基于网络的工程图学三维建模技术研究

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1、基于网络的工程图学三维建模技术研究刘斌刘斌，1974.1男江苏淮安人讲师硕士研究生机械设计、工程图学及计算机图形学吴雪徐昌贵（北京工商大学机械学院100037）摘要　介绍了基于网络的三维建模技术（虚拟现实建模语言），通过虚拟现实建模语言与其它三维造型技术相结合，设计并实现了工程图学网络模型库。关键词三维建模虚拟现实语言网络StudyonTheApplicationof3DWeb-basedModelingTechniqueinDrawingEducationLiuBinWuXueXuChanggui(Coll

2、egeofMechanicalEngineeringandAutomation,BeijingTechnologyandBusinessUniversity,Beijing100037,China)[Abstract]Three-dimensionweb-basedmodelingtechniqueisintroduced.VRML(VirtualRealityModelingLanguage)andother3Dmodelingtechniqueareappliedtodevelopvirtualreali

3、tymodeldatabaseofengineeringdrawingoninternet.[Keywords]3Dmodeling;VRML;Web1引言随着计算机技术的快速发展，多媒体辅助教学在图学教育中得到了广泛的应用。形象生动的计算机三维模型与三维动画，已经取代了传统挂图和模型，成为培养学生空间构形能力的重要辅助手段。但是，这些模型与动画通常是由软件设计者根据教学演示要求事先设定的，学习者只是被动地接受知识，不能实行实时交互以发挥其主观能动性。另外，这些图形与动画文件很大，网上传递速度较慢，难以适应网

4、络教学和网络学习的发展需求，因此，在图学教育中需要引入一种灵活、简单、易于网络传输、具有良好人机交互的三维建模技术，建立基于网络工程图学模型库，为学习者构建一个良好的参与式网络学习平台。VRML（虚拟现实）建模语言是基于网络的三维建模技术，利用类似于HTML标记文本语言来描述三维场景，经由网络传输，在客户机浏览器上动态地生成虚拟场景，为学习者提供一个动态、实时和交互的三维虚拟学习场景。通过主动参与三维虚拟学习环境，学生可以全方面、多角度观察模型，提高学习兴趣，极大调动学习能动性。2基于Web的三维建模技术2．

5、1VRML简介虚拟现实建模语言VRML（VirtualRealityModelingLanguage）是一种与操作平台无关的描述可交互三维世界和对象的三维建模语言，是以虚拟现实为特征的3Dweb技术的核心。它能够把三维、二维、文本和多媒体集成为统一的整体，与因特网的功能结合起来，产生一种全新的交互式应用。应用VRML技术，可以创建一个与浏览者的交互性强，更接近于现实世界的可进入、可参与的虚拟学习空间，提供了一种更真实自然的学习体验方式。VRML具有以下特点：（1）可交互性。VRML提供了丰富的接口用于接收输入

6、操作和浏览通信，VRML的事件传递及可编程使其具有人机交互性，即用户希望的时候可以控制各个对象，改变其运行方向和结果，真正参与到整个过程中。（2）平台独立性。VRML编写的文件可在任何平台上运行，它不需要先行编译便可直接在浏览器上展示出结果。（3）支持多媒体。VRML支持包括3D声音和各种格式的音频、视频和动画，利用这些特征，可使自己的虚拟世界更加逼真。（4）结构化。VRML的元素具有良好的界面和描述简单的语法。（5）可扩展性。VRML支持用户自定义的节点，并为Javascript、Java等语言提供了调用接

7、口。（6）低带宽要求。VRML传输的是描述三维世界的指令代码，而不是渲染后的场景，因而大大节省了网络带宽，同时充分发挥了客户机端强大的处理能力。（7）增强的静态场景。VRML2.0中一些新增的特征使场景更为真实。2.2VRML的构成VRML语言由原型、造型、脚本、路由等组成:其中节点的原型是对节点中的域、入事件和出事件的声明；物体的造型即场景图是由描述对象及其属性的节点组成，VRML使用场景图数据结构来建立3D实体，包括几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构；脚本是一套程序，作为一个事件级联的

8、一部分执行，一个Script节点包含一个Script程序，这个程序用Java或Javascript等语言来编写，脚本可以接受事件，处理事件中的信息，并产生基于处理结果的输出事件；路由是产生事件和接收的节点之间的连接通道。VRML的组成如图1所示。传感器节点Sensor路由节点Route脚本节点Script场景触发事件直接事件出事件形体节点Shape入事件图1VRML的构成3基于Web的三维建模实现3