软件主要用于生成逼真的三维场景，简单的场景可采用openGL、VRML等标准直接进行开发，大而复杂的场景则使用专门的VR软件设计。虚拟实验的要求和特点，决定了网络三维虚拟实验的技术特点是基于网络，制作的文件小，支持图像、声音，实现动画和三维立体效果，可进行实时交互。学生只需利用浏览器打开目标URL就可方便地进行虚拟实验。目前，主流的网络3D软件技术有 Virtools、vT-Platform、VRML、Vega、Cult3D、Java3D、Quest3D等软件。每种技术都有其特点，下面对几种主要技术进行比较分析。

1) Virtools

3D VIA Virtools 是法国达索公司的产品，其具有完整的开发平台，以创新的可视化模式让用户轻松建构互动体验，内建超过700种的行为模块，从初期产品原型设计、虚拟环境模拟发展到3D互动操作，轻松建构出身临其境栩栩如生的体验。Virtools提供的解决方案颠覆3D 开发制作流程，开发人员只需拖曳所需要的行为模块即可建构出丰富的互动作品，可同时满足无程序背景的设计人员以及高阶程序设计师的需要，大大缩短项目开发时程、减少风险并降低生产成本。新一代3DVIA Virtools应用范围广泛，涵盖生产贸易、设计审查、购物体验、仿真训练及销售环境配置等多元化应用。

该产品全新概念的PCS（Product Context Scenario）制作流程，提供各阶层的参与者从初期产品设计、虚拟环境仿真到3D互动操作的完整体验；它整合多种3D软件，延伸商品设计与3D／VT更丰富深度的结合，与多种工业软件、动画软件的共享数据格式；图形化的开发接口让开发人员只需拖曳所需要的行为模块即可建构出丰富的互动作品。

Virtools具有强大的开发性，提供脚本语言VSL（Virtools Scripting Language）与游戏行业中广泛运用的脚本语言 LUA Scripting Language，其具备关键词颜色显示系统（Coloring System）、指令字符串提示功能（Context-sensitive Completion）以及函数、自变量显示（Function Arguments Display）等功能；提供完整的程序语言开发工具，让高阶程序人员可以使用Virtools 的SDK来开发功能更为强大的行为模块，并开放其中500多个互动模块的完整程序代码供用户参考、学习与修改。

该软件适用于网上游戏、虚拟导览平台、销售环境配置、展示空间的新媒体艺术应用、生产贸易、设计审查、购物体验、工业仿真训练、销售环境配置、驾驶、购物、产品测试维护等诸多应用领域。

2)VT-Platform

VT（VT-Platform）是由中视典数字科技独立开发，具有完全自主知识产权的一款三维虚拟现实国产平台软件，可广泛应用于城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、军事模拟等行业。该软件适用性强、操作简单、功能强大、高度可视化、所见即所得，它的出现将给正在发展的VT产业注入新的活力。

VT的部分特点有如下方面。

（1）可显示精确的城市日照分析。

（2）支持精确的导航图、导航图坐标可精确到9999999.00、支持实时视角切换功能、可自定义导航箭头、并可对导航图进行放大与缩小。

（3）具有高效、高精度物理碰撞属性。

（4）提供多种样式的太阳光晕供编辑和选择，能模拟逼真的太阳光晕效果。

（5）提供多中天空盒样式供编辑和选择，能模拟真实的天空效果。

（6）可设置多屏显示。

（7）支持实时几何信息测量，如距离、面积、体量。

（8）精确的指北针让用户在大场景中行走具有很精确的方向感。

3）VRML技术

VRML 是一种用于对三维虚拟场景进行建模的描述性语言，是一种基于Internet、具有交互性的虚拟现实建模语言。Internet和多媒体技术相结合的目标是虚拟现实，虚拟现实的特点是置身于虚拟的逼真的三维世界，可以和这个虚拟世界进行自然的交互，视点可以任意变化。VRML把交互式3D带入了Internet，使用者犹如身临其境。VRML的技术特点有如下：

（1）VRML的访问方式是基于客户机／服务器模式的。

（2）VRML 支持多个分布式文件的内联机制，通过内联机制嵌入VRML文件，从而允许将一个巨大的虚拟环境进行分割设计并合并展示。

（3）VRML 独立于平台，浏览器通过解析VRML文件描述的虚拟场景，而浏览器由本地平台提供，实现了平台独立性；

（4）VRML允许创作者根据需要自由地创建复杂实体，同时Background、Fog等节点使三维场景真实感更强；

（5）实时3D着色引擎在VRML中得到了更好的体现；

（6）VRML与HTML相似，用ASCII文件来描述场景和链接，这保证了对各种平台通用，对网络传输要求更低；

（7）具有网络连接的动态适配性。

4)Vega

Vega是MultiGen-Paradigm公司的工业软件，用于实时视觉模拟、虚拟现实和普通视觉应用。Vega将先进的模拟功能和易用工具相结合，对于复杂的应用，能够提供便捷的创建、编辑和驱动工具。Vega能显著地提高工作效率，同时大幅度减少源代码开发时间。

Paradigm 还提供和Vega 紧密结合的特殊应用模块，这些模块使Vega很容易满足特殊模拟要求，例如航海、红外线、雷达、高级照明系统、动画人物、大面积地形数据库管理、CAD数据输入和DIS分布应用等。

Vega 对于程序员和非程序员都是称心如意的。LynX，一种基于X／Motif技术的点击式图形环境，使用LynX可以快速、容易、显著地改变应用性能、视频通道、多CPU分配、视点、观察者、特殊效果、一天中不同的时间、系统配置、模型、数据库及其他，而不用编写源代码。

LynX 可以扩展成包括新的、用户定义的面板和功能，快速地满足用户的特殊要求。事实上，LynX是强有力的和通用的，能在极短时间内开发出完整的实时应用。用LynX的动态预览功能，可以立刻看到操作的变化结果。LynX的界面包括应用开发所需的全部功能。

Vega 还包括完整的C语言应用程序接口，为软件开发人员提供大限度的软件控制和灵活性。

Vega 提供了稳定、兼容、易用的界面，使其开发、支持和维护工作更快和高效。Vega支持多种数据调入，允许多种不同数据格式综合显示，Vega还提供高效的CAD数据转换。

Vega 开发产品有两种主要的配置：VEGA-MP（Multi-Process）为多处理器硬件配置提供重要的开发和实时环境。通过有效地利用多处理器环境，Vega-MP在多个处理器上逻辑地分配视觉系统作业，以达到比较好的性能。Vega也允许用户将图像和处理作业指定到工作站的特定处理器上，定制系统配制来达到全部需要的性能指标。

VEGA-SP（Single-Process）是Paradigm 特别推出的高性能价格比的产品，用于单处理器计算机，具备所有Vega的功能，而且和所有的Paradigm附加模块相兼容。

5）Cult3D 技术

Cult3D是Cycore公司的一个面向电子商务的交互三维软件，主要应用于主流操作系统和应用程序的交互三维渲染软件，使用Cult3D技术，用户可以在线浏览、观察可交互的三维产品模型，同时Cult3D文件可以应用于网页、Office文档、Acrobat文档以及支持Activex的开发语言如VB等。对于协助电子商务提高销量，增强销售时的产品描述效果以及做好售后服务都是很有帮助的。它在低带宽的连接上提供了高品质的渲染技术，而这对于知名公司的市场运作非常重要，例如：钟表，电子消费品等。仅通过使用鼠标，用户就可以旋转和缩放产品的Cult3D 模型并可从任意角度观察；通过单击模型的功能按钮就可以开启产品的部件、移动部件、在显示／菜单系统中漫步，也可以倾听优美的音乐和清晰的解说。

此外，Cult3D 可以让用户在线配置产品。通过使用Cult3D，客户可以允许自主的组合部件，选择颜色和添加可选件，并可获得迅速的视觉反馈。同时他们的选择可以被存储并作为给后来客户的个性化配置的服务。

Cult3D支持世界上的主流三维建模工具例如：3ds Max、Maya等，使用Cult3D的设计工具，复杂的产品动作和用户交互可以轻松的添加，Cult3D的内建产品配置特征能够用于开发用户自主的三维产品配置解决方案。Cult3D支持标准的后端系统和数据库界面，允许产品配置人员在线实施并和现有的数据库连接。Cult3D利用多重信息简化和压缩技术来降低 Cult3D的文件大小使其适合于低带宽的连接；Cult3D可以嵌入到HTML页面、微软办公系列和PDF文档中；Cult3D是一种基于软件的渲染引擎可以在多数的主流平台上运行并且在所有的平台上都保持很高的渲染速度和品质。

Cult3D 具备高质量的输出效果。Cult3D支持光线贴图、环境贴图，这意味着人们可以做出真实的物体细节。值得一提的是Cult3D并不需要什么所谓的图形图像加速卡，因为这方面全是由软件控制的。通过和Java结合，可以做出复杂的材质变化：半透明、折射、镜面反射甚至模拟raytracing，而且Cult3D内置了一个粒子生成器（但功能不完善）。

6) Java3D

Java3D技术是SUN公司推出的一个用于实现3D显示的应用程序接口，Java3D允许开发具有高度视觉真实感的3D图形应用程序，包括几何对象和视觉效果。用它开发的应用程序和基于Web的3D小应用程序（Applet），可以访问整个Java类，且能与Internet很好地集成，无须安装插件就可浏览。Java3D作为Java语言的扩展，能运行于多种平台。

Java3D作为一个用于开发三维图形的API，从高层次为开发提供对三维实体的创建、操作和着色，使开发工作变得简单，同时，Java3D的低级API是依赖于现有的三维图形系统的，如 Direct3D、openGL、XGL等。Java3D的这种体系结构既可以使其开发的程序运行不受限制，又使其能充分利用系统的三维特性。

它实现了以下三维显示能够用到的功能。

（1）生成简单或复杂的形体（也可以调用现有的三维形体）。

（2）使形体具有颜色、透明效果、贴图。

（3）在三维环境中生成灯光、移动灯光。

（4）具有行为的处理判断能力（键盘、鼠标、定时等）。

（5）生成雾、背景、声音。

（6）使形体变形、移动、生成三维动画。

（7）编写非常复杂的应用程序，用于各种领域如VT（虚拟现实）。

Java3D在网络传输，数据库访问，交互设计，冲突检测方面比具有明显的优势，它可以很好地监视用户的键盘，鼠标输入，并做出响应，但是使用Java3D 设计一个小的三维立方体，就使用了几十行代码，它在使用VRML97生成的形体的时候，在贴图方面支持的不够，VRML 场景与 Java3D 场景之间尺寸，位置不容易控制。由于平台的限制，在大型场景中，实时反应不够理想。

7) EON Studio

EON Studio 是一种可以让使用者快速简单地将生产研发与行销整合的3D模拟互动工具。以3D动态的方式与CAD结合后，以进行生产模拟、组装分解功能操作模拟、弥补CAD档案在 Internet 上的档案过大而无法即时传输且无法即时操控所模拟的产品功能，此外更可与 Micromedia Director、Shockware 等相结合形成网站帮助行销，更可用这套工具进行教育练。

EON Studio 具有以下特点。

（1）3D档案输入容易，支持十多种3ds Max、Solidedge、Pro／E、ArchiCAD、VRML2和ghtWave等3D模型结构软件，提供应用范围广泛的物体及贴图，操作非常简单。所有的bitmap xtures）输入后，都会被转换成适当的贴图格式（＊jpg、＊.png、＊.ppm），制作出来的文件小，非常适合在网络中使用。

（2）超过100个预先设定好的功能节点，无须编写程序，只要用鼠标拖动的方式，即可让＝死板的物体活起来，真正可以帮助设计师设计出虚拟的整体来。计算机图形界面无须程序一师，使用者就可以自行增加丰富的互动效果。

（3）片段画面重复功能，不需录像视频一次看完后才能倒带。十分灵活、实用，且价格合理。DirectX 确保程序按大小比例排列，为用户带来比较大的投资利益。Javascript、VBScript 支持的脚本功能节点将程序语言的互动以及研发进程特点简单化。

（4）能做出特殊效果，如雨滴、振动、明暗、反射、环境映像以及光线等，都能即时调整色彩差别，提高虚拟现实的真实效果。

（5）标准原型资料库-模拟树状结构中具有属性、动作的对象、贴图式独立对象储存的地方。运用标准原形能够使子树状结构的再利用更加容易，因为封装后的子树状结构包含功能节点及流程，可以重复使用的不单只有复杂的对象，甚至于EON Studio流程定义视窗中的行为亦可不断地重复使用，流程容易追踪，使得流程的新增定义较以前更有效率。

（6）固体节点可以模拟物体的运动方式，自然反应外力，特别是物体会被外界影响时，这个功能就显得更重要，如遇到重力、压力、跳跃力的电击接收器等等。有了这个特点，对象之间的互动就如同在现实世界的反应一样，可以碰撞、滑动、转动或者静止，逼真且复杂的图形模拟可以简单地逐步建造出来。

（7）有了虚拟展示中心的功能，使用者可以用虚拟现实的方式展示产品，具有呈现明暗度、反射和阴影的功能，例如环境光源的贴图。

（8）EON Studio也可以用来实施课程训练，不管是教育、实习评估皆可使用，图形模拟可以为学员提供高质的场景及互动性，例如组装／拆卸的功能节点、文字或声音的课程传授以及展示成果评估。

上面主要研究和分析了虚拟现实的几种主流技术。各种软件都有自己的强大功能，也有各自的特点。总体来看，在工业仿真方面，Virtools、Vega更胜一筹，但Virtools具有更强大的开放性，对使用者的编程能力要求较低，可以结合使用者自身对软件的掌握情况，自身已有的知识储备，合理选择软件使用。

注：本文出自《多媒体应用设计师教程》，清华大学出版社出版，李振华主编。我在这里分享是因为它深深触动了我，并希望更多人能够受益于它的智慧和启发。请尊重原创者的知识产权并前往原文阅读完整内容。如有侵权，请联系删除！