图书前言

21世纪人类已经进入数字化时代。数字地球、数字城市、数字家庭、数字时代进入人类生活的所有领域。数字化时代最具特色、最前沿、最具代表的开发技术——互联网3D动画游戏开发设计,互联网3D动画游戏开发技术作为计算机的核心技术,已广泛应用于社会生活的各个领域。互联网3D动画游戏开发设计是目前计算机领域的最前沿科技,是21世纪初在国内外刚刚兴起的一种3D技术,其发展前景十分广阔,潜力巨大。互联网3D动画游戏开发设计作为计算机的前沿科技,是宽带网络、多媒体、游戏设计、虚拟人设计、信息地理与人工智能相融合的高新技术,是把握未来网络、多媒体、游戏设计、虚拟人设计、信息地理及人工智能的关键技术。

互联网3D技术是互联网三维立体图形国际通用软件标准,定义了如何在多媒体中整合基于网络传播的动态交互三维立体效果。X3D第二代三维立体网络程序设计语言可在网络上创建逼真的三维立体场景,开发与设计三维立体网站和网页程序,利用它可以运行3D程序直接进入Internet; 还可以创建虚拟数字城市、网络超市、虚拟网络法庭、网络选房与展销等。从而改变目前网络与用户交互的二维平面局限性,使用户在网络三维立体场景中,实现动态、交互和感知交流,体验身临其境的感觉和感知。2004年8月,互联网3D技术已被国际标准组织ISO正式批准,成为国际通用标准。X3D大有一统网络三维立体设计的趋势,具有划时代意义。互联网3D技术可以在不同的硬件设备中使用,并可用于不同的应用领域,如军事模拟仿真、科学可视化、航空航天模拟、多媒体再现、工程应用、信息地理、虚拟旅游、考古、虚拟教育和虚拟游戏娱乐等领域。

互联网3D技术具有12大特点: 

(1) 丰富多媒体功能,能够实现各种多媒体制作。在三维立体空间场景几何体上播放影视节目和环场立体声等。

(2) 强大的网络功能,在网络上创建三维立体的3D场景和造型进行动态交互浏览、展示和操作,也可以通过运行3D程序直接接入Internet,创建三维立体网页和网站等。

(3) 程序驱动功能,3D最突出的特点是利用程序支持各种本地和网络三维立体场景和造型。

(4) 游戏动画设计,利用虚拟现实语言开发设计游戏软件,如虚拟驾驶、跑车游戏、虚拟飞行、虚拟围棋、虚拟象棋、虚拟跳棋、弹球和网络游戏等。

(5) 虚拟人动画设计,实现虚拟人行走运动设计,如行走、坐立、运动,交谈、表情、喜、怒、哀和乐等。

(6) 创建虚拟现实三维立体造型和场景,提供3D、2D场景和造型功能、变换层级、光影效果、材质和多通道/多进程纹理绘制,实现更好的三维立体交互界面。

(7) 信息地理设计,利用虚拟现实语言开发数字地球、数字城市、城市规划与设计以及虚拟社区等。

(8) 3D/CAD组件,在X3D提供了 CAD节点与X3D文件相结合进行软件项目的开发与设计,可以极大地提高软件项目的开发效率。

(9) 3D事件工具组件,该组件的名称是EventUtilities。当在 COMPONENT 语句中引用这个组件时需要使用这个名称。

(10) 3D自定义节点设计,使开发者可以根据实际项目的需求开发与设计用户自己需要的新节点、节点类型以及接口事件等,以满足软件项目开发的需要。

(11) 用户动态交互功能,基于鼠标的选取和拖曳,体验键盘输入的交互感。利用脚本实现程序与脚本语言交互设计,可以动态改变场景。

(12) 人工智能,主要体现在X3D具有感知功能。利用动态感知和传感器节点,实现用户与场景和造型之间的智能动态交互感知效果。

本书从软件开发的角度编写,思路清晰、结构合理,帮助读者了解计算机在软件开发和编程方面如何利用目前国际上最先进的开发工具和手段。本书全面详细地阐述了互联网3D技术的语法结构、数据结构定义、概貌(profile)、组件(component)、等级(level)、节点(node)、域(field)等,突出语法定义中每个“节点”中域的域值描述,并结合具体的实例源程序深入浅出地进行引导和讲解,激发读者的学习兴趣。为了使读者能够更快地掌握互联网3D动画游戏开发设计,本书配有大量的编程实例源程序,而且都在计算机上经过严格的调试并通过,以供读者参考。

“知而获智,智达高远”,探索和开发获得未知领域知识,凝聚智慧高瞻远瞩才能有所突破和创新。“知识改变命运,教育成就未来”,只有不断地探索、学习和开发未知领域,才能有所突破和创新,为人类的进步做出应有的贡献。“知识是有限的,而想象力是无限的”,想象力在发散思维的驱动下,在浩瀚的宇宙空间中驰骋翱翔。希望广大读者在X3D虚拟/增强现实世界中充分发挥自己的想象力,实现全部梦想。

由于时间仓促和水平有限,书中难免存在错误或不足之处,敬请广大读者批评指正,在此特表示谢意。

作者2014年1月8日