互联网上的三维技术Web3DWord格式.docx
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由Web3DConsortium制定,得到大学,政府机构及一些Wed3D图形公司的支持,由于它是VRML97下一代新的国际标准,有比较广泛的社会基础。
Pulse3D:
在游戏娱乐领域内领先,使用它的技术的游戏网站有100多个,它得到Discreet和Entertaindom公司的资金支持,现在它正在把游戏领域的技术优势应用到e-commerce。
它的插件支持QuickTime5andRealPlayer。
Viewpoint:
前身是MetaCreations(3D图形应用软件开发商),它卖掉了所有的其他软件产品,改名为Viewpoint,专们从事Wed3D图形技术。
其渲染引擎的模块化结构极易扩充,并且能与QTVR-,iPix-,andXML-等标准集成。
它的目标是e-commerce。
它的技术的最大特色是与XML集成。
Cult3D:
开发了e-commerce的全套解决方案,已经有450e-commerce网站使用了Cult3D技术,近10000个商业模型,它也在向娱乐领域扩充,提供全面解决方案,提供最稳定可靠的渲染引擎
Shockwave3D:
这是Macromedia公司Flash插件,有着极为广大的用户群(据说世界上有1亿3千万人安装),更引人注目的是Intel把它的Wed3D图形集成到Shockwave。
IntelWed3D图形极具特色:
动态调节3D内容的分辨率,曲面光滑技术,照片级逼真材质及各种特色效应。
在今年的SIGGRAPH2002世界计算机图形会议上,Intel宣布建立Wed3D/CAD工作组,其主要目标是:
建立一个统一的,开放的文件格式,用于在Web上显示实时的3D图形。
与此同时Wed3DConsortium在SIGGRAPH2002会议上了发布X3D最终工作草案。
X3D是一个成熟的标准,是VRML的下一代标准,但是Intel完全没有提到它,如果Intel重新制定另外一个新标准,X3D的将面临尴尬,就Intel公司的实力和威望,X3D很难成为真正的国际标准。
Intel公司很可能将左右新标准的制定与推行。
预测未来谁是最后的胜利者是困难的,也许很长一段时间内将是多种技术同时共存而又相互竞争。
而Intel和微软都具有左右Wed3D发展前景的实力。
现在我们应该思考一下,我们国内应该如何发展我们自己的Wed3D图形技术?
互联网的出现及飞速发展使IT业的各个领域发生了深刻的变化,它必然引发一些新技术的出现。
3D图形技术并不是一个新话题,在图形工作站以至于PC机上早已日臻成熟,并已应用到各个领域。
然而互联网的出现,却使3D图形技术发生了和正在发生着微妙而深刻的变化。
Wed3D协会(前身是VRML协会)最先使用Wed3D术语,这一术语的出现反映了这种变化的全貌,没有人能严格定义Wed3D,在这里我们把Wed3D理解为:
互联网上的3D图形技术,互联网代表了未来的新技术,很明显,3D图形和动画将在互联网上占有重要的地位。
那么,什么是Wed3D?
它是如何发展起来的?
它的最新发展怎样?
用于哪些应用?
还存在哪些问题?
下面我们一一道来。
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,它基于建模技术,描述交互式的3D对象和场景,不仅应用在互联网上,也可以用在本地客户系统中,应用范围极广。
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。
形形色色的互联网3D图形软件
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浏览器插件,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。
互联网3D图形的关键技术——实时渲染引擎
实时渲染引擎的作用是解释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,在网页访问者的客户端逐帧、实时地显示3D图形。
互联网3D图形软件厂商目前通常把实时渲染引擎做成一个插件,在观看前需要先下载并安装在IE浏览器上。
显然,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接反映其解决方案的优劣。
新一代互联网3D图形的标准——X3D
X3D标准的发布,为互联网3D图形的发展提供了广阔的前景,无论是小型的具有3D功能的web客户端应用,还是高性能的广播级应用,X3D都应该是大家共同遵守的标准,从而结束当前互联网3D图形的这种混乱局面。
在统一的X3D基本框架下保证不同软件厂家开发软件具有互操作性。
三维建模与Wed3D图形的制作工具
手工编写VRML的场景模型文件.wrl文件是非常繁琐而复杂的工作,对于大型场景模型几乎是不可能的。
近几年,许多软件厂商都使用3DSmax建立场景模型,安装相应的输出插件,再直接建立场景模型文件。
现在最有名的Wed3D图形软件公司,如cult3D和viwepoint都可以在3DSmax中直接输出它们的专用文件格式的场景模型文件。
JAVA在互联网上的3D图形的成功
Java在互联网上几乎随处可见,而它在3D图形上正在显示出更大的威力。
使用Java的重要理由之一是它的平台无关性。
因此,只要支持JVM,就能运行JAVA小程序。
两种最有名的浏览器Netscape和IE3都支持JVM(Java1.0.2)。
因此用Java制作的3D图形几乎都可以在互联网的浏览器上显示。
互联网3D图形技术的应用
当前,互联网上的图形仍以2D图像为主流,但是,3D图形必将在互联网上占有重要地位。
互联网上的交互式3D图形技术Wed3D正在取得新的进展,正在脱离本地主机的3D图形,形成自己独立的框架。
最具魅力的Wed3D图形将在互联网上有广泛应用,如电子商务、联机娱乐休闲与游戏、科技与工程的可视化、教育、医学、地理信息、虚拟社区。
Wed3D技术发展前景
虽然,Wed3D技术将有好的发展前景,但仍然不可盲目乐观,它还面临着很多问题,如带宽、处理器速度等。
现在的Wed3D图形是有几十种可供选择的技术和解决方案,多种文件格式和渲染引擎的存在是Wed3D图形在互联网上应用的最大障碍,而这种局面还将长时间存在。
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,也可以用在本地客户系统中。
其应用范围极广:
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年发布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。
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。
究其原因主要有以下几点:
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网络带宽仍然是制约网上的3D图形主要瓶颈。
3VRML97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网站的访问者必须先花费10-15分钟的时间下载插件,然后再像安装软件那样安装这个插件,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)
国际上有一个VRML(VRMLConsortium)协会,这是一个非赢利组织,主要任务是制定互联网上的3D图形标准与规范。
VRML97发布后,互联网上的3D图形几乎都使用VRML。
VRML协会没有及时推出VRML97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、视频技术的发展显然有了新的需求,特别是电子商务。
互联网上的竞争十分激烈,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浏览器插件,类似的软件大约有三十几种之多。
它们显然都瞄准了电子商务,为网上的电子商品或电子商场提供3D展示。
这里我们举出一些软件的英文简称:
Cult3D,Viewpoint,GL4Java,Flatland,Fluid3D,Janet3D,Java3D,Pulse3D,Shout3D,Sumea,Superscape,Vecta3D,blaxunn3D,OpenWorlds。
所有的公司都希望自己的解决方案能成为"
事实上的国际标准"
。
图2Wed3D的商品展示(商品可用鼠标作3D旋转和细部观看)
现在的问题是:
要在互联网上观看它们的3D图形,先要下载1MB-7MB的插件,然后安装在网页浏览器上(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
这些插件就是实时渲染引擎,其作用是:
解释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,在网页访问者的客户端逐帧、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浏览器上,这是互联网3D图形软件厂商目前的通常做法。
文件的大小:
目前大多数1MB左右,如微软的VRML渲染引擎是1.2M、blaxxun公司的Contact是4.2M、而最小的基于JAVA技术的只有58k。
当然,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,仍然是不现实的。
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viewpoint(它们的文件尺寸分别是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CortonaVRML(1.33M)。
渲染速度:
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