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web3D技術(shù)是什么?web3d應(yīng)用主要有那些?

web3d即虛擬展示技術(shù),通常被用于商品網(wǎng)絡(luò)化三維展示,也有部分小場(chǎng)景虛擬仿真項(xiàng)目采用WEB3D進(jìn)行制作3D圖形技術(shù)并不是一個(gè)新話題,它在圖形工作站以至于PC上的應(yīng)用早已瓜熟蒂落。然而互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn),卻給3D圖形技術(shù)注入了新的活力,一些微妙而深刻的變化正在進(jìn)行中。“web3d”這一新詞的出現(xiàn)就反映了這種變化的全貌。沒(méi)有人嚴(yán)格定義web3d,但我們可以把它理解為互聯(lián)網(wǎng)上的3D圖形技術(shù)。

  VRML是3D圖形和多媒體技術(shù)通用的交換文件的格式,它描述交互式的3D對(duì)象和場(chǎng)景的幾何對(duì)象的尺寸和形狀、色彩、材質(zhì)、燈光、動(dòng)畫(huà)及其交互性。它不僅應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)上,也可以用在本地客戶系統(tǒng)中,其應(yīng)用范圍極廣。國(guó)際上有一個(gè)VRML(VRML Consortium)協(xié)會(huì),承擔(dān)起了制定互聯(lián)網(wǎng)上的3D圖形標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的任務(wù)。1996年,VRML 1.0發(fā)布,1997年,VRML 97誕生。VRML 97的重大革新是:在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)氖悄P臀募皇且曨l圖像文件,故其傳輸量大大減小,可使任何一個(gè)3D圖形愛(ài)好者都能制作可在互聯(lián)網(wǎng)上實(shí)時(shí)渲染的3D場(chǎng)景模型。 

  然而,在1997年之后,VRML在3D圖形標(biāo)準(zhǔn)上的進(jìn)展緩慢,遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到人們的期望。究其原因主要有:

● 互聯(lián)網(wǎng)對(duì)3D圖形的需求并不迫切,到目前為止,2D圖像仍在HTML文件中占主導(dǎo)地位。 
● 網(wǎng)絡(luò)帶寬仍然是制約網(wǎng)上3D圖形發(fā)展的主要瓶頸。 
● VRML 97過(guò)于龐大,它幾乎包羅萬(wàn)象。 
● 網(wǎng)站的訪問(wèn)者必須先花費(fèi)10~15分鐘的時(shí)間下載插件,然后再像安裝軟件那樣安裝這個(gè)插件,才能觀看一個(gè)十分粗糙的3D圖形。 

  產(chǎn)品群雄割據(jù) 用戶苦不堪言 

  由于VRML協(xié)會(huì)沒(méi)有及時(shí)推出VRML 97的下一代標(biāo)準(zhǔn),因此很多互聯(lián)網(wǎng)3D圖形的制作軟件并沒(méi)有完全遵循VRML 97標(biāo)準(zhǔn),許多公司推出了自己的制作工具,使用專(zhuān)用的文件格式和瀏覽器插件。類(lèi)似的軟件大約有30種之多。這些軟件各有特色,在渲染速度、圖像質(zhì)量、造型技術(shù)、交互性以及數(shù)據(jù)的壓縮與優(yōu)化上都有勝過(guò)VRML之處。所有的公司都希望自己的解決方案能成為“事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”。 
然而用戶卻不領(lǐng)它們的情。對(duì)用戶而言,要在互聯(lián)網(wǎng)上觀看用這些軟件制作的3D圖形,先要下載1M~7MB的插件,然后安裝在網(wǎng)頁(yè)瀏覽器上。插件的種類(lèi)之多,使人無(wú)所適從。要觀看十個(gè)不同的網(wǎng)站,用戶就需要下載并安裝十個(gè)不同廠家的插件。這樣煩瑣的事情用戶實(shí)在難以忍受。

  為什么需要插件? 

  3D圖形軟件為什么離不開(kāi)插件?其實(shí)插件就是實(shí)時(shí)渲染引擎,其作用是:解釋并翻譯實(shí)施場(chǎng)景模型文件的語(yǔ)法,實(shí)時(shí)渲染從服務(wù)器端傳來(lái)的場(chǎng)景模型文件,在網(wǎng)頁(yè)訪問(wèn)者的客戶端逐幀、實(shí)時(shí)地顯示3D圖形。把實(shí)時(shí)渲染引擎做成一個(gè)插件,這是互聯(lián)網(wǎng)3D圖形軟件廠商目前的通常做法。顯然,實(shí)時(shí)渲染引擎是實(shí)施互聯(lián)網(wǎng)3D圖形的關(guān)鍵技術(shù),它的文件大小、圖形渲染質(zhì)量、渲染速度以及它所能提供的交互性都直接反映了其解決方案的優(yōu)劣。 

  研制更好的實(shí)時(shí)渲染引擎是各軟件廠商競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn),于是就產(chǎn)生了五花八門(mén)的3D圖形文件格式與相應(yīng)的瀏覽器插件。 

  結(jié)束這種混亂局面的最好辦法是微軟在其IE瀏覽器中預(yù)裝一個(gè)或幾個(gè)實(shí)時(shí)渲染插件,這樣用戶就不必花費(fèi)十多分鐘的時(shí)間去下載和安裝插件。然而,微軟并未選中任何一家公司作為其合作伙伴,也許有一天微軟會(huì)推出自己的一整套解決方案,從而保持它在互聯(lián)網(wǎng)3D圖形領(lǐng)域中的霸主地位。 
新一代互聯(lián)網(wǎng)3D圖形 

  標(biāo)準(zhǔn)X3D誕生 

  1997年,VRML協(xié)會(huì)改名為web3d(Web 3D Consortium),此后web3d這一專(zhuān)用縮寫(xiě)開(kāi)始在互聯(lián)網(wǎng)上出現(xiàn)。2001年8月,web3d協(xié)會(huì)發(fā)布了新一代國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)——X3D (X3D的含義是可擴(kuò)展的 3D)。 
X3D得到了許多軟件廠商的支持,包括3Dlabs、ATI Technologies、Blaxxun、Nexternet、OpenWorlds、ParallelGraphics、Sony Electronics、US Army STRICOM、SGDL Systems等。X3D與MPEG-4和 XML兼容,并將集成到MPEG-4的3D內(nèi)容之中,使用XML語(yǔ)法。它與VRML 97向后兼容,即X3D能提供標(biāo)準(zhǔn)VRML 97 browser的全部功能。X3D的主要任務(wù)是把VRML的功能封裝到一個(gè)輕型的、可擴(kuò)展的核心之中。由于X3D是可擴(kuò)展的,因此任何一個(gè)開(kāi)發(fā)者都可以根據(jù)自己的需求,擴(kuò)展其功能。X3D渲染引擎的商業(yè)版本也在去年的SIGGRAPH ’2001的年會(huì)上推出,Parallel Graphics(web3d技術(shù)的領(lǐng)先軟件公司)將聯(lián)合幾個(gè)公司開(kāi)發(fā)X3D 新技術(shù)。 

  X3D標(biāo)準(zhǔn)為互聯(lián)網(wǎng)3D圖形的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展前景,無(wú)論是小型的具有3D功能的web客戶端應(yīng)用,還是高性能的廣播級(jí)應(yīng)用,X3D都應(yīng)該是大家共同遵守的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),從而結(jié)束當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)3D圖形的這種混亂局面,在統(tǒng)一的X3D基本框架下保證不同軟件廠家開(kāi)發(fā)的軟件具有互操作性。

  采用Java,3D圖形渲染不需要插件 

  Java在互聯(lián)網(wǎng)上幾乎隨處可見(jiàn),而它在3D圖形上正在顯示出更大的威力。使用Java 的重要理由之一是它的平臺(tái)無(wú)關(guān)性。它的平臺(tái)無(wú)關(guān)性來(lái)自于Java只需部分編譯。負(fù)責(zé)編譯Java程序的是Java Virtual Machine (JVM),不同的平臺(tái)有它自己的JVM,處理與平臺(tái)相關(guān)的功能。因此,只要支持JVM,就能運(yùn)行Java小程序。兩種最有名的瀏覽器Netscape 和 IE都支持JVM。因此用Java制作的3D圖形幾乎可以在所有的互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器上顯示。 

  Shout Interactive和Blaxxun兩個(gè)公司使用純Java技術(shù)開(kāi)發(fā)了實(shí)時(shí)渲染引擎(大小只有50K),這個(gè)小小的Java小程序,不僅在網(wǎng)上自動(dòng)下載,而且可以在客戶端實(shí)時(shí)渲染3D場(chǎng)景,逐幀顯示動(dòng)態(tài)的3D圖像。Shout Interactive和Blaxxun為用戶擴(kuò)充自己的3D圖形功能預(yù)留了極大的空間。兩個(gè)公司并沒(méi)有拋棄VRML,Shout Interactive公司可以接受VRML文件,并把它變成自己的文件格式;Blaxxun公司的軟件可以直接運(yùn)行VRML。當(dāng)然,Shout Interactive 3D的小巧靈活并不是沒(méi)有代價(jià)的:它簡(jiǎn)化了VRML的功能,VRML的一些功能不能用小小50K的Java來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以說(shuō)這兩個(gè)公司最先在它們的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了核心的X3D技術(shù)。 

  使用這種“無(wú)插件技術(shù)”(plug-in)的Shout Interactive公司為Macy’s and Excite web portal網(wǎng)站制作了栩栩如生的3D虛擬時(shí)裝模特展示。而所有的展示文件只有1M~2MB,不需下載插件,且圖像的質(zhì)量較好,人物動(dòng)畫(huà)的動(dòng)作流暢自然。

  X3D能否成為事實(shí)上的web3d圖形標(biāo)準(zhǔn)? 

  Flash之所以能作為2D動(dòng)畫(huà)在互聯(lián)網(wǎng)上的標(biāo)準(zhǔn),關(guān)鍵是只有惟一的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。而現(xiàn)在的web3d圖形有幾十種可供選擇的技術(shù)和解決方案,多種文件格式和渲染引擎的存在是web3d圖形在互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用的最大障礙,而這種局面在今后若干年還將存在。從現(xiàn)在的發(fā)展態(tài)勢(shì)來(lái)看,有幾種技術(shù)可能在未來(lái)占有一定的優(yōu)勢(shì): 

  ● X3D: 由Web 3D Consortium制定,得到大學(xué)、政府機(jī)構(gòu)及一些web3d圖形公司的支持,有比較廣泛的社會(huì)基礎(chǔ)。 

  ● Pulse3D: 在游戲娛樂(lè)領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先,使用該技術(shù)的游戲網(wǎng)站有100多個(gè),它得到了Discreet和Entertaindom公司的資金支持,現(xiàn)在它正在把游戲領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到e-commerce。它的插件支持QuickTime 5和RealPlayer。 

  ● Viewpoint: 前身是MetaCreations(3D圖形應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)商),它賣(mài)掉了其他所有的軟件產(chǎn)品后,改名為Viewpoint,并專(zhuān)們從事web3d圖形技術(shù)的研發(fā)。其渲染引擎的模塊化結(jié)構(gòu)極易擴(kuò)充,并且能與QTVR-、iPix-和XML-等標(biāo)準(zhǔn)集成。它的目標(biāo)是e-commerce。該技術(shù)的最大特色是與XML集成。 

  ● Cult3D: 開(kāi)發(fā)了e-commerce的全套解決方案,已經(jīng)有450個(gè)e-commerce網(wǎng)站使用了 Cult3D技術(shù),有近1萬(wàn)個(gè)商業(yè)模型。它也在向娛樂(lè)領(lǐng)域擴(kuò)充,提供全面解決方案,同時(shí)提供最穩(wěn)定可靠的渲染引擎。 

  ● Shockwave3D: 這是Macromedia公司的Flash插件,有著極為廣大的用戶群(據(jù)說(shuō)世界上有1.3億人安裝),更引人注目的是Intel把它的web3d圖形集成到Shockwave中。Intel web3d的圖形極具特色:動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)3D內(nèi)容的分辨率,采用了曲面光滑技術(shù)和照片級(jí)逼真材質(zhì),并可制作各種特色效應(yīng)。

 

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