基于VRML与JAVA实现场景交互初探
(呼伦贝尔学院 计算机科学与技术学院，内蒙古 呼伦贝尔 021000)
摘 要：文章介绍了VRML和JAVA技术的基本概念,利用它 们进行三维交互的原理,并对三维实体的动态实现作了详细分析。
关键词：虚 拟现实；VRML；JAVA；三维交互
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1007—6921(2009)24—0128—02
在现代的远程教育中,网上虚拟实验是发展现代网上教育的一个瓶颈,而其中最关键的问题是 交互性没能较好地解决。在这里, 提出结合利用VRML和JAVA来实现三维虚拟场景中的交互问 题。利用VRML和JAVA技术进行三维虚拟实验室的开发［1］，基本原理是用文本信息 描述三维场景,在Internet网上传输,在本地机上由VRML 的浏览器解释生成三维场景,解释生 成的标准规范就是VRML规范。这种思想使得在Internet上传输很少的数据,就可以在Web上实 现三维虚拟场景成为可能。
1 基本概念
1.1 VRML 虚拟现实建模语言
VRML虚拟现实建模语言是一种三维场景的描述性语言,也是在Internet网上实现虚拟现实的 关键性技术,具有平台无关性,是目前Internet上基于WWW的三维互动网站制作的主流语言。V RML浏览器可以是一个独立的程序［2］ ,也可以是某个Web页的附件和插件。它具有 界面真实感强、浏览方便、信息量大、交互性能优越等特点,是实现网上教学、模拟战场、 网上实习、网上实验的利器。
1.2 JAVA技术
JAVA语言是一种使用与网络编程的语言,它的基本结构与 C + +极为相似,但却简单得多。JAVA具有简单、面向对象、分布式、解释型、健壮、安全跨 平台以及可移植等多种特性,用JAVA开发的软件具有可视化、可听化、可操作化的特点。JAV A 是一种跨平台的编程语言,通过JAVA 编写的Applet(小应用程序) 在网上可以直接运行,非 常适合于Internet 上虚拟现实环境。
2 VRML和JAVA 的交互方法
JAVA 是一种跨平台的语言, 能很好的支持网络环境下的编程, 而VRM L 的优势在于构建虚拟现实场景.解决VRML 与JAVA 程序之间的交互, 主要有3类方法:①是 通过语言的方法, 就是将VRML 的3D 数据完全转化为程序语言, 它可以使浏览器得到 场景的完整信息,也具有基本语言的控制结构,但文件过大,不适用于网络传输。②是E AI 的方法, EAI 是一种应用程序接口, 是基于VRML 和JAVA 小应用之间事件传递而提出的 一种规则, 用于实现JAVA Applet 与VRML中虚拟场景之间的相互通信［2］。EAI 包 含浏览器脚本接口的全部功能, 例如查询浏览器状态, 增删路由等，若需集成多种媒体, 进 行复杂的网络控制, 多采用EAI 方法进行。③是SAI的方法, 它是使用事件机制和路 由, 即利用script 节点、事件发生器、dff/use 命名规则和路由route, 连接VRML 场景中 对应的节点和域, 实现VRML 与JAVA 的交互［2, 3］。首先通过eventIn 将事件传至 Script 节点中的URL 字段; 再在Script节点中的脚本中调用相应的JAVA 类进行处理; 最后 通过Script 节点的eventOut事件将结果送回到VRML 场景, 用以实现动画或交互。这种方法 是目前采用的最多的一种VRML 和JAVA 结合以实现交互的方法，其流程图如图1所示。VRML 着重于虚拟场景中对象的特征,不太考虑对象行为;而JAVA 主要讨论对象行为,很少涉及外部 特征,二者相互作了很好的补充,因此VRML 与JAVA 的结合,是实现较复杂动态场景控制等高 级交互功能的有效方法。VRML 中使用JAVA 有两种方式, 即通过脚本编程接口SAI(Script A uthoring Interface) 访问和通过外部授权接口EAI ( Ex2ternal Authoring Interface) 访问。JAVA能够自由运用于3D 场景［3］,获得了一个结合VRML 世界和JAVA世界的机 制。VRML 世界通过其扩展执行模式进入JAVA世界,即活动行为通过一个特殊结点( Script结 点)来连接两个模块。
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3 JAVA 程序与VRML 场景间的连接
JAVA 对VRML 的扩展和支持是通过JAVA 的附加封装类( class)而实现的。类是所有相似对 象的状态变量与行为构成的模板(template)或原型(prototype)。而每一个类和界面的名字 又包含在可以避免冲突出现的包(package)中。通过这些类, VRML 中的场景,在接受和发送 事件等各个环节都可以被JAVA 访问。目前, JAVA 对VRML 场景的访问控制有以下2种方式
3.1 SAI( script Authoring Interface) 脚本编程接口方式
在此方式中, JAVA 充当javascript