2023年-虚拟社区漫游系统的设计与实现.docx

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1、虚拟社区漫游系统的设计与实现（场景建模）摘要虚拟现实技术是由计算机产生，通过视、听、触觉等作用，使用户产生 身临其境感觉的交互式视景仿真，具有多感知性、存在感、交互性和自主性 等特征。虚拟现实建模语言VRML被用来描述三维物体及其行为，可以构建 虚拟世界。VRML的基本目标是建立互联网上的交互式三维多媒体。VRML的 出现使得虚拟现实像多媒体和互联网一样逐渐走进我们的生活。本文主要研究基于VRML的虚拟场景建模、交互、漫游技术，根据虚拟 设计及其主要特点，结合3D MAX和Cosmo Worlds,对基于VRML的虚拟现 实技术在人们生活领域的应用进行了研究，着重阐述了如何利用VRML语言 以

2、生动的模型来模拟和显示现实三维空间，最终以人机交互方式来实现社区 三维景观的实时漫游。对建筑楼群的建模采用3D MAX三维造型工具和 VRML相结合的方式，对这些模型进行优化。同时为了增加真实性，在虚拟 社区中加入树木、游人、汽车等模型。这些模型共同构建整个虚拟三维场景, 为市政规划建设提供一个科学简便、形象直观的可视化人机交互平台。关键词：虚拟现实，VRML,场景建模，虚拟漫游1.2基于VRML的虚拟场景构造工具及VRML浏览器1.2.1 文本编辑工具VRML用ASCH文本格式来描述境界和链接。因此，可以用写字板或其 它的文本编辑器来编写VRML程序（保存时要以*.wrl为后缀名）。但对于一

3、个 虚拟的三维场景来说，它是由声音、图像、材质等复杂文件组合而成的，一 个单独的*.wrl文件不能轻易地实现它。因此，便需要一种工具把这些文件归 纳在一个工程中（即一个文件夹）。这样的工具很多，最常用的是VrmlPad工 具。VrmlPad工具对各个节点、域设置了层次，并提供了高亮度显示，用户 可以很方便地组建、查看、调用工程中的各种文件。1.2.2 三维建模工具上面的文本编辑工具在构建三维模型时有两个重要缺陷：一方面不能提 供可视化界面；另一方面对于不规则的复杂物体常常要求编辑大量的、繁琐 的文本、数字。对于第一个问题，许多所见即所得的VRML制作软件已经出现。其中， Parallel Gr

4、aphics 公司推出 了 一 系列的 VRML 制作工具 一Internet Scene Assembler（ISA） Jnternet Space Builder（ISB） Internet Character Animator（ICA）o 这3个工具各有侧重，ISB侧重于空间建模，ISA侧重于场景组合，ICA侧 重于动画。结合使用它们可以快速生成VRML文件。虽然它们不支持 VRML2.0的所有功能，但它们的易用性给生成复杂的三维实体提供了方便。 尤其是ISB,它虽然不支持复杂的动画，不支持行为、事件的操作（这些可由 ICA、ISA完成），但由于它结合了可视化操作和VrmlPad工程的优

5、点，从而 成为虚拟现实建模的可靠工具。3D MAX当今世界流行最广的三维动画造型软件，它所具有的把三维模 型输出成VRML格式（利用其Import和Export方法）的功能使其成为VRML 的最好助手。但是，3D MAX中对物体描述的精度大大高于VRML的要求， 它包含了很多造型的细节，这些都是VRML不需要的。过细的要求不可避免 地造成了巨大的文件量，这影响了文件装入内存后的导航速度和性能，使文 件的下载时间过长。因此，可用一些特殊的方法来削减文件的大小，提高执 行速度。这些方法包括：在建立的几何体中减少分段数；从场景中删除看不 见的面和隐藏不需要的面；使用关联复制等。1.2.3 VRML

6、浏览器和HTML一样，VRML虚拟场景源程序文件也是由网络传输，浏览器解 释、执行和呈现的，只不过VRML源程序文件在浏览器上产生的不是静态的 平面结构，而是动态的立体场景，支持VRML文件的浏览器常见的有 Microsoft VRML 浏览器、Parallel Graphics 公司的 Cortona VRML Client 浏览 器、SGI 公司的 Cosmo Player 浏览器、Blaxxun 公司的 Blaxxun Contact 等。第2章虚拟场景建模分析VRML是第二代Web上的关键技术，是一种三维场景的描述性语言，也 是在Internet网上实现虚拟现实的关键性技术。它的基本原

7、理是用文本信息描 述三维场景，在Internet网上传输，在本地机上由VRML的浏览器解释生成三维 场景，解释生成的标准规范即是VRML规范。正是这种思想使得在Internet上传 输很少的数据，就可以在Web上实现三维虚拟场景浏览成为可能。因此，VRML 可以生成网络上的三维场景。虽然JAVA技术现在支持三维场景的创建，但是 我们知道使用JAVA3D创建虚拟场景不是那么容易的事情，和VRML相比它的 开发周期较长，也没有VRML技术那么成熟。可见，采用VRML技术构建虚拟 现实环境有下面几个好处：丰富了媒体表现形式、改善了虚拟环境的用户界 面、增强了虚拟环境的交互性。2.1 场景的建模2.1

8、.1 节点虚拟境界由对象构成，对象及其属性用节点(Node)描述.所以节点是构 成VRML文件的基本单元。从层次结构上可以把节点分成三种类型，组节点、 子节点和属性节点，节点名的首字母大写，而域名都用小写字母表示。VRML的每一个节点都有零或多个域(field),域值决定了该种节点类型 的对象在虚拟场景中的状态。节点类型大都具有接收和发送的事件(Event) 的能力，其中事件入口是节点接收事件的逻辑接收器，事件的出口是节点产 生事件的逻辑输出端。外露域(exposedField)是域、入事件、和出事件的统一 体，它既可作为域确定节点的状态，义作为事件入口接收事件，还能把变动 的值送往其它节点。

9、本系统中涉及的主要造型节点包括Transform节点、Shape节点、 Appearance 7?点、Material 节 点、IndexedFaceSet T 点、Background 节 点、 Billboard节点和Anchor节点等。2.1.2 造型节点的层次结构本系统中将组节点(Transform)作为基本造型节点,children域中的造型节 点(Shape)包含外观(Appearance)和几何(geometry)节点；Appearance节点包 含材质(Material)节点和纹理(texture)节点；每个节点又包含若干个域。本系统中，IndexedFaceSet节点用于所有

10、的建筑以及车辆、人物的建模， IndexedFaceSet节点用来创建建筑物等的复杂的面，在真实的场景中，建筑物 往往不是标准的立方体，用BOX节点造型不足以体现虚拟建模的真实性。所以 在本系统中，利用IndexedFaceSet节点构造复杂的折叠面，可以完成建筑外部 的一些复杂设施和室内造型，例如建筑外的空调平台和室内的房梁等。图2T 即是利用索引面集构造的建筑外部装饰，这类造型是通过普通的三维形体造 型节点所构建不出来的。图27建筑外部多边形结构图通过上述分析得出，我们可以用Shape节点创建虚拟场景中的全部三维造 型。这些造型包括基本几何造型以及文本、点、线面方式构造的任意几何造 型。2

11、.1.3 节点之间的关系节点之间的关系分为父子关系和编组关系两种：(1)父子关系。如上所述，父子关系是根据节点语义定义的通过特定域 包含特定节点而形成的上下层次关系。(2)编组关系。通过组节点(Grouping Node)把一组子节点组织起来，从而形成编组关系。编组节点有 Group、Anchor Billboard Inline、LOD、Transform等8种。例如Group节点的children域，它是一个MFNode类型的域，蹋来包含多个 子节点。GroupeventinMFNodeaddChildreneventOutMFNOderemoveChildrenexposedField

12、MFNodechildren |SFVec3fSFVec3fbboxCenter 0 0 0 #(-8, 8)bboxSize-1 -1 -1 #(0, 8)or-l, -1, -1）由此可知，利用编组节点的功能，可以把大型三维虚拟场景的结构组织 得更为有序。2.1.4 大型场景的数据组织（1）应用编组节点VRML提供了8种类型的编组节点，用于把共同完成某一功能的节点组合 在一起（图2-2）。Group节点用于对象的群组；Transform节点则是把对象组 合后再一起进行坐标变换。如果把子场景看作子节点，那么我们可通过内联 节点（Inline）实现各场景的调出，对大场景而言，可明显提高绘制速度

13、。本系统中，由于后期场景丰富的需要，以及系统快速读取的需要，要将 一些模型建立在另外的.wrl文件中。本系统中的人物造型作为较复杂的造型, VRML文件会非常庞大，并且难于管理。并且系统读入时检测此内联的人物 造型是否会出现在默认的视点视界中，当此人物造型有效时，此模型才被描 述出来，否则将不再描述，这样节省了系统资源。Transform children Inline #内联节点urlmale2.wrl#内联的人物造型translation -63.5449 -2.33356 -88.6001#对于male2.wri中造型位置的修改rotation 0 1 0 2.09439 scale 2

14、.22902 2.22901 2.22902图2-2编组节点对场景的组织(2)层次细分对由多物体(又称实体)组成的复杂大场景，必须把场景分解成单个造型 单元。分解的方法，首先把大场景按分布的区域划分成许多子块，子块尽 可能规则，以利用建模后再组合成大的场景块；其次对某一具体的造型，如 本系统中的某一建筑模型，可以从外向内进行分解，将屋顶的建模作为一个 单独的部分，外墙的建模作为另一个部分；在VRML中通过分组节点和造型 节点把分解的场景建模后，用分组节点再组合成大场景。这样就简化了单个 造型的工作量，可以一部分一部分的建模，提高了工作效率。如图2-3所示, 在VRML文件中的具体体现是树型嵌套

15、结构。图2-3场景的分层结构和对应的分组节点2.1.5 建模流程在3D MAX中构造基本模型。以社区景观为内容的建模工作既复杂且量 大，若全部采用编写VRML代码的方法去完成，易出错且效率低。因此在 构造虚拟场景时期，使用一些三维建模工具可以大大地提高开发虚拟现实系 统的效率。本项目选用三维软件3D MAX来搭建基本场景，其优势是能够快 速高效构造复杂的三维模型，并设定材质、光效和动画，同时兼有输出.wrl 格式的功能，这一点对提高建模效率非常有用。在VrmlPad中编辑。VrmlPad是一个很出色的虚拟现实文件专用编辑器， 不仅有利于提高代码编写效率，而且还提供程序调试功能，是完成复杂虚拟

16、场景必不可少的利器之一。从3D MAX输出的VRML文件，虽然已包含建 立好的建筑模型、环境模型、人物模型等，但是由于交互行为不足，所以还 应该打开生成的.wrl文件，加入指定路线漫游和一些基本的动态交互功能 以完善系统功能。并利用上面讨论的造型节点层次细分和编组节点对场景对 象的相应代码做进一步的组织、校验和完善。2.1.6 场景的建立如前述，VRML本身就是一种建模语言，但对于一个庞大场景，通过一 行一行代码的编写来完成是一件困难的事情，于是就产生了各种创建VRML 场景的工具，本课题主要采用3D Max和VrmlPad。利用3D Max创建VRML场景的主要步骤如下：(1)场景平面图。从

17、系统的分析和总体设计可以看出，对场景进行合理 的布局是至关重要的。在AutoCAD中绘制场景布局的平面图(文件格式 为.dwg,可导入3D Max),定位道路、楼群和其他建筑物。该图是场景合理 布局的基础。(2)纹理采集。采集纹理图片数据，包括成纹图片、门窗图片、草地图 片等。对所采集的纹理图片，在Photoshop中将其处理成可无缝平铺的贴图。(3)3D Max构建场景基本模型。VRML通过节点来描述场景实体，3D Max 可以将其环境中的模型以VRML的格式输出。即将各个三维模型转化为相应 的节点，以便为相应的浏览器解释并绘制。以人物造型为例，输出的VRML节点如下:#VRML V2.0

18、utf8DEF manOl Transform #定义manOl造型children Shape appearance Appearance material Material #此处省略了纹理描述 )geometry DEF manOl-FACES IndexedFaceSet #man01 面部索弓I 面集 coord DEF manOl-COORD Coordinate point . coordindex .ccw TRUEsolid FALSEnormallndex texCoordlndex )translation -15.14 -43.33 -42.11rotation -1

19、0 0 1.571scale 4.131 4.131 4.131)其中，Translation为标准的VRML节点，children域中定义了Shape.它是 一个manOl的面部。由此可见，3D Max的人物细节造型对应了VRML相应的节 点。(4)引入需要的VRML节点但是有一些VRML节点在3D Max中并不能被直接通过3DS的实体模型创 建出来，需要向这个3D MAX场景中插入图标来引入相应的VRML节点，其 中包括了Anchor、ProxSensor Navlnfo Fog Sound LOD TouchSensor, Timesensor, Background、AudioClip

20、、Billboard、Inline共 12个节点。本系 统中的树木造型全部采用Billboard节点，采用此节点的好处是用此建立的树 木模型其正面永远对着替身视点，不用建立多个面并导入多张贴图，达到节 省系统资源的作用。2.2 场景对象的优化要使3D MAX中导出的.wrl格式的文件转入VRML环境后达到比较理想 的效果，需要应用一些技巧来优化VRML虚拟对象。在场景模型构造环节, 建筑物的建模是关键。精细建模因文件量过大会导致网络传输和绘制困难， 而用数码相机拍摄建筑实体图像再将其作为纹理映射到建筑物模型上，则可 行性不大。为此，我们在比较各种建模方法的基础上，兼顾文件量和真实感, 提出建筑

21、物的二次建模方法。下面分别从建筑物的二次建模、场景模型构造 和VRML文件编辑三方面加以讨论。2.2.1 建筑物的二次建模方法建筑物的建模要达到理想效果，归根结底是要克服复杂度与真实感这一 对矛盾。二次建模的思路是：首先在三维软件中对建筑进行精细建模，赋以 材质及纹理，然后对所需的纹理进行渲染输出，经图像处理软件处理后生成 包含细节(如窗框、装饰条等)的纹理；再对原建筑结构进行分解，用外轮廓 线(Outline)加拉伸(Extrude)或放样(Loft)生成分段数为1的简单几何体，最 后，用包含细节的纹理映射到简单几何体上，完成建筑的构建二次建模 的流程如图2-4所示。图2-4二次建模流程图2

22、.2.2 建模环节的其他优化方法(1)应用实例复制：实例复制对象在VRML代码中只定义一次，可在场景 中多次使用同样的几何体定义，而文件的大小不会增加。能够节省编写代码 时间，同时可以使文件大大地变小。在场景中用DEF定义人物和树木造型，完成造型的建模后，在其他地方需要相同的造型时，只需要USE使用这个造型并重新定义translation即可。DEF tree Transform Transform Translation 1 0 0children USE tree)(2)使用多细节层次模型技术；根据物体与观察者之间的距离，选择同 一对象的不同细节版本。合理设簧VRMLExport对话框参数

23、：此面板中参数 的设置将直接影响到VRML文件的大小。例如在3D MAX导出模型时-，对参 数Digits of Precision由缺省的4设置为3,可减少场景的总文件量，但对测览 无太大影响。(3)对导出限制的了解：在3D MAX中应用VRML97Exporter对话框导 出.wrl格式的文件时，并不是所有的3D MAX中的对象和元素都能导出到 VRML中，下面列出了部分能导出和不能导出的场景元素：能导出：几何图形、隐藏对象、光颜色、反向动力学、标准材质及多重 子材质；不能导出：光滑组、隐藏面、体光、继承链接、其它类型材质。通过对可导及不可导的了解，可帮助我们在建模过程中知道哪些对象在 3

24、D MAX中完成，哪些需用VRML编程来实现，这样可缩短开发时间，提高 效率。2.2.3 文件编辑环节的优化该环节的优化主要是根据VRML的语法特性进行的，可以同时减少网络 通信量和浏览器的计算量。首先用VrmlPad打开3D Max导出的vr.wri场景文 件，检查是否有语法、值类型的错误；提供的域值是否在适当范围内；校验 是否有重复的节点定义，是否有不匹配的域名或路由。检查完毕后，通过 VrmlPad自带的VRML浏览器，可单独预览选定的节点或组进行最后的调试， 也可对全部场景实现浏览。可选中vr.wri文件中某个单独的造型Transform mengfang,右键该造型标题后选择预览，V

25、RMLPad会自动载入选中的造型进 行预览。如图2-5所示。DESIGN AND IMPLEMENTATION FOR THE VIRTUALCOMMUNITY ROAMING SYSTEM(SCENARIOMODELING)ABSTRACTVirtual reality is a result of computer development, it may create some scenery that includes senses of sight, hearing and touch. Its characteristics are multi-sensation, existent

26、 sense, interaction and independence. VRML can descript three dimensional objects and their behaviors, thus can build virtual world. Because of the appearance of VRML, Virtual Reality comes to our life such as multimedia and Internet.The researches of this paper focus on the modeling, the interactin

27、g and the browsing of the VRML-based virtual scene. According to the virtual designing and the main features, unifying the 3D MAX and Cosmo Worlds, based on the VRML virtual reality technology , we have researched the application in the field of peoples life. The paper focuses on how to use VRML lan

28、guage to construct in the model vividly to simulate and display realistic three-dimensional space. Finally, we achieved the real-time roaming in the Three-dimensional landscape of the community by human-computer interaction. We have modeled these buildings by the combination of 3D MAX three-dimensio

29、nal modeling tool and VRML. At the same time, we put other models such as trees, humans and cars into the 3d scene to intensify the sense of the facticity. We use these models to build a virtual three-dimensional scene together, to provide a scientific and simple, intuitive image visualization platf

30、orm for construction of municipal.KEY WORDS：virtual reality, VRML, scenario modeling, virtual tour图2-5单个造型预览图VRML文件的大小不但决定了它在网络上的传输速度，而且还影响着文 件装入内存后的浏览速度。下载时间过场、漫游时的画面刷新过低，都将使 用户失去耐心，放弃浏览口”。所以在虚拟社区的设计中，优化VRML文件非 常重要。第3章虚拟社区漫游系统的实现本系统以实现社区展示的虚拟化和信息化为目标，通过数字方式综合研 究对象的各类空间信息和属性信息，建立虚拟漫游系统三维模型与信息，在 此基础之

31、上，以VRML虚拟建模语言为核心，结合3D建模工具、VRML建模 工具、动态网页技术和JavaScript、Java语言开发基于TCP / IP协议和因特网 的虚拟校园漫游系统的。实现对虚拟场景的漫游、自动导航、人机交互等功 能。另外，尽可能多的丰富三维场景中的模型数量与种类，使整个虚拟漫游 系统与真实环境更加相近，使之信息丰富、全面，使用户产生身临其境的感 觉。3.1开发环境操作系统：Windows XPSP3;浏览器环境：Microsoft Internet Explorer 8.0 , Cortona VRML 浏览器插 件；VRML 编辑工具：VrmlPad , Cosmo World

32、s ;3D 建模软件：3D MAX 2012;3.2 系统结构设计建模过程中对于不同种类的实体采用不同的建模方式非常重要，恰当的 选择不仅可以使模型达到逼真的效果，而且可使场景中的模型复杂度大大降 低，提高浏览速度。虚拟校园系统模型的总体结构图如图3-1所示。虚拟社区 系统主要由四大类模型建模构成，分为环境模型、建筑模型、植物模型、其 他模型等。环境模型又包括天空、地面等；建筑模型包括社区里的各式建筑, 如楼房和平房等；植物模型包括树木和草坪；其他模型包括人物和汽车等。 这些共同构成了整个虚拟社区的建模。虚拟社区系统3.3 场景模型的建立根据场景中三维模型类型的不同主要分为四类建模：（1）天空

33、地面建模, 建筑物建模，（3）树木、草坪建模，（4）其他设施建模。3.3.1 地面建模本社区漫游系统的地面由一整条四通八达的柏油路构成。在路面的设计 中用到很多节点，其中包括Transform和组节点串联起了整个模型；Shape 节点把基本几何节点进行封装，通过Shape节点中的几个域对几何体进行描 述：Material节点描述了整个地面的表面材质，包括漫反射参数、路面的明 暗程度、镜面反射参数等等；整个路面的外观通过geometry IndexedFaceSet 索引面集实现。DEF lu Transform #定义路造型children Shape appearance Appearanc

34、e #夕卜观设计material Material #纹理设计ambientintensity 0#没有环境光被反射diffuseColor 0.0549 0.0549 0.08627#漫反射颜色 specularColor 0.02882 0.02824 0.03294#镜面反射颜色shininess 0.145#物体表面亮度transparency0#物体不透明geometry DEF lu-FACES IndexedFaceSet #路表面索引面集coord DEF lu-COORD Coordinate point #各点坐标coordindex .#多边形列表ccwTRUE#所画的平

35、面正面面向屏幕solid FALSE#对面的背面进行绘画normallndex texCoordlndex )translation -15.14 -43.33 -42.11#位置rotation -1 0 0 1.571#旋转scale 4.131 4.131 4.131# 缩放比例3.3.2 建筑物建模建筑物是整个社区模型中的主要地物对象，也是观察者主要访问的对 象，因此对其的表达和描述必须逼真，以达到仿真的效果。本系统中建筑物 模型有楼房和平房等模型，主要运用了组合的技术。首先在AutoCAD中设计出建筑物的平面图，然后导入到3D MAX中拉伸 到相应的高度，对于不同的建筑物侧面指定不同

36、的材质通道和贴图坐标系统 2，0将处理好的建筑物贴图赋予建筑物模型的不同侧面。最后作为一个独立 的WRL文件输出，并在VrmlPad编辑器中进行修改编辑使之符合VRML语言 的语法规则。图3-2是本系统中平房建筑的独立模型，在这个Transform中没有建立房顶的模型，房顶的造型建模属于另外的一部分，再通过Cosmo Worlds对模型进行调整使之组合在一起。图3-2建筑造型图DEF fangzi Transform #定义房子造型children Shape appearance Appearance #夕卜观设计material Material #纹理设计ambientintensity

37、0.532#环境光被反射的值diffuseColor 1 1 1#漫反射颜色specularColor 0.49 0.49 0.49#镜面反射颜色shininess 0.62#表面亮度transparency0#物体不透明)geometry DEF fangzi-FACES IndexedFaceSet #房子外部索引面集 coord DEF fangzi-COORD Coordinate point #连接点coordindex .ccwTRUE#正面对着屏幕solid FALSE#对背面进行绘画normallndex texCoordlndex |translation -54.64 -1

38、2.29 -15.32rotation 0-10 1.514scale 4.131 4.131 4.131)3.3.3 植物建模校园环境中除了建筑物以外还有花草树木和许多其它辅助设施，这些辅 助地物不仅使社区变的美丽，而且使场景具有强烈的沉浸感和真实感。道路 两边的大量的树木，标示牌等如何快速实时显示，不影响浏览速度，而又真 实逼真是个很有困难的问题。在VRML语言中，这些地物以广告牌的形式制作 显示，在场景中给垂直竖立的交叉面赋予透明贴图，在场景中漫游时，广告 牌可以根据视线的旋转而旋转，这样使观察者始终看到的是广告牌的正面。 同时对场景中大量相同树木或其它辅助设施运用实例对象，这样在程序调

39、用 时，内存只调一次，可以大大节约系统资源，加快显示速度。图3-3为树木模 型采用的贴图。Billboard节点是一个组节点，它可以再用户浏览时动态地改变自己的坐 标系，以其坐标系的Z轴绕axisOfRotation轴旋转从而时期所包含的物体面向 浏览者。Billboard布告板有着很广泛的作用，比如提示符、帮助信息、广 告、注解、控制面板和状态显示等。图3-3才对木贴图这些树木以Billboard广告牌的形式制作显示，广告牌可以根据视线的旋 转而旋转，这样使观察者始终看到的是广告牌的正面。 children DEF BillboardOl Billboard #定义Billboardchil

40、dren DEF BoxO l Transform children Shape appearance Appearance material Material )texture ImageTexture #贴图选择url nTR003,gifn )geometry DEF BoxOl-FACES IndexedFaceSet coord DEF BoxOl-COORD Coordinate point . ) coordindex .texCoord DEF BoxO 1 -TEXCOORD TextureCoordinate point .)ccw TRUEsolid TRUEnormal

41、lndextexCoordlndex . ) translation 0.2071 1.519 0.01023rotation 0.999068 -0.030519 0.030519 1.572axisOfRotation 0 1 0#指定旋转轴 translation -0.01023 -1.519 0.2071rotation 0 1 0 1.571)3.3.4 其他设施建模其他设施的建模包括人物和汽车等的建模。这类建模同样是在3D MAX 中建立好模型后再导入到VRML中，最后用Cosmo Worlds将其调整到场景 中的合适位置即可，在此不再过多描述及提供代码。3.4 碰撞检测的建立3

42、.4.1 替身的建立在VRML中默认有替身的设定，也可自行建立替身。替身的外表、替身 的移动特性主要由Navigationinfo节点控制：替身的外表由宽度(Width)、高 度(Height)、抬腿高度(Step height)决定；替身的活动方式有四种，分别是 WALK、FLY、EXAMINE NONE,而替身的活动方式也可以在浏览器中自 行选择；另外，还可以设定替身在场景中的移动速度。本系统中替身的设定 均采用了默认设定，只是取消了头部光照的设定，取而代之的是绑定一个点 光源在视点上。3.4.2 碰撞的触发一个造型和观察者之间的距离小于或等于由Navigationinfo节点所指定 的碰

43、撞宽度时，碰撞就发生了。当浏览器提示一个碰撞发生时，浏览器检测 当前前往Navigation节点指定的导航类型。如果当前的导航类型是 “EXAMINE”或“FLY”时，那么观察者与造型发生碰撞时，浏览器不做任 何操作。如果当前导航类型是“WALK”时，浏览器就停止观察者的动作。 这样就可以防止观察者走进或飞入一个空间中的实心造型，以增加真实感。3.5 视点的建立Viewpoint视点节点定义了处于局部坐标系中的一个指定位置，用户可以 从该点来观察场景。在每一个新的观察点，浏览器获得的图像就像是使用一 部虚拟的取景器在屏幕上播放一样。替身在虚拟空间中的移动，就使得取景 器不断地调整其位置和朝向川

44、。本系统一共创建了三个视点。一个处于地面附近，用于描述WALK操作; 另一个处于空中俯瞰整个社区，用于FLY操作；最后一个用来描述指定路线 漫游操作。DEF walk Viewpoint position -48 -12.74 -10.73#视点位置orientation -0.0359387 0.997965 -0.0526682 4.337#视点朝向fieldOfViewO.928# 视界角度 description walk)3.6 场景的链接我们有时并不想将资源内容作为同一场景中的一部分，而是希望能从原 场景中出来，进入到另一个场景中。VRML提供了一种Web技术，可将其他 VRML文

45、件创建的空间链接到一起，就像将虚拟空间中的一扇门与别处描述 的VRML目的空间相连，由Anchor节点创建。例如在本系统中我们使用一扇门作为一个连接点，当点击此门时，VRML 浏览器从Web中取出目的空间，是观察者进入教室环境中。当鼠标放到链接 造型上时，鼠标指针变成一个“锚”的形状，并提示“click here go to next space!”，点击后进入新的教室场景中。如图3-4。Click here go to next space!图3-4锚点门造型图Transform children Transform children Anchor url classroomall.wrl#

46、指定链接到classroomall场景的默认视点 description Click here go to next space!”#设定提示语)translation -51.9644 -13.4025 -17rotation 0 1 0 1.57079scale 0.355508 0.355508 0.355508)第4章系统测试在系统开发的过程中，人们使用的许多保证系统质量的方法分析、设计 和实现场景建模，尽管如此，但也难免会出现差错，因为在系统的开发过程 中会有许多隐藏的错误和缺陷未被发现，尤其对于规模大、复杂性高的系统 更是如此，通过测试可检测出设计中的漏洞，甚至是致命的错误，因此，

47、对 系统进行测试是非常必需的。4.1 测试的目标测试的目标就是以最少的时间和人力找出软件中潜在的各种错误和缺 陷，保证程序按照预定的功能要求来严格地执行，从而方便用户的使用。此 外，在系统测试过程中，还可以收集到测试结果数据，从而为可靠性分析提 供了依据。测试用例(Test Case)是将软件测试的行为活动做一个科学化的组织归 纳，目的是能够将软件测试的行为转化成可管理的模式；同时测试用例也是 将测试具体量化的方法之一，不同类别的软件，测试用例是不同的。4.2 系统测试过程4.2.1 单元测试本系统包括三大模块，传送门模块、指定路线漫游模块、室内模块。分 别对各个模块进行测试，对于是否完成其应有的功能进行修改，例如传送门 模块，点击门，视点将跳转到另一个场景中去，经过测试，逐渐完善了其功 能。(1)传送门测试：本测试模块通过对系统中传送门的测试，保证场景切换的可靠性，即 Anchor节点的应用。点击链接模型将把视点从当前场景中跳转到另一预设场 景中。测试项目测试步骤预期结果测试结果场景跳转标识提示将鼠标移动到预设模型上，即门造型上鼠标变成“锚