VRML三维立体空间的着色

VRML三维立体空间着色一、VRML三维立体空间的着色，无论是立体空间背景，光线的颜色，还是立体空间中的各种物体，它们的颜色都是由3种基本颜色红、绿、蓝（RGB）组合而成。

红、绿、蓝（RGB）3种基本颜色对应3个浮点数，它们的域值分别在0.0 ~ 1.0之间。

红、绿、蓝3种颜色组成各种各样姹紫嫣红的“颜色”，如表。

二、Shape 空间物体造型模型节点Shape节点定义了一个VRML立体空间造型所具有的几何尺寸、材料、纹理和外观特征等，这下特征定义了VRML虚拟空间中创建的空间中造型。

Shape节点是VRML的核心节点，VRML的所有立体空间造型均使用Shape节点创建，所以Shape节点在VRML中显得尤为重要。

此外，在VRML中，要特别注意大小写，即区分域名、节点的大小写。

Shape模型节点系统层次图Shape 节点的语法定义：Shape {appearance NULL #exposedField SFNodegeometry NULL #exposedField SFNode}域值类型注释ExposedfField为暴露域；SFNode域含有一个单节点。

域名与域值详解1 appearance域的域值定义了一个节点Appearance，Appearance节点定义了物体造型的外观，包括纹理映像、纹理坐标变换及外观的材料节点。

Appearance域的默认值为NULL，表示其外观为白色光。

2 geometry域的域值定义了一个几何造型节点，包括Box节点、Cone节点、cylinder节点和sphere节点等原始几何结构。

Geometry域的默认值为NULL，表示没有任何几何造型节点。

Appearance节点用来定义物体造型的外观属性，通常作为Shape节点的appearance域的域值Appearance节点语法定义：Appearance{material NULL #外观的材料节点texture NULL #纹理映像textureTransform NULL #纹理坐标变换}三、material节点空间造型外观节点设计Material节点描述立体空间造型外观，造型的外观设计包括造型的颜色、发光效果、明暗、光的反射以及透明度等。

三维模型配色方法
三维模型的配色方法主要包括以下步骤：
1.选择颜色：考虑模型的主题和风格，以及想要表达的情感、氛围和质感。

同时，要注意
颜色之间的搭配和对比度。

2.设定材质与纹理：在涂色之前，需要设定模型的材质和纹理。

通过调整材质属性，如漫
反射、高光和折射等，可以模拟各种材料的外观，如塑料、金属和木材等。

这有助于增强模型的真实感。

3.分层涂色：为了更好地控制颜色和细节，建议采用分层涂色的方法。

先涂底色，再叠加
不同的颜色层，以逐渐构建复杂的颜色效果。

这种方法可以帮助您更好地组织和调整颜色。

4.使用笔刷工具：利用软件提供的笔刷工具进行涂色。

通过调整笔刷的大小、形状、透明
度和流量等参数，可以实现渐变、混合和覆盖等效果。

这将使您的涂色过程更加灵活和多样。

5.细节处理：在涂色过程中，要关注模型的细节部分。

使用较小的笔刷或遮罩来突出细节，
如边缘、纹理和标志等。

这将有助于提升模型的整体质感和观感。

6.照明与阴影：利用软件的照明功能，为模型添加阴影和光照效果。

通过调整光源的位置、
颜色和强度等参数，可以模拟不同的光照条件，从而增加模型的立体感和真实感。

7.统一色调：如果模型由多个部分组成，要确保整个模型的色调统一。

可以通过调整各个
部分的颜色饱和度、亮度和对比度等参数来实现色调的统一。

8.参考实际物体：如果有实际物体的参考照片或样本，可以根据实际物体的颜色进行配色。

这将使您的模型更加接近真实世界的效果。

vrml虚拟现实-实验指导书《VRML虚拟现实技术》实验指导书实验⼀造型定位和旋转、缩放⼀、实验内容：1.熟悉VrmlPad编辑器的安装和使⽤2.熟悉Cortonaplayer浏览器的安装和使⽤3.掌握虚拟造型的基本操作。

⼆、实验环境：1.硬件环境计算机⼀台2.软件环境WindowsXP操作系统、VrmlPad编辑器和Cortonaplayer浏览器三、实验步骤：完成第四章例4-1代码：Shape {appearance Appearance {material Material {diffuseColor 0.9 0.1 0.05}}geometry Sphere {radius 0.85}}Shape {appearance Appearance {material Material {diffuseColor 0.8 0.9 0.1}}Geometry Cylinder {radius 0.3height 2.0bottom FALSE}截图：实验⼆三维⽴体造型的设计与实现（需交实验报告）⼀、实验内容1.熟悉各种⽴体造型的设计2.学会利⽤各种不同的⽴体造型组合实现复杂的造型⼆、实验环境1.硬件环境计算机⼀台2.软件环境WindowsXP操作系统、VrmlPad编辑器和Cortonaplayer浏览器三、实验步骤：1.制作⼀个烟囱的⽴体造型，⾸先以原点为中⼼⽣成⼀个半径为1、⾼度为2的圆柱体，然后以（0，0，1.5）为坐标变换节点的新原点⽣成⼀个底⾯半径为2，⾼度为1的圆锥体。

2.建⽴⼀个带刻度的钟表造型：⾸先⽣成钟表⾯box造型，然后在钟表⾯上利⽤球体sphere造型⽣成各个刻度，利⽤圆柱体cylinder造型⽣成时针、分针等造型。

其中利⽤Transform坐标变换节点对各个造型进⾏平移、缩放以及旋转操作。

3.设计⼀个⽂本造型。

4、完成书中第四章的例4-2 、4-3和4-4。

1)4-2代码：Transform {translation -2 0 0rotation 0 0 1 0.5children [DEF leg Shape {appearance Appearance {material Material {diffuseColor 0.3 0.3 0.3ambientIntensity 0.3specularColor 0.7 0.7 0.7shininess 0.1}geometry Box {size 2 0.2 4}}]}Transform{translation 2 0 0 rotation 0 0 1 -0.5 children [USE leg]}Transform {translation 0 0.52 0 scale 1.5 1 1children [Shape {appearance Appearance { material Material { diffuseColor 0.5 0.3 0.2 transparency 0.15}}geometry Cylinder { radius 3height 0.1}}]}截图:2)4-3代码：Shape {appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1.0 0 0}}geometry Text {string [ "Happy" "new" "Year!"]fontStyle FontStyle { style "BOLDITALIC"size 0.8justify "MIDDLE"}}Transform {translation -3 -0.5 0 scale 1.2 1.2 1.2 children [Inline {url "1-1.wrl"}]}Transform {translation 3 -0.5 0scale 1.2 1.2 1.2 children [Inline {url "1-1.wrl"}]}截图：3）4-4代码：Shape {appearance Appearance { material Material { diffuseColor 1 0 0}geometry IndexedFaceSet { coord Coordinate {point [0.00 -0.05 -1, 0.35 -0.10 -1, 0.53 -0.26 -1, 0.63 -0.50 -1,0.79 -0.71 -1, 1.00 -0.87 -1,1.24 -0.97 -1, 1.50 -1.00 -1,1.76 -0.97 -1,2.00 -0.90 -1,0.00 -0.05 -1, 0.35 -0.10 1, 0.53 -0.26 -1, 0.63 -0.50 1,0.79 -0.71 -1, 1.00 -0.87 1,1.24 -0.97 -1, 1.50 -1.00 1,1.76 -0.97 -1,2.00 -0.90 1,]}coordIndex [0 10 11 1 -1,1 11 12 2 -1,2 12 13 3 -1,3 13 14 4 -1,4 14 15 5 -1,5 15 16 6 -1,6 16 17 7 -1,7 17 18 8 -1,8 18 19 9 -1]solid FALSEcreaseAngle 0.875}}Shape {appearance Appearance {material Material {diffuseColor 0.3 0.3 0.3ambientIntensity 0.3specularColor 0.7 0.7 0.8shininess 0.1}}geometry Extrusion {crossSection [ ]spine [1.8 -1.0 0.75,1.8 -1.5 0.75,0.6 -1.5 0.75,0.6 -1.5 -0.75,0.6 -1.5 -0.75,1.8 -1.5 -0.75,1.8 -1.0 -0.75scale [0.03 0.05]}}截图:实验三造型的空间变换以及编程技术应⽤⼀、实验内容1. 熟悉Transform空间变换节点的运⽤2. 熟悉Group编组造型节点的运⽤3. 熟悉DEF、USE、Inline、Anchor、PROTO等节点的运⽤⼆、实验环境1. 硬件环境计算机⼀台2. 软件环境VrmlPad编辑器和CortonaPlayer浏览器三、实验步骤1. 利⽤Transform空间变换节点和Group编组节点来设计⽣成4个⽶字造型，多个造型之间从前到后依次排列。

∙VRML课件制作- [虚拟VR]∙虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、工程技术、建筑设计、医学实习、军事训练、艺术等许多领域。

在发达国家，虚拟现实技术已应用于远程教育及课堂教学。

虚拟现实领域中的VRML技术的出现，无疑将对网络教学产生深远的影响。

1.VRML概念VRML是虚拟现实造型语言（Virtual Reality Modeling Language）的简称。

这种技术的目的主要是为了在网页中实现三维动画效果以及基于三维对象的用户交互。

和其他三维图形软件相比较，VRML三维图形的特点是在运行时才进行着色，而普通的三维图形软件是在制作时进行着色的。

虽然使用诸如3ds max之类的软件可以制作出效果极为丰富的三维效果，但是将这种三维效果导出为文件之后通常是体积庞大。

显然用这种方式在网页中实现三维动画是很不现实的。

而VRML有效地解决了这个问题，其原理是在用户端提供一些基本的三维图形库，并且在网页运行时实时进行上色。

这使得在网络上传输的数据量大大减少。

而且，我们还可以在虚拟世界中添加声音、动画，使之更加真实生动，甚至还可以是具有和浏览者的交互性更接近于现实世界的虚拟空间。

VRML在电子商务、教育、工程技术、建筑、娱乐、艺术等领域的广泛应用，将会促使它迅速发展，并成为构建虚拟现实应用系统的基础。

虚拟现实作为一种全新的人机接口技术，必须研究用户和计算机之间的协调关系问题，这样一个问题只有通过大量的使用才能逐步解决，VRML以因特网作为应用平台，最有希望成为构筑虚拟现实应用的基本构架。

由于VRML能与Web紧密的结合，故由VRML所建造的模型、场景，都可容易在Internet上传送，未来的远程教育及合作学习，也可以由VRML来完成。

利用V RML建造的模型，基本上是放置于Web Server上，使用者则是透过一般网页浏览器或虚拟实境浏览器来取得虚拟实境模型。

利用VRML技术建构的学习环境，将会是建构未来网络化教学环境的新模式。

计算机图形学习题参考答案第1章绪论1、第一届ACM SIGGRAPH会议是哪一年在哪里召开的？解：1974年，在Colorado大学召开了第一届SIGGRAPH年会。

2、计算机图形学之父是谁？解：Sutherland3、列举一些计算机图形学的应用领域（至少5个）。

解：计算机辅助设计、图示图形学、计算机艺术、娱乐、教学与培训、可视化、图像处理、图形用户界面等。

4、简要介绍计算机图形学的研究内容。

解：（1）图形的输入。

如何开发和利用图形输入设备及相关软件把图形输入到计算机中，以便进行各种处理。

（2）图形的处理。

包括对图形进行变换（如几何变换、投影变换）和运算（如图形的并、交、差运算）等处理。

（3）图形的生成和输出。

如何将图形的特定表示形式转换成图形输出系统便于接受的表示形式，并将图形在显示器或打印机等输出设备上输出。

5、简要说明计算机图形学与相关学科的关系。

解：与计算机图形学密切相关的学科主要有图像处理、计算几何、计算机视觉和模式识别等。

计算机图形学着重讨论怎样将数据模型变成数字图像。

图像处理着重研究图像的压缩存储和去除噪音等问题。

模式识别重点讨论如何从图像中提取数据和模型。

计算几何着重研究数据模型的建立、存储和管理。

随着技术的发展和应用的深入，这些学科的界限变得模糊起来，各学科相互渗透、融合。

一个较完善的应用系统通常综合利用了各个学科的技术。

6、简要介绍几种计算机图形学的相关开发技术。

解：（1）OpenGL。

OpenGL是一套三维图形处理库，也是该领域事实上的工业标准。

OpenGL独立于硬件、操作系统和窗口系统，能运行于不同操作系统的各种计算机，并能在网络环境下以客户/服务器模式工作，是专业图形处理、科学计算等高端应用领域的标准图形库。

以OpenGL为基础开发的应用程序可以十分方便地在各种平台间移植；OpenGL与C/C++紧密接合，便于实现图形的相关算法，并可保证算法的正确性和可靠性；OpenGL使用简便，效率高。

VRML工具使用说明一、浏览器使用说明1．常用快捷键Shift+鼠标前后托动：加速行走；ALT+鼠标托动：平移；CTRL+鼠标前后托动：抬头或低头2．导航工具栏二、VRML语法结构#VRML V2.0 utf8——文件头Group——主编组结点{Children——引出成员结点[Background——环境结点（FOG：大气效果；SOUND：声音结点；POINtlight\direction\spotlight:光照效果结点）：空间背景（成员结点）{skyAngle[1.308,1.570]——天空角（从X负向到Y正向到X正向）[天空角1，天空角2….]Y轴正向为0，X 正向为90度即水平面skyColor [0.5 0.1 0.9,0.0 0.5 1.0,1.0 0.5 6.0]——天空色[天空色0，….]groundAngle [1.308,1.570]——地面角（从X负向到Y负向到X正向）从Y负向开始groundColor [0.1 0.0 0.0,0.4 0.3 0.2,0.6 0.6 0.6]——颜色由R（红）G（绿）B（蓝）三色合成，数值范围从0.0—1.0，0.0最弱，1.0最强。

frontUrl []backUrl []leftUrl []rightUrl [] 此六个域用于为VRML虚拟空间分别添加前、后、左、右、上、下背景图像，以生成空topUrl [] 间立方体全景图像背景一般可不指定topUrl和bottomUrl从而使地面和天空透过全景显bottomUrl [] 示。

set_bind ——入事件，与isBound出事件用于进行VRML空间背景切换。

Ture\falseisBound——出事件，切换时为FALSE}}Fog——大气效果结点{Color r g b ——定义雾的颜色fogType type——密度类型，有两种值：“LINEAR”，“EXPONENTIAL”，默认为前者，在此中雾的浓度与浏览者观察物体的距离成正比，称线性雾；在后者中雾的浓度与之距离的平方成正比，也称指数雾。

基于VR M L的三维实体展示研究作者：鹿凤汪玲玲余起怡袁韩海涛洪雅岚孙强来源：《科技创新与生产力》 2018年第4期摘要：针对当前虚拟现实（VR）的应用需求，阐述了VRML的产生背景，总结了部分VR实例，简单介绍了VRML的场景构建方式，比较了VRML与VR构建模的异同。

采用一种基于VRML展示简单三维实体的方法，对模型使用颜色渲染，以简单数据模型点-线-面进行三维实体的构建，结合插件式VR技术，实现了三维实体的可视化。

实验结果证实，该方法可以很好地进行三维实体的构造与展示。

关键词：VRML；虚拟现实；场景结果；三维空间；数据结构中图分类号：TP391.98 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2018.04.034在信息爆炸的21世纪，尽管万维网（World Wide Web，WWW）已经普及，但由于它存在界面单调、交互性差等问题，由此人们迫切需要一种能够克服这些问题的办法。

虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）的出现填补了网页只能处理二维信息的问题。

作为一种三维造型和渲染的图形描述性语言，VRML的产生就是为了在网页中快速实现三维动画以及基于三维对象的用户交互[1]。

VRML与超文本标记语言（Hyper Text Markup Language，HTML）语言相似，都是一种文本描述语言。

VRML是伴随网络发展而孕育出的，具有面向网络的特点。

目前，VRML文件格式的扩展名为wrl，大多数图形软件都具有该文件格式的输出接口。

由于三维图形具有展示物体生动、形象、逼真的特点，因此其应用已经深入到各行各业。

基于VRML的虚拟场景应用也较为广泛，如把将要开发的住宅小区做成VRML模型，供顾客在虚拟空间中决定自己所需要的房间[2]；中国地质大学建立的基于VRML的虚拟博物馆漫游系统，利用场景建模、纹理映射、交互行为设计等技术实现虚拟博物馆[3]，并且将虚拟博物馆发布到网上，用户可以在网上进行漫游和信息查询；燕山大学建立的虚拟校园[4]；宁波大学建立的网上虚拟商场[5]；浙江海洋学院建立的虚拟社区[6]等。

第六章VRML三维立体造型主要内容⏹三维立体造型是VRML中最重要、最基础的工作。

⏹造型节点shape可以定义造型的几何形状、尺寸、颜色、材质和纹理等外观特征。

学会shape造型节点，就掌握了VRML设计的基本内容。

6.1 VRML造型节点－shape6.2 简单造型节点6.3 外观设计－Appearance 节点6.4 复杂造型节点6.5 文本造型Shape节点提供了几种能直接用来创建虚拟场景的标准造型，包括自然界中最基本的几何造型，如正方体、球体、圆锥体、圆柱体。

而这些几何造型由其本身的几何尺寸和外观共同控制。

Shape节点定义了一个VRML 造型所具有的几何尺寸和外观，这些特征定义了VRML 虚拟空间中创建和放置在空间中的造型。

所有的VRML造型均使用shape节点创建shape 节点的语法定义：Shape｛Appearance NULL #exposedField SFNodeGeometry NULL #exposedField SFNode }Appearance域✓定义立体造型的外观特征，域值可以选择为空域NULL或appearance{}节点。

✓若选择NULL，表示立体造型外观为白色无光照效果✓若选择appearance{}节点，可通过域值和子节点进一步设定材质、色彩、纹理等外观属性Geometry域✓定义立体造型的几何形状，域值可以选择NULL或10种造型节点，包括4种简单几何造型节点(box, sphere, cone, cylinder)、5种复杂几何造型节点(pointSet, IndexedLineSet, IndexedFaceSet, Extrusion, ElevationGrid)、1种文本造型节点(Text)。

✓默认值NULL，表示没有创建任何几何立体造型节点6.2 简单造型节点Box节点Sphere节点Cone节点Cylinder节点Box节点用来创建长方体的原始几何造型，一般作为Shape 节点中geometry 域的域值。