第4章虚拟现实建模语言VRML74
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第4章虚拟现实建模语言VRML74
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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
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。
0.5
0.5
0.0
0.0
绿 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0 1.0 1.0 0.0 0.75 0.25 0.5 0.0 0.5 0.0
蓝 0.0 1.0 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0 1.0 0.75 0.25 0.5 0.0 0.0 0.5
合成颜色 黑色 蓝色 绿色 红色 白色 黄色
➢ RGB颜色包含三个域值均在0.0～1.0之间的浮点数，它 们分别对应红、绿、蓝三种颜色的取值。0.0值表示该颜 色被关闭，1.0值表示该颜色完全打开。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
红
RGB三基色
0.0
0.0
组合颜色示例
0.0
1.0
1.0
1.0
0.0
1.0
0.75
0.25
• 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。 • 在父子关系中，子节点并不直接出现在父节点的属性域中，它们
集中在父节点的MFNode（多节点数据类型）子域内，依次排列。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
3、路由
➢ 路由不是节点，路由语句可以放置在节点内域可以出现的 任何地方。
0 30 45 60 90 120 135 150 180 0 0.523 0.785 1.047 1.571 2.094 2.356 2.618 3.141
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.3 VRML的空间计量
3、VRML的色彩规范
➢ VRML使用红绿蓝（RGB）颜色规范来描述造型、光线 和背景等的色彩。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.1 VRML的发展历程
1994年，Mark Pesce和Tony Parisi创建了可用来浏览Internet上三维 画面的浏览器原型，称为Labyrinth（迷宫），首次提出了VRML一词。
1994年，由SGI公司的工程师Gavin Bell组织制订了VRML 1.0的规范 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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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， 它负责向外界发送节点产生的事件。
VrmlPad的安装与运行：VrmlPad的试用版可以从VRML 的资源站点下载安装即可。
VrmlPad主要功能包括文件管理、文本编辑、浏览等。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.4 VRML浏览器
浏览VRML虚拟空间，需要使用浏览器插件，常用的有：
Cosmo Player VRML浏览器 Microsoft VRML 2.0浏览器 其它浏览器，如SVR（兼容
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.2 VRML的特点
基于Internet共享的虚拟世界 较低的配置需求 真正的动态交互 适用于网络现状的技术 开放式的标准
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.3 VRML编辑器
编辑VRML源程序代码，可以使用几乎任何一 种文本编辑器。在此推荐一个功能强大并且使用便 捷的VRML编辑器——VrmlPad。
➢ 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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
1、节点（Node）和域（Field）
➢ 典型节点语法定义如下：
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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.3 VRML的空间计量
2、VRML的计量单位
➢ VRML描述长度的计量单位是VRML单位。它与现实世界 或其它三维建模工具的计量单位都没有可比性。
➢ VRML描述旋转等角度的计量单位是弧度。常用角度与 弧度的对应关系如表所示。
角度 弧度
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 Voute）
➢ 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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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 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。
➢ 建议将所有ROUTE语句集中放置在文件的末尾，以构成 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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.1 VRML的发展历程 4.1.2 VRML的特点 4.1.3 VRML编辑器 4.1.4 VRML浏览器
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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）。
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 （Extensible 3D）。
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)
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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。
第4章虚拟现实建模语言 VRML74
2020/11/26
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
Shape节点的语法格式如下：
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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）
➢ 事件出口和事件入口通过路径相连，这就是VRML文件中 的另一个基本组成部分——路由。
➢ 路由为事件的传播提供了传输通道，使事件在事件链中依 次向前传递，每经过一个节点就改变该节点的一些域，从 而引发VRML世界一系列的变化。
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
VRML97），Community Place， Liquid Reality等。
显示在Cosmo Player V第R4M章虚L浏拟现览实器建中模语的言三VR维M虚L74拟会议大厅
4.1 VRML语言概述
4.1.4 VRML浏览器
ParallelGraphics Cortona3D VRML 浏览器
➢ 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。第4章虚拟现实建模语言VRML74
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 的几何节点、新的造型、新的材料和新的声音节点等。
➢ 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
1、VRML空间坐标系
VRML的立体空间采用三维坐标系。该坐标系的原点位 于VRML浏览器的中心，X轴的正向水平向右，Y轴的正 向垂直向上，Z轴的正向垂直向前，即指向浏览者，如 图所示。
# 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 第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
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
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4.3 VRML的空间造型
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。
➢ 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：
#VRML V2.0 utf8
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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
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。
0.5
0.5
0.0
0.0
绿 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0 1.0 1.0 0.0 0.75 0.25 0.5 0.0 0.5 0.0
蓝 0.0 1.0 0.0 0.0 1.0 0.0 1.0 1.0 0.75 0.25 0.5 0.0 0.0 0.5
合成颜色 黑色 蓝色 绿色 红色 白色 黄色
➢ RGB颜色包含三个域值均在0.0～1.0之间的浮点数，它 们分别对应红、绿、蓝三种颜色的取值。0.0值表示该颜 色被关闭，1.0值表示该颜色完全打开。
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4.2 VRML的语法基础
红
RGB三基色
0.0
0.0
组合颜色示例
0.0
1.0
1.0
1.0
0.0
1.0
0.75
0.25
• 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。 • 在父子关系中，子节点并不直接出现在父节点的属性域中，它们
集中在父节点的MFNode（多节点数据类型）子域内，依次排列。
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4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
3、路由
➢ 路由不是节点，路由语句可以放置在节点内域可以出现的 任何地方。
0 30 45 60 90 120 135 150 180 0 0.523 0.785 1.047 1.571 2.094 2.356 2.618 3.141
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4.2 VRML的语法基础
4.2.3 VRML的空间计量
3、VRML的色彩规范
➢ VRML使用红绿蓝（RGB）颜色规范来描述造型、光线 和背景等的色彩。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.1 VRML的发展历程
1994年，Mark Pesce和Tony Parisi创建了可用来浏览Internet上三维 画面的浏览器原型，称为Labyrinth（迷宫），首次提出了VRML一词。
1994年，由SGI公司的工程师Gavin Bell组织制订了VRML 1.0的规范 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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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， 它负责向外界发送节点产生的事件。
VrmlPad的安装与运行：VrmlPad的试用版可以从VRML 的资源站点下载安装即可。
VrmlPad主要功能包括文件管理、文本编辑、浏览等。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.4 VRML浏览器
浏览VRML虚拟空间，需要使用浏览器插件，常用的有：
Cosmo Player VRML浏览器 Microsoft VRML 2.0浏览器 其它浏览器，如SVR（兼容
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.2 VRML的特点
基于Internet共享的虚拟世界 较低的配置需求 真正的动态交互 适用于网络现状的技术 开放式的标准
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.3 VRML编辑器
编辑VRML源程序代码，可以使用几乎任何一 种文本编辑器。在此推荐一个功能强大并且使用便 捷的VRML编辑器——VrmlPad。
➢ 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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 VRML的组成要素
1、节点（Node）和域（Field）
➢ 典型节点语法定义如下：
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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.3 VRML的空间计量
2、VRML的计量单位
➢ VRML描述长度的计量单位是VRML单位。它与现实世界 或其它三维建模工具的计量单位都没有可比性。
➢ VRML描述旋转等角度的计量单位是弧度。常用角度与 弧度的对应关系如表所示。
角度 弧度
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.1 Voute）
➢ 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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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 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。
➢ 建议将所有ROUTE语句集中放置在文件的末尾，以构成 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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
4.1.1 VRML的发展历程 4.1.2 VRML的特点 4.1.3 VRML编辑器 4.1.4 VRML浏览器
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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）。
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 （Extensible 3D）。
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)
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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。
第4章虚拟现实建模语言 VRML74
2020/11/26
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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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.1 VRML语言概述
Shape节点的语法格式如下：
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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）
➢ 事件出口和事件入口通过路径相连，这就是VRML文件中 的另一个基本组成部分——路由。
➢ 路由为事件的传播提供了传输通道，使事件在事件链中依 次向前传递，每经过一个节点就改变该节点的一些域，从 而引发VRML世界一系列的变化。
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
VRML97），Community Place， Liquid Reality等。
显示在Cosmo Player V第R4M章虚L浏拟现览实器建中模语的言三VR维M虚L74拟会议大厅
4.1 VRML语言概述
4.1.4 VRML浏览器
ParallelGraphics Cortona3D VRML 浏览器
➢ 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。第4章虚拟现实建模语言VRML74
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 的几何节点、新的造型、新的材料和新的声音节点等。
➢ 文件头中的“#”不代表注释含义。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.3 VRML的空间计量
1、VRML空间坐标系
VRML的立体空间采用三维坐标系。该坐标系的原点位 于VRML浏览器的中心，X轴的正向水平向右，Y轴的正 向垂直向上，Z轴的正向垂直向前，即指向浏览者，如 图所示。
# 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 第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.2 VRML的语法基础
4.2.2 VRML的文件结构
蓝绿色 紫红色 浅灰色 暗灰色 中灰色 暗红色 暗绿色 暗蓝色
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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
第4章虚拟现实建模语言VRML74
4.3 VRML的空间造型
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。
➢ 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）。
第4章虚拟现实建模语言VRML74
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：
#VRML V2.0 utf8