VRML在基于虚拟现实的WEB课件中的应用

在崭新的二十一世纪，虚拟现实作为一种新的媒体形式，它的出现无疑将对远程教育产生深远的影响，不仅仅是教学效果和教学质量的提高，甚至将会导致人们教育思想和教育观念的巨大革新。VRML是一种基于WWW的实用化的、功能较完善的具有强大发展潜力的虚拟现实建模语言，应用于Web课件具有其它媒体形式所无可比拟的优势。
 [ 关键词] 虚拟现实、Web课件、VRML
     Abstract: In the new 21stcentury, VR, as a new media form,will bring far-reaching influence to distance education not on education effect and quantity but also on the mankind's education ideology and conception. VRML is a practical, ability and standardized format for describing three-dimensional objects. In addition, VRML incorporates one of the most powerful attributes of HTML, and that is-the linking component.
KEY WORDS: Virtual Reality   Web-based courseware   VRML
一、基于虚拟现实的Web课件的基本构成
基于虚拟现实的Web课件，是指将虚拟现实技术作为一种新的媒体表现形式引入Web课件中，对教学情景、教学实验、技能训练等进行虚拟，利用虚拟场景交互性、多感知性和可操作性等优势来表现教学内容，以充分调动学习者的主动性和创造性，解决教学中的重点、难点问题，促进学习者知识积极建构的新一代CAI课件。作为Web课件的一种新型表现形式，基于虚拟现实的Web课件应该是基于HTML的平面结构页面与虚拟现实部分的有机结合。虚拟现实部分是课件的精华所在，平面结构则是与虚拟现实部分相辅相成的必要组成。
二、VRML用于创建基于虚拟现实的Web课件的可行性分析
基于虚拟现实的Web课件中的平面结构主要是基于HTML的，因而平面结构部分的制作主要采用网页制作技术；而Web课件中虚拟现实部分所采用的主要是桌面虚拟现实，桌面虚拟现实的实现主要依靠虚拟现实软件。在众多的虚拟现实软件中，VRML(英文全称:Virtual Reality Modeling Language虚拟现实建模语言)是一种基于WWW的虚拟现实建模语言，除了具有一般虚拟现实建模语言的特性外，还具有强大的网络功能，尤其适合在Web上创建虚拟现实场景。VRML的优势主要表现在:
1、VRML是一种有着强大发展潜力的虚拟现实建模语言，它尤其适合创建桌面虚拟现实。
1.1 VRML创建的活动场景具有沉浸性、交互性和多感知性等一般虚拟现实场景的特征。首先，学习者通过VRML浏览器进入VRML场景后，凭借简单的二维鼠标，只要选择VRML浏览器上不同的浏览方式(如Examine、 Fly、Go、Rotate等)即可实现在场景中6+1个自由度的漫游，即三个方向的移动和旋转，以及和其它三维空间的超链接[2]。因而学习者完全可以根据个人的意志选择场景中不同的视点方向和位置。虽然没有头戴式显示器所带来的完全沉浸的感觉，但学习者在场景中自由遨游，能体味到相当的沉浸感。另外，通过编程控制VRML场景能实现一定的交互性。这种交互性可以允许学习者与场景中的3D实体进行一定的交互。
1.2 VRML能控制立体声音的播放，并能对声音的方位和强度进行控制。如雷电场景中，雷声的强度和方位就是根据代理人的实时位置来改变的。因而通过VRML境界学习者能体味到一种近乎自然界的声音。而将来，随着VRML技术的进一步发展和完善，冷热、质感等感知信息的体现必将变成完全可能的事情。
1.3 VRML是一种实用化的虚拟现实建模语言。VRML文件是以扩展名.wrl或.wrz等结尾的，是一种用来描述几何形体的简单的ASCII文本文件，VRML的编辑工具可以是任意一种文本编辑器。VRML文件不需要任何编译，直接由浏览器解释执行，可以方便的实现桌面虚拟现实。VRML浏览器一般是作为Web浏览器的插件使用的，因而又称为浏览器插件。当学习者通过Web浏览器请求一个VRML文件时，服务器端接收到请求，并将VRML文件代码传输到客户端，客户端浏览器通过VRML浏览插件对代码进行解释，将VRML语言中的信息解释成空间中目标的几何体描述，如长方体、球体、不规则的其它三维物体等等，同时它将提供实时显示，一秒显示多次，这样在学习者的计算机上就会有一个活动场景的感觉。而学习者只需用简单的2D鼠标，通过切换不同的浏览方式即可遨游于整个虚拟境界，与境界中的物体进行交互。
2、VRML具有强大的网络功能，尤其适合在Web上实现虚拟现实。VRML的网络优势主要表现在:
2.1 易传输性。VRML文件采用ASCII码描述境界和链接，它的执行方式是基于客户/服务器模式的，服务器提供源代码，具体文件的执行由客户端的浏览器负责，因而当用户申请调用VRML文件时，网上传输的事实上是文本文件，其文件的大小远远小于描述同样场景的动画文件，VRML文件的这一特性使得它易于传输，不仅可以减少传输时的网络负担，而且可以节省学习者的网费开支。而且，为了进一步降低数据量，可以用目前标准的文件压缩工具(如gzip)对VRML文件进行压缩，平均压缩比可达5:1。压缩后的文件可以被大多数浏览器直接浏览。