虚拟城市的开发技术探讨

Anchor:可将某一实体作为热点，当被点击时，取出网上所指定的文件。若为VRML场景文件，则该场景被下载显示。若为其他类型文件，由浏览器决定如何处理；

TouchSensor:对从指定设备的输入产生相应的事件，这些事件表示用户是否指向特定几何体，同时也表示用户何时何处按下定位设备的按钮；

ProxSensor:接近感知器，指定当用户进入、离开或在立方体的区域内移动时产生的事件；

TimeSensor:在时间变化是发出事件，可用来控制动画，也可用于某一时刻进行某项活动，或于某一时间间隔中产生事件；

NavInfo:描述有关观察者和观察模式的物理特性；

Background:设定场景的背景；

Fog:设置雾化的效果；

Sound:设定声音片段的有效范围，以产生随距离改变的音响效果；

Billboard:是某一对象随用户一起旋转，以使之始终面向用户；

LOD:允许浏览器在物体表示的不

Inline:可在文件中引入外部文件的场景，避免重复制作。

通过以上辅助工具，就可制作出虚拟城市场景及其交互和查询功能。

2．3．若干开发技巧介绍

2.3.1 减少文件大小的方法

(1) 使用实例：对于在场景中多次使用的对象，可在该对象首次使用时用DEF给物体命名，以后仅需通过名字即可引用该物体。

(2) 使用原型：原型物体是指那些使用频繁且改动不大的物体。使用它可减少文件的大小。由于使用了DEF/USE方法，物体一旦定义，只要指定发生变化的公共接口即可。另外，原型显示出场景层次中哪一部分可修改，浏览器可自由地优化那些不修改的部分。

(3) 压缩文件：在发布文件前，使用gzip工具压缩VRML文件和相关的HTML文件，大约可是文件减小10~100倍。

2.3.2 提高渲染速度的技巧

(1) 简化场景：简化场景有以下方法：

·减少多边形的数目，这可极大地提高执行的性能；

·使用纹理代替多边形造型，既可美化场景又可提高性能；

·使用灰度图的纹理；

·尽量少用光源，这将有效地提高渲染的速度；

·使用布告板节点，此节点允许在场景中使用二维图象来模拟三维造型并旋转，从而始终面对观察者。此法既减小了文件又不影响真实效果，可用来制作树木、电线杆、路牌、消防栓等辅助性对象；

(2)场景分割:将大的场景分为多个相对独立的小场景，通过Anchor节点为场景中逻辑上分离的部分建立连接关系；

(3)自适应LOD节点：若在LOD的range域中未明确指定具体值，浏览器会在给定时刻决定哪一层物体需要显示。该节点允许根据硬件平台的能力调整场景的细节程度。在建立一条街道时，由于街道两边有许多精细的建筑物，要对它们进行实时渲染是不可能的，但又不能不可见，仅需让用户能以一定的速度前进即可。在此，可为每个建筑物建立两个LOD节点，一个是没有明确范围的外部LOD，另一个是具有near和far范围的内部LOD节点。内部节点能按建筑物与摄像机的距离调整层次，外部"自适应LOD"节点允许浏览器调整必要的多个建筑物以赶上场景的动态变化。

(4) 碰撞检测要花费大量的处理时间，为提高对复杂物体的碰撞检测速度，可在Collision节点的proxy（替身）域指定某一更为简单的几何体作为该形体的替身，它与被替代的原形体占用大致相同的空间。这样，可大大减少检测时间。

3． 结束语
以上介绍了虚拟城市的基本原理和制作技巧，对于进行其他领域的虚拟现实应用制作同样有效，仅为场景中实体的不同。用VRML制作虚拟现实入门容易，但要达到很高的视觉效果和运行速度并非易事，须对VRML和图形学进行深入了解才可胜任。我们用它制作了虚拟校园，其运行效果较为满意。可以相信，随着VRML的不断发展，我们将可用它制作出功能更加强大的虚拟现实应用。

参考文献：

[1] 黄铁军，柳健. VRML国际标准与应用指南. 电子工业出版社

[2] 施演，周葆芳，赵志勇. VRML2.0使用速成. 清华大学出版社