• 國內外虛擬現實技術發展現狀和發展趨勢的技術報告
  •          2008年01月08日              來自: 互聯網
  •  

    一. 國內外虛擬現實幾種主流技術的介紹


    VRML技術
      虛擬現實技術與多媒體、網絡技術并稱為三大前景最好的計算機技術。自1962年,美國青年(Morton Heilig,發明了實感全景仿真機開始。虛擬現實技術越來越受到大眾的關注。以三個I,即Immersion沉浸感,Interaction交互性,Imagination思維構想性,作為虛擬現實技術最本質的特點,并融合了其它先進技術。在國際互聯網發展迅猛的今天,具有廣泛的應用前景。重大的發展過程如下:


      VRML開始于20世紀90年代初期。19943月在日內瓦召開的第一屆WWW大會上,首次正式提出了VRML這個名字。199410月在芝加哥召開的第二屆WWW大會上公布了規范的VRML1.0標準。VRML1.0可以創建靜態的3D景物,但沒有聲音和動畫,你可以在它們之間移動,但不允許用戶使用交互功能來瀏覽三維世界。它只有一個可以探索的靜態世界。


      19968月在新奧爾良召開的優秀3D圖形技術會議-Siggraph'96上公布通過了規范的VRML2.0標準。它在 VRML1.0的基礎上進行了很大的補充和完善。它是以SGI公司的動態境界Moving Worlds提案為基礎的。比 VRML1.0增加了近 30個節點,增強了靜態世界,使3D場景更加逼真,并增加了交互性、動畫功能、編程功能、原形定義功能。


      199712VRML作為國際標準正式發布,19981月正式獲得國際標準化組織ISO批準(國際標準號ISO/IEC14772-1:1997)。簡稱VRML97VRML97只是在VRML2.0基礎進行上進行了少量的修正。但它這意味著VRML已經成為虛擬現實行業的國際標準。


      1999年底,VRML的又一種編碼方案X3D草案發布。X3D整合正在發展的XMLJAVA、流技術等先進技術,包括了更強大、更高效的3D計算能力、渲染質量和傳輸速度。以及對數據流強有力的控制,多種多樣的交互形式。


      20006月世界web3D協會發布了VRML2000國際標準(草案),20009月又發布了VRML2000國際標準(草案修訂版)。預計將在2002年,正式發表X3D標準。及相關3D瀏覽器。由此,虛擬現實技術進入了一個嶄新的發展時代。


      Wed3D協會其組織包括各種97家會員公司。主要公司如下: SunSonyHpOracle Philips 3Dlabs ATI 3Dfx Autodesk /DiscreetELSADivisionMultiGenElsaNASANvidiaFrance Telecom等等。


      其中以BlaxxunParallelGraphics公司為代表,它們都有各自的VR瀏覽器插件。并各自開發基于VRML標準的擴展節點功能。使3D的效果,交互性能更加完美。支持MPEGMovAvi等視頻文件, Rm等流媒體文件,WavMidiMp3Aiff等多種音頻文件,Flash動畫文件,多種材質效果,支持Nurbs曲線,粒子效果,霧化效果。支持多人的交互環境,VR眼鏡等硬件設備。在娛樂、電子商務等領域都有成功的應用。并各自為適應X3D的發展,以X3D為核心,有Blaxxun3D等相關產品。在虛擬場景,尤其是大場景的應用方面,以VRML標準為核心的技術具有獨特的優勢。


    相關網址如下:www.blaxxun.com , www.parallelgraphics.com


    以上是以虛擬現實工業標準為代表的主流技術,隨著技術的不斷完善,與其它技術的相互融合,寬帶互聯網時代的到來,它應用的廣泛性、重要性會日益體現出來。由于現在技術的局限性,如帶寬不夠,需要下栽插件瀏覽,文件量大,真實感、交互性需要進一步加強等原因,有一些公司以其它技術為基礎,開發了目前比較實用的VR技術。


    Flash技術


      嚴格意義說是是基于二維的應用。由于它文件量小,形式新穎動人,在互聯網上頗受青睞。


      1.模擬物體的三維展示
      分別拍攝展示物體在某個二維平面里的各個角度照片,一般拍攝十幾幅即可,當然拍的越多越精細。然后把這些序列照片處理好以后導入到FLASH中作成一個MC,然后在場景中,通過按扭和ACTIONscript控制MC的播放,達到使物體前后旋轉的效果,還可以加上放縮和鼠標交互功能。
      2.模擬場景的三維展示
      分別拍攝展示場景在環視360度里的各個角度照片,一般拍攝十幾幅即可,然后把這些序列照片處理成一張前后連續的圖片,導入到FLASH中作成一個MC,然后在場景中,通過按扭和ACTIONscript控制MC的位置,達到使場景前后旋轉的效果,還可以加上放縮和鼠標交互功能。


      3.點線面的三維模擬
      在FLASH中通過精確控制點的位移來達到模擬三維空間的真實效果,還可以加上貼圖顯得更加真實,較為復雜。


      視頻的播放在網絡上播放專業視頻,一直讓人頭痛,FLASH支持*.MOV視頻的導入,再配上聲音,也能以假亂真。


      相關網址:www.macromedia.com



    Viewpoint技術


      Viewpoint技術是由真正的3D模型建立的,它具有完全的互動功能,可以真實地還原現實中的物體功能。可以創建照片級真實的3D影象,并且可以和其它高端媒體(rich media)綜合使用。對于窄帶應用上,Viewpoint所提供的技術也是最好的解決方案之一。它使用獨有的壓縮技術,把復雜的3D信息壓縮成很小的數字格式,同時也保證我們的瀏覽器插件可以很快的將這些壓縮的信息重新解釋出來。在3D貼圖上,我們使用JPEG的壓縮格式,保證文件的貼圖不會使3D文件加大。并且它傳送給用戶的方式像FlashQuicktimeRealmedia等流行媒體一樣,使用了流式播放方式,這就使用戶不用下載完所有的文件即可看到。


      相關網址:www.viewpoint.com


    Cult3D技術
      Cult3D 是一種嶄新 3D 網絡技術,并不在新的語言上有所創新,而是利用現有的技術。Cult 3D由兩部分組成,一部分編寫3D 素材,另一部分用于解讀3D素材, 將最終結果無縫地嵌入到Html中。它讓你把圖象質量高和速度快并有實時交互的物體送到所有的因特網用戶手上。是全新的Web3D技術,一個跨平臺的3D引擎,其目的是在網頁上建立互動的3D物件。利用Cult3D技術可以制作出3D立體的產品,利用Cult3D可以以視覺的方式呈現不同的事件和功能的互動性,交互能力強,采用流的形式,文件較小,效果較好。可以旋轉,放大,縮小,體現真實的物體屬性。對于窄帶網的應用,Cult3D展示產品最好的解決方案之一,Cult3D的文件量非常小(20K-200K),卻有近乎完美的三維質感表現。對于一般的瀏覽器只需安裝一個插件,即可即時瀏覽。
      展現公司產品的主要有以下公司:
      Dior,Acer,Compaq,CNN,Boeing, NEC,Yamaha, ATI, Nikon,Jvc,Nokia, ABB等等多達60余個。


      相關網址:WWW.CULT3D.COM


    JAVA技術(360度環視)


      利用JAVA技術,可以輕松的創建360度實景物體和場景展示,并能模擬三維空間。JAVA技術產品可在瀏覽器上直接瀏覽,不需要任何插件。主要是運用JAVAapplet的嵌入網頁。主要的代表公司是APPLE(Quicktime)Mgi公司。


      相關網址: www.apple.comwww.mgi.com


    下面是兩種嶄新的圖形格式,在不遠的未來具有廣泛的發展前途。


    SVG


      SVG是一種開放標準的矢量圖形描述語言。使用SVG,可以在網頁上顯示出各種各樣的高質量的矢量圖形,支持很多您想象得出的功能:幾何圖形、動畫、漸變色、濾鏡效果等。最關鍵的是:它是完全是用普通文本來描述的!也就是說:這是一種專門為網絡而設計的基于文本的圖像格式。這種文本又是基于xmlExtensible Markup Language)的!前途的確不可限量。


      今后的網絡上將會有更多標準格式的圖形文件存在:GIFJPEGPNGSVGSVG標準是由眾多廠商和W3C(World Wide Web Consortium)共同制定的,目的就是為了要在網絡上創建一種新的、大家認同的、可擴展的、開放的圖形格式。這些廠商都是業內知名的企業:包括AdobeAppleAutodeskBitFlashCorelHPIBMILOGINSOMacromediaMicrosoftNetscapeOASISOpen TextQuarkRAL (CCLRC)SunVisioXerox等。他們也紛紛推出了自己開發的相應的瀏覽軟件和插件。而且他們的很多主流產品也都開始支持SVG輸入或者輸出。


      (1)基于xml標準
      xml是公認的下一代網絡標記語言,擁有無窮的生命力。SVG則是在最開始設計的時候就基于xml,這使得它具有一種先天的優勢,并且同HTMLCSSDOMXSLJavas criptCGI一樣,成為新的標準。


      (2)高質量的圖像
      由于基于矢量,使得圖像的質量得到大大的提高。放大、縮小以及各種特效都比位圖的表現 要好,在打印的時候,完全可以以印刷質量輸出圖片。


      (3)靈活易用的文件格式
      SVG主要由3個部分組成:矢量圖形、位圖和文字。而由于文件格式是文本的,那么更改起來是非常方便的,在頁面運行的過程中,我們也可以對很多部分做修改。而其中的圖形描述可以被任何人重復的使用。


      (4)支持交互
      由于支持SMIL(synchronized multimedia integration language),用戶可以自由的同SVG中的元素完成一些交互的動作,從而完成既定的目標,這一點是目前的圖片所完成不了的。


      (5)文本就是文本
      現在,您將有機會查找"圖片"中的字符,是不是很不可思議呢?


      (6)其它
      可以內嵌字體、圖片;眾多開發工具支持;可以輕易的同網頁上的腳本做交互;文件相對來說,相當小等等。


    JPEG2000


      JPEG 全名為 Joint Photographic Experts Group,它是一個在國際標準組織(ISO)下從事靜態影像壓縮標準制定的委員會。它制定出了第一套國標靜態影像壓縮標準:ISO 10918-1 就是我們俗稱的 JPEG 了。
    JPEG 2000
    正式名稱為 "ISO 15444" ,同樣是由JPEG 組織負責制定。


      JPEG2000的原理:
      JPEG 2000 與傳統 JPEG 最大的不同,在于它放棄了 JPEG 所采用的以離散馀弦轉換(Discrete Cosine Transform) 為主的區塊編碼方式,而改采以小波轉換(Wavelet transform) 為主的多解析編碼方式。小波轉換的主要目的是要將影像的頻率成分抽取出來。


      JPEG2000的優點:


      1JPEG2000 作為JPEG升級版,高壓縮(低比特速率)是其目標,其壓縮率比 JPEG 高約 30% 左右。
      2JPEG2000 同時支持有損和無損壓縮,而 JPEG 只能支持有損壓縮。無損壓縮對保存一些重要圖片十分有用。
      3JPEG2000 能實現漸進傳輸,這是JPEG2000的一個極其重要的特征。也就是我們對 GIF 格式影像常說的"漸現"特性。它先傳輸圖像的輪廓,然后逐步傳輸數據,不斷提高圖像質量,讓圖象由朦朧到清晰顯示,而不必是像現在的 JPEG 一樣,由上到下慢慢顯示。
      4JPEG2000 支持所謂的"感興趣區域"特性,你可以任意指定影像上你感興趣區域的壓縮質量,還可以選擇指定的部份先解壓縮。這樣我們就可以很方便的突出重點了。

    二. 簡要綜述


      虛擬現實技術的發展,是在網絡技術前進基礎上,融合多種技術的結果。隨著網絡時代寬帶大規模應用的到來,市場對虛擬現實技術的應用越來越迫切。大有風雨欲來,風滿樓之勢。X3DCULT3DVIEWPOINT360度環視等技術將逐步被廣泛應用。明年,虛擬現實技術在國際互聯網的應用,應有重大變革。X3D將孕育而出。象AUTODESK/DISCREETMRCROMEDIAADOBE, 等知名IT公司均保持與虛擬現實技術的緊密聯系,或有接口,或發布相關產品,加大在互聯網的比重。總之,我們要緊密關注,拭目以待。


     


     


     

爱浪直播间_爱浪直播主播_爱浪app直播下载安装_爱浪app下载