虚拟场景的实现是虚拟现实技术中的一种[2]， 是 在 虚 拟 现 实 建 模 语 言 (virtual reality modeling language， VRML) 的基础上建立的。VRML 作为一种工具，发挥着它不 可替代的作用。在 VRML 构建的虚拟环境中，我们可以随意 的 走 动 、浏 览 ，可 以 直 接 观 察 、操 作 、触 摸 、检 测 周 围 环 境 及 事 物 的 内 在 变 化 ，并 能 与 之 发 生“交 互”作 用 切 实 感 到 一 种 与 现 实 生 活 一 样 的 感 觉 。 它 打 破 了 以 往 建 筑 设 计“从 平 面 、立 面 、 剖 面 和 三 维 模 型”的 表 现 模 式 [3]，设 计 者 可 在 任 意 时 间 和 设 计 的 任 意 阶 段“走 进”自 己 的 设 计 场 景 空 间 中 ，从 任 意 的 角 度 观 察 和 检 讨 自 己 设 计 ，身 临 其 境 地 感 受 空 间 、尺 度 、环 境 光 线 甚 至 是 声 音 的 变 化 ，从 而 使 设 计 更 完 美 。
Implementation of virtual scene roaming based on VRML
SUN Qi1, LIU Ying-chun2, XU Chun-xia3 (1. College of Information and Electronics, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310033, China; 2. Institute of
各 种 事 物 ，比 如 花 草 、树 木 、栏 杆 、灯 柱 等 。按 照 当 今 国 际 上 流 行 的 定 义 ，一 个 能 够 真 正 意 义 上 能 实 现 虚 拟 现 实 的 系 统 应 当 具有以下 3 个基本要素 ： [6]
(1) 能 够 给 用 户 以 三 维 立 体 的 虚 拟 环 境 ； (2) 应 当 给 使 用 者 第 一 人 称 的 感 觉 ，并 有 实 时 任 意 活 动 的 自由； (3)用户能够通过一些控制装置实时的操纵和改变用户所 进入的虚拟环境。 因此可以说，任何系统，只要满足了以上的 3 个要素，我 们就可以称其为一个虚拟现实系统。 一 个 好 的 虚 拟 校 园 漫 游 系 统 不 仅 能 做 到 逼 真 ，而 且 能 使 我 们 有 真 正 来 到 校 园 的 感 觉 ，能 通 过 计 算 机 对 整 个 校 园 进 行 浏 览 ，与 里 面 的 事 物 进 行 交 互 。这 样 即 节 约 了 用 户 的 时 间 ，而 且 更 全 面 的 了 解 了 整 个 校 园 ，做 到 了 足 不 出 户 便 知 天 下 事 ，对 我们的作用和影响是显而易见的。 2.2 实 现 在实现虚拟校园漫游系统之前，要做很多准备工作，比如 要 知 道 这 个 系 统 是 否 可 行 、这 个 系 统 做 出 来 有 什 么 作 用 、具 体 要 实 现 那 些 功 能 、需 用 到 那 些 工 具 以 及 实 现 该 系 统 的 流 程 等 。 下面就简单介绍下这几方面。 2.2.1 系 统 分 析 可行性研究的目的就是确定问题是否可解决。在一个工 程进行前，都要进行可行性分析，来决定这个工程是否可行，包 括技术可行性，经济可行性和操作可行性等。因此，要先对用 3DS MAX 建模和 VRML 相结合来设计完成对虚拟校园实现漫 游这 个 技术 先 进行 可 行 性分 析 ，来 确 定这 个 技术 能 否 可行 。 首先，技术上可行。虚拟校园的实现主要是用 3DS MAX 来 完 成 建 摸 ，并 对 这 些 模 型 进 行 文 件 格 式 的 更 改 ，编 写 逻 辑 代 码，通过 VRML 加载到虚拟场景中，并在该场景中实现交互功 能 ，模 拟 现 实 ，通 过 里 面 的 虚 拟 人 物 来 实 现 对 该 场 景 的 漫 游 ， 为体现出逼真感，还需做到把二维、三维图形和动画、影片、声 响 、音 乐 多 种 效 果 结 合 在 一 起 ，使 里 面 的 物 体 与 对 象 之 间 能 相 互作用，使用渲染艺术，提高该场景的真实度，还有，要能做到 有触感，并对该感觉有所反馈，如能通过动作、眼神、脸部表情 等体现出来。要实现并不是很难，可以通过 3DS MAX 中的功 能来实现建模，并与 VR 相结合实现对虚拟场景的漫游，所以 这个在技术上是可行的。 其 次 ，经 济 上 可 行 。人 们 可 以 不 亲 自 到 现 场 ，直 接 在 网 上 就 可 以 浏 览 到 整 个 场 景 ，即 减 少 了 时 间 ，又 减 少 了 费 用 ，给 我 们 带 来 了 极 大 的 帮 助 。 在 场 景 改 变 时 也 可 以 增 添 、删 除 或 更 改 某 些 方 面 而 不 必 重 新 制 作 ，在 维 护 上 带 来 了 极 大 的 方 便 。对 我 们 来 说 ，这 个 技 术 给 我 们 带 来 的 效 益 是 长 久 的 ，也 是 非 常 必
本 文 从 建 立 虚 拟 场 景 漫 游 的 需 求 分 析 出 发 ，介 绍 了 构 建 虚 拟 现 实 系 统 的 主 要 流 程 ，重 点 以 设 计 校 园 虚 拟 漫 游 系 统 为 例讨论了应用 VRML 来建立虚拟场景的关键技术，实现了虚 拟现实技术的一些重要的概念和方法。
虚拟漫游系统是一个集视、听、触觉一体化的逼真的虚拟 环 境 ，它 是 一 个 真 实 空 间 或 假 想 空 间 的 实 时 仿 真 虚 拟 空 间 ，用 户 借 助 必 要 的 装 备 以 自 然 的 方 式 在 该 虚 拟 空 间 中 漫 游 ，可 从 任 意 角 度 对 环 境 中 的 虚 拟 对 象 进 行 观 察 和 浏 览 ，同 时 可 以 与 其中的物体进行交互并能对它们进行操作 。 [4]
Abstract：Virtual scene roaming technology based on virtual reality has features including nature imitating and lifelike experiencing. The run-of-the-mill approach of constructing a virtual scene system is introduced and the important technology of setting up the viewpoint, auto opening and closing the gate, rotating and moving the campus constructions are discussed. A complete testing way to 3D modulating, scene roaming and interaction way is given. Key words：virtual reality; VRML; virtual campus; scene roaming; interaction
第 29 卷 第 14 期 Vogineering and Design
2008 年 7 月 July 2008
基于 VRML 的虚拟场景漫游实现
孙 麒 1， 刘迎春 2， 徐春霞 3 (1. 浙江理工大学 信息电子学院，浙江 杭州 310033；2. 浙江工业大学 集成化信息系统研究所，
Integrated Information System, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China; 3. Department of Computer Science, Zhejiang Industry Polytechnic College, Shaoxing 312000, China)
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控 制 模 块 ：对 传 感 器 进 行 控 制 ，使 其 对 用 户 、虚 拟 环 境 和 现实世界产生作用。
建模模块：获取现实世界组成部分的三维表示，并由此构 成对应的虚拟环境。
2 校园虚拟漫游系统
2.1 简 介 校 园 虚 拟 漫 游 系 统 能 模 拟 真 实 的 校 园 场 景 ，包 括 里 面 的
在整个虚拟漫游系统实现的流程中，当用 3DS MAX 完成 建模后，VRML 编写代码，实现交互、漫游、链接等功能，是流 程 中 关 键 的 一 步 [8]。下 面 将 针 对 校 园 虚 拟 漫 游 系 统 ，重 点 讨 论
VRML 如何实现场景漫游，主要包括背景、视点的设置、卷闸 门的自动开关设置、校园建筑物的旋转以及如何实现网上
浙江 杭州 310014；3. 浙江工业职业技术学院 计算机系，浙江 绍兴 312000)
摘 要：虚拟场景漫 游技术以虚拟现 实技术为基础，具备自然模拟、体 验逼真的特征 。从 构造校园虚拟场 景漫游系统的 一般 流程 出发，重点讨论了 校园虚拟场景系 统的虚拟漫游 设计中视点的设 置、校园大门的自 动开关设置以及 校园建筑物的 旋转 等关 键技术，为 VRML 在三 维建模、场景漫游 、交互方式等技 术验证提供一个 的试验途径。 关键 词：虚拟现实; 虚拟现实建模语 言; 虚拟校园; 场景漫游; 交 互 中图 法分类号：TP37 文献标 识码：A 文 章编号：1000-7024 (2008) 14-3748-04
要 的 ，在 开 发 上 也 较 合 理 ，所 以 在 经 济 上 也 是 可 行 的 。 最后，操作可行性。只要拥有 VRML 浏览器或插件，经过
短时间的学习或培训后，就可以掌握操作办法，能完全实现在 该 场 景 中 进 行 漫 游 ，在 操 作 上 可 谓 非 常 简 单 可 行 。 2.2.2 系 统 功 能