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基于VRML与Java的物理模型方法的设计

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摘 要： 本文给 出了一种基于 Ｖ Ｍ 和 Ｊ ｖ Ｒ Ｌ ａａ的虚拟现实构建方 法，采用 Ｖ Ｍ 描述 虚拟物体 的几何特征。 为提高虚拟环境 ＲＬ 的运行速度，本文提出并宴现 了一种 ｐｏ ｏ 型的绘制加速方 法。 ｒｔ 原
关键词 ： 虚拟现实建模：物理模 型： Ｒ Ｌ ＰＯ Ｏ ＶＭ ； Ｒ Ｔ ，
Ｋｅ ｗｏｒｓ Ｖ ｒ ｕ ］ ｒ ａ ｉ ｙ ｍ ｄ ｉ ｇ；ｐ ｉ ａ ｄ ｌ Ｖ Ｙ ｖ ｄ ： ｉｔ ａ ｅ ｌ ｔ ｏ ｅｌ ｎ ｈ ｓ ｃ ｌ ｍｏ ｅ ； Ｒ￣ Ｐ Ｏ Ｏ Ｌ： Ｒ Ｔ
０ 引言
ＶＭ 是在 Ｉｔｒｅ 环 境下描述 和传播 具有三维真 实感 ＲＬ ｎｅｎ ｔ 的虚拟世界的语言 。 Ｒ Ｌ Ｖ Ｍ 是一项和多媒体通讯 、因特 网．虚 拟现 实等 领域 密切相 关的新技术， 可以应用于 三维 网页制 作 、虚拟测试 、虚拟游览 、购物 、交互式娱乐 ．工程技术 、 教育． 科技探索等多方面， 它已成为当前计算机领域的晕要
图一
Ｖ 的建模周期 Ｒ
物理建模， 也称现象建模， 主要包括对几何建模的结果 进行材质 、 纹理 、 色、 颜 光照 等处理 ， 计算机 上生成具有 在 真 实感 的图形，并对 虚拟环境对 象的特性进行描述 。 在定义 了虚 拟对象 的外观和运动 特性 之后 ，就应 当定 义对 象的重 量 质量 、惯 性 、表面纹理 （ 光滑或粗造 ） 、变形模 式 （ 弹 性或可 塑性 ）这些特征与几何模型和运动方式结合起来， ， 形 成一个 更具真 实感的虚拟环境 １３ 代码 重用 ．
研究热点之一 １ 建模概述
三维数据 的获取可 以采用Ｃ Ｄ Ａ 技术 （ 有规则的环境 ） 而 ， 更多的情 况下则需采用 非接触式 的视觉建模技术， 两者有 机 结台可以有效提高数据获取的效率。Ｒ Ｖ 建模是基于Ｖ 的ＦＳ Ｒ ＦＲ 自主运动 规划系统的重要组成部分 ＦＳ 的Ｖ 建模 主要由 ＦＲ Ｒ
（ 赣南师范学院数学与计算机系 赣州 ３ １０ ） ４ ００
（ ａ ｈ ｎ ｏ ｐ ｔ ｒ Ｄ ｐ ． Ｇ ｎ ａ ｅ ｃ ｅ ｓ ｏ ｌ ｇ ，Ｇ ｎ ｈ ｕ ３ １ ０ ） ￣ ｔ ｓ ａ ｄ Ｃ ｍ ｕ ｅ ｅ ｔ ａ ｎ ｎ Ｔ ａ ｈ ｒ ’Ｃ ｌ ｅ ｅ ａ ｚ ｏ ４ ０ ０
中围分类号：Ｔ ３ １ Ｐ ｌ
文献标识码 ： Ａ
文章编号：１ ７ — ７ ２ （０６ｌ － ０ ４ Ｏ １ ４ ９ 一２ ０） １ ０ ４ 一 ２ ６
Ａｂ ｔ ｃ： ｎ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｂ ｉ ｄ ｎ ｉ ｔ ａ ｅ ｖ ｒ ｎ ｅ ｔ ｓ ｐ ｏ ｏ ｅ ｎ ｈ ａ ｉ ｆ Ｖ Ｍ Ｖ Ｍ ｉ ｄ ｐ ｅ ｔ ｓｒ ｔ Ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｔ ｕ ｉ ｉ ｇ ｖ ｒ ｕ ｌ ｎ ｉ ｏ ｍ ｎ ｓ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ ｏ ｔ ｅ ｂ ｓ ｓ ｏ Ｒ Ｌ．Ｒ Ｌ ｓ ａ ｏ ｔ ｄ ｏ ａ
ｄｅｓ ｃｒｉ ｅ ｂ ｔｈｅ ｇｅｏ ｍｅｔｒ ｐ ｐｅｒｔｉ ｏｆ ｉｃ ｒｏ ｅｓ Ｖｉ ｒｔｕ ｏｂｄｅｃ ａｌ ｔｓ． ｉ Ｔｏ ｎｃｒｅ ａｓｅ ｈｅ ｓｐ ｄ ｔ ｅｅ ｏｆ ａ Ｖ ｔｕａｌ ｅｎｖ ｏｎ ｉｒ ｉｒ ｍｅｎｔ． ｗｅ
ｉ ｍｐｌ ｍｅ ａ ｓ ｅｅｄ ｐ ｅ ｎｔ ｐ —ｕ ｍｅ ｏｄ ｏｒ Ｐ ｔｈ ｆ ＲＯＴ ． Ｏ
构表示有线框表示法． 表面或边界法和实体模型表示法。 几 何建模描 述 了虚拟现实环境 的三维造 型 （ 多边形 ， 三角形和
定点 ）及外观 （ 纹理 、表面反射 系数 、颜 色等） 。 三维造型方法可 以采用多边形造型 、曲面造型等。多边 形造型与 ＮＲＳ ＵＢ 曲面造型应用 比较普遍 。 多边形造型简单且 易实现，ＮＲＳ ＵＢ 曲面造型在功能上号 Ｉ能上有较 大优势。一 生 般的三维建模软件都 具有这两 种功 能。 在虚拟环境中创建场 景和对象 的三维模型 常用的有 以下三 种方法 ： ①采用三维建模软件手 工绘 制三维模型 ： ②从相关 的商业数 据库 中选择 合适 的已有模型 ； ③使用特殊 的硬件 或软件 实现 自动建模 。 １２物理 建模 ．
ａ ０ ｅ ｎ ａ ｅ ｎ Ｖ Ｍ ｎ ａ ａ ｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ｓ ｃ ｌＭ ｄ ｌ ｇ Ｂ ｓ ｄ ０ Ｒ Ｌ ａ ｄ Ｊ ｖ ｉ
程小扬 章银娥
Ｃｈｅ Ｘｉ ｏｙ ｇ Ｚ ｎｇ ｎｇ ａ ａｎ ｈａ Ｙｉ ｅ ｎｇ
维普资讯
整个系统 中的几何建模 和物理 建模 为支持代码重用， 便 于 Ｊ ｖ 程序动态地 生成与修改 Ｖ Ｍ 场景 ，系统 中将所有 刻 ａａ ＲＬ 画几何特性 的节 点组织为 Ｐ Ｏ Ｏ节点 。根据具 体的问题 对 ＲＴ
ＰＯＯ ＲＴ类型节点进行扩充，可直接派生新类也可以扩充原型
以下部分组成 ： １ ｌ几何建模 ＿
物体的几何建模主要用来描述物体 的形状， 常用物体结
虚拟环境的建立是 Ｖ 技术 的核心 内容，动 态环境 建模 Ｒ 技术 的目的是获取实 际环境的三维数据，并根据应用需要 ， 利用获取的三维数据建立相应的 Ｖ 模型 。 Ｒ 虚拟现实应用系统首 先要进行必要的任务分析， 明确任 务的目 的与性能指标 ：然后给系统分配适合 的硬件资源 ， 配 上合适的显示设备 与输入设备， 选择适 当性价 比的虚拟现实 引擎 ； 下一步 是建立虚 拟环境数据库 ， 对虚拟对象 与 虚拟场 景加以各种物理特征 、 运动约束以及音频与交互特征， 图 如 一所示。

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基于VRML与Java的虚拟场景交互研究与实现

基于VRML与Java的虚拟场景交互研究与实现

基于VRML与Java的虚拟场景交互研究与实现
陈莉娟;詹林
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2008(003)025
【摘要】单纯的虚拟现实建模语言(VRML)只能实现静态的三维场景或简单的交互,通过VKML语言与Java程序的结合,可以充分利用Java所具有的复杂处理能力和VRML建立三维场景的能力,从而实现动态的、交互的复杂VKML场景.首先就VKML与Java结合的方法进行了研究,然后讨论了Java和VRML的通信原理,最后通过具体实例来阐述了如何通过EAI接口来实现VRML场景与外部世界的交互技术和实现方法,以体现两者的高效结合对三维虚拟场景建模的积极意义.
【总页数】3页(P1560-1562)
【作者】陈莉娟;詹林
【作者单位】安徽理工大学,计算机科学与工程学院,安徽,淮南,232001;安徽理工大学,计算机科学与工程学院,安徽,淮南,232001
【正文语种】中文
【中图分类】TP317
【相关文献】
1.基于VRML/JAVA的虚拟场景交互的实现 [J], 马万全;单美贤
2.基于VRML-JAVA的通用虚拟装配场景交互操作的研究与实现 [J], 卜莹琼;李世国;胡文明
3.基于Java的VRML虚拟场景人机交互的实现 [J], 葛艳红;李文锋
4.VRML与JAVA相结合开发3D交互式虚拟场景 [J], 雷朝铨;吴伟斌
5.基于VRML与Java的虚拟场景交互研究与实现 [J], 陈莉娟;詹林
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基于VRML和JAVE在虚拟住宅小区的应用研究

基于VRML和JAVE在虚拟住宅小区的应用研究

户 可 以进入 虚拟 的建 筑环 境 中， 从不 同位 置 、 同 个 大 的．ｄ文 件 当 中 ，其 中将 导 人 天 空模 型 、 不 ｗ 光 方 向观察 建筑 实体 ， 实现 实 时漫 游 。 在虚 拟 的建筑 照 、 点 、 像 机 等所 需 的文 件 ， 现 了虚 拟 现 实 视 摄 实
２ 虚 拟住 宅小 区 实体 场 景 建模 、
实 体建 筑是 虚拟 场景 中的 主体 部 分 ，也 是最
虚 拟楼 群 建筑模 型 以及 地 形模 型 等场 景『 从 而 构 重要 的场 景 内容 。对实 体 建筑 建模 的一 般步 骤是 ２ ］ 。 １ ） （确 ２ 建 出整 体 的三 维虚 拟 场 景 对 于 比较复 杂 的场 景 （ 采 集 场 景 建 模 数 据 ； ） 定 模 型 的 层 次结 构 ；
１ ． 拟住 宅小 区场 景 的设计 ２虚 考 虑到 整个 场景 中的各个 对象 是 通过 空 间相
实 和 网络 通 信技 术 ．采 用 了 Ｖ ＭＬ （ ｒ ａ ｒａ ｔ 对位 置 的关 系组织 在一 起 的 ．因此 我们 先 建立 一 Ｒ ｖ ｔ ｌ ｅｌｙ ｉｕ ｉ ｍ ｄ ｌ ｇｌ ｇ ａｅ ｏ ｅ ｎ ｎ ｕ ｇ、和 ３ ＭＡ 相 结合 的方 式 来 构 个对 象 ， 后将 它作 为参 考来 放置 其它 的对 象 。 ｉ ａ Ｄ Ｘ 然 经 建复 杂实 体 。 用 Ｌ Ｄ技术 对 场 景进 行优 化 【 同 过分 析 ． 们首 先建立 整 个住 宅小 区 的主 干道 。 采 Ｏ １ ］ ． 我 主 时结 合 Ｊ Ｖ Ａ Ａ语 言 实 现部 分 交互 功 能 虚 拟住 宅 干道 在其 中起 到基 线 的作 用 然后 根 据 住 宅小 区 其 独 小 区系统 作为 一个 虚 拟 环境 ．应 符合 两 方面 的 要 实貌 构建 虚 拟小 区背景 ． 次构建 道 路 为 参照 ． 求 ， 方 面 ， 为 一个 虚拟 现 实 环 境 ， 统 应 具有 立 构 建各 个 楼 群 、 区 门 、 草树 木 。 实 现 各 场 一 作 系 小 花 并 最 系统 的总 体设 计 基本 的虚 拟现 实 功能 和 特征 ：另 一方 面 作为 一 个 景组 合 。 后实 现用 户交 互操 作 。 网上 虚拟 住宅 ．系统应 突 出其 浏 览 和简单 信 息查 如 图 １ １所 示 —
基于VRML与Java的虚拟场景交互研究与实现

基于VRML与Java的虚拟场景交互研究与实现


ｖ ｎｄ Ｖ Ｒ＾ ＬＪ ａａ
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｙ ｗ ｒ ：ＶＲＭ Ｌ；ｊｖ ； ａ ａ ＥＡＩ ｙ ｍ ｉ ｎｔｒ ｃｉ ；ｄ ｎａ ｃｉ ｅａ ｔｏｎ； ｈ ｅ －ｄｍ ｅ ｉ ｎａ ｃ ｎ ｓ ｔ ｒ ｅ ｉ ｎｓｏ ｌ 现实 建 模 语 言 ， 的 基本 目标 是 建 立 因 特 网 上 的 交 互式 三维 多媒 体 ， 以 因 特 网 作 为 应 用 平 台 ， 为构 筑 虚 Ｒ 它 它 作 拟 现 实 应 用 的 基本 构 架 。但 是 Ｖ ＭＬ本 身 与用 户 进 行 交互 的 能力 有 限 ， 需 要 与其 它 语 言结 合 才 能 实 现 三维 场 景 和 用 户 交 互 的要 Ｒ 它 求 ， ｖ 提 供 了 这 种 可能 性 。Ｊｖ Ｊ ａ ａ ａａ是一 种 跨 平 台 的 编程 语 占 ， 过 Ｊｖ 编 写 的 Ａ ｐｅ 在 网 上可 以直 接 运 行 ， 常 适 合 于 因特 网上 虚 通 ａａ ｐｌ ｔ 非 拟 现实 环 境 。 Ｒ Ｌ着重 于虚 拟 场 景 中 对象 的特 征 ， 太 考 虑 对 象 行 为 ， Ｊ ｖ Ｖ Ｍ 不 而 ａ ａ主 要讨 论 对 象 行 为 ， 少 涉 及 外部 特征 ， 者相 互 作 很 二 了很 好 的补 充 ， 因此 Ｖ Ｍ Ｒ Ｌ与 Ｊｖ ａａ的结 合 ， 实 现 较 复 杂动 态 场 景 控 制 等 高 级 交 互 功 能 的有 效 方 法 是
ｉ ｓ，ａ ｄ ｔ ｎ ａ ａｙ ｅ ｈｅｒｃ ｍ ｆｒｔ ｎ ｈｅ ｎ ｌｓ ｓｔ ｉ ｏ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｒ ｏｃ ｌ ｅ ｏｕ ｓｔ ｅ ｉ ｅ ａ ｔｏ ｂｅｗ ｅ ｎ ｉａｉ ｎ ｐ ｏｔ ａ ｘｐ ｎｄ ｈ ｎｔｒｃ ｎ ｔ ｅ ＶＲＮ Ｉ ｎｄ ｔ ｕｔｉ ｈｒ ｕｇ ｈ ｉ Ｌ ａ ｈｅ ｏ ｓ ｄｅ ｔ ｏ ｈ ｔ ｅ ＥＡ Ｉｅ ｔｍ ａ ｘｅ ｌ
基于VRML和JAVA的虚拟实验研究的开题报告

基于VRML和JAVA的虚拟实验研究的开题报告

基于VRML和JAVA的虚拟实验研究的开题报告一、研究背景与意义近年来，随着虚拟现实技术的发展和普及，越来越多的领域开始尝试利用虚拟现实技术进行研究和教育。

在科学实验领域，虚拟实验技术已经逐渐取代了传统的实验教学方式，成为了一种新的教学方法。

虚拟实验技术可以不受时间、地点的限制，大大提高了实验数据的准确性和可重复性，同时也更加安全、可控，避免了实际实验中可能出现的安全事故和硬件设备故障等问题。

虚拟实验技术的发展离不开虚拟现实建模语言的支持。

VRML （Virtual Reality Modeling Language）是一种基于文本的3D建模语言，可以用于创建虚拟现实场景。

而JAVA是一种跨平台的编程语言，可以运行在不同操作系统和硬件平台上，具有很好的可移植性和扩展性。

利用VRML和JAVA的编程技术，可以创建非常逼真的虚拟实验环境，模拟各种实验操作和现象，并实时展示实验结果，使得学生可以在虚拟环境中掌握实验技巧和实验原理，提高物理化学基础知识和实验技能，同时也可以更好地理解和应用科学知识。

因此，本研究旨在基于VRML和JAVA技术，开发一套虚拟实验系统，为物理化学实验教学提供一种新的教学方式，探讨虚拟现实技术在实验教学中的应用，为教学改革和教学质量提升做出一定的贡献。

二、研究内容和方法1. 系统需求分析：对物理化学实验教学的特点和实际需求进行分析，确定虚拟实验系统的功能要求和系统架构。

2. VRML建模技术研究：学习VRML语言的基本语法和相关规范，了解虚拟现实建模的基本原理和技术，掌握VRML模型的创建和渲染方法。

3. JAVA编程技术研究：学习JAVA语言的基本语法和核心特性，掌握JAVA在虚拟实验系统中的应用方式和编程方法，实现虚拟实验系统的交互功能和逻辑控制。

4. 虚拟实验系统设计和开发：基于需求分析和技术研究，设计并开发一套具有较高逼真度和交互性的虚拟实验系统，包括实验场景建模、实验数据采集和分析、实验结果展示和评估等功能。