基于虚拟现实的虚拟实验室外文翻译.docx

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基于虚拟现实的虚拟实验室外文翻译

外文翻译

毕业设计题目：

基于虚拟现实的虚拟实验室的研究

原文1：

VRML

译文1：

虚拟现实

原文2：

VR-LAB

译文2：

虚拟现实实验室

原文1：

VRML

DurchdieimmerbessereHardwareistesheutenichtmehrnötig,füranspruchsvolle3D-GrafikenspezielleGrafik-Workstationszuverwenden.AufmodernenPCskannjederdurchdreidimensionaleWeltenfliegen.UmsolcheWeltenzudefinierenundsieüberdasInternetzuverbinden,wurdedieSpracheVRMLentwickelt.IndiesemBeitraggebenwireinenÜberblicküberdiegrundlegendenKonzeptederVersion2.0vonVRML.

●GeschichtevonVRML

ImFrühling1994diskutierteaufdererstenWWW-KonferenzinGenfeineArbeitsgruppeüberVirtualReality-SchnittstellenfürdasWWW.Esstelltesichheraus,daßmaneinestandardisierteSprachezurBeschreibungvon3D-SzenenmitHyperlinksbrauchte.DieseSpracheerhieltinAnlehnunganHTMLzuerstdenNamenVirtualRealityMarkupLanguage.SpäterwurdesieinVirtualRealityModelingLanguageumbenannt.DieVRML-GemeindesprichtdieAbkürzunggerne„Wörml“aus.BasierendaufderSpracheOpenInventorvonSiliconGraphics（SGI）wurdeunterderFederführungvonMarkPescedieVersion1.0vonVRMLentworfen.ImLaufedesJahres1995entstandeneineVielzahlvonVRMLBrowsern（u.a.WebSpacevonSGI）undNetscapebotschonsehrfrüheinehervorragendeErweiterung,einsogenanntesPlugIn,fürseinenNavigatoran.DievirtuellenWelten,diemanmitVRML1.0spezifizierenkann,sindzustatisch.ZwarkannmansichmiteinemgutenVRML-BrowserflottundkomfortabeldurchdieseWeltenbewegen,aberdieInteraktionistaufdasAnklickenvonHyperlinksbeschränkt.ImAugust’96,anderthalbJahrenachderEinführungvonVRML1.0,wurdeaufderSIGGraph’96dieVersionVRML2.0vorgestellt.SiebasiertaufderSpracheMovingWorldsvonSiliconGraphics.SieermöglichtAnimationenundsichselbständigbewegendeObjekte.DazumußtedieSpracheumKonzeptewieZeitundEventserweitertwerden.Außerdemistesmöglich,ProgrammesowohlineinerneuenSprachenamensVRMLScriptoderindenSprachenJavaScriptoderJavaeinzubinden.

●WasistVRML?

DieEntwicklerderSpracheVRMLsprechengernevonvirtuellerRealitätundvirtuellenWelten.DieseBegriffescheinenmiraberzuhochgegriffenfürdas,washeutetechnischmachbarist:

einegrafischeSimulationdreidimensionalerRäumeundObjektemiteingeschränktenInteraktionsmöglichkeiten.DieIdeevonVRMLbestehtdarin,solcheRäumeüberdasWWWzuverbindenundmehrerenBenutzerngleichzeitigzuerlauben,indiesenRäumenzuagieren.VRMLsollarchitekturunabhängigunderweiterbarsein.AußerdemsollesauchmitniedrigenÜbertragungsratenfunktionieren.DankHTMLerscheinenDatenundDienstedesInternetsimWorldWideWebalseingigantischesverwobenesDokument,indemderBenutzerblätternkann.MitVRMLsollendieDatenundDienstedesInternetsalseinriesigerRaum,einriesigesUniversumerscheinen,indemsichderBenutzerbewegt–alsderCyberspace.

●GrundlegendeKonzeptevonVRML2.0

VRML2.0isteinDateiformat,mitdemmaninteraktive,dynamische,dreidimensionaleObjekteundSzenenspeziellfürsWorld-Wide-Webbeschreibenkann.Schauenwirunsnunan,wiedieindieserDefinitionvonVRMLerwähntenEigenschafteninVRMLrealisiertwurden.

●3DObjekte

DreidimensionaleWeltenbestehenausdreidimensionalenObjektendiewiederumausprimitiverenObjektenwieKugeln,QuadernundKegelnzusammengesetztwurden.BeimZusammensetzenvonObjektenkönnendiesetransformiert,d.h.z.B.vergrößertoderverkleinert

werden.MathematischlassensichsolcheTransformationendurchMatrizenbeschreibenunddieKompositionvonTransformationenläßtsichdanndurchMultiplikationderzugehörigenMatrizenausdrücken.Dreh-undAngelpunkteinerVRML-WeltistdasKoordinatensystem.PositionundAusdehnungeinesObjekteskönnenineinemlokalenKoordinatensystemdefiniertwerden.DasObjektkanndannineinanderesKoordinatensystemplaziertwerden,indemmandiePosition,dieAusrichtungunddenMaßstabdeslokalenKoordinatensystemsdesObjektesindemanderenKoordinatensystemfestlegt.DiesesKoordinatensystemunddieinihmenthaltenenObjektekönnenwiederumineinanderesKoordinatensystemeingebettetwerden.AußerdemPlazierenundTransformierenvonObjektenimRaum,bietetVRMLdieMöglichkeit,EigenschaftendieserObjekte,etwadasErscheinungsbildihrerOberflächenfestzulegen.SolcheEigenschaftenkönnenFarbe,GlanzundDurchsichtigkeitderOberflächeoderdieVerwendungeinerTextur,diez.B.durcheineGrafikdateigegebenist,alsOberflächesein.EsistsogarmöglichMPEG-AnimationenalsOberflächenvonKörpernzuverwenden,d.h.einMPEG-VideokannanstattwieüblichineinemFensterwieaufeinerKinoleinwandangezeigtzuwerden,z.B.aufdieOberflächeeinerKugel

projiziertwerden.

Abb.1VRML2.0SpezifikationeinesPfeils

#VRMLV2.0utf8

DEFAPPAppearance{

marterialMaterial{diffuseColor100}}

Shape{appearanceUSEAPPgeometryCylinder{radius1height5}}

Anchor{

Children

Transform{translation040

Children

Shape{appearanceUSEAPP

geometry

Cylinder{bottomRadius2

Height3}}}

Url"anotherWorld.wrl"}

●VRMLundWWW

WasVRMLvonanderenObjektbeschreibungssprachenunterscheidet,istdieExistenzvonHyperlinks,d.h.durchAnklickenvonObjektenkannmaninandereWeltengelangenoderDokumentewieHTML-SeitenindenWWW-Browserladen.Esistauchmöglich,Grafikdateien,etwafürTexturen,oderSounddateienoderandereVRML-Dateieneinzubinden,indemmanderenURL,d.h.dieAdressederDateiimWWWangibt.

●Interaktivität

AußeraufAnklickenvonHyperlinkskönnenVRML-WeltenaufeineReiheweitererEreignissereagieren.DazuwurdensogenannteSensoreneingeführt.SensorenerzeugenAusgabe-EventsaufgrundexternerEreignissewieBenutzeraktionenodernachAblaufeines

Zeitintervalls.EventskönnenanandereObjektegeschicktwerden,dazuwerdendieAusgabe-EventsvonObjektenmitdenEingabe-EventsandererObjektedurchsogenannteROUTESverbunden.EinSphere-SensorzumBeispielwandeltBewegungenderMausin3D-Rotationswerteum.Ein3D-RotationswertbestehtausdreiZahlenwerten,diedieRotationswinkelinRichtungderdreiKoordinatenachsenangeben.Einsolcher3D-RotationswertkannaneinanderesObjektgeschicktwerden,dasdaraufhinseineAusrichtungimRaumentsprechendverändert.EinanderesBeispielfüreinenSensoristderZeitsensor.Erkannz.B.periodischeinenEventaneinenInterpolatorschicken.EinInterpolatordefinierteineabschnittsweiselineareFunktion,d.h.dieFunktionistdurchStützstellengegebenunddiedazwischenliegendenFunktionswertewerdenlinearinterpoliert.DerInterpolatorerhältalsoeinenEingabe-EventevomZeitsensor,berechnetdenFunktionswertf（e）undschicktnunf（e）aneinenanderenKnotenweiter.SokanneinInterpolatorzumBeispieldiePositioneinesObjektsimRauminAbhängigkeitvonderZeitfestlegen.DiesistdergrundlegendeMechanismusfürAnimationeninVRML.

Abb.2BrowserdarstellungendesPfeils

●Dynamik

VorreiterderKombinationvonJavaundJavaScript-ProgrammenmitVRML-WeltenwarNetscape’sLive3D,beidemVRML1.0WeltenüberNetscape’sLiveConnect-SchnittstellevonJava-AppletsoderJavaScript-FunktioneninnerhalbeinerHTML-Seitegesteuert

werdenkönnen.InVRML2.0wurdeindieSpracheeinneuesKonstrukt,dersogenannteSkriptknoten,aufgenommen.InnerhalbdiesesKnotenskannJavaundJavaScript-Codeangegebenwerden,derz.B.Eventsverarbeitet.ImVRML2.0StandardwurdenProgrammierschnittstellen（ApplicationProgrammingInterfaceAPI）festgelegt,diedenZugriffaufVRML-ObjektevonProgrammiersprachenauserlauben,nämlichdasJavaAPIunddasJavaScriptAPI.DasAPIermöglichtes,daßProgrammeRouteslöschenoderhinzufügenundObjekteundihreEigenschaftenlessenoderändernkönnen.MitdiesenProgrammiermöglichkeitensindderPhantasienunkaumnochGrenzengesetzt.

●VRMLunddann?

EinesderursprünglichenEntwicklungszielevonVRMLbleibtauchbeiVRML2.0ungelöst:

EsgibtimmernochkeinenStandardfürdieInteraktionmehrererBenutzerineiner3D-Szene.Produkte,dievirtue-lleRäumemehrerenBenutzerngleichzeitigzugänglichmachen,sindal-lerdingsschonaufdemMarkt（CybergatevonBlackSun,CyberPassagevonSony）.DesweiterenfehlteinBinärformatwieetwadasQuickDra-w3D-Metafile-FormatvonApple,durchdasdieMengeanDatenreduzie-rtwürde,dieüberdasNetzgeschicktwerdenmüssen,wenneineSzenegeladenwird.GeradeinMehrbenutzerweltenspieltdersogenannteAva-tareinegroßeRolle.EineAvataristdievirtuelleDarstellungdesBenutzers.ErbefindetsichamBeobachtungspunkt,vondemausderBen-utzerdieSzenesieht.BewegtsichderBenutzeralleindurchdieSze-ne,danndientderAvatarnurdazu,KollisionendesBenutzersmitObje-ktenderWeltfestzustellen.IneinerMehrbenutzerweltjedochlegtd-erAvatarauchfest,wieeinBenutzervonanderenBenutzerngesehenwird.StandardsfürdieseundähnlicheProblemewerdenderzeitinArbe-itsgruppendesEnde1996gegründetenVRML-Konsortiumsausgearbeitet.

●Literatur

1.SanDiegoSuperComputingCenter:

TheVRMLRepository.

http:

//www.sdsc.edu/vrml/.EnthältVerweiseaufTutorials,

Spezifikationen,ToolsundBrowserimWWW

2.Diehl,S.:

Java&Co.Addison-Wesley,Bonn,1997

3.Hartman,J.;Wernecke,J.:

TheVRML2.0Handbook–Building

MovingWorldsontheWeb.Addison-Wesley,1996

4.VAG（VRMLArchitectureGroup）:

TheVirtualRealityModeling

LanguageSpecification–Version2.0,1996.http:

//vag.vrml.org/

VRML2.0/FINAL/

Eingegangenam1.09.1997

Author：

StephanDiehl

Nationality：

Germany

Originatefrom：

Informatik-Spektrum20:

译文1：

虚拟现实建模语言

本文给出了VRML2.0的基本概念

●VRML的历史

1994年春季第一届万维网在日内瓦举行，会议上就VRML进行了讨论。

原来，我们需要一个使用超链接描述3D场景的标准化语言。

这种语言是类似的HTML被称为第一虚拟现实标记语言，后来更名为虚拟现实建模语言。

VRML1.0是基于SiliconGraphics公司（SGI）的OpenInventor的文件格式，在马克派斯领导下设计的。

1995年年内，一个VRML浏览器和网景

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