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1、基于VRML技术的虚拟小区研究与实现摘要：随着计算机技术的不断发展，相对于传统的互联网二维内容，当人们浏览虚拟现实技术创建的三维虚拟场景时，会产生身临其境般的感受。本文介绍了VRML语言和虚拟小区系统的开发和设计过程，重点讨论了虚拟小区的构建技术，介绍了一些常用的楼宇建模、树木建模的方法。关键词：VRML；虚拟现实；虚拟小区引言：虚拟小区以提供访问三维虚拟环境为主，对提高小区管理的现代化和小区综合发展具有重要的意义。本文利用VRML构建虚拟小区，通过VRML技术对小区场景进行建模，构造生动逼真的三维小区，使更多的人能通过互联网了解小区的结构。 1.虚拟场景建设的相关技术 在虚拟现实技术中，首先
2、要解决的问题是虚拟场景的建模方法，即虚拟世界的构造问题。 而虚拟三维空间建模的好坏是产生沉浸感和真实感的先决条件，场景太简单会使用户觉得虚假，而复杂逼真的场景又势必会增加交互的难度，影响实时性。目前围绕虚拟场景建模问题的解决方式主要有三类：1）基于几何模型的建模技术；2）基于图像绘制的建模技术；3）几何模型和图像混合建模技术。 2.VRML概述 VRML即虚拟现实建模语言。它是在WWW上创建3D 图形的工具，是一种用于描述3D交互环境的简单的文本语言，是一种可以发布3D网页的跨平台语言，是一种能够提供更自然的体验方式包括交互性、动态效果、延续性以及用户参与探索的语言。 3.三维虚拟小区的设计
3、虚拟小区旨在通过网络展示小区风貌，访问者走进虚拟小区中观赏小区的自然风貌，领略小区的生活氛围。但基于VRML的三维场景规模较大，因此设计前要充分考虑虚拟小区的最终运行环境因素。还要考虑到不同的浏览器的支持与兼容问题。较为复杂的场景在最简化的三维模型特征描述完成后，多采用无缝贴图方式来实现细节。 使用VRML可以构建基于网络的三维虚拟小区。为了比较真实的反映小区风貌，通过两个方面来表现这个虚拟境界，首先要绘制小区平面图，根据小区实际的建筑布局和自然风貌对小区内各个对象进行建模，这些对象包括地表道路、建筑楼宇、树木绿化、车辆等实物，还包括背景、光源、视点等因素，通过这些对象构建出虚拟小区的基础框架
4、。 3.1 典型建筑物的设计 用VRML建立虚拟现实世界有两种方法：一种是通过编写源代码生成文本文件，再转化生成扩展名为.wrl的网页文件，用记事本、Word等文本编辑器即可完成，专业的编写工具，比如VrmlPad和CosmoWorlds这样的编写工具当中就具备了错误检查和简单模型的交互建立等一些功能，实现起来非常方便。并且通过VrmlPad这样的软件可以对文件进行压缩保存，这样就使得文件更小，更加便于网络传输。另一种方法是通过辅助建模软件，比如3DMAX，再软件中先建立三维模型，然后导出成为相应的VRML97就可以，也就是WRL扩展名的VRML文件。 我们选择用3DMAX来建模，然后导出成为
5、扩展名为WRL的文件再通过VRML语言进行交互。小区中的典型建筑物，例如住在楼等都是小区必须的建筑物，这些建筑物都是虚拟小区的重要组成部分，对于这些建筑物的实现需要进行细化场景，我们以住宅楼的建模为例。 下面的关键代码描述了模型插入和旋转的运行： DEF fangzi Transform translation 16.61 -8.759 -22.77 rotation 1 0 0 0 scale 4.131 4.131 4.131 children 除了住宅楼的建立用上述方法外，本研究中小区中的车子等等物体的建模方法也是如此。 3.2 场景组合和视点 当各部分场景构建完成后，即可使用组节点Gr
6、oup将这些场景组合成为一个完整的三维虚拟小区。在场景组合时经常需要调整各部分场景之间的物理位置和比例。 VRML 提供的Viewpoint（视点）节点定义了处于局部坐标系中的一个指定位置，用户可以从该点来观察场景。通过不断改变视点的位置和方向可以达到不断改变对象位置和方向相似的动画效果。该子系统共提供了2 个视点walk和top。 3.3 碰撞检测 在虚拟小区采用的漫游方式是行走，为了增强虚拟场景漫游的真实感和逼真度，漫游时要进行碰撞检测，主要检测：与小区内墙面、车子等的碰撞检测，当碰到墙面时不能前进，否则会发生穿越，与现实情况不符。Collision 组节点允许对某些物体关闭碰撞检测，或者
7、用一个简单形状的替代物加快检测速度。在缺省的情况下，认为场景中的所有物体都有可能被碰撞。如果在一个场景中没有指定Collision 节点，在进行浏览时浏览器将检测用户是否要与某个物体发生碰撞。 4结束语 基于VRML技术的虚拟小区是采用三维全景、虚拟现实造型语言、3DS MAX技术通过添加场景热点、交互地图以及虚拟漫游路线等方式创建小区交互式虚拟漫游效果。访问者通过电脑和网络就能身临其境感受优美的小区风光和良好的居住环境，可随意选择小区中的景点和参观路线，并通过鼠标键盘来漫步并且改变视点。系统发布形式多样，所有场景都是真实空间中存在的场景，真实感非常强，同时也可以表现虚拟建模生成的场景，运用特殊的程序处理，使生成效果交互性强。 参考文献： 【1】黄心渊，虚拟现实技术与应用， 北京：科学出版社，1999. 【2】汪成为，高文，王行仁. 灵境（虚拟现实）技术的理论、实现及应用。清华大学出版社，1996. 【3】曾建超 俞志和 虚拟现实的技术及其应用 清华大学出版社。