vrml技术在公路设计中的研究与展望

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1、VRML技术在公路设计中的研究与展望陈国陈园张伯根(江西省交通设计院南昌330002)摘要：本文概括性地介绍了VRML，提出了构建公路VRML模型的原理、方法和优势，通过实例展示了采用VRML漫游公路、互通模型的效果，最后提出VRML技术的在公路设计中的深远意义，并且对VRML的应用前景作出了展望。关键词：信息工程；计算机；VRML；三维模型；网络440前言VRML，全英文名为VirtualRealityModelingLanguage,虚拟实境模拟语言，一种在Inetnet上非常流行的语言,网页产生虚拟现实(VirtualR

2、eality)的立体动画效果。VRML可以通过网络在电脑上逼真的还原现实生活中存在的或将要存在的环境及物体，支持光线、材质、语音和声效，具有很强的真实感和交互性。VRML在网络传输和三维模型上有很大的优势，可以使人们把Web当成一个连续的三维空间来创建并浏览，但是在公路设计领域中VRML的应用还非常少，使用VRML可以让观察者在公路、桥梁全景中任意选择视点动态游览，对于我们的更新设计理念和改进设计手段上将会发挥出巨大的作用。1问题的提出在公路设计应用中，最大的难度就是完成VRML建模。首先，我们比较以前建立公路三维模型的方法，

3、主要有三种：1.1人工建模通过Autodesk公司的3DSMax软件完成，通过这种方法完成的三维模型都是手工在各个视图中绘制出来的，费时费力，而且不够真实准确，公路模型往往不同于建筑模型，一般里程较长、跨地域性大，对沿线的地面模型、边坡等构造物需要采用大量数据来描述，这些物体非常不规则，很难用手工精确制出。1.2通过专业软件完成目前国内推出的各种公路路线、桥梁设计软件一般都带有三维建模功能，这些软件能将设计出的成果直接转换为三维模型，能直观地反映出设计成果，是以往人工建模很难做到的。由于这些公路设计软件一般是基于Autocad

4、完成绘图，因此，其三维模型往往也在Autocad中绘制出，然后再到3DSMax中调出、修改，直到完成三维作品。这种方式相对于手工绘制应当是十分先进的，但还存在下面两个问题：a)需要通过Autocad辅助完成。b)在3DSMax中要做较大修改工作，对使用者要求较大。1.3利用OpenGL技术OpenGL是开放式的三维图形标准，能通过编程在计算机屏幕上直接绘制三维图形。采用这种技术开发难度较大，开发者必须对OpenGL有比较深入的了解，因为所涉及到的建模不只是几何模型，还有对物体的环境、光源、材质、动画等方面进行描述，涉及面非常广

5、泛，在这方面德国的CARD/1软件做得还是比较成功的。但是，通过这种方式建立的场景无法获取其三维模型，也就不能在3DSmax中再次运用了。现在，我们提出一种全新的三维建模方式：VRML建模。采用VRML建立公路模型，在技术难度上较之OpenGL要为方便，和基于Autocad的建模相比，在建模方式、模型效果等方面有很大的优越性。VRML语言已经发展到2.0版本，其建模方式已经十分完善，VRML能够把三维、文本、多媒体集成为统一的整体，这些媒体类型能够和因特网的功能紧密结合，将产生一种全新的交互应用。2VRML的建模方法VRML的

6、建模方式有很多种，通过3DSMax可以完成其模型，但形式过于手工化，不值得推荐。另外就是通过外部工具软件完成VRML的建立和修改，VrmlPad是一个强有力而且灵活的VRML创作工具，它能够让作者设计和开发专业的VRML工具，并可以建立一个VRML世界并把它发布到网上，提供的插件功能也能够方便的完成VRML模型创建。右图是利用VRMLpad观看的公路模型。由于公路模型的复杂特殊性，我们专门编写了软件完成VRML模型的建立。首先，我们必须研究VRML语言的特性，下面以一个公路三维模型的VRML44描述为例：2.1对环境变量的定义

7、：VRML对环境变量的定义不是背景图形的简单套用，VRML语言能从六个方向定义背景：顶部、底部、前方、后侧、左侧、右侧，6张图片采用实地景物拍摄资料，这样就能真正实现实景的虚拟漫游。VRML使用DEF来定义其物体变量，对于环境背景物体，Background是物体属性，Background01是物体名称，其定义格式如下：DEFBackground01Background{frontUrl"../maps/bjtx8.jpg"backUrl"../maps/bjtx1.jpg"leftUrl"../maps/bjtx2.jpg"r

8、ightUrl"../maps/bjtx3.jpg"bottomUrl"../maps/bjtx5.jpg"topUrl"../maps/bjtx6.jpg"}2.2光线的定义光线的定义类似于3DSMax中的灯光参数设定，包括了光源类型、光照强度、色彩、光源位置、作用范围。在