VRML在基于虛擬現(xiàn)實(shí)的WEB課件中的應(yīng)用

在嶄新的二十一世紀(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種新的媒體形式，它的出現(xiàn)無疑將對遠(yuǎn)程教育產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，不僅僅是教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量的提高，甚至將會導(dǎo)致人們教育思想和教育觀念的巨大革新。VRML是一種基于WWW的實(shí)用化的、功能較完善的具有強(qiáng)大發(fā)展?jié)摿Φ奶摂M現(xiàn)實(shí)建模語言，應(yīng)用于Web課件具有其它媒體形式所無可比擬的優(yōu)勢。
?[ 關(guān)鍵詞] 虛擬現(xiàn)實(shí)、Web課件、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、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的Web課件的基本構(gòu)成
基于虛擬現(xiàn)實(shí)的Web課件，是指將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新的媒體表現(xiàn)形式引入Web課件中，對教學(xué)情景、教學(xué)實(shí)驗(yàn)、技能訓(xùn)練等進(jìn)行虛擬，利用虛擬場景交互性、多感知性和可操作性等優(yōu)勢來表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，解決教學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問題，促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識積極建構(gòu)的新一代CAI課件。作為Web課件的一種新型表現(xiàn)形式，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的Web課件應(yīng)該是基于HTML的平面結(jié)構(gòu)頁面與虛擬現(xiàn)實(shí)部分的有機(jī)結(jié)合。虛擬現(xiàn)實(shí)部分是課件的精華所在，平面結(jié)構(gòu)則是與虛擬現(xiàn)實(shí)部分相輔相成的必要組成。
二、VRML用于創(chuàng)建基于虛擬現(xiàn)實(shí)的Web課件的可行性分析
基于虛擬現(xiàn)實(shí)的Web課件中的平面結(jié)構(gòu)主要是基于HTML的，因而平面結(jié)構(gòu)部分的制作主要采用網(wǎng)頁制作技術(shù)；而Web課件中虛擬現(xiàn)實(shí)部分所采用的主要是桌面虛擬現(xiàn)實(shí)，桌面虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)主要依靠虛擬現(xiàn)實(shí)軟件。在眾多的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件中，VRML(英文全稱:Virtual Reality Modeling Language虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言)是一種基于WWW的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言，除了具有一般虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言的特性外，還具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，尤其適合在Web上創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)場景。VRML的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:
1、VRML是一種有著強(qiáng)大發(fā)展?jié)摿Φ奶摂M現(xiàn)實(shí)建模語言，它尤其適合創(chuàng)建桌面虛擬現(xiàn)實(shí)。
1.1 VRML創(chuàng)建的活動(dòng)場景具有沉浸性、交互性和多感知性等一般虛擬現(xiàn)實(shí)場景的特征。首先，學(xué)習(xí)者通過VRML瀏覽器進(jìn)入VRML場景后，憑借簡單的二維鼠標(biāo)，只要選擇VRML瀏覽器上不同的瀏覽方式(如Examine、 Fly、Go、Rotate等)即可實(shí)現(xiàn)在場景中6+1個(gè)自由度的漫游，即三個(gè)方向的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)，以及和其它三維空間的超鏈接[2]。因而學(xué)習(xí)者完全可以根據(jù)個(gè)人的意志選擇場景中不同的視點(diǎn)方向和位置。雖然沒有頭戴式顯示器所帶來的完全沉浸的感覺，但學(xué)習(xí)者在場景中自由遨游，能體味到相當(dāng)?shù)某两小Ａ硗?，通過編程控制VRML場景能實(shí)現(xiàn)一定的交互性。這種交互性可以允許學(xué)習(xí)者與場景中的3D實(shí)體進(jìn)行一定的交互。
1.2 VRML能控制立體聲音的播放，并能對聲音的方位和強(qiáng)度進(jìn)行控制。如雷電場景中，雷聲的強(qiáng)度和方位就是根據(jù)代理人的實(shí)時(shí)位置來改變的。因而通過VRML境界學(xué)習(xí)者能體味到一種近乎自然界的聲音。而將來，隨著VRML技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，冷熱、質(zhì)感等感知信息的體現(xiàn)必將變成完全可能的事情。
1.3 VRML是一種實(shí)用化的虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言。VRML文件是以擴(kuò)展名.wrl或.wrz等結(jié)尾的，是一種用來描述幾何形體的簡單的ASCII文本文件，VRML的編輯工具可以是任意一種文本編輯器。VRML文件不需要任何編譯，直接由瀏覽器解釋執(zhí)行，可以方便的實(shí)現(xiàn)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)。VRML瀏覽器一般是作為Web瀏覽器的插件使用的，因而又稱為瀏覽器插件。當(dāng)學(xué)習(xí)者通過Web瀏覽器請求一個(gè)VRML文件時(shí)，服務(wù)器端接收到請求，并將VRML文件代碼傳輸?shù)娇蛻舳?，客戶端瀏覽器通過VRML瀏覽插件對代碼進(jìn)行解釋，將VRML語言中的信息解釋成空間中目標(biāo)的幾何體描述，如長方體、球體、不規(guī)則的其它三維物體等等，同時(shí)它將提供實(shí)時(shí)顯示，一秒顯示多次，這樣在學(xué)習(xí)者的計(jì)算機(jī)上就會有一個(gè)活動(dòng)場景的感覺。而學(xué)習(xí)者只需用簡單的2D鼠標(biāo)，通過切換不同的瀏覽方式即可遨游于整個(gè)虛擬境界，與境界中的物體進(jìn)行交互。
2、VRML具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，尤其適合在Web上實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)。VRML的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢主要表現(xiàn)在:
2.1 易傳輸性。VRML文件采用ASCII碼描述境界和鏈接，它的執(zhí)行方式是基于客戶/服務(wù)器模式的，服務(wù)器提供源代碼，具體文件的執(zhí)行由客戶端的瀏覽器負(fù)責(zé)，因而當(dāng)用戶申請調(diào)用VRML文件時(shí)，網(wǎng)上傳輸?shù)氖聦?shí)上是文本文件，其文件的大小遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于描述同樣場景的動(dòng)畫文件，VRML文件的這一特性使得它易于傳輸，不僅可以減少傳輸時(shí)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，而且可以節(jié)省學(xué)習(xí)者的網(wǎng)費(fèi)開支。而且，為了進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)量，可以用目前標(biāo)準(zhǔn)的文件壓縮工具(如gzip)對VRML文件進(jìn)行壓縮，平均壓縮比可達(dá)5:1。壓縮后的文件可以被大多數(shù)瀏覽器直接瀏覽。