Cult3D和Web3D的发展历史

roc

2005年8月10日

15:29

 

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源文档 <http://www.pconline.com.cn/pcedu/sj/web3d/0112/18240.html>

Web3D的发展历史

网络三维技术的出现最早可追朔到VRML。

　　VRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言。

　　VRML开始于20世纪90年代初期。1994年3月在日内瓦召开的第一届WWW大会上，首次正式提出了VRML这个名字。

1994年10月在芝加哥召开的第二届WWW大会上公布了规范的VRML1.0草案。

1996年8月在新奥尔良召开的优秀3D图形技术会议-Siggraph'96上公布通过了规范的VRML2.0第一版。它在 VRML1.0的基础上进行了很大的补充和完善。它是以SGI公司的动态境界Moving Worlds提案为基础的。

1997年12月VRML作为国际标准正式发布，

1998年1月正式获得国际标准化组织ISO批准简称VRML97。VRML97只是在VRML2.0基础进行上进行了少量的修正。

　　VRML规范支持纹理映射、全景背景、雾、视频、音频、对象运动、和碰撞检测--一切用于建立虚拟世界的所具有的东西。

　　但是VRML并没有得到预期的推广运用，不过这不是VRML的错，要知道当时14.4k 的modems是普遍的。VRML是几乎没有得到压缩的脚本代码，加上庞大的纹理贴图等数据，要在当时的互连网上传输简直是场噩梦。

　　1998年。VRML组织把自己改名为Web3D组织，同时制订了一个新的标准，Extensible 3D (X3D)，到了2000年春天，Web3D组织完成了VRML到X3D的转换。X3D整合正在发展的XML、JAVA、流技术等先进技术，包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。

　　在此期间，一场Web3D格式的竞争正在进行着。在去年SIGGRAPH上，展示了超过30种Web3D格式。当然，只会有其中的一小部分能够脱颖而出最终生存下来。在本文后半部分将会对一些有实力且目前已经取得了一定市场的格式作介绍。

最近一些厂商瞄准了一个市场，就是从二维图像生成三维物体。一般都是通过拍摄一个物体的多个方向，再由特殊的软件转化为3D网格。象viewpoint、realVIZ、Immersion。

　　尽管出现了如此之多的解决方案，难道让我们每个人都跳上了Web3D的列车了吗？一些困难和障碍仍然存在。

　　首先是没有统一的标准。每种方案都使用不同的格式和方法。Flash能够在今天大行其道是因为它是唯一的，JAVA在各平台得到运用也因他是唯一的。没有标准，3D在Web上的实现过程还将继续挣扎。

　　另外插件的问题也是一个困绕。几乎每个厂商开发的标准都需要。

 

Web3D为我们带来什么

　　Web3D组织列出了四类运用方向：商业、教育、娱乐、和虚拟社区。

（1）对企业和电子商务

　　三维的表现形式，能够全方位的展现一个物体，具有二维平面图象不可比拟的优势。企业将他们的产品发布成网上三维的形式，能够展现出产品外形的方方面面，加上互动操作，演示产品的功能和使用操作，充分利用互连网高速迅捷的传播优势来推广公司的产品。对于网上电子商务，将销售产品展示做成在线三维的形式，顾客通过对之进行观察和操作能够对产品有更加全面的认识了解，决定购买的几率必将大幅增加，为销售者带来更多的利润。

（2）对教育业

　　现今的教学方式，不再是单纯的依靠书本、教师授课的形式。计算机辅助教学(CAI)的引入，弥补了传统教学所不能达到的许多方面。在表现一些空间立体化的知识，如原子、分子的结构、分子的结合过程、机械的运动时，三维的展现形式必然使学习过程形象话，学生更容易接受和掌握。

　　许多实际经验告诉我们，"做比听和说更能接受更多的信息。"使用具有交互功能的3D课件，学生可以在实际的动手操作中得到更深的体会。

对计算机远程教育系统而言，引入Web3D内容必将达到很好的在线教育效果。

（3）对娱乐游戏业

　　娱乐游戏业永远是一个不衰的市场。

现今，互连网上已不是单一静止的世界，动态HTML、flash动画、流式音视频，使整个互连网呈现生机黯然。动感的页面较之静态页面更能吸引更多的浏览者。三维的引入，必将造成新一轮的视觉冲击，使网页的访问量提升。娱乐站点可以在页面上建立三维虚拟主持这样的角色来吸引浏览者。

　　游戏公司除了在光盘上发布3D游戏外，现在可以在网络环境中运行在线三维游戏。利用互连网络的优势，受众和覆盖面得到迅速扩张。

（4）对虚拟现实展示与虚拟社区

　　使用Web3D实现网络上的VR展示，只须构建一个三维场景，人以第一视角在其中穿行。场景和控制者之间能产生交互，加之高质量的生成画面使人产生身临其境的感觉。对于象虚拟展厅、建筑房地产虚拟漫游展示，提供了解决方案。

如果是建立一个多用户而且可以互相传递信息的环境，也就形成了所谓的虚拟社区。Adobe公司的Atmosphere就是这种运用的典范。

自己插件的支持，这些插件从几百K到几兆不等，在带宽不理想的条件下必然限制了一部分人的使用热情。

 

 

当前具有代表性的几种Web3D技术

 

Viewpoint



Viewpoint Experience Technology （简称VET)的前身是由metacreation和Intel开发的metastream技术。提到metacreation,相信不少人曾对这家有传奇色彩的公司感兴趣过,他出品的软件虽算不上什么大手笔,却个个功能极具特色,像有名的Bryce、Poser、KPT滤镜等。奇怪的是为了全面发展metastream技术，matacreation卖光了他所有的产品，并把自己名字改为Metastream。

在2000年夏，Metastream购买了Viewpoint公司并继承了Viewpoint的名字。Viewpoint data lab是一家专业提供各种三维数字模型出售的厂商，Metastream收购Viewpoint的目的是利用Viewpoint的三维模型库和客户群来推广发展metastream技术。

在mts2.0(metastream)时代metastream的技术优势就已经表现出来。它生成的文件格式非常小，三维多边形网格结构具有scaleable（可伸缩）和Steaming（流传输）特性，使得它非常适合于在网络上的传输。你可以在三维数据下载的过程中看到一个由低精度的粗糙模型逐步转化为完整的高精度模型过程。

VET（也即mts3.0）继承metastream以上特点,并实现了许多新的功能和突破。

在结构上它分为两个部分，一个是储存三维数据和贴图数据的mts文件，一个是对场景参数和交互进行描述的基于XML的mtx文件。

它具有一个纯软件的高质量实时渲染引擎，渲染效果接近真实而不需要任何的硬件加速设备。

VET可以和用户发生交互操作，通过鼠标或浏览器事件引发一段动画或是一个状态的改变，从而动态地演示一个交互过程。

VET除了展示三维对象外还犹如一个能容纳各种技术的包容器。它可以把全景图像作为场景的背景。flash动画做为贴图使用。

Viewpoint的主要运用市场是作为物品展示的产品宣传和电子商务领域。许多著名的公司与电子商务网站使用了此技术作为产品展示。

 

Cult3d

在表观和交互上和Viewpoint出奇地相似，也是Viewpoint最大的竞争对手。

位于瑞典的Cycore 原是一家为Adobe After Effect和其它视频编辑软件开发效果插件的公司。为了开发一个运用于电子商务的软件，Cycore动用了50多名工程师来开发他的流式三维技术。现在，Cycore 的Cult3D技术在电子商务领域已经得到了广泛的推广运用。

和Viewpoint相比，Cult3D的内核是基于JAVA，它甚至可以嵌入JAVA类，利用JAVA来增强交互和扩展，但是对于Viewpoint,他的Xml构架能够和浏览器与数据库达到方便通信。Cult3D的开发环境比Viewpoint人性化和条理化，开发效率也要高得多。

 

 

pulse3D

Pulse在娱乐游戏领域发展已经有好多年的历史，现在，Pulse凭着在游戏方面的开发经验把3D带到了网上，他瞄准的目标市场也是娱乐业。

Pusle提供了一个多媒体平台，囊括2D、3D图形、声音、文本、动画。

Pusle平台分为三个组件：Pusle Player,Pusle Producer和Pusle Creator。

Pusle Player也即播放器插件，除了为IE和Netscape提供的浏览器插件外，Pusle还得到了Apple和Real net work的支持，在Quicktime和RealPlayer中已经包含了Pulse播放器。

Pulse Producer:是用来在三维动画工具中输出Pulse所需数据的插件。目前支持的有3d studio max和Maya的插件。

能够输出到Pulse中的数据包括：几何体网格、纹理、骨骼变形系统（支持Character Studio）,Morph网格变形动画，关键帧动画，音轨信息，摄像机信息。pulse还支持从Vrml和BioVision的输入。

Pulse Creator：这是Pulse总的组装平台。

导入Pulse Producer生成的数据后，Pulse Creator进行以下的功能操作。

加入交互性：为媒体设置交互性；

打光：设置实时的灯光；

压缩：定义媒体的压缩；

流传输和缓存：区分那些数据是流式的，哪些要留在用户的缓存中。

 

Atmosphere

这是在图像处理和出版领域具有权威地位的Adobe公司前不久才推出的一个可以通过互连网连接多用户的三维环境式在线聊天工具。

在Atmosphere中浏览的感觉类似于玩DOOM类三维视频游戏。所不同的是Atmosphere场景可以通过Internet连接多个用户，连接到同一场景的用户可以彼此实时地看到代表对方的对象（avatar)位置和运动情况，并且可以向所有用户发送聊天短讯。Atmosphere环境提供了对自然重力和碰撞的模拟，使浏览的感受极具真实性。

值得注意的是Atmosphere使用了viewpoint的技术，安装Atmosphere的浏览器插件同时也安装了Viewpoint插件。Atmosphere场景中的三维对象包括由参数定义的基本几何体和viewpoint对象。viewpoint技术提供了对三维几何体高质量的压缩和实时渲染，Adobe直接使用viewpoint技术，既得到了很好的效果，又免除了自己开发的过程。

Atmosphere场景的开发相对来说比较容易。Adobe提供了制作工具Atmosphere Builder，目前此软件还处于Beta版本的测试阶段，可在Adobe的站点免费下载。

本人对Atmosphere的前景还处于观望态度.从场景的质量看还比较粗糙；从短信息聊天功能上看，只支持一对多的方式；从扩展性上看，Atmosphere目前只能在浏览器和它自己的播放器内运行，还不支持嵌入其它的环境中;从服务器端支持看,Adobe还未提供用来处理多用户交互信息传送的服务器端程序,目前建立的Atmosphere场景只能连接到Adobe的服务器上使用。

 

 

shockwave3D

　　Macromedia的shockwave技术，为网络带来了互动的多媒体世界。shockwave在全球拥有一亿三千七百万用户。

2000年8月SIGGRAPH大会，intel和Macromedia联合声称将把Intel的网上三维图形技术带给Macromedia shockwave播放器。现在Macromedia Director shockwave studio8.5已经推出，其中最重大的改变就是加入了shockwave3D 引擎。

其实在此之前已经有Director的插件产商为之开发过3D插件，而且有的是shockwaveable的（意味着可以运用于网络并且能够流式传输）。3Dgroove，主要是用于开发网上三维游戏，他的作品多次在www.shockwave.com出现，智能和交互性已经具有很高的水准。3DDreams,也提供了完整的三维场景建造和控制功能，但在速度上感觉较吃力。

Intel的3D技术具有以下特点。对骨骼变形系统的支持；支持次细分表面，可以根据客户端机器性能自动增减模型精度；支持平滑表面、照片质量的纹理、卡通渲染模式，一些特殊效果如烟、火、水。

Director为shockwave3D加入了几百条控制lingo,结合Director本身功能，无疑在交互能力上shockwave3D具有强大的优势。

鉴于Intel和Macromedia在业界的地位，Shockwave3D自然得到了众多软硬件厂商的支持。Alias|Wavefront, Discreet,Softimage/Avid，Curious Labs在他们的产品中加入了输出W3D格式的能力。Havok为Shockwave3D加入了实时的模拟真实物理环境和刚体特征，ATI 、NVIDIA也发布在其显示芯片中提供对Shockwave3D硬件加速的支持。

前景和运用。从画面生成质量上看，Shockwave3D还无法和Viewpoint、Cult3D抗衡，因此对于需要高质量画面生成的产品展示领域，它不具备该优势。而对于需要复杂交互性控制能力的娱乐游戏教育领域，Shockwave3D一定能够大显身手。

 

blaxxun3D 和 Shout3D

 

blaxxun3D 和 Shout3D是一个基于JAVA applet的渲染引擎，它渲染特定的VRML结点而不需要插件的下载安装。他们都遵循VRML、X3D规范

Shout3D支持的特征:

A 3D Studio Max/Character Studio Plugin-使用插件直接从MAX中输出3D内容和动画。

Multi Texturing with MultiAppearance-支持直接光、凹凸、环境、Alpha、高光贴图模式以及之间的结合。

MultiMesh Geometry-支持光滑组和多重次物体贴图。

Panoramic Backgrounds-使用六张图像作为全景背景。

Skeletal Deformation-骨骼变形，支持Character Studio。

Weighted Morphing-支持多个目标对象之间的变形动画。

 

 

B3D

Brilliant Digital娱乐公司，这是一个座落在洛杉矶并涉足澳大利亚电脑游戏业的公司。

Brilliant于Siggraph2000大会上发布了他们给3d studio max提供的b3d技术。

Brilliant的程序员开发了一个数据压缩和发布技术,使得使得在窄带下也能够实现3D数据流的传输。它引入了以对象为基础的数据库将数据流和所存贮的数据连接起来。然后角色按情节指令进行动画。

艺术家和动画师可以直接从3d studio max中直接输出动画到b3d授权环境下，在那里文件被压缩并使用Brilliant的数字播放技术发布到web上。

B3D独特之处是可制作具宽频效果的立体动画，并透过互联网传送至窄频用户。这些檔案占用空间小﹑下载时间短及全屏幕显示的互联网立体动画内容。凭着这项崭新的立体动画技术，客户可将既具互动性﹑又富创意的内容传送予目标观众。Brilliant Digital播放器提供对实时灯光及实时阴影的直接控制，并且它不依赖点的颜色来模拟这些效果。这一切都给动画师提供了将同样的角色放置于不同场景不同灯光条件下的非常大的灵活性。

谁会是Web3D之战最后的赢家？

　　现在还无法定论。如果你要发布你的产品到网络上观看，viewpoint或Cult3D都是不错的选择；如果你要开发三维在线游戏，我看好shockwave3D；如果你要在网上播放一场交互3D电影，那B3D能提供很好的解决方案。

　　你想要为你的web加入交互的三维吗？是的，那你有很多东西要学。现在还很难定论哪3D技术会是最佳的选择，而且我们也无法选择。但是现在就开始的话将为你的开发积累经验，毕竟，最主要的过程和时间阶段是建立三维场景的过程，而不是转为网上三维格式。