Computergrafik
WS 2001/02
Prof. Dr. W. Kurth - Dr. E. Roth

VRML-Kurs
Teil 1

VRML:
Virtual Reality Markup Language
Þ Virtual Reality Modelling Language
Beschreibungssprache für VR-Szenen
(kein Softwaresystem)
Umsetzung durch VRML-Browser

VRML-Szenen in ASCII-Dateien abgelegt
Standardisierung: Dieselbe Szene durch verschiedene Browser darstellbar

VRML-Umfang:

3D-Grafik
+ Dynamik (Animation)
+ Interaktion
+ Klang
+ Internetfähigkeit (VRML-Browser als Plugin von Webbrowsern)

Versionen: VRML 1.0, 2.0, 97

Features:

Geometriebeschreibungen

Grundprimitive (Quader, Zylinder, Kegel, Kugel)
polygonale Objekte
elevation grids (Terrain-Gitter)
extrudierte Objekte

Materialbeschreibungen

Farbe
Schattierungen

Beleuchtungsbeschreibungen

 

Texturbeschreibungen

 

Textbeschreibungen

 

Transformationen

Translationen
Rotationen
Skalierungen
allgemeine Transformationen

Animationen

Zeit
Interpolation

Hintergrund und Nebel

 

Interaktionsbeschreibungen

 

Multimediabeschreibungen

Video
3D-Klang

Strukturbeschreibungen

Gruppierung
Prototypen

Detaillierungsbeschreibungen

LOD = level of detail

Kamerabeschreibungen

Viewpoints

Hypermediabeschreibungen

Anchors

Beschreibung von Programmierlogik

Java
Javascript
VRMLscript

Geschichte

VRML-Browser

Cosmo Player         Download: http://www.cai.com/cosmo/
World View (dito)
Open Worlds
....
Seite mit Links zu verschiedenen Download-Sites:
http://www.web3d.org/vrml/vrml.htm

Cosmo Player 2.1 für Win95/NT: Plugin zu Netscape 3.01 und höher, MS Internet Explorer 4.x und höher.

Jeder Browser stellt Navigationshilfen für den 3D-Raum zur Verfügung
Anordnung und Bezeichnungsweisen browserspezifisch, aber ähnliche Grundfunktionen.
Hier für Cosmo Player:

6 Haupt-Navigationsmodi

Gehen

Neigen

Gleiten

Go

Tilt

Slide

Bewegungen in der horizontalen Ebene

Änderung des Blickwinkels

Bewegungen in der vertikalen Ebene

Rotieren

Schwenken
 

Zoomen

Rotate

Pan
 

Zoom

lässt die Szene rotieren

Eigenbewegung um eine Szene,
die im Blickfeld bleibt

Änderung des Abstands von der Szene

Die eigentliche Navigation erfolgt mit der Maus. Die Form des Mauscursors zeigt an, welcher Navigationsmodus aktiv ist. Zwischen der oberen und der unteren Dreiergruppe wird mit einem virtuellen Hebel umgeschaltet ("Steuerelemente ändern"; auch durch Hotkeys (Tastatur) möglich).

Schaltfläche mit Funktionen der ersten Gruppe

Schaltfläche mit Funktionen der zweiten Gruppe

Zusätzliche Sonderfunktionen:

Gravitation

Gravity

in hügeliger Landschaft am Boden bleiben (man folgt den Höhen und Tiefen der Oberfläche)

Treiben

Float

erlaubt, zu fliegen

Suchen

Seek

durch Anklicken eines Objekts bewegt man sich an dieses heran

Bewegung rückgängig machen

Undo move

 

Bewegung wiederherstellen

Redo move

 

Richten

Straighten

man wird in eine Orientierung senkrecht zur Horizontalebene gebracht

Viewpoint

 

man kann Blickpunkte speichern und mit Namen versehen

Preferences

 

Aktivierung des Voreinstellungs-Menüs

COSMO

 

Hyperlink zur Webseite von Cosmo

Help

 

Online-Hilfe (HTML)

Warnleuchten

 

werden aktiv bei Fehlern,
bei Anklicken erscheint die Fehlermeldung

VRML-Dateien

Endung .wrl ("world")
ASCII-Datei (genauer: ab V. 2.0 UTF-8 Zeichensatz gem. ISO 10646-1:1993)

Aufbau einer VRML-Datei:

Zuordnung von Feldangaben zu Knoten mit geschweiften Klammern { ... }
Gruppierung von Knoten durch Gruppen-Knoten, "Kinder" in eckigen Klammern [ ... ]

Beispiel einer VRML 1.0-Datei:

#VRML V1.0 ascii
# created by W. K. 2001
# Huette
# zeichne den Rumpf
Cylinder
      {
      height 2
      radius 2
      }
# Verschiebung des Koordinatenursprungs
Translation
      {
      translation 0 2 0
      }
# zeichne das Dach
Cone
      {
      bottomRadius 2.5
      }

Ergebnis:

Beispiel einer VRML 2.0 - Datei:

#VRML V2.0 utf8
Shape
      {
      geometry Box
            {
            size 1 4 1
            }
      appearance Appearance
            {
            material Material
                  {
                  diffuseColor 0.5 0.5 0.5
                  }
            }
      }

Ergebnis:

Header für VRML 97:
#VRML V97 utf8

Felder, für die keine Spezifikation angegeben wird, werden automatisch mit Default-Werten besetzt. Z.B. ist Cylinder { } ein Zylinder mit Höhe 1 und Radius 1.

Die Primitiv-Objekte (Würfel, Zylinder, Kegel, Kugel) werden standardmäßig um den Nullpunkt zentriert.

#VRML V1.0 ascii
Cube
      {
      height 4
      }

Þ Säule, die sich 2 Einheiten nach oben und unten und je 0,5 Einheiten nach rechts, links, vorn und hinten erstreckt

Überlagerung von 3 verschieden dimensionierten Quadern zu einem "Koordinatenkreuz":

#VRML V1.0 ascii
Cube
      { width 25 }
Cube
      { height 25 }
Cube
      { depth 25 }

Das parts-Feld dient dem Selektieren von Teilmengen der Primitivobjekte:

#VRML V1.0 ascii
Cylinder
      {
      radius 3
      height 0.7
      parts (SIDES)
      }

#VRML V1.0 ascii
Cylinder
      {
      radius 3
      height 0.7
      parts (TOP)
      }

Transformationsknoten transformieren das Koordinatensystem für folgende Konstruktionen (vgl. PostScript):

#VRML V1.0 ascii
Cube
      { height 0.1 width 10 depth 20 }
Translation
      { translation -3 4 0 }
Cube
      { height 8 }
Translation
      { translation 6 -2 0 }
Cube
      { height 4 }
Translation
      { translation 0 4 -3 }
Cylinder
      { height 12 }

Ergebnis:

Felder der bisher eingeführten geometrischen Primitiv-Knoten (VRML 1.0):

Cube
      {
      width
      height
      depth
      }
Sphere
      {
      radius
      }
Cylinder
      {
      height
      radius
      parts # default: ALL, alternativ: SIDES, TOP, BOTTOM
                        # auch möglich: ( TOP | BOTTOM )
      }
Cone
      {
      height
      bottomRadius
      parts # ALL, SIDES, BOTTOM
      }

Textausgabe in VRML

#VRML V1.0 ascii
AsciiText
      {
      string "Text"
      }

Ergebnis:

Felder des AsciiText-Knotens:

AsciiText
      {
      string # mehrere Zeilen: [ "Zeile 1", "Zeile 2", "Zeile 3" ]
      justification # default: LEFT, alt.: RIGHT, CENTER
      width # 0 bedeutet: default-Weite benutzen
      spacing # (default: 1) für Zeilenabstände
      }

FontStyle-Knoten:

FontStyle
      {
      family # SERIF | SANS | TYPEWRITER
      style # NONE | BOLD | ITALIC
      size # Höhe in Längeneinheiten von VRML,
          # default: 10, darf auch negativ sein
      }

 

Letzte Aenderung: 19. November 2001