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X3D（Extensible 3D）交互技术是计算机的前沿科技，是把握21世纪软件项目开发的关键技术，它是在虚拟现实语言VRML基础上发展起来的第二代三维立体网络程序设计语言。虚拟现实X3D语言融合了VRML与XML（Extensible Markup Language，可扩展标记语言），被定义为可交互、可扩展、跨平台的网络3D内容标准。2004年8月，X3D已被国际标准组织ISO批准通过为国际标准ISO/IEC 19775，X3D正式成为国际通用标准。
Web3D联盟是致力于研究和开发虚拟现实技术的国际性的非营利组织，主要任务是制定互联网3D图形的标准与规范，其前身是VRML联盟，VRML联盟先后提出了VRML1.0、VRML2.0和VRML97规范。
X3D是下一代具有扩充性的三维图形规范，其技术发展经历了以下过程：
1998年VRML联盟改名为Web3D联盟，年底提出新的标准X3D（Extensible 3D），又称为VRML200X规范。2000年春，Web3D联盟完成了VRML到X3D的转换。X3D整合正在发展的XML、Java、流技术等先进技术，包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。
2002年3月，X3D第一版发布以来，已经有基于Java的源码开放的网络3D软件问世。Web3D联盟在制定标准时成立了Java语言翻译工作小组以便允许Java程序能够与新的3D标准程序相协调。
Web3D联盟于2003年10月向国际标准组织提请标准申请。2004年8月，X3D已被国际标准组织ISO批准通过为国际标准ISO/IEC 19775，X3D正式成为国际通用标准。X3D标准是XML标准与3D标准的有机结合，X3D被定义为可交互操作、可扩展、跨平台的网络3D内容标准。
X3D相对VRML有重大改进，提供了以下的新特性：更先进的应用程序界面、新增添的数据编码格式、严格的一致性、组件化的结构等。
X3D标准和规范不定义物理设备或任何依靠特定设备执行的概念，如屏幕分辨率和输入设备，只考虑广泛的设备和应用，在解释和执行上提供很大的自由度。从概念上说，每一个X3D技术开发设计和应用都是一个包含图形和听觉对象的三维立体时空，并且可以用不同的机制动态地从网络上读取或修改信息。每个X3D技术开发设计和应用包括：为所有已经定义的对象建立一个隐含的环境空间坐标；该技术由一系列3D和多媒体定义和组件组成；可以为其他文件和应用指定超链接；可以定义程序化和或数据驱动的对象行为；可以通过程序或脚本语言连接到外部模块或应用程序。X3D系统结构如图1-25所示。
图1-25 X3D系统结构图
X3D系统的开发环境包括记事本X3D编辑器和X3D-Edit专用编辑器，利用它们可以开发X3D源代码和目标程序。X3D系统的运行环境主要指X3D浏览器，如Xj3D浏览器以及BS Contact X3D 8.0浏览器。
编写X3D源代码有多种方法，这里介绍一种最简单、快捷的编辑方式：使用Windows系统提供的记事本工具编写X3D源代码。
在Windows 7/8/10操作系统中，选择“开始”→“程序”→“附件”→“记事本”，然后在记事本编辑状态下，创建一个新文件，开始编写X3D源文件。注意，你所编写的X3D源文件程序的文件名由“文件名．扩展名”组成，并且在X3D文件中要求文件必须是以.x3d或.x3dv结尾，否则X3D的浏览器是无法识别的。用文本编辑器编辑X3D源代码文件，可对软件项目进行简单、方便、快速的设计、调试和运行。
利用文本编辑器可以对X3D源代码进行创建、编写、修改和保存工作，还可以对X3D源文件进行查找、复制、粘贴以及打印等。使用文本编辑器可以完成X3D的中小型软件项目开发、设计和编码工作，但对大型软件项目的开发编程效率较低。
X3D-Edit 3.2/3.3专用编辑器是为了编写X3D文件而开发的一个专用编辑器。使用X3D-Edit 3.2/3.3编辑器撰写X3D文件时，可以提供简化的、无误的创作和编辑方式。X3D-Edit 3.2/3.3通过XML文件定制了上下文相关的工具提示，提供了X3D每个节点和属性的概要，以方便程序员对场景图的创作和编辑。
使用X3D-Edit 3.2/3.3专用编辑器编写X3D源代码文件，对大中型软件项目的开发和编程具有高效、方便、快捷、灵活等特点，可根据需要输出不同格式文件供浏览器浏览。利用XML和Java的优势，同样的XML、DTD文件将可以在其他不同的X3D应用中使用。如X3D-Edit 3.2/3.3中的工具提示为X3D-Edit提供了上下文的支持，以及每个X3D节点（元素）和域（属性）的描述，此工具提示也通过自动的XML转换工具转换为X3D开发设计的网页文档，而且此工具提示也将整合到将来的X3D Schema中。
（1）具有直观的用户界面。
（2）建立符合规范的节点文件，节点总是放置在合适的位置。
（3）验证X3D场景是否符合X3D概貌或核心（Core）概貌。
（4）自动转换X3D场景到*.x3dv和*.wrl文件，并启动浏览器自动查看结果。
（5）提供VRML97文件的导入与转换。
（6）大量的X3D场景范例。
（7）每个元素和属性的弹出式工具提示，帮助了解X3D/VRML场景图如何建立和运作，包括中文在内的多国语言提示。
（8）使用Java保证了平台通用性。
（9）使用扩展样式表（XSL）自动转换：X3dToVrml97.xsl（VRML97向后兼容性）、X3dToHtml.xsl（标签集打印样式）、X3dWrap.xsl/X3dUnwrap.xsl（包裹标签的附加／移除）。
（10）支持DIS-Java-VRML工作组测试和评估DIS-Java-VRML扩展节点程序设计测试和评估。
（11）支持GeoVRML节点和GeoVRML 1.0概貌。
（12）支持起草中的H-Anim 2001人性化动画标准和替身的Humanoid Animation人性化动画节点的编辑。同时也支持H-Anim 1.1概貌。
（13）支持新提议的KeySensor节点和StringSensor节点。
（14）支持提议的Non-Uniform Rational B-Spline（NURBS）Surface扩展节点的评估和测试。
（15）使用标签和图标的场景图打印。
在正确安装X3D-Edit专用编辑器的情况下，双击runX3dEditWin.bat文件，可以启动X3D-Edit 3.2/3.3专用编辑器。X3D-Edit 3.2专用编辑器主界面，如图1-26所示。
图1-26 X3D-Edit 3.2专用编辑器主界面
X3D-Edit编辑器开发环境由标题栏、菜单栏、工具栏、节点功能窗口、浏览器窗口、程序编辑窗口等组成。
（1）标题栏：位于整个X3D-Edit专用编辑器的第一行，显示X3D-Edit编辑器版本。
（2）菜单栏：位于X3D-Edit专用编辑器的第二行，包括：文件、编辑、视图、窗口、X3D、Versioning、工具和帮助。
文件选项包含创建一个新文件、打开一个已存在文件、保存一个文件等；编辑选项包含复制、剪切、删除以及查询等功能；视图选项包含Toolbars、显示行号、显示编辑器工具栏等；窗口选项包含Xj3dViewer、Output、Favorites等；X3D选项包含Examples、Quality Assurance、Conversions；Versioning选项包含CVS、Mercurial、Subversion等；工具选项包含Java Platforms、Templates、Plugins等；帮助选项包含相关帮助信息等。
（3）工具栏：位于X3D-Edit专用编辑器的第三行，主要包括：文件的新建、打开、存盘、Save All、查找、删除、剪切、复制、new X3D scene以及选项等常用快捷工具。
（4）节点功能窗口：节点区位于界面的右侧，包括所有节点、新节点、二维几何节点以及Immersive profile、Interactive profile、Interchange profile、GeoSpatial1.1、DIS protocol、H-Anim2.0节点等。节点功能窗口包括X3D目前所支持的所有特性节点，是标签操作方式，单击相应的标签将在下方显示出相应的节点，凡是不可添加的节点均以灰色显示。
（5）浏览器窗口：位于界面的左上方，在编程的同时可以查看编辑效果，随时调整各节点程序功能，即时进行调整和修改。
（6）程序编辑窗口：位于X3D-Edit专用编辑器的中部，程序编辑区用来显示和编辑所设计的X3D程序，它是一个多文档窗口。是编写X3D源代码的场所，每当你启动X3D-Edit专用编辑器时，就会自动打开一个新的X3D源文件，在此基础上可以编写X3D源代码。
还可以根据需要增加一个必要的窗口，进行各种编辑工作，以提高开发和工作效率。
设计X3D程序推荐使用X3D-Edit专用编辑器。
启动X3D-Edit专用编辑器后会调用默认的newScene.x3d文件，也可单击“File”→“New”重新创建。
在菜单栏中，单击“File”→“Save as”，将默认的newScene.x3d保存为另一个文件格式为*.x3d名称为px3d1.x3d的文件，并指定到X3D的文件夹中，如“D:\X3d案例源代码\”目录下。注意：系统一开始使用默认的保存文件名为Untitled-0.x3d。
使用Xj3D浏览器或BS Contact X3D 8.0浏览器可以观赏X3D-Edit专用编辑器编写的各种格式文件，如*.x3d、*.x3dv以及*.wrl格式文件。
Xj3D浏览器使用：在正确安装Xj3D浏览器后，单击“开始”→“所有程序”→“Xj3D browser”或创建快捷方式。
运行Xj3D浏览器：在桌面上双击
，启动Xj3D浏览器，然后运行X3D程序，如图1-27所示。
图1-27 启动Xj3D浏览器然后运行X3D程序