VRML: Формат для интерактивной 3D-графики в сети.

Введение

Формат файла для представления 3D интерактивной векторной графики, преемник языка.

VRML (Virtual Reality Modeling Language, произносится «вермал» или по инициалам, изначально – до 1995 года – известный как язык разметки виртуальной реальности) – это стандартный формат файла для представления трехмерной (3D) интерактивной векторной графики, разработанный специально для Всемирной паутины. Он был вытеснен X3D.

Формат файла WRL

VRML — это формат текстового файла, в котором, например, вершины и ребра 3D-полигона могут быть заданы вместе с цветом поверхности, текстурами с UV-картированием, блеском, прозрачностью и так далее. К графическим компонентам могут быть привязаны URL-адреса, чтобы веб-браузер мог загрузить веб-страницу или новый VRML-файл из Интернета при нажатии пользователем на конкретный графический компонент. Анимация, звуки, освещение и другие аспекты виртуального мира могут взаимодействовать с пользователем или запускаться внешними событиями, такими как таймеры. Специальный узел Script позволяет добавлять программный код (например, написанный на Java или ECMAScript) в VRML-файл. Файлы VRML обычно называют «мирами» и имеют расширение (например, .wrl). VRML-файлы представляют собой обычный текст и обычно хорошо сжимаются с помощью gzip, что удобно для более быстрой передачи по Интернету (некоторые сжатые gzip-файлы используют расширение .gz). Многие программы для 3D-моделирования могут сохранять объекты и сцены в формате VRML.

Стандартизация

Консорциум Web3D был создан для дальнейшего коллективного развития формата. VRML (и его преемник, X3D) были приняты в качестве международных стандартов Международной организацией по стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссией (IEC). Первая версия VRML была специфицирована в ноябре 1994 года. Эта версия была разработана на основе и очень тесно соответствовала API и формату файла программного компонента Open Inventor, первоначально разработанного SGI. Разработка версии 2.0 осуществлялась под руководством временной рабочей группы VRML Architecture Group (VAG). Рабочий проект был опубликован в августе 1996 года. Официальное сотрудничество между VAG и SC24 ISO/IEC началось в 1996 году, и VRML 2.0 был представлен в ISO для утверждения в качестве международного стандарта. Текущая и функционально завершенная версия – VRML97 (ISO/IEC 14772-1:1997). В настоящее время VRML заменен X3D (ISO/IEC 19775-1).

Появление, популярность и техническое обновление конкурентов

Термин VRML был придуман Дэйвом Раггеттом в статье под названием "Расширение WWW для поддержки платформенно-независимой виртуальной реальности", представленной на Первой конференции World Wide Web в 1994 году, и впервые обсужден на WWW94 VRML BOF, организованной Тимом Бернерсом-Ли, где Марк Пессе представил демо-версию Labyrinth, разработанную им совместно с Тони Паризи и Питером Кеннардом. VRML был представлен более широкой аудитории на курсе SIGGRAPH "VRML: Использование 3D для просмотра веб-страниц" в августе 1995 года. В октябре 1995 года на выставке Internet World компания Template Graphics Software (TGS) продемонстрировала 3D/VRML плагин для бета-версии Netscape 2.0 от Netscape Communications. В 1997 году была завершена новая версия формата – VRML97 (также известная как VRML2 или VRML 2.0), которая стала стандартом ISO/IEC. VRML97 использовался в Интернете на некоторых личных веб-страницах и сайтах, таких как "CyberTown", предлагавший 3D-чат с использованием программного обеспечения Blaxxun, а также в программе Sony SAPARi, предустановленной на компьютерах Vaio с 1997 по 2001 год. Формат поддерживался компанией SGI Cosmo Software; когда SGI провела реструктуризацию в 1998 году, это подразделение было продано VREAM Division компании Platinum Technology, которая затем была приобретена Computer Associates, отказавшейся от разработки и распространения программного обеспечения. Чтобы восполнить этот пробел, в последующие несколько лет появилось множество проприетарных веб-форматов 3D, включая Microsoft Chrome и Adobe Atmosphere, которые больше не поддерживаются. Функциональные возможности VRML в основном остались прежними, в то время как графика в реальном времени продолжала совершенствоваться. Консорциум VRML изменил свое название на Web3D Consortium и начал работу над преемником VRML – X3D. SGI поддерживала веб-сайт vrml.sgi.com, на котором регулярно публиковались короткие выступления персонажа по имени "Floops" – VRML-персонажа в VRML-мире. Floops был создан компанией Protozoa. H-Anim – это стандарт для анимированных гуманоидов, основанный на VRML, а затем и на X3D. Первоначальная версия 1.0 стандарта H-Anim планировалась к представлению в конце марта 1998 года. VRML так и не получил широкого распространения. Одной из причин этого могло быть недостаточное количество доступной полосы пропускания. В период популярности VRML большинство пользователей, как частных, так и корпоративных, использовали медленное dial-up подключение к Интернету. Эксперименты с VRML проводились в основном в сфере образования и научных исследований, где особенно ценится открытая спецификация. В настоящее время он был переработан в X3D. Интерактивный профиль MPEG 4 (ISO/IEC 14496) был основан на VRML (а теперь на X3D), и X3D в значительной степени обратно совместим с ним. VRML также широко используется в качестве формата файла для обмена 3D-моделями, особенно из CAD-систем. В OpenVRML доступна бесплатная кроссплатформенная реализация VRML. Его библиотеки можно использовать для добавления поддержки VRML и X3D в приложения, а также доступен плагин GTK+ для отображения VRML/X3D-миров в веб-браузерах. В 2000-х годах многие компании, такие как Bitmanagement, повысили уровень качества виртуальных эффектов в VRML до уровня DirectX 9.0c, но за счет использования проприетарных решений. Все основные функции, такие как моделирование игр, уже реализованы. Они включают многопроходный рендеринг с низкоуровневыми настройками для Z-буфера, BlendOp, AlphaOp, Stencil, Multi texture, шейдеры с поддержкой HLSL и GLSL, рендеринг в реальном времени в текстуры (Render To Texture), Multi Render Target (MRT) и постобработку (PostProcessing). Многие демонстрации показывают, что VRML уже поддерживает lightmap, normalmap, SSAO, CSM и отражение окружающей среды в реальном времени, а также другие виртуальные эффекты.

The term VRML was coined by Dave Raggett in a paper called "Extending WWW to support Platform Independent Virtual Reality" submitted to the First World Wide Web Conference in 1994, and first discussed at the WWW94 VRML BOF established by Tim Berners Lee, where Mark Pesce presented the Labyrinth demo he developed with Tony Parisi and Peter Kennard. VRML was introduced to a wider audience in the SIGGRAPH Course, VRML: Using 3D to Surf the Web in August 1995. In October 1995, at Internet World, Template Graphics Software (TGS) demonstrated a 3D/VRML plug in for the beta release of Netscape 2.0 by Netscape Communications. In 1997, a new version of the format was finalized, as VRML97 (also known as VRML2 or VRML 2.0), and became an ISO/IEC standard. VRML97 was used on the Internet on some personal homepages and sites such as "CyberTown", which offered 3D chat using Blaxxun Software, as well as Sony's SAPARi program, which was pre installed on Vaio computers from 1997 to 2001. The format was championed by SGI's Cosmo Software; when SGI restructured in 1998, the division was sold to the VREAM Division of Platinum Technology, which was then taken over by Computer Associates, which did not develop or distribute the software. To fill the void a variety of proprietary Web 3D formats emerged over the next few years, including Microsoft Chrome and Adobe Atmosphere, neither of which is supported today. VRML's capabilities remained largely the same while realtime 3D graphics kept improving. The VRML Consortium changed its name to the Web3D Consortium, and began work on the successor to VRML—X3D. SGI ran a web site at vrml. sgi. com on which was hosted a string of regular short performances of a character called "Floops" who was a VRML character in a VRML world. Floops was a creation of a company called Protozoa. H Anim is a standard for animated Humanoids, which is based around VRML, and later X3D. The initial version 1.0 of the H Anim standard was scheduled for submission at the end of March 1998. VRML has never seen much serious widespread use. One reason for this may have been the lack of available bandwidth. At the time of VRML's popularity, a majority of users, both business and personal, were using slow dial up Internet access. VRML experimentation was primarily in education and research where an open specification is most valued. It has now been re engineered as X3D. The MPEG 4 Interactive Profile (ISO/IEC 14496) was based on VRML (now on X3D), and X3D is largely backward compatible with it. VRML is also widely used as a file format for interchange of 3D models, particularly from CAD systems. A free cross platform runtime implementation of VRML is available in OpenVRML. Its libraries can be used to add both VRML and X3D support to applications, and a GTK+ plugin is available to render VRML/X3D worlds in web browsers. In the 2000s, many companies like Bitmanagement improved the quality level of virtual effects in VRML to the quality level of DirectX 9.0c, but at the expense of using proprietary solutions. All main features like game modeling are already complete. They include multi pass render with low level setting for Z buffer, BlendOp, AlphaOp, Stencil, Multi texture, Shader with HLSL and GLSL support, realtime Render To Texture, Multi Render Target (MRT) and PostProcessing. Many demos shows that VRML already supports lightmap, normalmap, SSAO, CSM and Realtime Environment Reflection along with other virtual effects.

Ранняя критика

В марте 1998 года в эссе для ACM "Игривость в 3D-пространствах: почему Quake лучше, чем VRML, и что это означает для разработки программного обеспечения", Клэй Ширки резко раскритиковал VRML как "технологию, ищущую применение", в то время как "Quake делает что-то одно хорошо, а не многое плохо. Сообщество VRML так и не смогло создать ничего столь же привлекательного – и не вопреки благим намерениям участников, а именно из-за них. Каждый раз, когда разработчики VRML подходят к задаче представления пространства на экране, у них нет четкой причины выбирать между детализацией и скоростью рендеринга, между созданием объектов и созданием пространств, поскольку VRML не служит никакой конкретной цели, кроме самой себя. Зачастую, наличие конкретной, ближайшей задачи для решения позволяет четко выделить достоинства проекта и придать ему достаточно ясности, чтобы он мог существовать независимо."