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X3D抽象规范

ISO/IEC JTC 1/SC 24/N 2932

可扩展 3D (X3D)

ISO/IEC FCD 19775-1r1:200x

此文档为 ISO/IEC FCD 19775-1r1:200x，可扩展 3D (X3D)。该国际标准的完整标题： 信息技术 — 计算机图形与图像处理 — 可扩展 3D(X3D)。 组成部份 描述 [第一部份：架构与基组件] 第一部份包含了X3D框架的抽象功能性规范及对标准化组件与Profile的定义。

第一部份：架构与基组件

可扩展 3D (X3D)

第一部份：架构与基组件

ISO/IEC FCD 19775-1r1:200x

这篇文档是 ISO/IEC 19775-1:2008，可扩展 3D (X3D)。这部份的完整标题是： 信息技术 — 计算机图形、图像处理与环境再现 — 可扩展 3D (X3D) — 第一部份：架构与基组件。 背景知识 章节 附录

前言 	1  适用范围 	21 按键设备传感器组件 	A  Core Profile

介绍 2 标准参考说明 22 环境传感器组件 B Interchange profile

3 术语定义、缩略语与缩写形式 23 场景导航组件 C Interactive profile

4 基本概念 24 环境效果组件 D MPEG-4 interactive profile

5 域类型参考 25 地理空间组件 E Immersive profile

6 一致性 26 仿人体动画组件 (H-Anim) F Full profile

7 内核组件 27 NURBS组件 G 推荐的场景导航行为

8 时间组件 28 分布式交互仿真 (DIS)组件 H CAD Interchange profile

9 网络组件 29 脚本组件 I OpenGL着色语言 (GLSL) 绑定

10 群组组件 30 事件工具组件 J 微软高级着色语言(HLSL) 绑定

11 渲染组件 31 可编程着色器组件 K nVidia Cg着色语言绑定

12 几何形体组件 32 CAD 几何体组件 L 各版本节点

13 Geometry3D 组件 33 Texturing3D 组件 非标准参考目录

14 Geometry2D 组件 34 立方体环境纹理映射组件 组件索引

15 文本组件 35 分层组件 Profile 索引

 	16  声音组件 	36  布局组件 	节点索引
 	17  光照组件 	37  刚体物理学组件 	 
 	18  纹理组件 	38  拾取传感器组件 	 
 	19  插值器组件 	39  从动组件 	 
 	20  定位设备传感器组件 	40  粒子系统组件 	 

前言 讲述了X3D标准化进程的一些背景。 介绍 则描述了X3D的目的、设计标准及功能特性。下面的章节构成了ISO/IEC 19775第一部份的的内容：

  1. 应用范围 定义X3D应付的问题的范围。
  2. 标准引用说明 列出了这部份内容所引用到的正规标准。
  3. 术语定义、缩略语与缩写形式 包含了这部份内容中用到的术语词汇表
  4. 基本概念 描述了X3D运行时系统的工作机制。
  5. 域类型参考 描述了X3D中的基本数据类型。
  6. 一致性 描述了各种X3D实现形式的一致性要求
  7. 内核组件 提供了X3D内核组件的详细规范。
  8. 时间组件 提供了X3D时间组件的详细规范。
  9. 网络组件 提供了X3D网络组件的详细规范。
 10. 编组组件 提供了X3D编组组件的详细规范。
 11. 渲染组件 提供了X3D渲染组件的详细规范。
 12. 几何形状组件 提供了X3D几何形状组件的详细规范。
 13. Geometry3D组件 提供了X3D Geometry3D组件的详细规范。
 14. Geometry2D组件 提供了X3D Geometry2D组件的详细规范。
 15. 文本组件 提供了X3D文本组件的详细规范。
 16. 声音组件 提供了X3D声音组件的详细规范。
 17. 灯光组件 提供了X3D灯光组件的详细规范。
 18. 纹理组件 提供了X3D纹理组件的详细规范。
 19. 插值器组件 提供了X3D插值器组件的详细规范。
 20. 定点输入设备传感器组件 提供了X3D定点输入设备传感器组件的详细规范。
 21. 按键输入设备传感器组件 提供了X3D按键输入设备传感器组件的详细规范。
 22. 环境传感器组件 提供了X3D时间组件的详细规范。
 23. 场景导航组件 提供了X3D环境传感器组件的详细规范。
 24. 环境效果组件 提供了X3D环境效果组件的详细规范。
 25. 地理空间组件 提供了X3D地理空间组件的详细规范。
 26. 仿人体动画 (H-Anim) 组件 提供了X3D仿人体动画 (H-Anim) 的详细规范。
 27. NURBS组件 提供了X3DNURBS组件的详细规范。
 28. 分布式交互仿真 (DIS)组件 提供了X3D分布式交互仿真 (DIS)组件的详细规范。
 29. 脚本组件 提供了X3D脚本组件的详细规范。
 30. 事件工具组件 提供了X3D事件工具组件的详细规范。
 31. 可编程着色器组件 提供了X3D可编程着色器组件的详细规范。
 32. CAD 几何体组件 提供了X3DCAD 几何体组件的详细规范。
 33. Texturing3D 组件 提供了X3D Texturing3D 组件的详细规范。
 34. 立方体环境纹理映射组件 提供了X3D立方体环境纹理映射组件的详细规范。
 35. 分层组件 提供了将虚拟世界中的内容组织到各个独立的重叠的层的详细规范。
 36. 布局组件 提供了将场景内容分配到显示面的特定区域的详细规范。
 37. 刚体物理学组件提供了将刚体物理学属性应用到场景内容的详细规范。
 38. 拾取传感器组件 提供了用户交互过程中选取场景内容某些项目(物体或物体的组成部件)的详细规范。
 39. 从动组件 提供了使用从动的详细规范。
 40. 粒子系统组件 提供了X3D世界中声明与使用粒子系统的详细规范。

规范中包括了一些附录：

  1. Core proflie 定义了最小功能的一套X3D子集。
  2. Interchange profile 定义了构成Interchange profile的特定功能的X3D子集。
  3. Interactive profile 定义了构成Interactive profile的特定功能的X3D子集。
  4. MPEG-4 interactive profile 定义了构成MPEG-4 interactive profile的特定功能的X3D子集。
  5. Immersive profile 定义了ISO/IEC 14772-1中对应的基profile功能的X3D子集。
  6. Full profile 定义了构成Full profile的特定功能的X3D子集。
  7. 推荐的场景导航行为 声明了浏览器实现者可以采纳的一些推荐的场景导航行为。
  8. CADInterchange profile 定义了构成CADInterchange profile的特定功能的X3D子集。
  9. OpenGL 着色语言(GLSL)绑定 提供了可编程着色组件功能到GLSL着色语言的映射。
 10. Microsoft DirectX 着色语言(HLSL) 绑定 提供了可编程着色组件功能到HLSL着色语言的映射。
 11. nVidia CG 着色语言绑定 提供了可编程着色组件功能到Cg着色语言的映射。
 12. 各节点版本 声明各项X3D功能分别是哪个版本。

非标准引用目录 列出了ISO/IEC 19775的这部份内容中引用到的非正式、非标准的一般性规则。

组件索引 以字母表顺序列出了 ISO/IEC 19775中定义的可用组件，并链接到各自的定义页面。

Profile 索引 以字母表顺序列出了 ISO/IEC 19775中定义的profile，并链接到各自的定义页面。

节点索引 以字母表顺序列出了 ISO/IEC 19775中定义的节点，并链接到各自的定义页面。

前言

ISO (国际标准化组织) 与 IEC (国际电工协会)形成了世界范围标准化的专门系统。 ISO或IEC的成员国通过由各个处理特定领域技术活动而建立的技术委员会参与国际标准的开发。 ISO与IEC的技术委员会会在一些具有共同利益的领域进行协作。 其它国际性的、政府性的和非政府性的组织，也会联络ISO和IEC，去参与这些开发工作。查看 http://www.iso.org 获取关于ISO的信息。查看http://www.iec.ch 获取关于IEC的信息。

在IT领域，ISO与IEC已经建立了一个联合性技术委员会， ISO/IEC JTC 1。联合技术委员会通过的国际标准草案会在成员国间投票。要求至少75％的成员国投票通过才能发布为国际标准。查看http://www.iso.org/获取关于JTC 1的信息。

ISO/IEC 19775这套国际标准是由联合技术委员会 ISO/IEC JTC 1，信息技术，下属第24委员会，计算机图形、图像处理与环境再现，与Web3D Consortium, Inc（公司？） (http://www.web3d.org)合作进行的。

ISO/IEC 19775 由以下部份组成，通常称为：信息技术 — 计算机图形与图像处理 — 可扩展3D (X3D):

   第一部份： 架构与基组件(即当前这部份)
   第二部份： 场景访问接口

介绍

概述

可扩展 3D (X3D)是一套软件标准，它定义了基于Web与网络传播的、与多媒体集成的交互式3D内容。 X3D希望在各种硬件设备与广泛的应用领域如工程与科学可视化、多媒体再现、娱乐与教育、网页及共享的虚拟世界中被使用。 X3D也想成为3D图形和多媒体整合上的一种统一交换格式。 X3D继承自虚拟现实建模语言（VRML），VRML是基于Web的3D图形的初始ISO标准(ISO/IEC 14772)。X3D在VRML基础上发展了新的特性、高级应用程序接口、额外的数据编码格式、严格的一致性认证与组件化架构，允许以模块式的途径支持标准。

这一节提供了X3D开发背后设计目标的说明、X3D特性的概述和X3D规范进展的描述。 设计目标

X3D的设计希望能满足特定的市场与技术需求。为了满足这些需求，X3D制定了以下设计目标：

   * 将运行时架构与数据编码分离开来
   * 支持多种编码格式，包括可扩展标记语言（XML）格式
   * 加入新的图形、行为与交互对象
   * 提供访问X3D场景的应用程序接口（API）的替换
   * 定义符合不同市场需求的规范（specification）子集－"Profiles"
   * 允许规范（specification）以各种级别实现应用服务
   * 尽可能消除规范中未声明或不明确的行为

X3D的特性

X3D具有丰富的支持如工程与科学可视化、多媒体再现、娱乐于教育、网页和共享式虚拟世界的特性。X3D的特性包括：

   * 3D图形 - 多面体、参数化几何体、多层次变换、灯光、材质、多通道/多级纹理映射
   * 2D图形 - 文本、2D矢量与平面形状，且都具有3D多层次变换功能
   * 动画 - 利用计时器及插补器来驱动连续性动画；仿人体动画与变形
   * 空间化的音频与视频 - 可视化的声源映射到场景中的几何体上
   * 用户交互性 - 基于鼠标的拾取与拖拽；键盘输入
   * 导航 - 摄像头；用户在3D场景中的移动；碰撞检测，靠近与可见性检测
   * 用户定义的对象 - 可以通过创建用户自定义的数据类型来扩展浏览器内置功能
   * 脚本 - 可以通过编程语言和脚本语言动态改变场景
   * 网络 - 能够整合单一X3D场景和网络上X3D场景的资源；通过超链接的方式对象链到其他场景或WWW上其他资源
   * 物理仿真 - 仿人体动画；空间地理信息数据；与分布式交互仿真(DIS)协议整合
   * 空间地理定位 - 能在X3D场景中精确地定位空间地理对象
   * CAD数据 – 能再现（represent）由CAD系统中映射的CAD模型
   * 分层 – 将X3D场景组织成各个渲染组，这样每一层中的对象可以与处于它下面层的对象重叠
   * 支持可编程着色 – 可以用自定义的着色程序替代X3D的光照模型
   * 粒子系统 – 可以生成火、烟及其他类似效果的这种粒子的系统

查看ISO/IEC 19775中第7节到40节的关于组件描述的内容以了解完整的X3D特性

应用范围

ISO/IEC 19775, X3D, 定义了一套集成网络传播的三维图形与多媒体的软件标准。从概念上来讲，每个X3D应用程序是基于时间的三维空间，包含各种机制下都能能被动态修改的图形和听觉对象。这部份内容定义了X3D架构和基组件。

X3D词义中描述了抽象的功能性行为－基于时间、交互式3D、多媒体信息。 ISO/IEC 19775这部份内容并未定义物理设备或任何依赖其实现的概念。（如屏幕分辨率和输入设备） ISO/IEC 19775意欲包括更宽范围的设备与应用，并提供对功能解释（Interpretation）与实现（Implementation）的足够自由性。比如这部份内容甚至都未对鼠标或二维显示设备的存在性作出任何假定。

每一款X3D应用程序：

  1. 隐式地为所有定义的对象及应用程序中包含的对象构建一个世界坐标系；
  2. 显式定义与渲染一套3D及多媒体对象；
  3. 能声明指向其它文件或应用程序的超链接；
  4. 能定义可编程控制或数据驱动的对象行为；
  5. 通过编程语言和脚本语言可以连接外部模块或应用程序；
  6. 通过定义Profile显式声明其功能要求；
  7. 通过定义组件能声明附加功能。

中文翻译链接

• HAnim 骨骼动画标准
• X3D 基本结构和组件
• X3D 编码标准
• X3D 应用程序接口