1. Web3D技術的具體流行技術
Java3D和GL4Java（OpenGl For Java）
JAVA3D可用在三維動畫、三維游戲、機械CAD等領域。
可以用來編寫三維形體，但和VRML不同，JAVA3D沒有基本形體，不過我們可以利用JAVA3D所帶的UTILITY生成一些基本形體如立方體、球、圓錐等，我們也可以直接調用一些軟體如ALIAS、LIGHTWARE、3DS MAX生成的形體，也可以直接調用VRML2.0生成的形體。
可以和VRML一樣，使形體帶有顏色、貼圖。
可以產生形體的運動、變化，動態地改變觀測點的位置及視角。
可以具有交互作用，如點擊形體時會使程序發出一個信號從而產生一定的變化。
可以充分利用JAVA語言的強大功能，編寫出復雜的三維應用程序。
JAVA3D具有VRML所沒有的形體碰撞檢查功能。
作為一個高級的三維圖形編程API，JAVA3D給我們帶來了極大的方便，它包含了VRML2.0所提供的所有功能。
這里有一段國內資深3d程序員的評論：
GL4Java、VRML、JAVA3D的比較
由於OPENGL的跨平台特性，許多人利用OPENGL編寫三維應用程序，不過對於一個非計算專業的人員來說，利用OPENGL編寫出復雜的三維應用程序是比較困難的，且不說C/C++語言和java的掌握需要花費大量時間精力，當我們需要處理復雜問題的時候，我們不得不自己完成大量非常繁瑣的工作。當然，對於編程高手來說，OPENGL是他們發揮才能的非常好的工具。
VRML2.0(VRML97)自1997年12月正式成為國際標准之後，在網路上得到了廣泛的應用，編寫VRML程序非常方法（VRML語言可以說比BASIC、JAVAs cript等語言還要簡單），同時可以編寫三維動畫片、三維游戲、用於計算機輔助教學，因而其應用前景非常廣闊尤其適合在中國推廣應用。不過由於VRML語言功能目前還不是很強（如目前沒有形體之間的碰撞檢查功能），與JAVA語言等其它高級語言的連接較難掌握，因而失去了一些計算機高手的寵愛。但我們認為，我們可以讓大學里的文理科學生利用VRML編寫多媒體應用程序，讓學生很快地對編寫程序感興趣，從而使國內的計算機水平得到提高。DIRECT3D是Microsoft公司推出的三維圖形編程API，它主要應用於三維游戲的編程，目前相關的學習資料難於獲得，由於它一般需要VC等編程工具進行編程，需要編程人員具有較高的C++等高級語言的編程功底，因而難以普及。
JAVA3D是建立在JAVA2（JAVA1.2)基礎之上的，JAVA語言的簡單性使JAVA3D的推廣有了可能。OPENGL和JAVA3D之間的比較可以看成匯編語言與C語言之間的比較，一個是低級的，一個是高級的（也許這樣比較不太恰當）。JAVA3D給我們編寫三維應用程序提供了一個非常完善的API，它可以幫助我們：
生成簡單或復雜的形體（也可以直接調用現有的三維形體）
使形體具有顏色、透明效果、貼圖。
可以在三維環境中生成燈光、移動燈光。
可以具有行為（Behavior）的處理判斷能力（鍵盤、滑鼠、定時等）
可以生成霧、背景、聲音等。
可以使形體變形、移動、生成三維動畫。
可以編寫非常復雜的應用程序，用於各種領域如VR。 由於Fluid3D並不是一個Web編寫工具，因此它著眼於強化3D製作平台的性能。直到最近才公諸於世的Fluid3D插件填補了市場 的一個空白，盡管到目前為止它的應用范圍還相當有限。它的主要功能是可以用來傳輸高度壓縮的3D圖像，而這種圖像的下載通常是相當麻煩和耗時的。它的運用有助於使Web的3D技術更實用和切合實際，使之對桌面用戶而言更有樂趣。
Superscape（VRT）
Superscape VRT是Superscape公司基於Direct3D開發的一個虛擬現實環境編程平台。它最重要的特點是引入了面向對象技術，結合當前流行的可視化編程界面，另外，它還具有很好的擴展性。 用戶通過VRT可以創建真正的互動式的3D世界，並通過瀏覽器在本地或Internet上進行瀏覽。 它是3DS MAX的一款插件，可生成輸出FLASH的文件與Adobe Illustrator的AI文件。
Viewpoint（Metastream）
Viewpoint Experience Technology （簡稱VET)的前身是由metacreation和Intel開發的metastream技術。提到metacreation,相信不少人曾對這家有傳奇色彩的公司感興趣過,他出品的軟體雖算不上什麼大手筆,卻個個功能極具特色,像有名的Bryce、Poser、KPT濾鏡等。奇怪的是為了全面發展metastream技術，matacreation賣光了他所有的產品，並把自己名字改為Metastream。
在2000年夏，Metastream購買了Viewpoint公司並繼承了Viewpoint的名字。Viewpoint data lab是一家專業提供各種三維數字模型出售的廠商，Metastream收購Viewpoint的目的是利用Viewpoint的三維模型庫和客戶群來推廣發展metastream技術。
在mts2.0(metastream)時代metastream的技術優勢就已經表現出來。它生成的文件格式非常小，三維多邊形網格結構具有scaleable（可伸縮）和Steaming（流傳輸）特性，使得它非常適合於在網路上的傳輸。你可以在三維數據下載的過程中看到一個由低精度的粗糙模型逐步轉化為完整的高精度模型過程。
VET（也即mts3.0）繼承metastream以上特點,並實現了許多新的功能和突破，想當年Viewpoint被PC-Magzine評為Top100計算機產品，可謂風光一時。 在結構上它分為兩個部分，一個是儲存三維數據和貼圖數據的mts文件，一個是對場景參數和交互進行描述的基於XML的mtx文件。它具有一個純軟體的高質量實時渲染引擎，渲染效果接近真實而不需要任何的硬體加速設備。VET可以和用戶發生交互操作，通過滑鼠或瀏覽器事件引發一段動畫或是一個狀態的改變，從而動態地演示一個交互過程。VET除了展示三維對象外還猶如一個能容納各種技術的包容器。它可以把全景圖像作為場景的背景。把flash動畫做為貼圖使用。
Viewpoint的主要運用市場是作為物品展示的產品宣傳和電子商務領域。許多著名的公司與電子商務網站使用了此技術作為產品展示。雖然不如Cult3D那樣普及，但憑借著強大的功能還是贏得了不少用戶的青睞，像Fuji、Dell、Sony等公司。 Pulse在娛樂游戲領域發展已經有好多年的歷史，現在，Pulse憑著在游戲方面的開發經驗把3D帶到了網上，他瞄準的目標市場也是娛樂業。Pusle提供了一個多媒體平台，囊括2D、3D圖形、聲音、文本、動畫。
Pusle平台分為三個組件：Pusle Player,Pusle Procer和Pusle Creator。 Pusle Player也即播放器插件，除了為IE和Netscape提供的瀏覽器插件外，Pusle還得到了Apple和Real net work的支持，在Quicktime和RealPlayer中已經包含了Pulse播放器。Pulse Procer:是用來在三維動畫工具中輸出Pulse所需數據的插件。目前支持的有3d studio max和Maya的插件。能夠輸出到Pulse中的數據包括：幾何體網格、紋理、骨骼變形系統（支持Character Studio）,Morph網格變形動畫，關鍵幀動畫，音軌信息，攝像機信息。pulse還支持從Vrml和BioVision的輸入。Pulse Creator：這是Pulse總的組裝平台。導入Pulse Procer生成的數據後，Pulse Creator進行以下的功能操作：
加入交互性、打光、壓縮、 流傳輸和緩存。 這是在圖像處理和出版領域具有權威地位的Adobe公司前不久才推出的一個可以通過互連網連接多用戶的三維環境式在線聊天工具。在Atmosphere中瀏覽的感覺類似於玩DOOM類三維視頻游戲。所不同的是Atmosphere場景可以通過Internet連接多個用戶，連接到同一場景的用戶可以彼此實時地看到代表對方的對象（avatar)位置和運動情況，並且可以向所有用戶發送聊天短訊。Atmosphere環境提供了對自然重力和碰撞的模擬，使瀏覽的感受極具真實性。
值得注意的是Atmosphere使用了viewpoint的技術，安裝Atmosphere的瀏覽器插件同時也安裝了Viewpoint插件。Atmosphere場景中的三維對象包括由參數定義的基本幾何體和viewpoint對象。viewpoint技術提供了對三維幾何體高質量的壓縮和實時渲染，Adobe直接使用viewpoint技術，既得到了很好的效果，又免除了自己開發的過程。
Atmosphere場景的開發相對來說比較容易。Adobe提供了製作工具Atmosphere Builder，目前此軟體還處於Beta版本的測試階段，可在Adobe的站點免費下載。
從場景的質量看Atmosphere還比較粗糙；從簡訊息聊天功能上看，只支持一對多的方式；從擴展性上看，Atmosphere目前只能在瀏覽器和它自己的播放器內運行，還不支持嵌入其它的環境中;從伺服器端支持看,Adobe還未提供用來處理多用戶交互信息傳送的伺服器端程序,目前建立的Atmosphere場景只能連接到Adobe的伺服器上使用。 Macromedia的shockwave技術，為網路帶來了互動的多媒體世界。shockwave在全球擁有一億三千七百萬用戶。2000年8月SIGGRAPH大會，intel和Macromedia聯合聲稱將把Intel的網上三維圖形技術帶給Macromedia shockwave播放器。現在Macromedia Director shockwave studio8.5已經推出，其中最重大的改變就是加入了shockwave3D 引擎。
其實在此之前已經有Director的插件產商為之開發過3D插件，而且有的是shockwaveable的（意味著可以運用於網路並且能夠流式傳輸）。3Dgroove，主要是用於開發網上三維游戲，他的作品多次在出現，智能和交互性已經具有很高的水準。3DDreams,也提供了完整的三維場景建造和控制功能，但在速度上感覺較吃力。
Intel的3D技術具有以下特點。對骨骼變形系統的支持；支持次細分表面，可以根據客戶端機器性能自動增減模型精度；支持平滑表面、照片質量的紋理、卡通渲染模式，一些特殊效果如煙、火、水。
Director為shockwave3D加入了幾百條控制lingo,結合Director本身功能，無疑在交互能力上shockwave3D具有強大的優勢。鑒於Intel和Macromedia在業界的地位，hockwave3D自然得到了眾多軟硬體廠商的支持。Alias|Wavefront, Discreet,Softimage/Avid，Curious Labs在他們的產品中加入了輸出W3D格式的能力。Havok為Shockwave3D加入了實時的模擬真實物理環境和剛體特徵，ATI 、NVIDIA也發布在其顯示晶元中提供對Shockwave3D硬體加速的支持。
前景和運用。從畫面生成質量上看，Shockwave3D還無法和Viewpoint、Cult3D抗衡，因此對於需要高質量畫面生成的產品展示領域，它不具備該優勢。而對於需要復雜交互性控制能力的娛樂游戲教育領域，Shockwave3D一定能夠大顯身手。 blaxxun3D和Shout3D是一個基於JAVA applet的渲染引擎，它渲染特定的VRML結點而不需要插件的下載安裝。他們都遵循VRML、X3D規范
Shout3D支持的特徵:
使用插件直接從MAX中輸出3D內容和動畫。
支持直接光、凹凸、環境、Alpha、高光貼圖模式以及之間的結合。
支持光滑組和多重次物體貼圖。
使用六張圖像作為全景背景。
骨骼變形，支持Character Studio。
支持多個目標對象之間的變形動畫。
blaxxun3D則是Brilliant Digital娛樂公司的產品，這是一個座落在洛杉磯並涉足澳大利亞電腦游戲業的公司。Brilliant於Siggraph2000大會上發布了他們給3d studio max提供的b3d技術。
Brilliant的程序員開發了一個數據壓縮和發布技術,使得使得在窄帶下也能夠實現3D數據流的傳輸。它引入了以對象為基礎的資料庫將數據流和所存貯的數據連接起來。然後角色按情節指令進行動畫。藝術家和動畫師可以直接從3d studio max中直接輸出動畫到b3d授權環境下，在那裡文件被壓縮並使用Brilliant的數字播放技術發布到web上。
B3D獨特之處是可製作具寬頻效果的立體動畫，並透過互聯網傳送至窄頻用戶。這些檔案佔用空間小﹑下載時間短及全屏幕顯示的互聯網立體動畫內容。憑著這項嶄新的立體動畫技術，客戶可將既具互動性﹑又富創意的內容傳送予目標觀眾。Brilliant Digital播放器提供對實時燈光及實時陰影的直接控制，並且它不依賴點的顏色來模擬這些效果。這一切都給動畫師提供了將同樣的角色放置於不同場景不同燈光條件下的非常大的靈活性。 從功能來看，Plasma可以說是3ds max的Web 3D版本，簡潔的界面，直觀的用法，強大的Havoc引擎，從各種角度來說都是一個相當不錯的軟體。而且，Plasma支持Flash、Shockwave和VRML的輸出，對於大部分3D設計師來說，這些功能已經很足夠了。但是，也有不少人認為，Plasma有點像是專門為Shockwave設計的建模工具，應用范圍大大縮小了。而且，Plasma的內容輸出到Shockwave以後，固然能夠表現出不錯的質量，但是在Flash裡面卻並非如此，這似乎與注重寫實感的Web 3D項目開發用途有些不符。另外，它在支持VRML輸出方面的功能比起3ds max或者其他軟體來說並不佔優勢。
Havoc引擎是Plasma最大的特徵之一，但是它只能在Shockwave裡面實現，而Flash仍然只是支持關鍵幀方式，VRML裡面則根本不能實現任何Havok引擎的效果。所以，不少人都覺得，與其說Plasma是Web 3D軟體，不如說，它是專門為Shockwave3D而設計的3D建模工具。
因為Plasma是以Discreet公司的3D技術為基礎的，所以性能相當穩定。而且它還考慮到平面用戶不熟悉三維界面的問題，特地設計了十分具有親和力的用戶界面。其實大家只要看一下Plasma的界面，就會發現它與Photoshop和Illustrator的界面十分相似。
Plasma可以說是世界上最早的專門為2D/3D Web用戶設計的三維建模、動畫和渲染軟體。作為3D建模工具，它完全繼承了3ds max強大的建模功能，而且支持Web Rendering(Flash Renderer)和Exporting Tool，另外它還統合了Macromedia公司的Flash、Shockwave 3D等設計工具和文件格式。從這些現象看來，Discreet推出Plasma的一個很大的目標就是，通過讓平面設計師掌握3D工具，從而能夠更快地生成Web 3D內容。
Plasma的主要功能和特徵
可以轉換為Shockwave 3D文件 Plasma文件可以輸出成Web 3D文件——Shockwave 3D Scene Export，而且還可以導入到Director8.5。此外，Plasma還可以輸出為*.AL(Illustrator文件)、*.DXF(AutoCad文件)和*.VRL(VRML文件)等三種格式。
Flash動畫製作 這可以說是Plasma最重要的功能之一。Plasma有兩種渲染方式，一種是3ds max中Bitmap方式的Scanline渲染方式，另外一種是矢量方式的Flash渲染方式。這樣，以前Flash用戶需要經過長時間手動操作方能完成的建模過程就可以通過Plasma輕松完成了，而且能夠節省大量的時間和費用。Flash渲染方式不支持紋理，所以，渲染後的畫面有明顯的漫畫風格。
3ds max的基本建模技法和貼圖、動畫功能 在Plasma中可以執行Bone&Skin和IK動畫等功能。
通過Havok執行Shockwave 3D的功能 Havok原來是3ds max的插件，Plasma中也內置了這個插件。因為Shockwave中支持Havok的所有功能，所以在Plasma中可以通過Havoc執行Shockwave 3D功能。 位於瑞典的Cycore 原是一家為Adobe After Effect和其它視頻編輯軟體開發效果插件的公司。為了開發一個運用於電子商務的軟體，Cycore動用了50多名工程師來開發他的流式三維技術。現在，Cycore 的Cult3D技術在電子商務領域已經得到了廣泛的推廣運用。
和Viewpoint相比，Cult3D的內核是基於JAVA，它可以嵌入JAVA類，利用JAVA來增強交互和擴展，但是對於Viewpoint,他的Xml構架能夠和瀏覽器與資料庫達到方便通信。Cult3D的開發環境比Viewpoint人性化和條理化，開發效率也要高得多。
Cult3D技術信息
目前支持的系統平台和瀏覽器 Internet Explorer / Microsoft Office/Netscape v4.x/Adobe Acrobat
視窗 95/98/SE/ME
視窗 NT/2000 (x86)
MacOS (PPC) (非微軟辦公系列)
Linux 2.0 / Linux Red Hat
Solaris
硬體要求
至少奔騰 MMX 233 MHz or 100% 兼容/支持dx7以上的顯示卡/64mb以上內存
推薦：PIII800Mhz 256mbSD/DDR ram Geforce2
瀏覽器插件文件大小 Internet Explorer/ActiveX: 1.2 MB
Netscape: 1.2 MB
Adobe Acrobat: 1.9 MB (win) 2.2 MB (mac)
誰會是Web3D之戰最後的贏家？
無法定論。如果你要發布你的產品到網路上觀看，viewpoint或Cult3D都是不錯的選擇；如果你要開發三維在線游戲，我看好shockwave3D；如果你要在網上播放一場交互3D電影，那B3D能提供很好的解決方案，而對於java3d/Gl4java，那永遠是行家裡手青睞的角色。
你想要為你的web加入交互的三維嗎？是的，那你有很多東西要學。現在還很難定論哪3D技術會是最佳的選擇，而且也無法選擇。但是現在就開始的話將為你的開發積累經驗，畢竟，最主要的過程和時間階段是建立三維場景的過程，而不是轉為網上三維格式。
2. Web3D技術的Web3D簡介：
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3. 3d max web沒有了怎麼調出來
這個你得用max的廣度學燈光才有。
4. 產品該怎麼用web3D展示出來
web3d展示是依託於VR虛擬現實技術而出現的，與傳統的2D圖形或是動畫的表現方法不同，web3d展示應用在多個行業，包括：商品展現與販賣、在線教學與娛樂、樣板間展示、3D景點、虛擬展廳等等。可以讓人們通過滑鼠或者鍵盤，打開網頁就能置身其中，實現360度的自由觀看的效果，讓用戶能夠快速的體驗3D帶來的真實感受。
利用web3d展示技術，企業可以搭建出線上「3D虛擬線上展廳」。實現無件插化，將二維的圖紙或照片，用生動形象的三維虛擬現實技術效果表現出來，真正的讓人們感受到高科技帶來的便利與身臨其境的視覺體驗。
現在，web3d展示技術可以實現瀏覽者在網上以任意角度瀏覽三維虛擬產品，手上不用拿著實物就如同實物在眼前的效果。相信，隨著VR虛擬現實技術的應用與普及，以虛擬現實為核心、Web3D展示產業應用將越來越廣泛，將會像以往任何一次互聯網技術變革一樣，帶給人們生活方式的巨大變化。
5. Web3D技術的介紹
Web3D技術是實現網頁中虛擬現實的一種最新技術。VRML是互聯網3D圖形的開放標准。VRML是3D圖形和多媒體技術通用交換的文件格式，它基於建模技術，描述互動式的3D對象和場景，不僅應用在互聯網上，也可以用在本地客戶系統中，應用范圍極廣。由於網上傳輸的是模型文件，故其傳輸量大大小於視頻圖像。
6. 3d顯示器如何測試效果
首先要注意3D顯示器的成像技術有兩種，一種是偏光式也就是需要紅藍眼睛的。這類顯示器畫質損失較高，而且成本很低。還有一種是主動快門式，這類就是一般電影院在使用的3D成像技術，成本較高但是畫質高清。選擇3D顯示器要看其運用的是什麼有的是自身可以把2D轉3D的顯示器有的則需要顯卡來發揮其功效。這點要注意。是不一樣的顯示器自身轉換，兼容性好，而需要調配顯卡則需看顯卡的能力這點對顯卡要去較高
7. 如何3d模型在web網頁顯示展示用什麼技術
用threejs很容易做到，載入模型到網頁上顯示出來。要想添加點擊效果，再加些代碼來判斷點擊到哪個模型，要彈窗什麼東西。
Threejs是一款運行在瀏覽器中的 3D 引擎，你可以用它創建各種三維場景，包括了攝影機、光影、材質等各種對象。你可以在它的主頁上看到許多精彩的演示。
不過，這款引擎還處在比較不成熟的開發階段，其不夠豐富的 API 以及匱乏的文檔增加了初學者的學習難度（尤其是文檔的匱乏）three.js的代碼託管在github上面。
3d模型就是三維的、立體的模型，D是英文Dimensions的縮寫。
3D模型也可以說是用三維軟體建造的立體模型，包括各種建築、人物、植被、機械等等，比如一個大樓的3D模型圖。3D模型也包括玩具和電腦模型領域。
3D模型也分為：人物，交通運輸，建築裝飾，傢具電器，機械，動物、怪物、植物，服裝，飾品，日常用品，樂器，藝術品等等。
譬如，歐式傢具3D模型沙發座椅、床、餐椅、居室燈具、衣櫃、電器等。歐式3D模型在室內設計表現風格中常用到，一般常用3D模型歐式沙發類，見圖1-歐式沙發3D模型。
發展歷史：
互聯網的形態一直以來都是2D模式的，但是隨著3D技術的不斷進步，在未來的5年時間里，將會有越來越多的互聯網應用以3D的方式呈現給用戶，包括網路視訊、電子閱讀、網路游戲、虛擬社區、電子商務、遠程教育等等。甚至對於旅遊業。
3D互聯網也能夠起到推動的作用，一些世界名勝、雕塑、古董將在互聯網上以3D的形式來讓用戶體驗，這種體驗的真實震撼程度要遠超的2D環境下的模型。
8. 三維圖形可視化製作技術
（一）OpenGL
OpenGL（Open Graphics Libaray）由SGI公司為其圖形工作站開發的可以獨立於窗口操作和硬體環境的圖形開發系統。其目的是將用戶從具體的硬體和操作系統中解放出來。用此系統可以不去理解這些系統的結構和指令系統，只要按規定的格式書寫應用程序就可以在任何支持該語言的硬體平台上執行。由於OpenGL的高度可重用性，已經有幾十家大公司表示接受OpenGL作為標准軟體介面，目前加入OpenGL ARB（OpenGL體系結構審查委員會）的成員有SGI公司、HP公司、MicroSoft公司、Intel公司、IBM公司、SUN公司、DEC公司、AT&T公司的Unix軟體實驗室等。在該組織的努力下，OpenGL已經成為高性能圖形和互動式視景處理的工業標准，能夠在Windows95/98、Windows NT、Windows 2K、Macos、Beos、OS/2以及Unix上應用。OpenGL的實質是作為圖形硬體的軟體介面，是一組三維的API函數。
1.OpenGL的主要功能
（1）建模。不但有簡單的點線面還提供了復雜的三維物體（球、錐等）以及復雜的曲線曲面（Bezier、Nurbs等）繪制函數。
（2）變換。主要包括基本變換（平移、旋轉等）和投影變換（平行、透視投影等）。
（3）顏色模式設置。RGBA模式、ColorIndex顏色索引。
（4）光照和材質設置。OpenGL光有輻射光、環境光、漫反射光、鏡面光；材質是用光反射率來表示的。場景中物體最終反映到人眼的顏色是光的RGB分量和材質的RGB分量疊加形成的。
（5）紋理映射。主要表達物體表面的細節。
（6）點陣圖顯示和圖像增強。圖像功能除了基本的復制和圖像像素讀寫外，還提供融合（Blending）、反走樣（Antialiasing）、霧化（Fog）等特殊的圖像處理效果。
（7）雙緩沖（Double Buffering）動畫。雙緩沖即前台緩沖和後台緩沖。後台計算場景、產生畫面，前台顯示後台已經計算好的畫面。
（8）交互技術。主要是提供三種工作模式：繪圖模式、選擇模式和反饋模式。繪圖模式完成場景的繪制，可以藉助物體的幾何參數及運動控制參數、場景的觀察參數、光照參數和材質參數、紋理參數、OpenGL函數的眾多常量控制參數、時間參數等和Windows對話框、菜單、外部設備等構成實時交互的程序系統。在選擇模式下，則可以對物體進行命名，選擇命名的物體，控制對命名的物體的繪制。而反饋模式則給程序設計提供了程序運行的信息，這些信息也可反饋給用戶，告訴用戶程序的運行狀況和監視程序的運行進程。
（9）其他。利用OpenGL還能實現深度暗示（Depth Cue）、運動模糊（Motion Blur）等特殊效果。
2.OpenGL的基本原理
OpenGL是一個硬體發生器的軟體介面，其主要目的是將二維、三維物體繪制到一個幀緩沖里，它包括幾百個圖形函數。開發者主要利用這些函數來建立三維模型和進行三維實時交互。
（1）圖元操作和指令。OpenGL能夠從多種可選擇的模式畫圖元，而且一種模式的設置一般不會影響其他模式的設置，無論發生深墨情況，指令總是被順序處理，也就是說，一個圖元必須完全畫完之後，後繼圖元才能影響幀存。
（2）圖形控制。OpenGL提供諸如變換矩陣、光照、反走樣方法、像素操作等參數來控制二維和三維圖形的繪制。它並不提供一個描述或建立復雜幾何物體的手段。OpenGL提供的是怎樣畫復雜物體的機制而非描繪復雜物體本身的面面俱到的工具。即OpenGL是過程性的而非描述性的。
（3）執行模式。OpenGL命令的解釋模式是客戶/伺服器模式的，即由客戶發布命令，命令由OpenGL伺服器（解釋器）來處理，伺服器可以運行在相同的或不同的計算機上，基於這一點，OpenGL是網路透明的。
地下水三維可視化系統開發與應用
3.OpenGL的命令語法與狀態
基於OpenGL標准開發的微機應用程序必須在32位Windows平台下，如Windows98/NT環境，運行時所需的動態連接庫為OpenGL32.DLL、Glu32.DLL。OpenGL包含100多個庫函數，這些函數按一定的格式來命名。
（1）核心函數115個，每個函數以gl開頭，這些函數是最基本的，可以運行在任何工作平台上。這些函數創建二維和三維幾何形體，設置視點，建立視覺體，設置顏色及材質，建立燈光，進行紋理映射，反走樣，處理融合，霧化場景等，它們可以接受不同的參數，因而可派生300多個函數。
（2）OpenGL實用庫函數以glu開頭，共43個。這些函數基於OpenGL核心函數，主要提供對輔助函數的支持，並且執行了核心OpenGL函數的交互，因而是比核心函數更高一層的函數，也更有通用性。可以運行在任何OpenGL工作平台上。
（3）輔助庫函數，共31個。以aux開頭，它們是一類特殊的OpenGL函數，是幫助初學者盡快進入OpenGL編程而做簡單練慣用的。因此並不能在所有平台上運行。但Windows98/NT支持它們。
（4）Windows專用庫函數，以wgl開頭。主要是連接OpenGL和Windows窗口系統的，用它們可以管理著色描述表及顯示列表，擴展功能，管理字體點陣圖等。
（5）Win32 API函數，共6個，用於處理像素格式及緩沖。
（6）OpenGL結構，共4個。
4.OpenGL圖形操作步驟
步驟1：設置像素格式：主要包括建立OpenGL繪制風格、顏色模式、顏色位數、深度位數等；
步驟2：建立模型：建立三維模型；
步驟3：舞檯布景：如何把景物放置在三維空間的適當位置，設置三維透視視覺體以觀察場景；
步驟4：效果處理：設置物體的材質（顏色、光學性能及紋理映射等）加入光照及光照條件；
步驟5：光柵化：把景物及其顏色信息轉化為可在計算機上顯示的像素信息。
（二）VRML
1.VRML簡介
VRML是英文Virtual Reality Modeling Language——虛擬現實造型語言的縮寫。其最初的名字叫Virtual Reality Makeup Language。名字是由第一屆WWW（1994，日內瓦）大會上，由Tim Berners Lee和Dave Raggett所組織的一個名為Bird-of-a-Feather（BOF）小組提出的。後來Makeup改為Modeling。VRML和HTML是緊密相連的，是HTML在3D領域的模擬和擴展。由於VRML在Internet具有良好的模擬性和交互性，因而顯示出強大的生命力。
VRML是一種3D交換格式，它定義了當今3D應用中的絕大多數常見概念，諸如變換層級、光源、視點、幾何、動畫、霧、材質屬性和紋理映射等。VRML的基本目標是確保能夠成為一種有效的3D文件交換格式。
VRML是HTML的3D模型。它把互動式三維能力帶入了萬維網，即VRML是一種可以發布3D網頁的跨平台語言。事實上，三維提供了一種更自然的體驗方式，例如游戲、工程和科學可視化、教育和建築。諸如此類的典型項目僅靠基於網頁的文本和圖像是不夠的，而需要增強交互性、動態效果連續感以及用戶的參與探索，這正是VRML的目標。
VRML提供的技術能夠把三維、二維、文本和多媒體集成為統一的整體。當把這些媒體類型和腳本描述語言（scripting language）以及網際網路的功能結合在一起時，就可能產生一種全新的互動式應用。VRML在支持經典二維桌面模型的同時，把它擴展到更廣闊的時空背景中。
VRML是賽博空間（cyber space）的基礎。賽博空間的概念是由科幻作家William Gibson提出的。雖然VRML沒有為真正的用戶模擬定義必要的網路和資料庫協議，但是應該看到VRML迅速發展的步伐。作為標准，它必須保持簡單性和可實現性，並在此前提下鼓勵前沿性的試驗和擴展。
2.VRML的基本工作原理及其特性
（1）用文本信息描述三維場景。在Internet網上傳輸，在本地機上由VRML的瀏覽器解釋生成三維場景，解釋生成的標准規范即是VRML規范。正是基於VRML的這種工作機制，才使其可能在網路應用中有很快的發展。當初VRML的設計者們考慮的也正是文本描述的信息在網路上的傳輸比圖形文件迅速，所以他們避開在網路上直接傳輸圖形文件而改用傳輸圖形文件的文本描述信息，把復雜的處理任務交給本地機從而減輕了網路的負荷。
（2）統分結合模式。VRML的訪問方式基於C/S模式，其中伺服器提供VRML文件，客戶通過網路下載希望訪問的文件，並通過本地平台的瀏覽器（Viewer）對該文件描述的VR世界進行訪問，即VRML文件包含了VR世界的邏輯結構信息，瀏覽器根據這些信息實現許多VR功能。這種由伺服器提供統一的描述信息，客戶機各自建立VR世界的訪問方式被稱為統分結合模式，也是VRML的基本概念。由於瀏覽器是本地平台提供的，從而實現了VR的平台無關性。
（3）基於ASCII碼的低帶寬可行性。VRML像HTML一樣，用ASCII文本格式來描述世界和鏈接，保證在各種平台上通用，同時也降低了數據量，從而在低帶寬的網路上也可以實現。
（4）實時3D著色引擎。傳統的VR中使用的實時3D著色引擎在VRML中得到了更好的體現。這一特性把VR的建模與實時訪問更明確地隔離開來，也是VR不同於三維建模和動畫的地方。後者預先著色，因而不能提供交互性。VRML提供了6+1個自由度，即三個方向的移動和旋轉，以及和其他3D空間的超鏈接（Anchor）。
（5）可擴充性。VRML作為一種標准，不可能滿足所有應用的需要。有的應用希望交互性更強，有的希望畫面質量更高，有的希望VR世界更復雜。這些要求往往是相互制約的，同時又受到用戶平台硬體性能的制約，因而VRML是可擴充的，即可以根據需要定義自己的對象及其屬性，並通過Java語言等方式使瀏覽器可以解釋這種對象及其行為。
（三）X3D
X3D（Extensible 3D——可擴展3D）是一個軟體標准，定義了如何在多媒體中整合基於網路傳播的交互三維內容。X3D將可以在不同的硬體設備中使用，並可用於不同的應用領域中。比如工程設計、科學可視化、多媒體再現、娛樂、教育、網頁、共享虛擬世界等方面。X3D也致力於建立一個3D圖形與多媒體的統一的交換格式。X3D是VRML的繼承。VRML（Virtual Reality Modeling Language-虛擬現實建模語言）是原來的網路3D圖形的ISO標准（ISO/IEC 14772）。X3D相對VRML有了改進，提供了以下的新特性：更先進的應用程序界面，新添的數據編碼格式，嚴格的一致性，組件化結構（用來允許模塊化的支持標準的各部分）。
1.X3D設計目標
X3D確立了以下的設計目標：
（1）分離數據編碼和運行時間結構；
（2）支持大量的數據編碼格式，包括XML（Extensible Markup Language）；
（3）增加新的繪圖對象、行為對象、交互對象；
（4）給3D場景提供可選的應用程序界面（APIs）；
（5）定義規格的子集「概貌（Profiles）」以適合不同的市場需要；
（6）允許在不同層次（1evels）的服務上都能實現X3D規格；
（7）盡可能添加完善規格中行為的定義或描述。
2.X3D特性
為了滿足工程設計、科學可視化、多媒體再現、娛樂、教育、網頁、共享虛擬世界等方面使用的需要，X3D添加了以下的新特性：
（1）3D圖形：多邊形化幾何體、參數化幾何體、變換層級、光照、材質、多通道/多進程紋理帖圖；
（2）2D圖形：在3D變換層級中顯示文本、2D矢量、平面圖形；
（3）動畫：計時器和插值器驅動的連續動畫；人性化動畫和變形；
（4）空間化的音頻和視頻：在場景幾何體上映射視聽源；
（5）用戶交互：基於滑鼠的選取和拖曳；鍵盤輸入；
（6）導航：攝像機；用戶在3D場景中的移動；碰撞、接近和可見性檢測；
（7）用戶定義對象：通過創建用戶定義的數據類型，可以擴展瀏覽器的功能；
（8）腳本：通過程序或腳本語言，可以動態地改變場景；
（9）網路：可以用網路上的資源組成一個單一的X3D場景；可以通過超鏈接對象連接到其他場景或網路上的其他資源；
（10）物理模擬：人性化動畫；地理化數據集；分布交互模擬（Distributed Interactive Simulation-DIS）協議整合。
（四）Java 3D
Java 3D用其自己定義的場景圖和觀察模式等技術構造了3D的上層結構，實現了在Java平台使用三維技術。Java 3D API是Sun定義的用於實現3D顯示的介面。3D技術是底層的顯示技術，Java 3D提供了基於Java的上層介面。Java 3D把OpenGL和DirectX這些底層技術包裝在Java介面中。這種全新的設計使3D技術變得不再繁瑣並且可以加入到J2SE、J2EE的整套架構，這些特性保證了Java 3D技術強大的擴展性。Java 3D建立在Java2（Java1.2）基礎之上，Java語言的簡單性使Java 3D的推廣有了可能。Java 3D是在OpenGL的基礎上發展起來的，可以說是Java語言在三維圖形領域的擴展，其實質是一組API即應用程序介面。利用Java 3D所提供的API就可以編寫出一些諸如三維動畫、遠程三維教學軟體、三維輔助設計分析和模擬軟體，以及三維游戲等。它實現了以下三維功能：
（1）生成簡單或復雜的形體（也可以調用現有的三維形體）；
（2）使形體具有顏色、透明效果、貼圖；
（3）在三維環境中生成燈光、移動燈光；
（4）具有行為的處理判斷能力（鍵盤、滑鼠、定時等）；
（5）生成霧、背景、聲音；
（6）使形體變形、移動、生成三維動畫；
（7）編寫非常復雜的應用程序，用於各種領域如VR（虛擬現實）。
1.Java 3D的數據結構
Java 3D的數據結構和OpenGL的數據結構一樣，採用的是場景圖的數據結構，但Java 3D根據Java語言的特點。Java 3D的場景圖是DAG（Directed-acyclic Graph），其特點是具有方向的不對稱性。Java 3D的場景圖由Java 3D的運行環境直接轉變成具有三維顯示效果的顯示內存數據，從而在計算機上顯示出三維效果，顯示內存中不斷接收Java 3D的運行最新結果，從而產生三維動畫。
2.、Java 3D（API）中的類
Java 3D是根據OpenGL的三維圖形庫及VRML的基礎上開發出來的一個API，裡麵包含了幾乎所有編寫Java互動式三維應用程序所需的最基本的類（類方法）、介面。主要存放在程序包Javax.media.j3d中，這些是Java 3D的核心類。另外，還有提供一個有助於快速編程的應用類型的包（Utility包）com.sun.j3d.utils（可或缺，主要是能大大地提高程序的編寫效率）。除了核心類和Utility包之外，還有：
（1）Java.awt（主要是定義一個顯示用的窗口）；
（2）Javax.vecmath（主要是處理定義的矢量計算所用的類，今後核心類）；
（3）Java 3D的類根據作用可分為Node、NodeComponent，其中Node又分為Group及Leaf兩個子類。
（五）IDL
1.IDL簡介
IDL（Interactive Data Language）是美國RSI公司（Research System Inc）的產品，它集可視、交互分析、大型商業開發為一體，為用戶提供了完善、靈活、有效的開發環境。IDL的主要特性包括：
（1）高級圖像處理、互動式二維和三維圖形技術、面向對象的編程方式、OpenGL圖形加速、跨平台圖形用戶界面工具包、可連接ODBC兼容資料庫及多種程序連接工具等。
（2）IDL是完全面向矩陣的，因此具有處理較大規模數據的能力。IDL可以讀取或輸出有格式或無格式的數據類型，支持通用文本及圖像數據，並且支持在NASA，TPT，NOAA等機構中大量使用的HDF，CDF及netCDF等科學數據格式及醫學掃描設備的標准格式DICOM格式。IDL還支持字元、位元組、16位整型、長整型、浮點、雙精度、復數等多種數據類型。能夠處理大於2Gb的數據文件。IDL採用OpenGL技術，支持OpenGL軟體或硬體加速，可加速互動式的2D及3D數據分析、圖像處理及可視化。可以實現曲面的旋轉和飛行；用多光源進行陰影或照明處理；可觀察體（Volume）內部復雜的細節；一旦創建對象後，可從各個不同的視角對對象進行可視分析。
（3）IDL具有圖像處理軟體包，例如感興趣區（ROI）分析及一整套圖像分析工具、地圖投影及轉換軟體包，宜於GIS的開發。
（4）IDL帶有數學分析和統計軟體包，提供科學計算模型。可進行曲線和曲面擬合分析、多維網格化和插值、線性和非線性系統等分析。
（5）用IDL DataMiner可快速訪問、查詢並管理與ODBC兼容的資料庫，支持Oracle，Informix，Sybase，MS SQL等資料庫。可以創建、刪除、查詢表格，執行任意的SQL命令。
（6）IDL可以通過ActiveX控制項將IDL應用開發集成到與COM兼容的環境中。用Vi-sual Basic，Visual C++等訪問IDL，還可以通過動態連接庫方式從IDL調用C，Fortran程序或從其他語言調用IDL。
（7）用IDL GUIBuilder可以開發跨平台的用戶圖形界面（GUI），用戶可以拖放式建立圖形用戶界面GUI，靈活、快速地產生應用程序的界面。
（8）IDL為用戶提供了一些可視數據分析的解決方案，早在1982年NASA的火星飛越航空器的開發就使用了IDL軟體。
2.IDL的編程方式
IDL有兩種編程方式，一是利用IDL平台的GUIBuilder進行編程，這種方式的特點是所見即所得，使用IDL自身所具有的控制項進行編程和界面設置，但使用靈活性不夠；另一種是利用IDL平台的集成開發環境的組件編程技術，這種方式的特點是較為靈活，而且功能較強，可以隨著編程者的意願進行設置。另外在IDL中有批處理文件語句，即在命令行中直接輸入命令語句來進行數據的讀入和輸出，以及進行屬性設置和處理。此外，IDL提供IDLDRAW WIDGET控制項，可進行基於COM技術的開發。
3.IDL的應用領域
由於其強大的功能和獨特的特點，IDL語言可以應用地球科學（包括氣象、水文、海洋、土壤、地質、地下水等）、醫學影像、圖像處理、GIS系統、軟體開發、大學教學、實驗室、測試技術、天文、航空航天、信號處理、防禦工程、數學統計及分析、環境工程等很多領域，IDL語言都可以得到廣泛的應用。目前應用IDL語言，已經開發出了ENVI，IMAGIS，RiverTools，醫學等成熟產品。具體的應用實例也非常多，如在2000年澳大利亞悉尼奧運會綜合預報系統、美國國家環境衛星數據和信息服務中心的厄爾尼諾現象分析等工作中得到了成功的應用。
北京市勘察設計研究院應用IDL語言，已開發了真三維地質分析系統AutoDig，能夠直接對簡單的地質數據，或其他帶層次性的數據實現科學的、完整的三維建模；同時也提供真三維顯示功能，不僅能對三維體實現任意的旋轉、放大、縮小，而且也能實現互動式的真三維切割功能。
（六）小結
三維圖形技術是隨著計算機軟硬體技術的發展而發展變化的，其鼻祖是SGI公司推出的OpenGL三維圖形庫。OpenGL是業界最為流行也是支持最廣泛的一個底層3D技術，幾乎所有的顯卡廠商都在底層實現了對OpenGL的支持和優化。OpenGL同時也定義了一系列介面用於編程實現三維應用程序，但是這些介面使用C（C++）語言實現並且很復雜。掌握針對OpenGL的編程技術需要花費大量時間精力。
Java 3D是在OpenGL的基礎上發展起來的，可以說是Java語言在三維圖形領域的擴展，其實質是一組API即應用程序介面。
Direct3D是Microsoft公司推出的三維圖形編程API，它主要應用於三維游戲的編程。眾多優秀的三維游戲都是由這個介面實現的。與OpenGL一樣，Direct3D的實現主要使用C++語言。
VRML2.0（VRML97）自1997年12月正式成為國際標准之後，在網路上得到了廣泛的應用，這是一種比BASIC，JAVASCRIPT等還要簡單的語言。現已發展為X3D。腳本化的語句可以編寫三維動畫片、三維游戲、計算機三維輔助教學。它最大的優勢在於可以嵌在網頁中顯示。
美國RSI公司（Research System Inc）研製和開發的最新可視軟體IDL（Interactive Data Language）互動式數據語言，是進行數據分析、可視化和跨平台應用開發的較佳選擇，它集可視、交互分析、大型商業開發為一體，為用戶提供了完善、靈活、有效的開發環境。三維技術的比較見表1-2。
表1-2 三維技術對比
9. Web3D技術的核心技術及其特徵
目前，走向實用化階段的Web3D的核心技術有基於VRML、Java、XML、動畫腳本以及流式傳輸的技術，為網路教學資源和有效的學習環境設計和開發、組織不同形式的網路教學活動，提供了更為靈活的選擇空間。由於採用了不同的技術內核，不同的實現技術也就有不同的原理、技術特徵和應用特點（見表1）。
表1：Web3D的核心技術及特徵對比 Web3D的
核心技術 實現原理 技術特徵 應用特點 基於
VRML技術 伺服器端提供的是VRML文件和支持資源，瀏覽器通過插件將描述性的文本解析為對應的類屬，並在顯示器上呈現出來。 通過編程、三維建模工具和VRML可視化軟體實現；在虛擬三維場景展示時，文件數據量很大。 高版本瀏覽器預裝插件；文件傳輸慢，下載時間長；呈現的圖像質量不高；與其他多技術集成能力及兼容性弱。適合於三維對象和場景的展示。 基於
XML技術 將用戶自定義的三維數據集成到XML文檔中，通過瀏覽器對其進行解析後實時展現給用戶。 通過三維建模工具和可視化軟體實現；在三維對象和三維場景展示時，文件數據量小。 需要安裝插件；文件傳輸快，可被快速下載；呈現的圖象質量較好；與其他多技術集成能力強；兼容性好。適合於三維對象和場景的展示。 基於
Java技術 通過瀏覽器執行程序，直接將三維模型渲染後實時展現三維實體。 通過編程和三維建模工具來實現；在三維對象和三維場景展示時，文件數據量小。 不需要安裝插件；文件傳輸快，可被快速下載；呈現的圖象質量非常高；兼容性好。適合於三維對象和場景的展示。 基於動畫
腳本語言 在網路動畫中加入腳本描述，腳本通過控制各幅圖像來實現三維對象。 通過腳本語言編程來實現；在三維對象和三維場景展示時，文件數據量較小 需要插件；文件傳輸快，可被快速下載；呈現的圖象質量隨壓縮率可調；兼容性好。適合於三維對象和場景的展示。 基於流式
傳輸的技術 直接將交互的虛擬場景嵌入到視頻中去。 通過實景照片和場景集成（縫合）軟體來實現；在場景模擬時，文件數據量較小。 需要下載插件；用戶可快速瀏覽文件；三維場景的質量高；兼容性好。實現360度全景虛擬環境。
10. Web3D技術的Web3D的實現技術
Web3D 的實現技術，主要分三大部分，即建模技術、顯示技術、三維場景中的交互技術。 三維復雜模型的實時建模與動態顯示是虛擬現實技術的基礎。目前，三維復雜模型的實時建模與動態顯示技術可以分為兩類。一是基於幾何模型的實時建模與動態顯示；二是基於圖像的實時建模與動態顯示。在眾多的Web3D開發工具中，Cult3D是採用基於幾何模型的實時建模與動態顯示的技術，而 APPLE 的 QTVR 則是採用基於圖像的三維建模與動態顯示技術。
（1）基於幾何模型的實時建模與動態顯示技術在計算機中建立起三維幾何模型，一般均用多邊形表示。在給定觀察點和觀察方向以後，使用計算機的硬體功能，實現消隱、光照及投影這一繪制的全過程，從而產生幾何模型的圖像。這種基於幾何模型的建模與實時動態顯示技術的主要優點是觀察點和觀察方向可以隨意改變，不受限制，允許人們能夠沉浸到模擬建模的環境中，充分發揮想像力，而不是只能從外部去觀察建模結果。因此，它基本上能夠滿足虛擬現實技術的3I即「沉浸」、 「交互」和「想像」的要求。基於幾何模型的建模軟體很多，最常用的就是3DMAX和 Maya。3DMAX是大多數Web3D軟體所支持的，可以把它生成的模型導入使用。
（2）基於圖像的建模技術自 20 世紀90 年代,人們就開始考慮如何更方便地獲取環境或物體的三維信息。人們希望能夠用攝像機對景物拍攝完畢後,自動獲得所攝環境或物體
的二維增強表象或三維模型,這就是基於現場圖像的VR建模。在建立三維場景時，選定某一觀察點設置攝像機。每旋轉一定的角度，便攝入一幅圖像，並將其存儲在計算機中。在此基礎上實現圖像的拼接，即將物體空間中同一點在相鄰圖像中對應的象素點對准。對拼接好的圖像實行切割及壓縮存儲，形成全景圖。基於現場圖像的虛擬現實建模有廣泛的應用前景,它尤其適用於那些難於用幾何模型的方法建立真實感模型的自然環境,以及需要真實重現環境原有風貌的應用。相對來說，基於圖像的建模技術顯然只能是對現實世界模型數據的一個採集，並不能夠給 VR 設計者一個充分的、自由想像發揮的空間。
（3）三維掃描成型技術
三維掃描成型技術是用龐大的三維掃描儀來獲取實物的三維信息，其優點是准確性高，但這樣的掃描設備十分昂貴，對於 VR 的普通用戶來說這似乎又遙不可及了。 把建立的三維模型描述轉換成人們所見到的圖像，就是所謂的顯示技術。因為在瀏覽Web3D文件時，一般都需要給用戶安裝一個支持Web3D的瀏覽器插件，這個對於初級用戶來說也是一件麻煩的事情。但JAVA 3D技術在這方面有很大優勢，它不需要安裝插件，在客戶端用一個 JAVA 解釋包來解釋就行了。不過，最近 MICROSOFT 公司宣布，基於安全的理由，它不再支持JAVA，其最新的操作系統Windows XP也沒有內建JAVA 虛擬機，所以如果在
Windows XP 使用 JAVA 3D也必須安裝 JAVA 虛擬機。其它Web3D軟體是必須在客戶端安裝瀏覽器插件的。 網路的關鍵在於交互，Web3D 實現的用戶和場景之間的交互是相當豐富的，而在交互的場景中，實現用戶和用戶的交流也將成為可能。總的來說，建立模型是用戶首先要做的事情，也是相對困難的步驟；而顯示是由軟體通過計算機的運算完成的，用戶不需要過問，只要選擇顯示質量能滿足我們要求的技術就行了；交互功能的強弱由Web3D軟體本身決定，但用戶可以通過適當的編程來改善軟體的不足。