|
div.main {margin-left: 20pt; margin-right: 20pt}
Что такое VRML
Язык VRML (Virtual Realty Modelling Languagy) предназначен для
описания трехмерных изображений и оперирует объектами, описывающими
геометрические фигуры и их расположение в пространстве.
Vrml-файл представляет собой обычный текстовый файл,
интерпретируемый браузером. Поскольку большинство браузеров не имеет
встроенных средств поддержки vrml, для просмотра Vrml-документов
необходимо подключить вспомогательную программу - Vrml-браузер,
например, Live3D или CosmoPlayer.
Как и в случае с HTML, один и тот же vrml-документ может
выглядеть по-разному в разных VRML-браузерах. Кроме того, многие
разработчики VRML-браузеров добавляют нестандартные расширения VRML
в свой браузер.
Существует немало VRML-редакторов, делающих удобней и быстрее
процесс создания Vrml-документов, однако несложные модели,
рассматриваемые в данной статье, можно создать при помощи самого
простого текстового редактора.
Единицы измерения
В VRML приняты следующие единицы измерения:
Расстояние и размер: метры
Углы: радианы
Остальные значения: выражаются, как часть от 1.
Координаты берутся в трехмерной декартовой системе координат
(см. рис.)
Заголовок VRML-файла
Как уже говорилось, Vrml-документ представляет собой обычный
тестовый файл. Для того, чтобы VRML-браузер распознал файл с
VRML-кодом, в начале файла ставится специальный заголовок - file
header: #VRML V1.0 ascii
Такой заголовок обязательно должен находиться в первой строке
файла, кроме того, перед знаком диеза не должно быть пробелов.
Примитивы VRML
В VRML определены четыре базовые фигуры: куб (верней не куб, а
прямоугольный параллепипед), сфера, цилиндр и конус.
Эти фигуры называются примитивами (primitives). Набор примитивов
невелик, однако комбинируя их, можно строить достаточно сложные
трехмерные изображения. Например, вот такие:
Рассмотрим поподробней каждый из примитивов.
Куб
Возможные параметры: width - ширина, height - высота, depth -
глубина. Cube {
width 2 # ширина
height 3 # высота
depth 1 # глубина
}
Сфера
Параметр у сферы только один, это radius. Sphere {
radius 1 # радиус
}
Конус
Возможные параметры: bottomRadius - радиус основания, height -
высота, parts - определяет, какие части конуса будут видны. Параметр
parts может принимать значения ALL, SIDES или BOTTOM.
Cone {
parts ALL #отображаемые поверхности
bottomRadius 1 #радиус основания
height 2 #высота
}
Цилиндр
Для цилиндра можно задать параметры radius и height. Кроме того,
с помощью параметра parts для цилиндра можно определить будут ли
отображаться основания цилиндра и его боковая поверхность. Параметр
parts может принимать значения ALL, SIDES, BOTTOM или TOP. Cylinder {
parts ALL #видны все части цилиндра
radius 1 #радиус основания
height 2 #высота цилиндра
}
Цвет и текстура
Цвет фигуры, определяется с помощью объекта Material. Material {
ambientColor 0.2 0.2 0.2
diffuseColor 0.8 0.8 0.8
specularColor 0 0 0
emissiveColor 0 0 0
transparency 0
}
Параметры ambientColor, diffuseColor, specularColor и
emissiveColor управляют цветами и указываются в палитре RGB
(красный, зеленый и голубой), причем первая цифра определяет
интенсивность красного цвета, вторая - зеленого, а третья -
синего.
К примеру, синий кубик, может быть описан следующим образом: #VRML V1.0 ascii
Material {
diffuseColor 0 0 1
}
Cube {}
Параметр transparency может принимать значения от 0 до1 и
определяет степень прозрачности, причем максимальная прозрачность
достигается при transparency равном единице. В приведенном примере
описано два цилиндра разных размеров, меньший из которых
просвечивает сквозь другой. #VRML V1.0 ascii
Material {
diffuseColor 0 0 1
transparency 0.7
}
Cylinder {
height 1
radius 1
}
Material {
emissiveColor 1 0 0
transparency 0
}
Cylinder {
height 0.8
radius 0.1
}
Для имитирования различных поверхностей в VRML существует объект
Texture2.
В качестве текстуры легче всего использовать обычный графический
файл, например,
в GIF-формате. В таком случае для "натягивания" текстуры на
трехмерное изображение нужно только указать путь к файлу в параметре
filename объекта Texture2. .#VRML V1.0 ascii
Texture2 {
filename "krp.gif"
image 0 0 0
wrapS REPEAT
wrapT REPEAT
}
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
Параметры wrapS и wrapT могут принимать значения REPEAT или
CLAMP, и управляют натягиванием текстуры по соответственно
горизонтальной и вертикальной осям.
Положение объектов в пространстве
Изменение координат
По умолчанию любой описанный нами объект будет располагаться
точно по центру окна браузера. По этой причине, если мы опишем к
примеру два одинаковых цилиндра, они сольются друг с другом. Для
того, чтобы изменить положение второго цилиндра, применим узел
Translation.
Узел Translation определяет координаты объекта: Translation {
translation 1 2 3 #т.е. соответственно x=1 y=2 z=3
}
Вообще говоря, координаты указываемые в Translation не являются
абсолютными. Фактически это координаты относительно предыдущего узла
Translation. Чтобы прояснить это вопрос, рассмотрим пример: #VRML V1.0 ascii
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
# Этот куб по умолчанию располагается в центре
Translation {
translation 2 0 0
}
#Второй куб сдвинут вправо на 2
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
Translation {
translation 2 0 0
}
#Третий куб сдвинут вправо на два относительно 2-го !!!!
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
Как видите, третий кубик вовсе не совпадает с первым, хотя в в
узле Translation указаны те же координаты.
В VRML 1.0 принято следующее правило: узлы, модифицирующие
свойства фигур (Translation, Material и т.п.), действуют на все
далее описанные фигуры.
Чтобы ограничить область действия модифицирующих узлов, фигуры
необходимо сгруппировать с помощью узла Separator. Separator
{
другие узлы
}
Узел Separator работает как контейнер, он может содержать любые
другие узлы, и основным его предназначением является именно
ограничение области действия узлов типа Translation и Material.
Сравните следующий пример с предыдущим: #VRML V1.0 ascii
Separator {
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
}# конец области действия узла Separator
Separator {
Translation {
translation 2 0 0
}
#Второй куб сдвинут вправо на 2
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
}# конец области действия узла Separator
Separator {
Translation {
translation 2 0 0
}
#Третий куб сдвинут вправо на два относительно 1-го.
Cube {
width 1
height 1
depth 1
}
}# конец области действия узла Separator
Хотя в примере описано три кубика, мы видим только два, так как
второй и третий совпадают.
Вообще говоря рекомендуется всегда и везде использовать узел
Separator. Он не только избавит от ошибок, связанных с
относительностью координат, но и сделает VRML-код более простым и
понятным.
Вращение
Для вращения фигур вокруг осей координат применяется узел
Rotation. Rotation {
rotation 0 1 0 1.57
}
Первые три цифры определяет будет ли осуществлен поворот вокруг
соответственно осей x, y и z, а четвертая задает угол вращения в
радианах. В приведенном выше листинге поворот осуществляется вокруг
оси y на 90 градусов.
| Углы в градусах |
Радианы |
| 30 |
0.52 |
| 45 |
0.78 |
| 60 |
1.04 |
| 90 |
1.57 |
| 180 |
3.14 |
| 270 |
4.71 |
Составим букву T
из двух цилиндров. По умолчанию цилиндр ориентирован вертикально
(см. рисунок). Поэтому для успешного выполнения задачи повернем его
вокруг оси z на 90 градусов. #VRML V1.0 ascii
Separator { #Красный цилиндр
Material { emissiveColor 1 0.6 0.6 }
Cylinder {
height 1
radius 0.3
}
}
Separator { # Синий цилиндр, повернутый на 90 градусов вокруг оси z
Translation {
translation 0 0.5 0
}
Rotation {
rotation 0 0 1 1.57
}
Material { emissiveColor 0.5 0.5 1 }
Cylinder {
height 1
radius 0.3
}
}
Масштабирование
Узел Scale масштабирует фигуры по одному или нескольким
измерениям. Три цифры, стоящие после параметра scaleFactor
определяют коэффициенты масштабирования относительно осей x,y и
z. Scale {
scaleFactor 1 1 1
}
следующем примере, узел Scale сжимает сферу по оси x, и из сферы
получается эллипсоид. #VRML V1.0 ascii
Material { emissiveColor 1 1 0 }
Scale {
scaleFactor 0.7 1 1 #сжимаем сферу по оси x
}
Sphere { radius 1}
}
Определение собственных объектов
VRML предоставляет прекрасную возможность сократить и сделать
более понятным исходный код VRML-файла путем описания собственных
объектов. Это значит, что если в изображении несколько раз
повторяется одна и та же фигура, то ее можно описать всего лишь один
раз и в дальнейшем только ссылаться на нее.
Объект описывается одним из способов: DEF name
Cube {}
или DEF name
Material {}
или DEF name
Separator {
Сгруппированные узлы, описывающие фигуру и свойства материала
}
Для того, чтобы вставить в VRML-файл ранее определенную фигуру,
используется команда USE Separator {
USE name
}
Создадим VRML-файл,
описывающий стул, при этом ножку стула опишем как объект LEG: #VRML V1.0 ascii
Material { emissiveColor 1 0.5 0.5 }
Separator {
Translation { translation 1 1 1 }
DEF LEG #Определяем объект - ножку стула
Separator { # leg
Cylinder {
height 0.8
radius 0.1
}
} # определили ножку
}
Separator {
Translation { translation 0 1 1 }
USE LEG # используем определенный объект
}
Separator { # еще одна ножка
Translation { translation 1 1 0 }
USE LEG
}
Separator { # последняя ножка
Translation { translation 0 1 0 }
USE LEG
}
Separator { # сиденье
Translation { translation 0.49 1.5 0.5 }
Cube {
height 0.2
width 1.2
depth 1.2
}
}
Separator { # спинка
Translation { translation 0.49 2 0 }
Cube {
height 0.8
width 1.2
depth 0.2
}
}
Separator { # закругление спинки
Translation { translation 0.49 2.1 0 }
Rotation {
rotation 1 0 0 1.57
}
Cylinder {
radius 0.6
height 0.2
}
}
Как видите, нам не понадобилось описывать каждую ножку в
отдельности - в результате объем VRML-кода стал меньше, а сам код
более читабельным.
Еще один способ уменьшить размер VRML-файла - вставлять фигуры из
другого файла.
Это позволяет делать узел WWWInline: #VRML V1.0 ascii
Separator {
WWWInline {
name ""
bboxSize 0 0 0
bboxCenter 0 0 0
}
}
Параметр name - это путь к файлу, параметры bboxSize и bboxCenter
не обязательны и показывают пользователю размеры и положение
вставляемого объекта, пока объект подгружается.
Вместо заключения, хочется обратить Ваше внимание на две
особенности VRML, незнание которых сильно затруднит создание
VRML-документов вручную.
1. Все описания узлов и параметров в VRML регистрозависимы. Если
Вы используете буквы неправильного регистра - то VRML-браузер просто
проигнорирует такое описание.
2. В VRML имеет огромное значение порядок описания узлов.
| 
