·88· 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù) 經(jīng)驗(yàn)與交流Anchor 節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)VRML 虛擬場景跳轉(zhuǎn)王昊鵬1，2，3 賈新宇1（1空

·88· 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù) 經(jīng)驗(yàn)與交流

Anchor 節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)VRML 虛擬場景跳轉(zhuǎn)

王昊鵬1，2，3 賈新宇1

（1空軍航空大學(xué)計(jì)算機(jī)教研室 吉林 長春 130022） （2中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所 吉林 長春 130022）

3

（中國科學(xué)院研究生院）

摘 要 VRML 構(gòu)造復(fù)雜三維場景時(shí)，通常需要多個(gè)場景的組合。因此，如何實(shí)現(xiàn)三維空間場景跳轉(zhuǎn)十分關(guān)鍵。本文

結(jié)合實(shí)例討論并給出利用Anchor 組節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多場景跳轉(zhuǎn)的方法。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)，錨節(jié)點(diǎn)，場景跳轉(zhuǎn)

1 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言（Virtual Reality Modeling Language，簡稱VRML）是一種基于WWW 的具有一定規(guī)范的描述性格式語言。VRML可以快速生成、修飾三維實(shí)體對(duì)象，并提供強(qiáng)大的交互、動(dòng)畫和編程功能等。對(duì)于復(fù)雜三維場景的處理，VRML 提供一個(gè)錨點(diǎn)（空間鏈接），即Anchor 節(jié)點(diǎn)將復(fù)雜三維場景鏈接在一起，從而實(shí)現(xiàn)三維場景快速流暢跳轉(zhuǎn)。

eventIn 入事件。其中：

（1）eventOut出事件中包含Parameter_Changed域和Description_Changed域，用于傳出參數(shù)和相關(guān)描述的變化； （2）eventIn入事件是Anchor 節(jié)點(diǎn)的重要事件，它主要由AddChildren 和RemoveChildren 組成，它們均為MFNode 類型，即多值節(jié)點(diǎn)型。AddChildren用于在Anchor 節(jié)點(diǎn)的Children 域中子節(jié)點(diǎn)序列中加入指定節(jié)點(diǎn)；RemoveChildren用于在Anchor 節(jié)點(diǎn)的Children 域子節(jié)點(diǎn)序列中刪除指定的節(jié)點(diǎn)。

2 Anchor節(jié)點(diǎn)

VRML 空間鏈接綁定在三維虛擬空間中的特定造型上，當(dāng)游覽者對(duì)帶有錨點(diǎn)的造型發(fā)生點(diǎn)擊事件時(shí)，VRML瀏覽器將在Web 中提取目的空間場景。VRML 中的任何三維造型均可作為錨點(diǎn)造型。Anchor作為節(jié)點(diǎn)組，其中的任何一個(gè)子節(jié)點(diǎn)也可以作為引導(dǎo)到另一個(gè)空間的錨點(diǎn)。 2.1 Anchor節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)

Anchor 作為編組節(jié)點(diǎn)包括Children 公共域、Description公共域、bBoxSize域、bBoxCenter域和Parameter 域，具體功能如表1所示。

表1 Anchor編組節(jié)點(diǎn)

域名

指定包含在錨

Children 公共域

點(diǎn)組中的子節(jié)點(diǎn)列表

Description 公共域 bBoxSize 域 bBoxCenter 域 Parameter 域

URL

3 程序舉例

3.1 設(shè)計(jì)思路

首先，

創(chuàng)建2個(gè)VRML 虛擬空間場景Space1和Space2。虛擬空間場景Space1作為第一場場景由游覽者瀏覽。然后，在虛擬空間場景Space1中創(chuàng)建一個(gè)三維空間造型，這里我們創(chuàng)建一個(gè)“門”，將此“門”作為錨點(diǎn)造型。當(dāng)瀏覽者點(diǎn)擊“門”的錨點(diǎn)造型時(shí)將進(jìn)入虛擬空間場景Space2，從而實(shí)現(xiàn)場景間的跳轉(zhuǎn)（設(shè)計(jì)思路如圖1所示）。

功能描述

Shape 節(jié)點(diǎn)

指定目的Web 頁面按優(yōu)先級(jí)排序的URL 列表 錨點(diǎn)造型

描述目的Web 頁面字符串 指定一個(gè)約束長方體的尺寸 指定約束長方體的中心 指定錨點(diǎn)造型其他信息

圖1 2個(gè)虛擬空間場景的跳轉(zhuǎn)

2.2 Anchor節(jié)點(diǎn)事件

Anchor 節(jié)點(diǎn)主要有2個(gè)節(jié)點(diǎn)事件：eventOut出事件和

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3.2 虛擬空間場景的創(chuàng)建

（1）虛擬空間場景Space1

虛擬空間場景Space1中的“門”造型分“門”和“門把手”兩部分。利用Box 幾何節(jié)點(diǎn)構(gòu)造“門”造型，其三維尺

#VRML V2.0 utf8

Transform {

children [

# 創(chuàng)建“門”造型

Transform {

children [

Anchor {

url "Space2.wrl"

description "Click here go to next space!"

children [

# 創(chuàng)建“門”

Shape {

appearance Appearance {

material Material {

diffuseColor 1 1 1

}

}

geometry Box {

size 3.0 6.0 0.2

}

}

# 創(chuàng)建“門”把手

Transform {

translation 1 0 1

children [

Shape {

appearance Appearance {

material Material {

diffuseColor 0.3 0.3 0.3

}

}

geometry Sphere {

radius 0.2

}

}

]

}

]

}

]

}

]

} 寸為[3.0 6.0 0.2]。利用Sphere 幾何節(jié)點(diǎn)構(gòu)造“門”把手，其半徑為0.2；利用URL 域創(chuàng)建鏈接，鏈接地址為“Space2.wrl”，從而使“門”三維空間造型成為錨點(diǎn)造型。Description公共域顯示關(guān)于錨點(diǎn)造型的提示信息。具體代碼如下：

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（2）虛擬空間場景Space2

虛擬空間場景Space2中是一個(gè)植物的植株體。通過虛擬空間場景Space1中的錨點(diǎn)進(jìn)入虛擬空間場景Space2。 3.3 驗(yàn)證運(yùn)行

利用VrmlPad 或文本文檔創(chuàng)建2個(gè)虛擬空間場景Space1和Space2，并保存在同一目錄下。運(yùn)行Space1.wrl，點(diǎn)擊“門”造型后，即可跳轉(zhuǎn)到Space2.wrl 虛擬空間場景中，程序運(yùn)行效果如圖2所示（系統(tǒng)中需安裝VRML 插件）。

虛擬場景內(nèi)部不同觀察點(diǎn)的跳轉(zhuǎn)是Anchor 節(jié)點(diǎn)的另一重要應(yīng)用。對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的虛擬空間，通常包含多個(gè)三維造型或子空間，當(dāng)用戶瀏覽時(shí)會(huì)出現(xiàn)“迷失方向”的可能。利用Anchor 節(jié)點(diǎn)對(duì)某一造型做錨點(diǎn)處理，使其作為空間導(dǎo)航，即可解決瀏覽者“迷失方向”問題。

4 小結(jié)

本文討論了在VRML 中利用Anchor 節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多場景跳轉(zhuǎn)的方法。Anchor 節(jié)點(diǎn)在VRML 構(gòu)造復(fù)雜的虛擬空間中的作用十分重要，大場景或多場景的三維虛擬仿真研究中均會(huì)涉及到。如果將每個(gè)場景作為主場景的資源將嚴(yán)重影響程序的運(yùn)行效率。利用Anchor 節(jié)點(diǎn)則有效實(shí)現(xiàn)場景間的跳轉(zhuǎn)，提高了瀏覽器對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)建模的解釋效率，也提高了其在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。

參考文獻(xiàn)

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圖2-1 虛擬空間場景

Space1

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[6] 王昊鵬．VRML基于高程格網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的復(fù)雜造型研究[J]．微計(jì)算機(jī)信息．2006年7月年第22卷第7-1期．P211-212

收稿日期：3月22日 修改日期：4月4日

圖2-2 虛擬空間場景Space2

圖2 程序運(yùn)行效果