多媒体技术与应用第5章三维图形动画原理.pptVIP

*第5章三维图形动画原理学习提示：基于XML规范的多媒体应用有XHTML、SVG/XAML、X3D等，可形成媒体的整体解决方案。本章将系统叙述XML三维图形动画应用——X3D的基本原理，为后面介绍三维图形动画的具体应用奠定理论基础。本章主要以代码的方式叙述X3D，建议结合第12章进行上机实验。本章学习目标如下：l 理解X3D是XML三维图形动画媒体应用。l 掌握X3D常用元素的功能和用法。l 掌握三维图形的布局机制。l 掌握X3D形体原理，特别是NURBS标准。l 掌握X3D形体的外貌原理，材料、贴图。l 掌握X3D光照原理。l 掌握X3D视点原理。l 理解X3D动画原理。l 理解X3D外部媒体引用。l 掌握X3D超链接。l 了解X3DDOM，X3D结合JScript、C#、Java等编程。*5.1XML三维图形动画应用X3D简介XML在三维图形动画的具体应用——X3D语言，则是描述三维图形动画的Web标准，当前最高版本3.0(可登录/x3d/specifications/x3d/查询)。X3D是eXtensible3Dimension的缩写，中文意译为可扩展3D，是一个描述Web三维图形动画的语言。X3D和XAML在语法、功能等众多方面都具有相似性，只不过XAML偏重于二维图形理念，而X3D偏重于三维图形理念。将X3D与XAML对比理解，是掌握X3D的捷径。X3D文档属于互动式三维图形动画视觉媒体，基本原理可参见第1章中与互动式三维图形动画紧密相关的内容，特别是三维布局、时间特性、交互性等。该部分则将以代码的方式叙述X3D，X3D功能强大、元素及其特性丰富，应该注重掌握X3D的基本原理，并结合Maya软件(将在第12章详述)进行实验操作。*5.2X3D文档结构、元素、CSS、DOM1.??X3D文档基本结构2.??X3D文档架构及其元素概述1)布局(Layout)变换类元素2)几何体(Geometry)类元素3)几何体(Geometry)类元素的子元素4)几何体(Geometry)类元素的外观(Appearance)类元素5)子(Child)类元素6)光照(Light)类元素7)视点(Viewpoint)类元素8)动画(Animation)类元素9)外部媒体引用(ExternalReference)类元素10)超链接(Hyperlink)类元素11)其他元素*5.2X3D文档结构、元素、CSS、DOM3.??X3D文档样式与CSS4.??X3D文档逻辑结构与DOM*5.3X3D文档编辑和浏览1.??X3D文档浏览2.??X3D文档编辑*5.4X3D布局X3D描述真实三维形体世界，是面向三维图形的定位机制，即三维的绝对定位为默认定位机制。一个X3D文档中，通过X3D元素生成三维对象，然后三维对象通过三维坐标系统布局，形成三维场景。X3D三维坐标系统布局主要是坐标变换，常用的坐标变换有平移(translate)、缩放(scale)、旋转(rotate)三种，通过元素Transform的特性指定。代码5-2是一个变换的示例。参见教材P114Transform.x3d的运行结果如图5?3所示。*5.5X3DNURBS——三维形体定义标准NURBS的全称是Non-UniformRationalB-Spline(非均一有理B样条曲线)，是三维形体建模的工业标准。X3D2.0生成点、线、面的相关元素有PointSet、IndexedLineSet、IndexedFaceSet等。代码5-3是生成点集的一个示例。参见教材P116代码5-4是在点集的基础上按照点的顺序生成索引线集的一个示例。参见教材P116IndexedLineSet.x3d的运行结果如图5-4所示。*5.5X3DNURBS——三维形体定义标准代码5-5是在点集的基础上按照点的顺序生成索引面集的一个示例。参见教材P117IndexedFaceSet.x3d的运行结果如图5?5所示。*5.6X3D基本形体基本形体是指数学规律上较简单的几何体，如球体、立方体、圆锥体等。X3D包含下列描述基本几何体的元素：Sphere、Box、Cone等。在此以Box为例进行叙述，Sphere、Cone可参见X3D标准中的说明自主上机实验。代码5-6是以Box元素生成方体的一个示例。参见教材P118*5.7X3D形体的外貌X3D图形编辑的基本原理是先生成几何体，然后为几何体赋予材料或进行贴图来获得几何体的颜色、透明度、图案等外观属性。*5.7.1材料X3D的材料是指