[转]WEB3D介绍

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WEB3D介绍

[2005-12-12 00:00:20] [来源: 武汉映像] [我要投稿]
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虚拟展示技术，通常被用于商品网络化三维展示，也有部分小场景虚拟仿真项目采用WEB3D进行制作

3D图形技术并不是一个新话题，它在图形工作站以至于PC上的应用早已瓜熟蒂落。然而互联网的出现，却给3D图形技术注入了新的活力，一些微妙而深刻的变化正在进行中。“web3d”这一新词的出现就反映了这种变化的全貌。没有人严格定义web3d，但我们可以把它理解为互联网上的3D图形技术。 

VRML是3D图形和多媒体技术通用的交换文件的格式，它描述交互式的3D对象和场景的几何对象的尺寸和形状、色彩、材质、灯光、动画及其交互性。它不仅应用在互联网上，也可以用在本地客户系统中，其应用范围极广。国际上有一个VRML（VRML Consortium）协会，承担起了制定互联网上的3D图形标准与规范的任务。1996年，VRML 1.0发布，1997年，VRML 97诞生。VRML 97的重大革新是:在网络上传输的是模型文件，而不是视频图像文件，故其传输量大大减小，可使任何一个3D图形爱好者都能制作可在互联网上实时渲染的3D场景模型。 

然而，在1997年之后，VRML在3D图形标准上的进展缓慢，远远没有达到人们的期望。究其原因主要有： 

● 互联网对3D图形的需求并不迫切，到目前为止，2D图像仍在HTML文件中占主导地位。 

● 网络带宽仍然是制约网上3D图形发展的主要瓶颈。 

● VRML 97过于庞大，它几乎包罗万象。 

● 网站的访问者必须先花费10～15分钟的时间下载插件，然后再像安装软件那样安装这个插件，才能观看一个十分粗糙的3D图形。 

产品群雄割据 用户苦不堪言 

由于VRML协会没有及时推出VRML 97的下一代标准，因此很多互联网3D图形的制作软件并没有完全遵循VRML 97标准，许多公司推出了自己的制作工具，使用专用的文件格式和浏览器插件。类似的软件大约有30种之多。这些软件各有特色，在渲染速度、图像质量、造型技术、交互性以及数据的压缩与优化上都有胜过VRML之处。所有的公司都希望自己的解决方案能成为“事实上的国际标准”。 

然而用户却不领它们的情。对用户而言，要在互联网上观看用这些软件制作的3D图形，先要下载1M～7MB的插件，然后安装在网页浏览器上。插件的种类之多，使人无所适从。要观看十个不同的网站，用户就需要下载并安装十个不同厂家的插件。这样烦琐的事情用户实在难以忍受。 

为什么需要插件？ 

3D图形软件为什么离不开插件？其实插件就是实时渲染引擎,其作用是:解释并翻译实施场景模型文件的语法，实时渲染从服务器端传来的场景模型文件，在网页访问者的客户端逐帧、实时地显示3D图形。把实时渲染引擎做成一个插件，这是互联网3D图形软件厂商目前的通常做法。显然，实时渲染引擎是实施互联网3D图形的关键技术，它的文件大小、图形渲染质量、渲染速度以及它所能提供的交互性都直接反映了其解决方案的优劣。 

研制更好的实时渲染引擎是各软件厂商竞争的焦点，于是就产生了五花八门的3D图形文件格式与相应的浏览器插件。 

结束这种混乱局面的最好办法是微软在其IE浏览器中预装一个或几个实时渲染插件，这样用户就不必花费十多分钟的时间去下载和安装插件。然而，微软并未选中任何一家公司作为其合作伙伴，也许有一天微软会推出自己的一整套解决方案，从而保持它在互联网3D图形领域中的霸主地位。 

新一代互联网3D图形 

标准X3D诞生 

1997年，VRML协会改名为web3d（Web 3D Consortium），此后web3d这一专用缩写开始在互联网上出现。2001年8月，web3d协会发布了新一代国际标准——X3D (X3D的含义是可扩展的 3D)。 

X3D得到了许多软件厂商的支持，包括3Dlabs、ATI Technologies、Blaxxun、Nexternet、OpenWorlds、ParallelGraphics、Sony Electronics、US Army STRICOM、SGDL Systems等。X3D与MPEG-4和 XML兼容，并将集成到MPEG-4的3D内容之中，使用XML语法。它与VRML 97向后兼容，即X3D能提供标准VRML 97 browser的全部功能。X3D的主要任务是把VRML的功能封装到一个轻型的、可扩展的核心之中。由于X3D是可扩展的，因此任何一个开发者都可以根据自己的需求，扩展其功能。X3D渲染引擎的商业版本也在去年的SIGGRAPH ’2001的年会上推出，Parallel Graphics（web3d技术的领先软件公司）将联合几个公司开发X3D 新技术。 

X3D标准为互联网3D图形的发展提供了一个广阔的发展前景，无论是小型的具有3D功能的web客户端应用，还是高性能的广播级应用，X3D都应该是大家共同遵守的一个标准，从而结束当前互联网3D图形的这种混乱局面，在统一的X3D基本框架下保证不同软件厂家开发的软件具有互操作性。 

采用Java，3D图形渲染不需要插件 

Java在互联网上几乎随处可见，而它在3D图形上正在显示出更大的威力。使用Java 的重要理由之一是它的平台无关性。它的平台无关性来自于Java只需部分编译。负责编译Java程序的是Java Virtual Machine (JVM)，不同的平台有它自己的JVM，处理与平台相关的功能。因此，只要支持JVM，就能运行Java小程序。两种最有名的浏览器Netscape 和 IE都支持JVM。因此用Java制作的3D图形几乎可以在所有的互联网浏览器上显示。 

Shout Interactive和Blaxxun两个公司使用纯Java技术开发了实时渲染引擎（大小只有50K），这个小小的Java小程序，不仅在网上自动下载，而且可以在客户端实时渲染3D场景，逐帧显示动态的3D图像。Shout Interactive和Blaxxun为用户扩充自己的3D图形功能预留了极大的空间。两个公司并没有抛弃VRML，Shout Interactive公司可以接受VRML文件，并把它变成自己的文件格式;Blaxxun公司的软件可以直接运行VRML。当然，Shout Interactive 3D的小巧灵活并不是没有代价的：它简化了VRML的功能，VRML的一些功能不能用小小50K的Java来实现。可以说这两个公司最先在它们的产品中实现了核心的X3D技术。 

使用这种“无插件技术”（plug-in）的Shout Interactive公司为Macy's and Excite web portal网站制作了栩栩如生的3D虚拟时装模特展示。而所有的展示文件只有1M～2MB，不需下载插件，且图像的质量较好，人物动画的动作流畅自然。 

X3D能否成为事实上的web3d图形标准？ 

Flash之所以能作为2D动画在互联网上的标准,关键是只有惟一的技术和标准。而现在的web3d图形有几十种可供选择的技术和解决方案，多种文件格式和渲染引擎的存在是web3d图形在互联网上应用的最大障碍，而这种局面在今后若干年还将存在。从现在的发展态势来看，有几种技术可能在未来占有一定的优势： 

● X3D: 由Web 3D Consortium制定，得到大学、政府机构及一些web3d图形公司的支持，有比较广泛的社会基础。 

● Pulse3D: 在游戏娱乐领域内领先，使用该技术的游戏网站有100多个，它得到了Discreet和Entertaindom公司的资金支持，现在它正在把游戏领域的技术优势应用到e-commerce。它的插件支持QuickTime 5和RealPlayer。 

● Viewpoint: 前身是MetaCreations（3D图形应用软件开发商），它卖掉了其他所有的软件产品后，改名为Viewpoint，并专们从事web3d图形技术的研发。其渲染引擎的模块化结构极易扩充，并且能与QTVR-、iPix-和XML-等标准集成。它的目标是e-commerce。该技术的最大特色是与XML集成。 

● Cult3D: 开发了e-commerce的全套解决方案，已经有450个e-commerce网站使用了 Cult3D技术，有近1万个商业模型。它也在向娱乐领域扩充，提供全面解决方案，同时提供最稳定可靠的渲染引擎。 

● Shockwave3D: 这是Macromedia公司的Flash插件，有着极为广大的用户群（据说世界上有1.3亿人安装），更引人注目的是Intel把它的web3d图形集成到Shockwave中。Intel web3d的图形极具特色：动态调节3D内容的分辨率，采用了曲面光滑技术和照片级逼真材质，并可制作各种特色效应。