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第3章VRML(虚拟现实建模语音)基本造型及其属性

一、1.VRML概述

VRML（VirtualRealityModelingLanguage）是一种用于创建和描述三维虚拟场景的文件格式和编程语言。它起源于1992年，由Web3D联盟开发，旨在实现虚拟现实和增强现实场景的标准化表示。VRML通过定义几何形状、材质、纹理和动画等元素，允许用户在虚拟世界中构建复杂的场景。VRML文件可以被浏览器或其他VRML查看器加载和渲染，为用户提供沉浸式的体验。

VRML的设计初衷是为了在互联网上共享和交互三维虚拟世界。它支持多种类型的媒体，包括图像、音频和视频，使得虚拟现实场景更加丰富和生动。VRML文件以XML格式存储，具有良好的可扩展性和兼容性。随着技术的发展，VRML已经逐渐演变为X3D，后者在VRML的基础上进行了扩展和改进，支持更多的功能和更高级的图形效果。

VRML在多个领域得到了广泛应用，包括虚拟旅游、在线教育和虚拟现实游戏。在虚拟旅游中，VRML可以创建逼真的城市景观和旅游景点，让用户足不出户就能体验世界各地的风貌。在线教育领域，VRML可以用来创建交互式的教学场景，帮助学生更好地理解和记忆抽象概念。而在虚拟现实游戏中，VRML可以用来构建游戏世界中的环境和角色，为玩家提供更加沉浸式的游戏体验。随着技术的不断进步，VRML的应用前景将更加广阔，为人们的生活带来更多便利和乐趣。

二、2.VRML基本造型元素

(1)VRML的基本造型元素主要包括点（Point）、线（Line）、面（Face）和体（Body）等几何形状。点是最基本的造型元素，用于定义空间中的一个位置，通常用坐标来表示。线由两个点定义，可以用来创建直线、曲线和折线等。面由至少三个点定义，可以是一个三角形或四边形，用于创建平面形状。体是由多个面组成的封闭几何形状，如立方体、球体和圆柱体等。

以立方体为例，VRML中定义一个立方体需要使用Box节点。Box节点包含尺寸参数，如长、宽和高，这些参数决定了立方体的实际大小。例如，一个边长为2米的立方体，在VRML中的定义可能如下所示：

```

Box{

size[222]

}

```

(2)除了基本的几何形状，VRML还提供了多种高级造型元素，如圆柱体（Cylinder）、圆锥体（Cone）、球体（Sphere）和环体（Torus）等。这些造型元素提供了更丰富的几何形状，可以用于创建更加复杂的三维模型。

例如，在创建一个虚拟现实场景时，可能需要使用Cylinder节点来表示一根柱子。Cylinder节点允许用户定义底面半径、顶面半径和高度。以下是一个创建直径为1米、高度为2米的圆柱体的VRML代码示例：

```

Cylinder{

bottomRadius1

topRadius1

height2

}

```

(3)VRML还支持通过造型元素组合和变换来创建复杂的造型。例如，可以使用Transform节点来移动、旋转或缩放造型元素。Transform节点可以包含多个子节点，如Translation、Rotation和Scale，分别用于沿X、Y、Z轴进行平移、旋转和缩放。

以下是一个使用Transform节点来创建一个旋转的圆柱体的VRML代码示例：

```

Transform{

children[

Translation{

translation[000]

}

Rotation{

axis[010]

angle90

}

Cylinder{

bottomRadius1

topRadius1

height2

}

]

}

```

在这个例子中，圆柱体首先被平移到原点，然后绕Y轴旋转90度，从而创建了一个沿X轴放置的圆柱体。通过组合这些基本造型元素和变换，可以构建出各种复杂的三维场景和模型。

三、3.VRML造型属性

(1)VRML造型属性主要包括颜色、纹理、透明度和反射率等。颜色属性定义了造型元素的颜色，可以通过RGB值或颜色名称来指定。例如，设置一个红色立方体的颜色属性如下：

```

Color{

color[100]

}

```

(2)纹理属性用于在造型元素上添加图像或图案。VRML支持多种纹理映射方式，如平铺、镜像和偏移等。通过使用ImageTexture节点，可以将图像文件作为纹理应用到造型元素上。以下是一个将纹理应用到立方体上的示例：

```

ImageTexture{

urltexture.jpg

}

Box{

textureImageImageTexture

}

```

(3)透明度和反射率属性控制了造型元素的光照效果。透明度决定了造型元素对光的透过程度，而反射率则决定了造型元素对光的反射程度。通过调整这些属性，可以实现不同的光照效果和材质质感。例如，设置一个半透明、具