前言

计算机技术发展迅猛，已由初级计算、实时控制、事务处理迅速朝着巨型化、微型化、网络化、智能化及多媒体化等方面发展，计算机将人类社会带入了崭新的信息时代。尤其是计算机网络的飞速发展，使我们的地球变成了一个“地球村”。早期的网络系统主要传送文字、数字等信息，随着多媒体技术在网络上的应用，使得目前的计算机网络无法承受如此巨大的信息量。为此，人们开发出信息高速公路，即宽带网络系统，而在信息高速公路上驰骋的“高速跑车”就是虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）系统。

VRML是一门最近才兴起的新型的三维造型语言，它可以通过创建一个虚拟场景达到现实中的效果。VRML支持三维动画，其实时交互功能大大改变了原来互联网上单调、交互性较差的弱点，从而创建一个全新的可进入、可参与的三维立体虚拟现实世界。短短数年，VRML已经应用到很多领域，如航天、军事、建筑、医疗、教育……人们相信它会有广阔的发展前景。由于VRML本身自带脚本语言，而且也有Java、JavaScript的支持，使三维造型的控制交互比其他同类造型语言具有更强的优势。用此语言设计的造型和动画文件小、交互性强、控制灵活，适合嵌入网页在网上播放。此语言易学，有系列开发工具支持，有自身的特色。

VRML提供了三维（3D）应用中大多数常见功能，也提供了足够的创造空间。

（1）建模能力强。VRML定义了类型丰富的几何、编组、定位等节点，建模能力较强。

（2）有真实感及渲染能力。通过提供丰富的渲染相关节点，可以很精细地实现光照、着色、纹理贴图、三维立体声源。

（3）观察及交互手段，传感器类型丰富。可以感知用户交互，视点可以控制对三维世界的观察方式。

（4）动画可控制。VRML提供了方便的动画控制方式。

HTML和VRML的差别与建筑物的蓝本和它的模型的差别是同一个道理。VRML是Internet上基于万维网的虚拟现实建模语言，用来描述三维物体及其运动行为，构建虚拟世界。它的基本特征包括三维性、交互式、分布式集成性和逼真性等。随着国际互联网络的普及，网络技术和硬件设施飞速发展，虚拟现实技术将成为今后网络多媒体发展方向的主流。总之，VRML将创建一种融多媒体、三维图形、网络通信、虚拟现实为一体的新型媒体，具有先进性和普及性。

全书共分为8章：第1章介绍虚拟现实概述，包括虚拟现实技术的发展史、虚拟现实的特点、虚拟软件技术等内容；第2 章介绍虚拟现实软件及三维立体造型，包括软件开发模型、几何造型、造型外观设计等内容；第3 章介绍造型的其他相关操作，包括造型空间变换、造型群节点、其他组节点使用等内容；第4 章介绍虚拟现实环境设计，包括背景设计、光源创建、阴影效果创建等内容；第5 章介绍动画效果与交互节点，包括路由和事件、动画效果、交互造型功能等内容；第6 章介绍虚拟现实的高级应用，包括虚拟现实在三维立体场景中的设计、虚拟实现自然景观设计等内容；第7章介绍虚拟现实与MATLAB接口应用，包括MATLAB的简单介绍、虚拟实现工具箱的MATLAB函数、MATLAB接口中虚拟现实的应用等内容；第8章介绍VRML脚本语言与编程，包括Script脚本、对象处理等内容。

本书旨在帮助读者通过学习掌握虚拟现实三维立体网络程序的开发和应用技能，了解在计算机软件开发方面如何利用目前国际上最先进的开发工具，以及如何运用软件工程的思想来开发和设计三维立体网络程序。

为便于学习，本书免费提供书中示例程序的源代码，读者可通过登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）查找本书下载，所有源程序都在计算机上经过严格的调试并通过。

本书中作者的研究成果得到了广东省科技计划项目（项目编号：2009B010800053）的大力支持，正是这些支持为本书的形成奠定了坚实的基础，在此表示衷心的感谢。

本书由张德丰、周灵、周燕和马莉编写。参与图书编写及源程序校对、调试等工作的还有雷小平、崔如春、李娅、栾颖、刘志为和周品等。

由于编著者水平有限，加之时间仓促，书中难免会有错误和不足之处，恳请广大读者给予批评和指正。

编著者

2010年5月