互联网上的三维技术Web3D

互联网上的三维技术Web3D

Wed3D技术进展前景

尽管，Wed3D技术将有好的进展前景，但仍旧不可乐观，它面临下述咨询题：

网络带宽仍旧是Wed3D要紧瓶颈：当前处理器的速度与网络的带宽只能初步满足Wed3D图形联机操作的要求，随着Cable modems 和DSL 连接的应用，网络带宽将有更大的改进，当一个10MB左右的Wed3D模型文件只需要几秒钟下载时，Wed3D图形的质量将有专门大的改善，而现在的带宽还不能满足要求。

VRML---互联网3D图形的开放标准

VRML是3D图形和多媒体技术通用交换的文件格式，它描述交互式的3D对象和场景。它不仅应用在互联网上，也能够用在本地客户系统中。其应用范畴极广：工程和科学可视化，多媒体，娱乐游戏，互联网3D图形，教育，虚拟社区等。在1996年公布VRML1.0。VRML97是最新的国际标准。VRML97的制定促进互联网上的3D图形技术的开发。由于网上传输的是模型文件，故其传输量大大小于视频图像。VRML97使任何一个3D图形爱好者能制作可在互联网上实时渲染的3D场景模型。VRML是基于建模技术的，它描述3D场景中的几何对象的尺寸和形状，色彩，材质，灯光，动画及其交互性。

然而，在97年之后，VRML3D图形进展缓慢，远远没有达到期望值。究其缘故要紧有以下几点：

1 互联网对3D图形的需求并不急切，到目前为止2D图像仍在HTML 文件中站主导。

2 网络带宽仍旧是制约网上的3D图形要紧瓶颈。

3 VRML97过于庞大，它包罗万象：3D几何对象，色彩，材质，灯光，相机，动画以及提供交互性的传感器等等。

4 网站的访咨询者必须先花费10-15分钟的时刻下载插件，然后再像安装软件那样安装那个插件，才能观看一个十分粗糙3D图形。

图1用VRML制作的法国虚拟巴黎3D场景(可用鼠标实时3D漫游)

形形色色的互联网3D图形软件

国际上有一个VRML（VRML Consortium）协会，这是一个非赢利组织，要紧任务是制定互联网上的3D图形标准与规范。VRML97公布后，互联网上的3D图形几乎都使用VRML 。VRML协会没有及时推出VRML 97的下一代标准。

最近几年内互联网又有了长足的进展，互联网对图形、图像、视频技术的进展明显有了新的需求，专门是电子商务。互联网上的竞争十分猛烈，只要有需求，有利润，就会推进新技术。制作互联网3D图形的软件并没有完全遵循VRML97标准，许多公司推出了它们自己的制作工具，使用专用的文件格式和扫瞄器插件，类似的软件大约有三十几种之多。这些软件各有特色，都比VRML有了进步，在渲染速度，图像质量，造型技术，交互性以及数据的压缩与优化上有都胜过VRML之处。它们明显都瞄准了电子商务，为网上的电子商品或电子商场提供3D展现。

那个地点我们举出一些软件的英文简称：Cult3D，Viewpoint，GL4Jav a，Flatland，Fluid3D，Janet3D，Java3D，Pulse3D，Shout3D，Sumea，Sup

erscape，Vecta3D，blaxunn3D ，OpenWorlds。所有的公司都期望自己的解决方案能成为"事实上的国际标准"。

图2 Wed3D的商品展现(商品可用鼠标作3D旋转和细部观看)现在的咨询题是：要在互联网上观看它们的3D图形，先要下载1 MB-7MB的插件，然后安装在网页扫瞄器上（如IE）。这是一件十分烦人的事，插件的种类之多，使人无所适从。要观看十个不同网站，您就要下载并安装十个不同厂家的插件。

互联网3D图形的关键技术——实时渲染引擎

这些插件确实是实时渲染引擎,其作用是:讲明并翻译实施场景模型文

件的语法，实时渲染从服务器端传来的场景模型文件，在网页访咨询者的客户端逐帧、实时地显示3D图形。把实时渲染引擎做成一个插件，在观看前先要下载并安装在IE扫瞄器上，这是互联网3D图形软件厂商目前的通常做法。明显，实时渲染引擎是实施互联网3D图形的关键技术，它的文件大小、图形渲染质量、渲染速度、以及它能提供的交互性都直截了当反映其解决方案的优劣。

文件的大小：目前大多数1MB左右，如微软的VRML渲染引擎是1.2 M、blaxxun公司的Contact是4.2M、而最小的基于JA V A技术的只有58k。因此，渲染引擎越大，渲染的图像质量就越好，功能就越强大。但下载一个4.2M的插件才能在网上观看3D图形，在目前的网络速度下,仍旧是不现实的。

图形渲染质量: 目前图形质量较好的渲染引擎应该属于cult3D和viewp oint ( 它们的文件尺寸分不是1.4M 和7.9M ) ,使用专用的文件格式。即有较好的图形质量而下载文件尺寸也不大的应该是Parallelgraphics公司的Co rtonaVRML(1.33M)。

渲染速度:支持openGL 或微软的Direct3D 是提升渲染速度和图形质

量的关键，在这一点上互联网3D图形与本地3D图形没有区不。

交互性：交互性是互联网3D图形的最大特色，只有实时渲染才能提供这种交互性，本地3D图形的预渲染不能提供这种至关重要的灵活性。交互性是指3D图形的观看者操纵和操纵虚拟场景及其中3D对象的能力，例如：你能够随时改变在虚拟场景中漫游的方向和速度，你能够打开虚拟场景中的门等等。

研制更好的实时渲染引擎是各软件厂商竞争的焦点，因此就产生了五花八门的3D图形文件格式与相应的扫瞄器插件。然而VRML如何讲是交互式3D图形开放式国际标准,仍旧有专门多软件提供对VRML的兼容性。

终止这种纷乱局面的最好方法是微软在它的IE扫瞄器中预装一个或几个实时渲染插件，以至于互联网3D图形的观看者不必花费10分钟的时刻去下载插件。然而，微软并未选中任何一家公司作为其合作伙伴，也许在某一天微软会推出它自己的一整套解决方案，从而保持它在互联网3D图形领域中的霸权地位。

新一代互联网3D图形的标准——X3D

VRML（VRML Consortium）协会在1997年将它的名字改为Wed3D（W eb 3D Consortium）协会，并制定了VRML97新的国际标准。此后Wed3D 这一专用缩写开始在互联网上显现。然而，1997年后的几年，该协会并没有什么大的动作。直到去年（2001年）8月Wed3D协会公布新一代国际标准---- X3D (X3D的含义是可扩展的3D)。

X3D是Wed3D协会（Wed3D Consortium）制定的下一代VRML97标