Каталог
Порталус
Крупнейшая база публикаций

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ есть новые публикации за сегодня \\ 14.12.17

Что такое VRML

Дата публикации: 28 сентября 2004
Публикатор: maskaev
Рубрика: КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Номер публикации: №1096364188 / Жалобы? Ошибка? Выделите проблемный текст и нажмите CTRL+ENTER!


ИСТОЧНИК: БВБ

Что такое VRML
Единицы измерения
Заголовок VRML-файла
Примитивы VRML
Куб
Сфера
Конус
Цилиндр
Цвет и текстура
Положение объектов в пространстве
Изменение координат
Вращение
Масштабирование
Определение собственных объектов
Что такое VRML


Язык VRML (Virtual Realty Modelling Languagy) предназначен для описания трехмерных изображений и оперирует объектами, описывающими геометрические фигуры и их расположение в пространстве.

Vrml-файл представляет собой обычный текстовый файл, интерпретируемый браузером. Поскольку большинство браузеров не имеет встроенных средств поддержки vrml, для просмотра Vrml-документов необходимо подключить вспомогательную программу - Vrml-браузер, например, Live3D или Cosmo Player.

Как и в случае с HTML, один и тот же vrml-документ может выглядеть по-разному в разных VRML-браузерах. Кроме того, многие разработчики VRML-браузеров добавляют нестандартные расширения VRML в свой браузер.

Существует немало VRML-редакторов, делающих удобней и быстрее процесс создания Vrml-документов, однако несложные модели, рассматриваемые в данной статье, можно создать при помощи самого простого текстового редактора.

Единицы измерения


В VRML приняты следующие единицы измерения:

Расстояние и размер: метры
Углы: радианы
Остальные значения: выражаются, как часть от 1.
Координаты берутся в трехмерной декартовой системе координат (см. рис.)


Заголовок VRML-файла


Как уже говорилось, Vrml-документ представляет собой обычный тестовый файл.

Для того, чтобы VRML-браузер распознал файл с VRML-кодом, в начале файла ставится специальный заголовок - file header:


#VRML V1.0 ascii





Такой заголовок обязательно должен находиться в первой строке файла, кроме того, перед знаком диеза не должно быть пробелов.

Примитивы VRML


В VRML определены четыре базовые фигуры: куб (верней не куб, а прямоугольный параллепипед), сфера, цилиндр и конус.

Эти фигуры называются примитивами (primitives). Набор примитивов невелик, однако комбинируя их, можно строить достаточно сложные трехмерные изображения. Например, вот такие:



Рассмотрим поподробней каждый из примитивов.

Куб

Возможные параметры: width - ширина, height - высота, depth - глубина.




Cube {

width 2 # ширина

height 3 # высота

depth 1 # глубина

}







Сфера

Параметр у сферы только один, это radius.


Sphere {

radius 1 # радиус

}







Конус

Возможные параметры: bottomRadius - радиус основания, height - высота, parts - определяет, какие части конуса будут видны. Параметр parts может принимать значения ALL, SIDES или BOTTOM.


Cone {

parts ALL #видны и основание,
и боковая поверхность
конуса

bottomRadius 1 #радиус основания

height 2 #высота

}







Цилиндр

Для цилиндра можно задать параметры radius и height. Кроме того, с помощью параметра parts для цилиндра можно определить будут ли отображаться основания цилиндра и его боковая поверхность. Параметр parts может принимать значения ALL, SIDES, BOTTOM или TOP.


Cylinder {

parts ALL #видны все части цилиндра

radius 1 #радиус основания

height 2 #высота цилиндра

}







Цвет и текстура


Цвет фигуры, определяется с помощью объекта Material.


Material {

ambientColor 0.2 0.2 0.2

diffuseColor 0.8 0.8 0.8

specularColor 0 0 0

emissiveColor 0 0 0

transparency 0

}



Параметры ambientColor, diffuseColor, specularColor и emissiveColor управляют цветами и указываются в палитре RGB (красный, зеленый и голубой), причем первая цифра определяет интенсивность красного цвета, вторая - зеленого, а третья - синего.

К примеру, синий кубик, может быть описан следующим образом:


#VRML V1.0 ascii

Material {

diffuseColor 0 0 1

}

Cube {}



Параметр transparency может принимать значения от 0 до1 и определяет степень прозрачности, причем максимальная прозрачность достигается при transparency равном единице. В приведенном примере описано два цилиндра разных размеров, меньший из которых просвечивает сквозь другой.


#VRML V1.0 ascii

Material {

diffuseColor 0 0 1

transparency 0.7

}

Cylinder {

height 1

radius 1

}

Material {

emissiveColor 1 0 0

transparency 0

}

Cylinder {

height 0.8

radius 0.1

}



Для имитирования различных поверхностей в VRML существует объект Texture2.

В качестве текстуры легче всего использовать обычный графический файл, например, в GIF-формате. В таком случае для "натягивания" текстуры на трехмерное изображение нужно только указать путь к файлу в параметре filename объекта Texture2.


. #VRML V1.0 ascii

Texture2 {

filename "krp.gif"

image 0 0 0

wrapS REPEAT

wrapT REPEAT

}

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}





Параметры wrapS и wrapT могут принимать значения REPEAT или CLAMP, и управляют натягиванием текстуры по соответственно горизонтальной и вертикальной осям.

Положение объектов в пространстве
Изменение координат

По умолчанию любой описанный нами объект будет располагаться точно по центру окна браузера. По этой причине, если мы опишем к примеру два одинаковых цилиндра, они сольются друг с другом. Для того, чтобы изменить положение второго цилиндра, применим узел Translation.

Узел Translation определяет координаты объекта:


Translation {

translation 1 2 3 #т.е. соответственно
x=1 y=2 z=3

}



Вообще говоря, координаты указываемые в Translation не являются абсолютными. Фактически это координаты относительно предыдущего узла Translation. Чтобы прояснить это вопрос, рассмотрим пример:


#VRML V1.0 ascii

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}

# Этот куб по умолчанию располагается в центре

Translation {

translation 2 0 0

}

#Второй куб сдвинут вправо на 2

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}

Translation {

translation 2 0 0

}

#Третий куб сдвинут вправо на два
относительно 2-го !!!!

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}



Как видите, третий кубик вовсе не совпадает с первым, хотя в в узле Translation указаны те же координаты.

В VRML 1.0 принято следующее правило: узлы, модифицирующие свойства фигур (Translation, Material и т.п.), действуют на все далее описанные фигуры.

Чтобы ограничить область действия модифицирующих узлов, фигуры необходимо сгруппировать с помощью узла Separator.


Separator

{

другие узлы

}



Узел Separator работает как контейнер, он может содержать любые другие узлы, и основным его предназначением является именно ограничение области действия узлов типа Translation и Material.

Сравните следующий пример с предыдущим:


#VRML V1.0 ascii

Separator {

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}

}# конец области действия узла Separator

Separator {

Translation {

translation 2 0 0

}

#Второй куб сдвинут вправо на 2

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}

}# конец области действия узла Separator

Separator {

Translation {

translation 2 0 0

}

#Третий куб сдвинут вправо на два
относительно 1-го.

Cube {

width 1

height 1

depth 1

}

}# конец области действия узла Separator



Хотя в примере описано три кубика, мы видим только два, так как второй и третий совпадают.

Вообще говоря рекомендуется всегда и везде использовать узел Separator. Он не только избавит от ошибок, связанных с относительностью координат, но и сделает VRML-код более простым и понятным.

Вращение

Для вращения фигур вокруг осей координат применяется узел Rotation.


Rotation {

rotation 0 1 0 1.57

}



Первые три цифры определяет будет ли осуществлен поворот вокруг соответственно осей x, y и z, а четвертая задает угол вращения в радианах. В приведенном выше листинге поворот осуществляется вокруг оси y на 90 градусов.



Углы в градусах Радианы
30 0.52
45 0.78
60 1.04
90 1.57
180 3.14
270 4.71

Составим букву T из двух цилиндров. По умолчанию цилиндр ориентирован вертикально (см. рисунок). Поэтому для успешного выполнения задачи повернем его вокруг оси z на 90 градусов.


#VRML V1.0 ascii

Separator { #Красный цилиндр

Material { emissiveColor 1 0.6 0.6 }

Cylinder {

height 1

radius 0.3

}

}

Separator { # Синий цилиндр, повернутый
на 90 градусов вокруг оси z

Translation {

translation 0 0.5 0

}

Rotation {

rotation 0 0 1 1.57

}

Material { emissiveColor 0.5 0.5 1 }

Cylinder {

height 1

radius 0.3

}

}





Масштабирование

Узел Scale масштабирует фигуры по одному или нескольким измерениям. Три цифры, стоящие после параметра scaleFactor определяют коэффициенты масштабирования относительно осей x,y и z.


Scale {

scaleFactor 1 1 1

}



В следующем примере, узел Scale сжимает сферу по оси x, и из сферы получается эллипсоид.




#VRML V1.0 ascii

Material { emissiveColor 1 1 0 }

Scale {

scaleFactor 0.7 1 1 #сжимаем сферу по оси x

}

Sphere { radius 1}

}



Определение собственных объектов


VRML предоставляет прекрасную возможность сократить и сделать более понятным исходный код VRML-файла путем описания собственных объектов. Это значит, что если в изображении несколько раз повторяется одна и та же фигура, то ее можно описать всего лишь один раз и в дальнейшем только ссылаться на нее.

Объект описывается одним из способов:


DEF name

Cube {}





или


DEF name

Material {}





или


DEF name

Separator {

Сгруппированные узлы, описывающие фигуру
и свойства материала

}





Для того, чтобы вставить в VRML-файл ранее определенную фигуру, используется команда USE


Separator {

USE name

}



Создадим VRML-файл, описывающий стул, при этом ножку стула опишем как объект LEG:


#VRML V1.0 ascii

Material { emissiveColor 1 0.5 0.5 }

Separator {

Translation { translation 1 1 1 }

DEF LEG #Определяем объект - ножку стула

Separator { # leg

Cylinder {

height 0.8

radius 0.1

}

} # определили ножку

}

Separator {

Translation { translation 0 1 1 }

USE LEG # используем определенный объект

}

Separator { # еще одна ножка

Translation { translation 1 1 0 }

USE LEG

}

Separator { # последняя ножка

Translation { translation 0 1 0 }

USE LEG

}

Separator { # сиденье

Translation { translation 0.49 1.5 0.5 }

Cube {

height 0.2

width 1.2

depth 1.2

}

}

Separator { # спинка

Translation { translation 0.49 2 0 }

Cube {

height 0.8

width 1.2

depth 0.2

}

}

Separator { # закругление спинки

Translation { translation 0.49 2.1 0 }

Rotation {

rotation 1 0 0 1.57

}

Cylinder {

radius 0.6

height 0.2

}

}





Как видите, нам не понадобилось описывать каждую ножку в отдельности - в результате объем VRML-кода стал меньше, а сам код более читабельным.

Еще один способ уменьшить размер VRML-файла - вставлять фигуры из другого файла.

Это позволяет делать узел WWWInline:


#VRML V1.0 ascii

Separator {

WWWInline {

name ""

bboxSize 0 0 0

bboxCenter 0 0 0

}

}



Параметр name - это путь к файлу, параметры bboxSize и bboxCenter не обязательны и показывают пользователю размеры и положение вставляемого объекта, пока объект подгружается.

Вместо заключения, хочется обратить Ваше внимание на две особенности VRML, незнание которых сильно затруднит создание VRML-документов вручную.

Все описания узлов и параметров в VRML регистрозависимы. Если Вы используете буквы неправильного регистра - то VRML-браузер просто проигнорирует такое описание.
В VRML имеет огромное значение порядок описания узлов. Так к примеру, описание

...

Rotation {...}

Scale {...}

...



и описание


...

Scale {...}

Rotation {...}

...


дают совершенно разный результат.

Полный текст смотри тут

Опубликовано 28 сентября 2004 года




© Portalus.ru, возможно немассовое копирование материалов при условии обратной индексируемой гиперссылки на Порталус.
Ваше мнение?