VRML数据模型的三维可视化的研究.pdfVIP

王晓辉等：VRML数据模型的三维可视化研究 159 VRML数据模型的三维可视化研究 王晓辉，张小刚 (吉林省基础地理信息中心，吉林长春130051) 【摘要】为了把虚拟现实技术应用到三维地理信息系统——3DGIs软件中，本文在分析虚拟现实 建模语言数据结构的基础上，采用面向对象的方法创建VRML结构类，并借助0pcn6L 在3DGIS软件开发中实现了V1tML数据模型的读取和三维可视化，以及漫游路线回放等 交互操作功能． 【关键词】虚拟现实建模语言；三维可视化；开放图形库 O引言 虚拟现实是一个在当今国际上备受关注的课题．它采用计算机发展中的高科技手段．构造 出一个虚拟的境界．使参与者获得与现实世界一样的感觉。如果真正实现了虚拟现实．那么对 整个人类的生活与发展将会发生很大的变革。虚拟现实技术的实现既包括硬件实现又包括软件 实现。从软件实现来说，一个具有代表性的方法即虚拟现实建模语言VRML(Virtual Reality Modeling 模语育。从最基本的意义上来说，它就是一套定义三维场景的语言体系u。。它不但能形成真实的 3D环境．还提供了方便的旋转，移动等浏览交互功能。 1 VRML数据模型 直接编辑。VRML语言是一种基于对象、结构化的语言H’。每个VRML数据模型都由文件头、文 件注释、节点和域值所组成。 每一个VRML文件都必须有一个说明本文件的VRML文件头(FileHeader)。一般标识为 “撑VRML V2．0 ASCII”。此外．文件头还包括作者信息、使用简介等附加信息。编写VRML文 件有如编写程序．为了方便其他人对VRML文件进行阅读和修改．VRML文件中有许多说明文 件中关于指令的注释。这些注释均以“#”开头，即为VRML文件注释(File 域值(Fields)．即对象的大小参数设置。由于VRML文件是一种描述性文件．所以．三维空间 中的任一立体对象的描述都至少需要有两部分组成：节点和域14’。VRML节点(Nodes)很多． 其中应用比较广泛的有三大类：造型节点．组节点和属性节点。 利用造型节点能够绘制基本的立体造型。在造型节点中，最常用的包括IndexedFaceSet． 第九届东北三省测绘学术与信息交流会论文集 和点。在同一个场景中创造多个造型时，要用编组节点(Group)将场景中的各个造型进行编 组．而获得具有多个造型的较复杂的场景。造型节点解决了“画什么”的问题，属性节点将解 决“怎么画”的问题，它可以分为四组：几何外观组，几何变换组，光源组和摄影机组。其中 的几何外观组将对模型的外观产生重要的影响，它包括Material(设定原料的性质．颜色)和 Texture(设置对象的纹理)等。 描述场景的节点用树型结构组织在一起，从最下层的根节点向上扩展‘5，。由于在地理信息系 统软件中需要读取的VRML文件通常只由点线面构成．而很少有其他的几何造型，所以本文只 光照效果和纹理。geometry TextureCoordinate定义了纹理坐标，与appearance的子节点texturePixelTexture共同构成了 面的纹理显示。Coord 它依次列出了各个面顶点的坐标索引。color 是一张颜色索引表．它的所有数值都对应color节点中的每一种颜色。以上各个节点有机地结 合起来。就构成了一个完整的空间造型。 图l面造型结构 2 VRML数据模型的读取 针对啪特有的数据结构．本文采用了面向对象的方法创建了自己的类，来实现对VRI沮, 数据的快速、准确地读取。图2是针对VRIⅥI,文件中三维实体的组成情况而设计的类结构。 王晓辉等：VRML数据模型的三维可视化研究 16l 索引、颜色值以及法向量列表。 图2数据存储关系图 根据VRML节点层层相嵌。相互关联的特点．本文采用了自顶向下，逐次剔除．循环读取