基于VRML的虛擬現(xiàn)實(shí)交互機(jī)理的研究及應(yīng)用.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)技術(shù)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)界廣泛關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)，隨著硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及3D技術(shù)的日益成熟，人們己不滿足Web上二維空間的交互特性。虛擬現(xiàn)實(shí)模型語(yǔ)言VRML的誕生為實(shí)現(xiàn)基于Web的虛擬現(xiàn)實(shí)提供了得天獨(dú)厚的條件。VRML語(yǔ)言是一種用來(lái)描述交互式3D對(duì)象和環(huán)境的文件格式，它的應(yīng)用平臺(tái)是因特網(wǎng)(Internet)、局域網(wǎng)(Intranet)和本地客戶系統(tǒng)。通過(guò)使用VRML，用戶可以構(gòu)造出自己所需的桌

2、面虛擬場(chǎng)景，將虛擬現(xiàn)實(shí)引入互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)布三維網(wǎng)頁(yè)，使用三維信息傳輸方式，可以增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)末端用戶的交互性、沉浸感，從而實(shí)現(xiàn)基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬現(xiàn)實(shí)。VRML的目的主要是為了在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)現(xiàn)三維動(dòng)畫(huà)效果以及基于三維對(duì)象的用戶交互。但是由于VRML語(yǔ)言自身交互的局限性，它只能實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的交互行為，對(duì)于復(fù)雜的虛擬交互設(shè)計(jì)只能是借助于外部編程語(yǔ)言來(lái)擴(kuò)展VRML在這方面的不足。 針對(duì)VRML語(yǔ)言自身交互的局限性，本文在研究VRML現(xiàn)有語(yǔ)法規(guī)范的基礎(chǔ)

3、上，通過(guò)外部編程接口EAI及內(nèi)嵌腳本節(jié)點(diǎn)編程來(lái)充分實(shí)現(xiàn)VRML的實(shí)時(shí)交互性。并以此實(shí)現(xiàn)了二級(jí)圓柱齒輪減速器虛擬拆裝系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)例，取得了良好的效果。該虛擬拆裝實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以Parallelgraphics公司的VrmlPad為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用AutoCAD進(jìn)行減速器裝配體零件的三維建模，通過(guò)外部編程語(yǔ)言控制，分別實(shí)現(xiàn)了減速器的自動(dòng)拆裝、手動(dòng)拆裝、查看零件、零件編輯、原理演示等功能。在本系統(tǒng)構(gòu)建的減速器虛擬拆裝環(huán)境下，用戶可以與裝配體對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)

4、交互操作；可以決定拆裝實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)拆裝演示或手動(dòng)拆裝練習(xí)并提供拆裝過(guò)程中零件裝配順序規(guī)劃和實(shí)時(shí)碰撞檢測(cè)功能；可以從零件庫(kù)中選擇要查看的單個(gè)零件模型并從各個(gè)角度進(jìn)行詳細(xì)觀察；可以對(duì)不同零件進(jìn)行位移、顏色的實(shí)時(shí)改變；可以觀察減速器簡(jiǎn)單的工作原理等功能。系統(tǒng)通過(guò)EAI把虛擬場(chǎng)景和功能控制模塊嵌人同一個(gè)HTML頁(yè)面，使人機(jī)交互界面更友好，實(shí)時(shí)交互性更強(qiáng)。由于引入用戶參與的人機(jī)界面模型并沒(méi)有限定在某一種實(shí)現(xiàn)上，因而對(duì)其它的基于Web的虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)界