摘要：本文介绍了VRML与JAVA、JAVASCRIPT通讯的原理、实现方法以及各自的性能特点，重点研究了JAVA、JAVASCRIPT和VRML在三维建模方面的结合应用技术，并给出了实例。
　　关键词：虚拟现实建模语言；交互；EAI；API
　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)03-10764-01
　　
　　1 引言
　　
　　近年来，随着网络技术和WWW的发展，基于B/S模式的Web应用越来越广泛，虚拟现实技术逐渐成为了一种网络技术的新潮流。虚拟现实技术是一种计算机对现实世界的仿真技术，能够使现实世界与媒体技术产生一种交互性，其应用目前正逐渐成为国际研究的热点。在三维建模方面虽然能够使用JAVA3D或者其他方法来实现，但都存在较大难度，因而引入作为WWW第二代语言的虚拟现实建模语言（VRML，virtual reality modeling language）进行基本的三维建模，可以在很大程度上减轻编程的工作量，并且VRML能够与JAVA、JAVASCRIPT相互补充和结合，可以减少图像、视频传输导致流量过大引起网络阻塞的问题，使VRML与JAVA、JAVASCRIPT结合在三维方面的应用有其独特的优势。
　　
　　2 VRML与JAVA的通讯方式
　　
　　VRML场景可以通过一些基本的位置、颜色、方向插补器（OrientationInterpolator）等等来实现动画效果，但与JAVA的结合更加能够体现与外部的交互能力。VRML具有支持它自己的API，这样就给JAVA提供了一个可以访问VRML浏览器的界面和可以执行的环境。JAVA本身提供了一些封装好的类库，通过这些类便可以访问VRML场景，接收事件、发送事件，从页面上实现对VRML场景的控制。VRML的节点当中定义了输出事件（eventOut）和输入事件（eventIn），节点间事件通路由关键字ROUTE来指定，有事件发生的时候，节点随之变化。因此，VRML与JAVA的方式有两种：一种是通过扩展SCRIPT结点由url引入JAVA的虚拟字节码文件（如图1），另一种方式是通过外部编程接口EAI。
　　
　　3 VRML与JAVASCRIPT的通讯方式
　　
　　3.1 将JAVASCRIPT做为Script节点的url域程序资源来实现两者交互
　　VRML在与JAVASCRIPT进行交互时，同样会用到SCRIPT节点，通过url引入一个JAVASCRIPT脚本，写入VRML文件的脚本语言可以实现对对象的操作。并且使用ROUTE语句将所有事件绑定在一起，当触发事件时，便会产生动画效果。与JAVA不同的是，JAVASCRIPT不需要独立编写、编译，而是嵌入另一种语言实现对象操作。
　　3.2 在html页面嵌入VRML文件并通过JAVASCRIPT实现对象的操作
　　当在网页中嵌入VRML场景时，API自动创建一个Browser对象，同时也需要进行数据类型的映射、对象处理、以及事件的响应等等，在html文件中使用JAVASCRIPT脚本来实现这些映射。Html中的JAVASCRIPT首先构造Browser实例，再通过Browser对象方法改变场景。在html页面中使用脚本语句实现对对象进行一些控制似乎比JAVA更加容易实现，使用标记将wrl文件加载到html文件当中，具体对象的操作通过JAVASCRIPT中定义的方法、函数来实现。
　　
　　4 VRML与JAVA、JAVASCRIPT结合的实现
　　
　　4.1 通过扩展SCRIPT节点实现VRML与JAVA交互
　　VRML和Java语言都是 可执行的代码”技术，通过网络传输的只是一个很小的描述文件（指令性数据集），客户端通过本地的VRML浏览器、JAVA虚拟机交互地访问这些文件并解释执行。
　　本例首先在VRML场景中建模，定义七个圆柱体模型，分别附带七个传感器节点，用于触发点击事件。Java程序实现对七个圆柱体进行色彩的改变。在基本建模成功之后只产生静态的效果。在VRML场景中需要定义以下的script脚本：
　　本段代码首先用DEF自定义changeColor的脚本节点，在节点中声明了输入事件get_t1到get_t7的类型和输出事件set_c1到set_c7的类型，并引入changeColor.class文件。ROUTE语句将不同的节点绑定在一起。当事件触发成功，则七个圆柱体产生色彩的变化。在JAVA与VRML的数据进行整合的时候，整个API的构造是围绕两个定义在vrml包中的java的接口：evenIn和Node。在声明eventIn接口时，要声明引入事件的字符串、进入时间、常量域的类型和方法。Node接口当中要声明得到的域值的方法，并且定义抛出异常的方法。本例效果如图2。
　　图2 产生动画效果前、后的模型
　　4.2 通过EAI实现VRML与JAVA交互
　　
　　运行效果如图3所示：
　　图3 运行的效果
　　4.3 JAVASCRIPT作为script节点的url域程序资源实现两者交互
　　在VRML场景当中也要用DEF自定义Script節点，声明VRML变量、事件。在VRML嵌入javascript脚本语言，类似与html页面中加载javascript脚本，实现某些单独在虚拟现实场景无法实现的动画效果。在编写事件响应函数的时候要注意面向事件进行编程，这样事件响应函数不会像线程那样长久占有控制权。本例实现的效果是点击一个模型后，模型从一个预定的坐标点每次向左平移0.5个单位，向下平移0.3个单位，向前平移0.3个单位。在建模过程中定义好初始坐标，设置好触发器，点击事件一发生就调用javascript函数。
　　4.4 在html页面中使用javascript实现与VRML交互
　　本例实现功能是在html页面上实现视角的转换，点击响应的视角选择按钮，触发点击事件，响应javascript定义的函数，在web页面上体现出不同视角模型的转化。
　　
　　
　　5 结束语
　　
　　综上所述，本文基于VRML面向对象的概念，提出了与JAVA、JAVASCRIPT结合的两种方式，不仅提高了VRML建模语言的灵活性，并且能够将基于web的数据库运用到建模过程当中。当然，在JAVA中运用其它的建模手段扩展和延伸了JAVA的建模功能。VRML与JAVA、JAVASCRIPT的结合更好的体现了JAVA和VRML平台无关性的特点，能够更好实现基于Web的应用。
　　VRML和JAVA、JAVASCRIPT的通讯都是通过API来实现接口对接的方式，可以看出，在上述对JAVA、JAVASCRIPT与VRML的通讯方式中，交互性是第一位，通讯方式不同，对对象的定义和操作方式也各不相同。以上所讨论的问题作者认为在地理信息系统、网上房产展示、电子商务等领域有很广的应用。随着基于Web应用的推广，分布式虚拟现实系统、虚拟现实与数据库的连接以及不同接口的处理都有很广泛的研究及应用市场。
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