本文關(guān)鍵詞：基于Java的VRML網(wǎng)絡(luò)通信功能的實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

虛擬現(xiàn)實(shí)是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高技術(shù)生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，用戶借助必要的裝備，以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)帶來了人機(jī)界面、人機(jī)交互的新概念和新方法，使得人機(jī)交互的內(nèi)容更加豐富、形象，方式更加自然、和諧。分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)推動(dòng)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的變革。然而，若要對(duì)VRML場(chǎng)景進(jìn)行分布式控制，還需要Script節(jié)點(diǎn)具有網(wǎng)絡(luò)通信功能[3]。但這是一般腳本語言（如JavaScirpt、VRMLScript）所不具有的功能。

2 VRML和Java的結(jié)合

VRML通過事件通路使相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)發(fā)生變化，，達(dá)到簡(jiǎn)單

的動(dòng)態(tài)和交互的效果，為了擴(kuò)展VRML的交互能力和處理能力，提高其分布式控制能力需要程序語言的介入。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，Java是最具魅力的語言，與VRML結(jié)合得相當(dāng)自然，當(dāng)前的主流VRML瀏覽器也都對(duì)Java編程提供了支持。在VRML中使用Java有2種方式，即通過內(nèi)部Script節(jié)點(diǎn)（Script

Authoring Interface，

SAI）和外部編程接口（External Authoring Interface，EAI）。

(1)內(nèi)部Script節(jié)點(diǎn)。在VRML中有一個(gè)Script節(jié)點(diǎn)，它擁有域、eventIn事件、eventOut事件。其本身沒有任何動(dòng)作，但可以通過程序腳本賦予腳本節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作。Script節(jié)點(diǎn)和利用Java或JavaScript語言寫成的程序腳本，提供了對(duì)VRML的交互性的強(qiáng)有力的擴(kuò)充。通過Script節(jié)點(diǎn)的URL域可以包含一段JavaScript程序或者是鏈接的一個(gè)外部Java的類文件。 在Script節(jié)點(diǎn)中引用外部的Java的類文件，通常只是實(shí)現(xiàn)一些特殊的、描述性語言不能實(shí)現(xiàn)的功能，如通信功能，或者是為了源程序保密。

(2)外部編程接口EAI。Script節(jié)點(diǎn)從VRML場(chǎng)景內(nèi)部提供了與Java的連接，而EAI定義了與外部HTML頁(yè)面中的Applet通信的接口。它的基本思想是將JavaApplet與VRML置于同一Web頁(yè)面，在JavaApplet中建立Browser對(duì)象以標(biāo)識(shí)一個(gè)唯一的VRML場(chǎng)景，并由此獲得對(duì)VRML場(chǎng)景中已定義節(jié)點(diǎn)的引用，它通過直接指定引用節(jié)點(diǎn)的域值達(dá)到動(dòng)態(tài)效果。

這2種方式各有所長(zhǎng)[4]。使用EAI可以一目了然地在JavaApplet中輸入各種參數(shù)以改變場(chǎng)景的內(nèi)容，控制靈活；SAI方式不需要有JavaApplet的存在，只要為場(chǎng)景中的物體寫相應(yīng)的腳本代碼即可，可以實(shí)現(xiàn)許多VRML規(guī)范不能提供的復(fù)雜邏輯顯示。由于EAI方式不是真正意義上的分布式控制，因此本文主要介紹第1種方式。

3 VRML與外界網(wǎng)絡(luò)通信的Java實(shí)現(xiàn)

利用Script節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，用Java編寫成腳本語言，并將Java的網(wǎng)絡(luò)功能和文件訪問功能引入到腳本語言中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)VRML的分布式交互仿真。圖1給出了一個(gè)有網(wǎng)絡(luò)功能的VRML的實(shí)現(xiàn)模型。后面將介紹如何利用Java實(shí)現(xiàn)VRML的通信功能。

圖2 具有通信功能的VRML實(shí)現(xiàn)模型

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3.1 Java程序的定義

VRML中使用的Java文件，必須滿足3個(gè)條件[5,6]：(1)包含一個(gè)名字和主文件名完全相同的類定義；（2）屬于Script類（vrml.node包）的子類；（3）將其說明為“public”類。其定義如下：

public class className extends Script {

...

initialize(); processEvents(); processEvent(); eventsProcessed(); shutdown();

... }

初始化函數(shù)initialize()在VRML 文件加載時(shí)運(yùn)行，將Script節(jié)點(diǎn)中的事件入口（eventIn）和事件出口（eventOut）轉(zhuǎn)變成Java語言中相應(yīng)的變量類型。事件入口或事件出口的處理由此變成了對(duì)這些變量的處理。

用戶收到一系列事件時(shí)，調(diào)用processEvents()函數(shù)進(jìn)行處理。processEvent()用于處理某一事件，事件處理完畢調(diào)用eventsProcessed()。在函數(shù)processEvent()中處理事件入口socketPort（須在VRML文件中定義），該事件入口表示Socket通信的端口號(hào)。獲得這個(gè)事件后，函數(shù)便生成一個(gè)新線程，新線程提供了端口號(hào)為socketPort的Socket服務(wù)。

shutdown()函數(shù)在刪除Script節(jié)點(diǎn)時(shí)調(diào)用，用以關(guān)閉Socket連接。

3.2 Script節(jié)點(diǎn)的域和事件的獲取

在Java程序中，通過調(diào)用getField()函數(shù)獲得Script節(jié)點(diǎn)中的域?qū)ο螅徽{(diào)用 getEventOut()函數(shù)獲得事件出口（出事件）；調(diào)用 getEventIn()函數(shù)獲得事件入口（入事件）。 3.3 讀域和事件

在Java程序中通過調(diào)用getValue()函數(shù)將VRML的域類型轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的Java平臺(tái)的數(shù)據(jù)類型并返回其值。 3.4 寫域和事件

在Java程序中，通過setValue()函數(shù)將Java平臺(tái)的變量value轉(zhuǎn)化成VRML類型的數(shù)據(jù)并拷貝到目標(biāo)對(duì)象，可用來設(shè)置事件出口；通過addValue()函數(shù)將Java平臺(tái)的變量value轉(zhuǎn)化成VRML類型的數(shù)據(jù)并添加到目標(biāo)對(duì)象中；通過insertValue()函數(shù)將Java平臺(tái)的變量value轉(zhuǎn)化成VRML類型的數(shù)據(jù)并在指定位置插入；通過clear()函數(shù)刪除目標(biāo)對(duì)象中的所有元素；通過delete()函數(shù)刪除目標(biāo)對(duì)象中索引值為index的元素。

3.5 VRML網(wǎng)絡(luò)通信的Java實(shí)現(xiàn)

(1)在Script的事件入口處理函數(shù)processEvent()中，增加了起動(dòng)一條新線程的語句：

processEvent (Event event) { ... Thread thread; ... thread = new Thread(this); thread.start(); ... }

(2)在線程執(zhí)行函數(shù)run()中，加入了提供socket服務(wù)器服務(wù)的語句:

public void run(){

Socket socket;

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