文档介绍：第二章 基于网页的虚拟现实(WebVR) 及其关键技术
主讲教师:贾金原
助教:杨寒冰
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同济大学软件学院图形图像研究中心
基于网页的虚拟现实(WebVR)简介
现有WebVR技术现状
WebVR的关键技术
VRML/X3D技术简介
WebVR的轻量化建模技术
WebVR的光影效果增强
WebVR的轻量化脚本编程技术
WebVR场景的渐进式下载机制
WebVR的前景展望与机遇
提纲
WebVR系统开发-VRML篇
VRML是第二代Web语言的基础
以网页为中心的模式转换到一个令人激动的三维世界
1997年,VRML被ISO和国际电子工业协会IEC定为国际标准,简称VRML97
特点
文本格式编码,文件小,压缩比高
Vrmlscript脚本语言简单、易用
最直观的面向对象编程思想
开源、良性可持续发展、资源丰富
开发效率高、周期短、开发成本低
WebVR系统开发-X3D篇
X3D (Extensible 3D Specification)
基于XML的VRML有机扩展,2003年,ISO又制定了X3D作为新的Web3D国际标准
特点
基于XML的编码格式
更易于网页集成,更易于与下一代Web Services技术有机融合
基于组件的结构
使之具有更好的兼容性与可扩展性
轻量化的内核
硬件上,适用于图形工作站、PC机、PDA、数字机顶盒、手机等
软件上,美国著名的海军研究院(Navy Postgraduate School, NPS)-V中
WebVR的若干关键技术
轻量化的虚拟场景建模技术
轻量化的WebVR互动程序设计技术
轻量化的WebVR引擎
大规模WebVR虚拟场景的快速下载机制
高效的WebVR的体系支撑架构
面向WebVR的软件工程方法
目前主流WebVR浏览器(引擎)的比较:
VRML
VRP
PV3D
Unity3D
Quest3D
Virtools
效果
★★★
★★★☆
★★
★★★★
★★★★☆
★★★★★
性能
★★★☆
★★★★
★★
★★★★☆
★★★
★★★★★
可交互性
★★★★★
★★★
★★★★★
★★★☆
★★★★
★★★★☆
场景压缩比
★★★★★
★★★
★★★
★★★★
★★★☆
★★☆
引擎轻量性
★★★
★★
★★★★★
★★★★☆
★★★★
★★★☆
可编程性
★★★★★
★★☆
★★★★★
★★★☆
★★★★☆
★★★★
WebVR引擎的初步分析
对于小规模WebVR场景,要求较强的网页级互动性,即时响应的浏览速度,建议采用免插件安装的P(aperVision) 3D技术最合适。
对于中规模WebVR场景,要求较强的网页级互动性,较频繁的场景更新,较高的文件压缩比,建议采用VRML/X3D技术较为合适。
对于大规模虚拟场景,要求较强的网页级互动性,重复访问频率低(往往是一次性的访问),对于文件压缩比和引擎大小的要求较高,建议采用U3D技术较为合适。
目前VRML应用中存在的误区
过分依赖压缩比,不考虑模型的数据量与制作方法的联系——轻量化模型制作的重要性
光影效果表现差强人意
对VRML的理解不深入,缺乏面向对象编程思路
对许多的扩展节点缺乏了解与深入认研究
VRML效率低,缺乏面向VRML的高效图形算法
表现手法单一,缺少与多媒体的有机结合
仅注重单纯的浏览漫游,缺乏软件工程体系思想,无后台,无数据库,无通讯
漫游模式单调,几乎完全依赖浏览器所提供的几种漫游模式
WebVR的轻量化建模技术
原则
尽可能地减少模型的三角网格面片数量
尽可能地缩小贴图的尺寸\大小
尽可能地重复使用纹理\材质\贴图
单体模型的重用
尽量保证几何精度与光影效果
影响建模精度的几个因素
画面表现度
重用度
交互度