VRML (Virtual Reality Modeling Language) — määritelmä: standardoitu 3D-verkkomuoto

VRML — standardoitu 3D-verkkomuoto WWW:lle: opas sen ominaisuuksiin, käyttötapohin ja siirtymään nykyaikaiseen X3D-standardiin.

Tekijä: Leandro Alegsa

VRML (Virtual Reality Modeling Language, lausutaan vermal, tai yksinkertaisesti kirjaimet) on World Wide Webiä varten suunniteltu standardoitu kolmiulotteinen (3D) interaktiivinen vektorigrafiikan tiedostomuoto. Tunnettiin ennen vuotta 1995 myös nimellä Virtual Reality Markup Language. VRML:n laajennettu ja standardoitu versio VRML97 vakiintui vuonna 1997 (ISO/IEC 14772‑1:1997). Sen teknisenä seuraajana ja nykyaikaisena jatkumona on X3D.

Mikä VRML on käytännössä?

VRML on tekstipohjainen kuvauskieli ja tiedostomuoto, jolla voidaan määritellä 3D‑kohtauksia, geometriaa, materiaaleja, valaistusta, kamera‑näkymiä ja interaktiivista käyttäytymistä. VRML‑tiedostot ovat yleensä .wrl‑päätteisiä ja ne alkavat tyypillisesti rivillä #VRML V2.0 utf8, joka osoittaa VRML97‑muodon ja UTF‑8‑koodauksen.

Keskeiset ominaisuudet

  • Tekstipohjainen ja ihmisen luettava syntaksi.
  • Laaja valikoima valmiita solmuja (nodes) kuten Transform, Shape, IndexedFaceSet, Appearance, Material, Viewpoint, Background ja sensorit (esim. TouchSensor, TimeSensor).
  • Interaktiivisuus ROUTE‑mekanismin avulla — tapahtumat (events) voidaan ohjata solmujen välillä, mikä mahdollistaa animaatiot ja käyttäjän vuorovaikutuksen.
  • Tuki perusgrafiikkavaihtoehdoille: geometria, materiaalit, tekstuurit ja valaistus.
  • Laajennettavuus skriptien kautta (esimerkiksi ECMAScript/Java) ja ulkoisten moduulien avulla.

Tyypillinen VRML‑esimerkki

#VRML V2.0 utf8  Transform {   translation 0 0 0   children [     Shape {       geometry Box { size 2 2 2 }       appearance Appearance {         material Material { diffuseColor 0.2 0.6 1.0 }       }     }     Viewpoint { position 0 0 10 description "Esimerkkikamera" }   ] }

Käyttötarkoitukset ja sovellukset

  • Verkkopohjaiset 3D‑esitykset ja demoja nettiselaimissa (aikakaudella ennen WebGL:ää).
  • Opetus, simulaatiot, arkkitehtuuriesittelyt ja tuotevisualisointi.
  • Prototyyppaus ja siirrettävyys eri ohjelmistojen välillä, koska VRML on standardoitu ja tekstimuotoinen.

Rajoitukset ja miksi X3D tuli tilalle

Vaikka VRML oli aikansa tärkeimpiä verkkopohjaisia 3D‑ratkaisuja, sillä oli rajoituksia: rajallinen tuki kehittyneille graafisille ominaisuuksille (esim. modernit varjostimet), vaihteleva selain‑/plugin‑tuki ja suorituskykyongelmia suuremmissa kohtauksissa. Nämä puutteet johtivat standardin uudistamiseen ja laajentamiseen X3D‑muodossa, joka tarjoaa muun muassa:

  • XML‑ ja binaarimuotoiset encodings (parempi integraatio web‑työkaluihin).
  • komponenttipohjaisen arkkitehtuurin ja profiilit (mahdollistaa laajennettavuuden ja modulaarisuuden).
  • päivitetyt skriptaustavat, tiedonsiirto ja paremman tuen nykyaikaisille grafiikkaominaisuuksille.

Tiedostomuoto, MIME ja katselu

  • Tiedostopääte: .wrl
  • Yleinen MIME‑tyyppi: model/vrml
  • VRML‑kohtauksia voi nykyään katsella useilla erillisillä ohjelmilla ja X3D‑sovittimilla (esim. FreeWRL, InstantReality sekä kaupalliset selaimen laajennukset menneiltä vuosilta). Monet vanhat selaintuen edellyttävät plugin‑ratkaisut ovat kuitenkin jääneet pois käytöstä.
  • Nykyään VRML‑sisältöä usein muunnetaan X3D:ksi tai tuodaan WebGL‑pohjaisiin näyttömoottoreihin, jotta sisältö toimii moderneissa selaimissa ilman lisäosia.

Yhteenveto

VRML oli merkittävä askel verkkopohjaisen 3D‑sisällön kehityksessä: se tarjosi standardin interaktiivisten 3D‑kohtauksien kuvaamiseen ja jakamiseen Internetissä. Vaikka VRML itsessään ei ole yleisimmin käytetty tänä päivänä, sen ideat ja rakenteet elävät edelleen X3D‑standardissa ja monissa nykyaikaisissa 3D‑verkkotekniikoissa.

VRML-tiedostot

VRML käyttää tekstitiedostoja. 3D-polygonien kärjet, reunat, pinnan värit, UV-kartoitetut tekstuurit, kiiltävyys, läpinäkyvyys ja paljon muuta voidaan määrittää. Graafiset komponentit voidaan tehdä hakemaan verkkosivuja tai muita VRML-tiedostoja Internetistä URL-osoitteista, kun käyttäjä napsauttaa graafista komponenttia. Animaatiot, äänet, valaistus ja muut virtuaalimaailmaan liittyvät asiat voivat olla vuorovaikutuksessa käyttäjän kanssa tai tapahtua, kun ulkoiset tapahtumat, kuten ajastimet, niin sanovat. Erityisen Script Node -solmun avulla VRML-tiedostoon voidaan lisätä ohjelmakoodia (esimerkiksi Java- tai ECMAScript-kielistä ohjelmakoodia).

VRML-tiedostoja kutsutaan yleisesti "maailmoiksi", ja niillä on .wrl-pääte (esimerkiksi VRML-tiedoston nimi voi olla island.wrl). VRML-tiedostot ovat pelkkää tekstiä, ja ne voidaan yleensä pakata hyvin gzip-menetelmällä, mikä on hyödyllistä, kun niitä siirretään Internetissä nopeammin (joissakin gzip-menetelmällä pakatuissa tiedostoissa käytetään .wrz-päätettä). Monet 3D-mallinnusohjelmat voivat tallentaa kohteita ja kohtauksia VRML-muodossa.

 

Standardointi

Web3D-konsortio perustettiin kehittämään formaattia edelleen. Kansainvälinen standardisoimisjärjestö (ISO) on tehnyt VRML:stä ja sen seuraajasta, X3D:stä, kansainvälisiä standardeja.

VRML:n ensimmäinen versio määriteltiin marraskuussa 1994. Se perustui SGI:n alun perin kehittämän Open Inventor -ohjelmistokomponentin API:hen ja tiedostomuotoon, ja se näytti hyvin samalta. Versiota 2.0 kehitti tilapäinen VRML Architecture Group (VAG). Luonnos julkaistiin elokuussa 1996... VAG:n ja ISO:n SC24:n virallinen yhteistyö alkoi vuonna 1996, ja VRML 2.0 toimitettiin ISO:lle kansainväliseksi standardiksi. Nykyinen ja toiminnallisesti täydellinen versio on VRML97 (ISO/IEC 14772-1:1997). X3D (ISO/IEC 19775-1) on korvannut VRML:n.

 

Esiintyminen, suosio ja kilpaileva tekninen päivitys

Dave Raggett loi termin VRML kirjoittamassaan artikkelissa "Extending WWW to support Platform Independent Virtual Reality", joka toimitettiin ensimmäiseen World Wide Web -konferenssiin vuonna 1994 ja josta keskusteltiin ensimmäisen kerran Tim Berners-Leen käynnistämässä WWW94 VRML BOF -tapahtumassa. Siellä Mark Pesce esitteli Labyrinth-demon, jonka hän oli kehittänyt yhdessä Tony Parisin ja Peter Kennardin kanssa. VRML esiteltiin laajemmalle yleisölle SIGGRAPH-kurssilla VRML: Using 3D to Surf the Web elokuussa 1995. Lokakuussa 1995 Internet World -tapahtumassa Template Graphics Software (TGS) esitteli 3D/VRML-liitännäisen Netscape Communicationsin Netscape 2.0:n beta-versioon.

Vuonna 1997 saatiin valmiiksi uusi versio VRML:stä, VRML97 (tunnetaan myös nimellä VRML2 tai VRML 2.0), josta tuli ISO-standardi. VRML97:ää käytettiin Internetissä joillakin henkilökohtaisilla kotisivuilla ja sivustoilla, kuten "CyberTown", joka käytti Blaxxun-ohjelmistoa 3D-keskustelun mahdollistamiseksi. SGI:n Cosmo Software tuki formaattia. SGI:n rakenneuudistuksen yhteydessä vuonna 1998 kyseinen yksikkö myytiin Platinum Technologyn VREAM-divisioonalle, jonka Computer Associates otti haltuunsa, mutta joka ei kehittänyt tai jakanut kyseistä ohjelmistoa. Tämän vuoksi seuraavien vuosien aikana julkaistiin erilaisia omia Web 3D -formaatteja, kuten Microsoft Chrome ja Adobe Atmosphere, joista kumpaakaan ei tueta nykyään. VRML:n ominaisuudet pysyivät enimmäkseen ennallaan, kun taas reaaliaikainen 3D-grafiikka kehittyi jatkuvasti. VRML-konsortio muutti nimensä Web3D-konsortioksi ja aloitti työn VRML:n seuraajan eli X3D:n parissa.

SGI ylläpiti osoitteessa vrml.sgi.com verkkosivustoa, jossa esitettiin säännöllisesti lyhyitä esityksiä hahmosta nimeltä "Floops", joka oli VRML-hahmo VRML-maailmassa. Floopsin loi yritys nimeltä Protozoa.

H-Anim on animoitujen humanoidien standardi, joka perustuu VRML:ään ja myöhemmin X3D:hen. H-Anim-standardin ensimmäinen versio, 1.0, oli tarkoitus toimittaa maaliskuun 1998 lopussa.

VRML:ää ei koskaan käytetty laajalti, mikä johtui mahdollisesti siitä, että useimmilla käyttäjillä, kuten yrityskäyttäjillä ja yksityishenkilöillä, oli alhainen kaistanleveys ja hidas valintayhteys Internetiin.

VRML:ää kokeiltiin lähinnä opetuksessa ja tutkimuksessa, jossa avointa määrittelyä arvostetaan eniten. Sitä on nyt kehitetty X3D:ksi. MPEG-4:n interaktiivinen profiili (ISO/IEC 14496) perustui VRML:ään (nyt X3D:hen), ja X3D on pitkälti taaksepäin yhteensopiva sen kanssa. VRML:ää käytetään myös laajalti tiedostomuotona 3D-mallien jakeluun, lähinnä CAD-järjestelmistä.

VRML:stä on saatavilla ilmainen versio useille alustoille nimeltä OpenVRML. Sen kirjastoja voidaan käyttää sekä VRML- että X3D-tuen lisäämiseen sovelluksiin, ja saatavilla on GTK+-lisäosa, jonka avulla VRML/X3D-maailmoja voidaan renderöidä verkkoselaimissa.

2000-luvulla monet yritykset, kuten Bitmanagement, paransivat VRML:n virtuaaliefektien laatutasoa DirectX 9.0c:n laatutasolle käyttämällä omia ratkaisujaan. Kaikki tärkeimmät ominaisuudet, kuten pelien mallintaminen, ovat jo valmiita. Niihin kuuluvat monipassirenderöinti Z-puskurin matalan tason asetuksilla, BlendOp, AlphaOp, Stencil, Multi-texture, Shader HLSL- ja GLSL-tuella, reaaliaikainen Render To Texture, Multi Render Target (MRT) ja PostProcessing. Monet demot osoittavat, että VRML tukee lightmap-, normalmap-, SSAO-, CSM- ja reaaliaikaista ympäristöheijastusta ja muita virtuaalisia tehosteita.

 

Vaihtoehdot

  • 3DMLW: 3D-merkintäkieli webille (3D Markup Language for Web)
  • COLLADA: Khronos Groupin hallinnoima.
  • O3D: Googlen kehittämä
  • U3D: Ecman kansainvälinen standardi ECMA-363
  • X3D: VRML:n seuraaja
 

Aiheeseen liittyvät sivut

  • Active Worlds - virtuaalitodellisuus - monen käyttäjän 3D-keskustelualusta
  • Additive Manufacturing-tiedostomuoto
  • Blaxxun virtuaalitodellisuus - monen käyttäjän 3D-keskustelualusta
  • Flux - vapaasti ladattavissa oleva VRML/X3D-editori/selain, nyt lopetettu.
  • Luettelo vektorigrafiikan merkintäkielistä
  • MeshLab - avoimen lähdekoodin mesh-käsittelyjärjestelmä, joka voi viedä VRML/X3D:tä.
  • OZ Virtual
  • Seamless3d - ilmainen avoimen lähdekoodin 3D-mallinnusohjelmisto Microsoft Windowsille.
  • STL - STereoLithography tai Standard Tessellation Language, joka on yleinen CAD-ohjelmistoissa ja 3D-tulostuksessa.
  • Virtuaaliympäristö-ohjelmisto
  • Virtuaalinen kierros
  • Web3D
  • WebGL
  • WebVR
 


Etsiä
AlegsaOnline.com - 2020 / 2025 - License CC3