<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN"
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<html>
<head>
<title>Tutorial für den VRML-Editor "dune"</title>
<meta name="GENERATOR" content="amaya V1.4">
</head>
<body>
<h2>Tutorial für den VRML-Editor "dune"</h2>
<p>
http://129.69.35.12/dune/docs/usage_docs/dune_de_tutorial.html
</p>
<p>
Downloaden Sie die neuste Version von "dune/white_dune" (zur Zeit 0.28) von
<a href=http://129.69.35.12/dune/down.html>
http://129.69.35.12/dune/down.html</a>
</p>
<p>
white_dune ist ein Programm, um VRML97/VRML2-Dateien zu verändern oder zu
erstellen.<br>
In der Beschreibungssprache VRML (Virtual Reality Modelling Language)
werden 3D-Graphikobjekte ("Nodes", Knoten) in einer Baumstruktur
("Scenegraph", Szenengraph) dargestellt. Dazu kommen noch Nachrichtenwege
(ROUTEs) zwischen den einzelnen Knoten um das Laufzeitverhalten
festzulegen. <br>
Im VRML-Editor "dune" wird versucht, diese Informationen vollständig in
einer graphischen Oberfläche darzustellen.
</p>
<h3><a name="fenster">Die 5 Fenster von "dune"</a></h3>
<p>
<img src=windows.png><br>
Neben diversen Toolbars für Icons und Nachrichten besteht "dune" im
wesentlichen aus 5 Fenstern. Ausser dem "3D Preview" Fenster lassen
sich die Fenster über den Menüpunkt
"View" angepasst an den jeweiligen Arbeitsschritt
ein- und ausschalten.
<ul>
<li>
<b>Scene Tree</b><br>
Dieses Fenster enthält den Szenengraphen, und zeigt damit
die Struktur einer VRML Datei (die Information, wie
einzelne VRML Nodes (Knoten) angeordnet sind).
</li>
<li>
<b>Field View</b><br>
Dieses Fenster enthält die Fieldwerte, die Zahlen
(bzw. Zeichenketten usw.) in einer VRML Datei. Angezeigt
werden jeweils die Fields des aktuell ausgewählten
Knoten.
</li>
<li>
<b>Route View</b><br>
Dieses Fenster enthält die ROUTE's, die
Informationswege mit denen sich verschiedene
VRML Knoten beim Programmlauf verschiedene Nachrichten
austauschen können.
</li>
<li>
<b>Channel View</b><br>
Dieses Fenster beschäftigt sich ausschliesslich
mit Interpolatorknoten. Interpolatorknoten sind in VRML97
vor allem wichtig für Animationen.
<li>
<b>3D Preview</b><br>
Dieses Fenster zeigt eine Vorschau auf das graphische Entresultat
des VRML Files. Im Gegensatz zu den anderen Fenstern
ist im entsprechenden Programmteil die Umsetzung
des VRML97 Standards noch lückenhaft.<br>
Einige Knotentypen wie "PixelTexture", "MovieTexture" und selbst
definierte "PROTO" bzw. "EXTERNPROTO" Knoten
werden überhaupt (noch) nicht dargestellt. VRML Scripting und
VRML Interaktionen werden ebenfalls (noch) nicht dargestellt.
Bei einigen Knoten werden (noch) nicht alle Fieldwerte richtig dargestellt
(z.B. IndexedFaceSet.ColorPerVertex oder Extrusion). Im Zweifelsfall
sollten Sie mit dem Menüpunkt <em> File -> Preview </em>
einen richtigen VRML-Browser benutzen um die Lage zu überprüfen.
</li>
</ul>
</p>
<h3><a name="crash">"dune" abgestürzt, bisherige Arbeit verloren ?</a></h3>
<p>
Dune ist noch in der Entwicklungsphase und es läuft noch nicht so
stabil, wie es sollte.<br><br>
<b>Wenn dune abstürzt, ist dann die bisherige Arbeit verloren ?</b>
<br><br>
<font color="#FF0000"> Nein, nicht automatisch.</font>
<br><br>
"dune" versucht noch, das
VRML97 File kurz vor dem Absturz zu speichern. Wenn das erfolgreich ist,
wird dune unter Linux/UNIX/MacOSX so etwas wie
<pre>
Internal Crash !
Try to save Files
attempt to write file to /home/someone/.dune_crash_NUMBER_NUMBER.wrl
write sucessful
</pre>
in die Standartfehlerausgabe des dune starteten Fensters und auf
die Systemkonsole (z.B. das Fenster der "xconsole" Anwendung) schreiben.<br>
Unter M$Windows erscheint eine entsprechende Messagebox<br>
<img src=crash.jpg><br>
Benutzt werden unter M$Windows die Systemvariablen "%HOMEDRIVE%" und
"%HOMEPATH%", unter Linux/UNIX/MacOSX die Systemvariable "$HOME".<br>
Wenn Sie dann dune neu starten und das file Menü öffnen,
sollten Sie den Dateinamen des .dune_crash Files sehen.<br>
<img src=crashrestore.jpg><br>
Klicken Sie darauf um die Datei zu laden und speichern Sie in eine andere Datei.
</p>
<p>
Wenn der Fehler, der zum Absturz geführt hat, die interne Datenstruktur
im Programm beschädigt hat, kann diese Methode versagen.<br>
In diesem Fall lohnt es sich nach temporären Daten (".dune_*") im
Verzeichnis der VRML-Datei zu suchen, die bei der Ausführung von
<em>File->Preview</em> oder <em>File->Textedit</em> entstanden sind.<br>
Diese Dateien werden bei einem normalen Programmende gelöscht, nicht
aber bei einem Programmabsturz.
</p>
<h3>Animation</h3>
<p>
Wenn umfangreiche VRML-Dateien bearbeitet werden, kann das Arbeiten in
white_dune sehr mühselig werden, weil zum Beispiel der RouteView
überfüllt und dadurch sehr unübersichtlich geworden ist.<br>
Als Ausgleich besitzt white_dune die Möglichkeit, den VRML-Knoten
"Inline" zu benutzen. Damit kann man umfangreiche VRML-Dateien in einem
einzigen VRML-Knoten verpacken.<br>
So kann es zum Beispiel sehr sinnvoll sein, Objekte für den Hintergrund
oder ein starres, umfangreiches Objekt, das bei einer Animation bewegt
werden soll, in einer eigenen Datei zu verpacken.<br>
Eine Reihe von CAD- bzw. 3D-Modeller-Programmen unterstüzen diese
Arbeitsweise, indem sie eine Option anbieten, nur selektierte oder nicht
versteckte 3D-Objekte als VRML-Datei zu exportieren.<br>
Zum Beispiel unterstützt der freie 3D-Modeller
<a href=http://www.wings3d.com>
Wings3D</a> den Export von selektierten 3D-Objekten.
<br>
<br>
<img src=xwings.png>
<br>
<br>
Die Benutzung des "Inline" Knotens ist auch der Schlüssel, um
verschiedene Werkzeuge gleichzeitig als 3D-Modeller einzusetzen, ohne
dass nach jedem Veränderungsschritt umfangreiche Arbeiten anfallen,
um die VRML-Datei der Gesamtwelt auf den neuesten Stand zu bringen.
</p>
<p>
Wenn Sie 3D-Daten besitzen,
versuchen Sie jetzt VRML97/VRML2 Dateien aus Ihrem Lieblings-3D-Programm
zu exportieren, oder erzeigen Sie schnell einige kleine VRML-Dateien.
Achten Sie darauf, dass möglichst wenige Flächen
(Polygone) erzeugt werden. Oft unterstützen die neusten Versionen
der fortgeschrittenen 3D-Modeller die Reduzierung von Flächen als
Arbeitsschritt oder beim Export.
<br><br>
Wenn es der Modeller erlaubt, sollten Sie in diesem Modeller
mehrere 3D-Objekte erzeugen und einzeln in VRML-Dateien exportieren.
</p>
<p>
Wenn Sie gerade keinen 3D-Modeller zur Hand haben, können Sie die
VRML Dateien des <a href=xwings.wings>Wings3D-Beispiels</a> für
<a href=xwings.wrl>Vordergrund</a> und
<a href=xwing_planet.wrl>Hintergrund</a> oder einfach
white_dune selbst benutzen. Mit dem Menüpunkt
<em> Create -> Shape -> Sphere </em>
können Sie zum Beispiel eine Kugel zu erzeugen.
<br>
<br>
<img src=spherefaceset1.jpg>
<br>
<br>
Danach benutzen Sie <em> File -> Save As... </em>, um das Objekt in ein
VRML-File zu exportieren.<br>
</p>
<p>
Starten Sie jetzt white_dune und benutzen Sie
<em>Create -> WWW -> Inline</em>, um ihre VRML-Dateien als "Inline"-Knoten
einzufügen.
<br>
<br>
<img src=inlines.png>
</p>
<p>
Bei der Benutzung des Inline Knotens muss unbedingt darauf geachtet werden,
dass sich eine Datei nicht selbst inlined (auch nicht indirekt). In diesem
Fall fordern die meisten Werkzeuge beim Laden der Datei immer mehr Speicher
an (weil sich die Datei immer wieder selbst lädt) und stürtzen
irgendwann ab. Sollte das bei white_dune passieren, muss man entweder das
"Limit number of loaded inlines" beim
<em> Options -> Preferences... </em> Dialog auf niedrige Werte zu setzen,
oder die ge-inline-te Datei umbenennen, um das Problem reparieren zu
können.
</p>
<p>
Benutzen Sie den Menüpunkt
<em>Actions -> Show Polygons/Primitives in StatusBar</em> um zu
überprüfen, ob Ihr 3D-Objekt zu viele Flächen hat.
Wenn Ihre Graphikkarte keine 3D-Beschleunigung hat, sollte Ihr 3D-Objekt
weniger als einige Tausend Polygone umfassen.
</p>
<p>
Sie werden feststellen, dass Sie ihre 3D-Objekte innerhalb white_dune
noch nicht bewegen können.<br>
Dazu benötigen Sie einen Transform-Knoten, den Sie mit
<em> Create -> Grouping Node -> Transform </em> erzeugen können.<br>
Der Transform-Knoten ist in VRML für Verschiebung, Drehung,
Skalierung usw. von starren Körpern zuständig. Das lässt
sich z.B. im
VRML97 Standard <a href=http://www.web3d.org/x3d/specifications/vrml/ISO-IEC-14772-IS-VRML97WithAmendment1/part1/nodesRef.html#Transform>
http://www.web3d.org/x3d/specifications/vrml/ISO-IEC-14772-IS-VRML97WithAmendment1/part1/nodesRef.html#Transform
</a> (zu erreichen über den Menüpunkt <em> Help -> Transform </em>
bei angewähltem Transform-Knoten) nachlesen.<br>
Um Festzulegen, für welches 3D-Objekt ein Transform-Knoten zuständig
ist, muss man andere VRML-Knoten in sein Icon im SceneTree schieben.<br>
<br>
<br>
<img src=inlinetransform1.png>
<br>
<br>
Wählen Sie den Transform-Knoten im SceneTree Fenster an.
<br>
<br>
<img src=inlinetransform2.png>
<br>
<br>
Beachten Sie, dass Sie jetzt im FieldView Fenster die Werte der Felder
dieses Transformknotens verändern
können,
auch durch Verschieben der Maus im FieldViewFenster bei festgehaltener
Maustaste.
</p>
<p>
Benutzen Sie (immer noch bei angewähltem Transform-Knoten) den
Menüpunkt <em> Actions -> Animate </em>. Daraufhin erscheint ein
Dialogfenster
<br>
<br>
<a name=dialog>
<img src=animationdialog.jpg>
</a>
<br>
<br>
in dem Sie neben der Animationsdauer (und ggf. der Zeitquelle) auch
das die Ziel-Felder (bzw. EventIn ("Eingabenachricht")) des Ziel-Knotens
(hier Transform) auswählen können.<br>
Die Felder "set_translation" und "set_rotation" beschreiben Verschiebung
und Drehung und sind identisch zu den Feldern "translation" und "rotation"
im FieldView Fenster.
Um mit diese Daten mit der Maus im 3DView Fenster eingeben zu
können, benötigen Sie die Einstellungen der Menüpunkte
<em> Mode -> Move </em> bzw. <em> Mode -> Rotate </em>. Benutzen Sie jetzt
<em> Mode -> Move </em> für Verschiebungen.<br>
Klappen Sie ggf. mit <em> View -> Channel View </em> das ChannelView
Fenster auf und klicken Sie auf den PositionInterpolator Knoten im SceneTree
Fenster.<br>
Animation bedeutet, dass sich Werte (zum Beispiel für Verschiebung,
aber auch Drehung, Farbe, Transparenz, Lichtstärke usw.) mit der
Zeit ändern. Im ChannelView Fenster bedeutet die Position des
blinkenden schwarzen Balken die Zeit, die farbigen Linien den sich
ändernden Wert.<br>
<br>
<br>
<img src=animation_single_recording.png>
<br>
<br>
<ul>
<li>
Klicken Sie auf das rote Aufnahme-Icon in der VCR-Toolbar.
</li>
<li>
Klicken Sie in das ChannelView Fenster, um einen neuen Zeitpunkt
auszuwählen.
</li>
<li>
Schieben Sie dann mit der Maus auf dem Dreibein das 3D-Objekt in eine
andere Richtung oder wählen Sie den Transform-Knoten im
SceneTree-Fenster
</li>
</ul>
<br>
<br>
<img src=animation_single_recorded.png>
<br>
<br>
Klicken Sie jetzt die beiden "Kassettenrekorder-Symbole" für
Aufnahme und Wiedergabe in der Nähe der unteren Kante des
"dune"-Fensters an
<br>
<br>
<img src=recording.jpg>
<br>
<br>
und benutzen Sie das Dreibein
im 3DView Fenster um die Kugel herumzuschieben.<br>
Jetzt sollte die aufgenommene Bewegung abgespielt werden.<br>
Klappen Sie ggf. mit <em> View -> Channel View </em> das ChannelView
Fenster auf und klicken Sie auf den PositionInterpolator Knoten im SceneTree
Fenster.
<br>
<br>
<img src=channelview.jpg>
<br>
<br>
Klicken Sie auf das Kassettenrekorder-Symbol für "stop".
Die Animationsdaten lassen sich mit der Maus im ChannelView Fenster
nachbearbeiten, zum Beispiel
lassen sich Wert-Spitzen durch einfügen neuer Werte etwas abrunden.<br>
Es lässt sich
auch ein Zeitbereich löschen, indem man im ChannelView Fenster
einen schwarzen Balken aufzieht und mit <em> edit -> delete </em>
die im Balken liegenden Punkte entfernt.
<br>
<br>
<img src=routeview_animation.jpg>
<br>
<br>
Klappen Sie ggf. mit <em> View -> Route View </em> das RouteView
Fenster auf und schieben Sie sich die einzelnen Knoten zurecht.<br>
Zeigen Sie mit der Maus auf die Eingänge des Transform-Knotens
im RouteView. Vergleichen Sie sie mit dem <a href=#dialog>Bild des Dialogfensters
am Anfang dieses Tutorials</a>.
</p>
<h3>Z-fighting/"Dünne Wand"-Probleme</h3>
<p>
Benutzen Sie zwei mal
<em> Create -> Shape -> Box </em>. Jetzt liegen 2 Objekte genau
übereinander.<br>
Klicken Sie im Scene Tree Fenster auf das "Plus"-Zeichen beim Appearance
("Erscheinung") eines dieser Objekte und wählen Sie den Material
Knoten an, der für Farbeffekte zuständig ist.
<br>
<br>
<img src=doubleobject.jpg>
<br>
<br>
Ändern Sie die Farbwerte für das Feld "diffuseColor", zum Beispiel
über den Menüpunkt <em> Actions -> Color Circle </em>.<br>
Schieben Sie jetzt das eine Objekt etwas nach Oben und betrachten Sie
die resultierenden Effekte.
<br>
<br>
<img src=zfight.jpg>
<br>
<br>
Wie Sie sehen, erzeugen 2 nah aufeinanderliegende Flächen bei
Echtzeit-3D-Verfahren Probleme. Diese Probleme kommen auch bei anderen
Programmen vor, zum Beispiel in 3D-Computerspielen oder im 3D-Fenster
eines Movie-3D-Modellers.
Allerdings können diese Probleme beim Movie-Modeller ignoriert
werden: beim langwierigen Bilderzeugungsschritt ("rendern") eines
Movie-Modellers wird sehr genau berechnet, welche der beiden Flächen
vorne liegt und in der Bilderfolge des Endprodukts ist nichts von
Z-Fighting Problemen zu entdecken.<br>
Anders bei VRML, bei dem die Bilderzeugung im VRML-Viewer ebenfalls
über ein Echtzeit-3D-Verfahren funktioniert, bei der ein Bild in
ca. 1/25 Sekunde gerendert werden muss. Benutzen Sie
<em> File -> Preview </em>, um Ihre VRML-Datei mit Hilfe eines
VRML-Browser-Plugins zu betrachten.<br>
Das Z-fighting Problem ist sehr tückisch, da seine Auswirkungen von
der verwendeten Software (VRML-Viewer und Graphiktreiber) und von
der verwendeten Hardware (Graphikkarten mit 3D-Beschleunigung) abhängen
können.
</p>
<h3>Interaktion</h3>
<p>
Schieben Sie die beiden Objekte weit genug auseinander.<br>
Benutzen Sie den Menüpunkt <em> Create -> Sensor -> SphereSensor </em>
um einen Kugelsensor einzufügen.
<br>
<br>
<img src=sphere_sensor.jpg>
<br>
<br>
Verschieben Sie jetzt den SphereSensor in einen Zweig des Scenengraphen,
der zur einen Box gehört,
<br>
<br>
<img src=sphere_sensor2.jpg>
<br>
<br>
und suchen Sie im RouteView Fenster nach dem Transform-Knoten der anderen
Box. Im RouteView Fenster werden angewählte Knoten blau beschriftet
<br>
<br>
<img src=sphere_sensor_routes.jpg>
<br>
<br>
Legen Sie jetzt eine Route von SphereSensor.rotation_changed nach
Transform.set_rotation
<br>
<br>
<img src=sphere_sensor_mkroute.jpg>
<br>
<br>
Leider ist "dune/white_dune" nur ein VRML Editor und noch lange kein
vollwertiger VRML Browser. Für Interaktionen muss man auf einen
"richtigen" VRML Browser zurückgreifen:<br>
Benutzen Sie <em> File -> preview </em> um einen VRML Browser zu starten.
<br>
<br>
<img src=preview1.jpg>
<br>
<br>
Der Wechsel des Cursors zeigt eine Interaktionsmöglichkeit an,
so dass Sie mit Klicken und Ziehen der Maus in die Welt eingreifen
können.
<br>
<br>
<img src=preview2.jpg>
<br>
<br>
</p>
<p>
Für später: Eine Liste mit Beispielen über einfache Interaktion
findet sich in
<a href=http://129.69.35.12/dune/docs/typical_vrml_examples/index.html>
http://129.69.35.12/dune/docs/typical_vrml_examples/index.html</a>
</p>
<h3>Einfache 3D Modellierung</h3>
<p>
"dune/white_dune" ist hat auch einige einfache NURBS modeller Features.
NURBS ist Bestandteil einer VRML-Erweiterung (ISO/IEC 14772:2002),
aber nicht Teil des "klassischen" VRML97 (ISO/IEC 14772:1997) und
wird deswegen nicht von allen VRML-Viewern unterstützt.
Unter anderem unterst¨tzt der VRML-Viewer COVER keine NURBS.
Da bei NURBS-Flächen die Polygonreduktion sehr einfach ist
und white_dune die Konvertierung von NURBS- zu normalen
IndexedFaceSet-(Mesh-)Objekten beherrscht, ist NURBS für den
nächsten Absatz von Bedeutung.
Erzeugen Sie eine Nurbsfläche entweder mit den Menüpunkten
<em> Create -> VRML 200x -> NurbsSurface -> Plain/Box/Sphere/Cone/Cylinder</em>
oder konvertieren Sie ein entsprechdes angewähltes
Box/Sphere/Cone/Cylinder (oder NurbsCurve) Objekt mit dem
Menüpunkt <em> Actions -> Convert to NurbsSurface </em>.<br>
Am sinnvollsten ist der Einsatz von symetrischer Modellierung: die eine Seite
des Objekts soll so aussehen, wie die andere Seite.
Benutzen Sie dazu den Menüpunkt <em>Actions -> X symetric modelling</em>
Wenn dieser Menüpunkt aktiviert ist, wird jede Bewegung von den
Kontrollpunkten (den weissen Kästchen) der einen Seite
<br><br><img src=symetric1.jpg><br><br>
auf die andere Seite übertragen,
<br><br><img src=symetric2.jpg><br><br>
Für später: Eine Einführung zum Thema NURBS finden Sie unter
<a href=http://129.69.35.12/dune/docs/usage_docs/dune_de.html#nurbs>
http://129.69.35.12/dune/docs/usage_docs/dune_de.html#nurbs</a>.
Weitere Informationen zum Arbeiten mit NURBS in "dune/white_dune" finden sich
unter <a href=http://129.69.35.12/dune/docs/usage_docs/dune_de.html#nurbssymetric>
http://129.69.35.12/dune/docs/usage_docs/dune_de.html#nurbssymetric</a>
</p>
<h3>Viel zu viele Polygone</h3>
<p>
Klicken Sie den NurbsSurface Knoten an und verändern Sie die
Felder u/vTesselation
<br><br><img src=nurbs0.jpg><br><br>
Ausser sehr kleinen Werten
<br><br><img src=nurbssmall.jpg><br><br>
sollten Sie auch grosse Werte ausprobieren. Die Anzahl der Polygone
liegt ungefähr bei "uTesselation * vTesselation".<br>
Probieren Sie aus, wie es beim Verschieben des Objekts ruckelt, wenn
diese Werte in der Grössenordung von einigen 100 bzw. 1000 liegen.
Speichern Sie jetzt Ihr VRML File (am Besten nach "C:\temp") mit
dem Menüpunkt <em>File -> save as</em>.
Wenn eine NURBS Form zu einer mesh (IndexedFaceSet in VRML)
konvertiert wird, werden bei grossen uTesselation/vTesselation Werten
unnötigerweise sehr viele Daten erzeugt.
Das Speichern solche einer Mesh würde dazu führen, dass sehr viele
Daten geschrieben und damit (besonders beim Schreiben auf ein M$Windows
Netzlaufwerk) Ihre Geduld auf eine zu harte Probe gestellt werden würde.
<br>
Automatische Konversion von NURBS zu IndexedFaceSet treten auf bei der
Benutzung von
<em> File -> Export as... -> pure VRML97 </em>
oder bei einem
unbedachter Klick auf den Menüpunkt <em>File -> Preview</em>
wenn im Dialog <em> Options -> Preview Settings...</em> das Flag
<em>pure VRML97</em> angeklickt ist
(was gebraucht wird, wenn Ihr VRML Browser nicht ISO/IEC 14992:2002
(VRML97 Amendment 1) unterstützt).
</p>
<h3>Superformula Modellierung</h3>
<p>
White_dune unterstützt 3D-modelling, die auf der sogenannten
"superformula" ("Superformel") basiert.<br>
Diese Formel wurde vor einigen Jahren von einem Biologen gefunden und
kann benutzt werden, um n-symetrische Formen zu erzeugen, die Dingen aus der
Natur wie Blumen, Blaettern, Insektenkörper, Muscheln
oder Seesternen ähnlich sehen.
<br><br><img src=supershapes.jpg><br><br>
Diese <a href="supershapes.wrl" target="_blank">Formen</a>
wurden alle mit dem SuperShape PROTO erzeugt.
<br><br>
Superformula basierte Formen sind nicht von sich aus Teil von VRML97,
sondern sind über ein PROTO (selbst definierter VRML Knoten)
mit Scriptcode ("scripted PROTO") implementiert.<br>
<ul>
<li>
<h4><a name="superextrusion">SuperExtrusion</a></h4>
Das SuperExtrusion PROTO benutzt die Superformel um ein 2D Polygon
in der X-Z-Fläche zu berechnen und formt daraus einen Körper
indem dieses Polygon in der Y-Richtung entlang einer Kurve wiederholt
wird.
Diese Kurve funktioniert entsprechend einer NurbsCurve und kann
verändert werden, indem man die Kontrollpunkte bewegt.<br>
Dieser Körper kann in eine Extrusion umgewandelt werden und
einige seiner Parameter funktionieren wie bei einer Extrusion.
Anders als bei einer Extrusion werden die scale Parameter nicht
pro spine Punkt angewandt sondern über den ganzen spine
verschmiert.
<br><br><img src=superextrusion.png><br><br>
</li>
<li>
<h4><a name="supershape">SuperShape</a></h4>
Das SuperShape PROTO benutzt die Superformel um ein 2D Polygon
in der X-Z-Fläche zu berechnen und formt einen Körper
indem die Superformel auch in der Y-Z-Fläche ähnlich
wie bei Kugelkoordinaten berechnet wird.<br>
<br><br><img src=supershape.png><br><br>
Dieser Körper kann in ein IndexedFaceSet umgewandelt
oder in ein NurbsSurface angenähert werden.
<br><br><img src=supershape_menu.png><br><br>
</li>
<li>
<h4><a name="superellipsoid">SuperEllipsoid</a></h4>
White_dune hat auch ein PROTO für ein Superellipsoid,
das ist ein spezieller Fall des SuperShape und verhält sich
genau gleich. Es kann benutzt werden, um eine Kugel,
<br><br><img src=superellipsoid_sphere.jpg><br><br>
eine Box, ein Zylinder,
<br><br><img src=superellipsoid_cylinder.jpg><br><br>
ein Oktaeder und abgerundete Formen dieser Kürper
<br><br><img src=superellipsoid_box_smooth.jpg><br><br>
<br><br><img src=superellipsoid_cylinder_smooth.jpg><br><br>
mit nur 2 Parametern zu erzeugen.<br>
Wie das SuperShape PROTO hat das SuperEllpsoid PROTO ein Feld "border",
um z.B. auch Halbkugeln modellieren zu können.
<br><br><img src=superellipsoid_sphere_half.jpg><br><br>
Das Feld "creaseAngle", das bei allen Superformula basierten PROTOs
enthalten ist, funktioniert wie bei IndexedFaceSet oder Extrusion
Knoten, um Kanten zu zeigen oder zu verwischen.
<br><br><img src=superellipsoid_tesselation_creaseangle.jpg><br><br>
Dieser Körper kann in ein IndexedFaceSet umgewandelt werden
<br><br><img src=superellipsoid2indexedfaceset.jpg><br><br>
oder in ein NurbsSurface angenähert werden.
<br><br><img src=superellipsoid2nurbssurface_dialog.png><br><br>
Eine zur NurbsSurface konvertierte Superformula Form verliert zwar etwas
von der äusseren Form,
<br><br><img src=superellipsoid2nurbssurface_inexact.jpg><br><br>
kann aber über die Kontrollpunkte weiter verändert werden.
<br><br><img src=superellipsoid2nurbssurface.jpg><br><br> </li>
</ul>
Superformula basierte PROTOs haben genau wie NURBS Knoten Felder für
Tessellierung und kann über
<em> File -> Export as... -> pure VRML97 </em> oder beim Preview für
"klassische" (ISO/IEC 14772:1997) VRML97 Browser automatisch in ein
IndexedFaceSet bzw. Extrusion umgewandelt werden.
</p>
<h3>Nachbearbeitung von VRML Modellen </h3>
<p>
Verbreitete 3D Modelling Programme wie catia, 3D Studio Max, Cinema4D, maya,
formZ, blender usw. besitzen die Möglichkeit VRML97 zu exportieren (oder
zumindest konvertierbare Dateiformate zu schreiben). Allerdings wird man
mit den Resultaten nicht immer wirklich glücklich, Spötter reden
von "schwarzen Löchern aus maya".<br>
Der Grund dafür hat nicht unbedingt mit Programmfehlern zu tun. Man
sollte sich
immer vor Augen halten, dass viele dieser Programme nicht primär zur
Erzeugung von Echtzeit-3D-Daten gedacht sind, sondern z.B. zur Erzeugung
von Movie-Daten, so dass an einem Bild Minuten/Stunden (oder mehr) gerechnet
werden kann. So gibt es in diesen Programmen Effekte wie zum Beispiel
"richtige" Mehrfachspiegelungen,
die auf einem normalen Rechnersystem nicht innerhalb einer 1/25 Sekunde
berechnet werden können.<br>
Die entsprechenden Materialeigenschaften können daher nicht so einfach
in ein Echtzeit-3D-Format übersetzt werden.
</p>
<p>
Erzeugen Sie ein (einfaches ?) VRML File mit einem anderen 3D Modeller
(z.B. Wings3D, Art of Illusion, ac3d, maya, usw...).
Benutzen Sie den Menüpunkt <em>File -> Import</em>, um das 3D Modell
in Ihre 3D Welt einzufügen.
Die meisten 3D Modeller exportieren lediglich IndexedFaceSet Knoten
(aus Einzelflächen zusammengesetzte Körper)
für die Geometrie.<br>
</p>
<p>
Im einfachsten Fall liegen nur die "rohen" Geometriedaten vor:
<br><br><img src=indexedfacesetonly.jpg><br><br>
Im Notfall können Sie versuchen, diese Situation zu erreichen, indem
Sie alle anderen Knoten in einem VRML File löschen.<br>
Klicken Sie auf den "Shape" Knoten und benutzen Sie <em> Create ->
Material/Texture -> Appearance </em>
<br><br><img src=indexedfacesetappearance.jpg><br><br>
Klicken Sie auf den "Appearance" Knoten und benutzen Sie <em> Create ->
Material/Texture -> Material </em>
<br><br><img src=indexedfacesetmaterial.jpg><br><br>
so dass Sie die Farbe des gesamten Objekts (nicht die Farbe der einzelnen
Polygone wie mit dem Color Knoten) verändern können.<br>
Um ein Bild (Textur) auf das Objekt zu kleben,
klicken Sie auf den "Appearance" Knoten, benutzen Sie <em> Create ->
Material/Texture -> ImageTexture </em>
und wählen Sie eine Bilddatei aus. Der VRML Standard fordert
ausschliesslich
die Unterstützung der offenen Bildformate ".jpg" und ".png", bei anderen
Bildformaten kann es zu Problemen kommen.
<br><br><img src=indexedfacesettexture.jpg><br><br>
</p>
<p>
Häufig werden Textur-Dateien (auch MovieTexturen (.mpeg (MPEG1)) zwar
exportiert, aber mit einem falschen oder ungeeigneten Pfad. Wird die VRML Datei
an eine andere Stelle kopiert, kann der Pfad ungültig werden.
Wird die VRML Datei auf einen UNIX/Linux-basierten Webserver übertragen,
erweisen sich Laufwerksbuchstaben, Leerzeichen und nicht ASCII Buchstaben
(wie z.B. Umlaute) im Pfad (und Dateinamen) als echtes Problem.<br>
Die wenigsten Handlingprobleme ergeben sich, wenn man alle Dateien
in den gleichen Pfad wie die VRML Datei kopiert und mit dem Menupunkt
<em> Actions -> Set Path of all URLs to </em> alle Pfade mit dem relativen
Pfad . ("." bedeutet aktueller Pfad) ersetzt.
</p>
<p>
Wenn Sie Pech haben, wurde das Objekt mit der
falschen Seiteninformation exportiert.
<br><br><img src=indexedfacesetwrongside.jpg><br><br>
Ändern Sie die Felder "ccw" ("andere Seite") oder
"solid" ("einseitig"/"zweiseitig") um das Problem zu lösen.<br>
Vorsichtig bei zweiseitigen dünnen Körpern, da dann
aufgrund von Z-fighting/"dünne Wand"-Problemen die Rückseite
"durchscheinen" kann.<br>
</p>
<p>
Um Kanten verwischen zu lassen, können Sie das Feld "creaseAngle"
benutzen. Dazu muss der Winkel der Kante im Bogenmass (1.57 sind ungefähr
90 Grad, 3.14 ("Pi") sind ungefähr 180 Grad) kleiner als der
"creaseAngle" Wert sein. <br>
Das Verwischen von Kanten erlaubt es, das Aussehen von 3D-Objekte mit
sehr wenigen Flächen stark zu verbessern.
<br><br><img src=smooth1.png><br><br>
3D-Objekte mit sehr wenigen Kanten sind für eine hohe
Darstellungsgeschwindigkeit bei
Echtzeit-3D sehr wichtig.
<br><br><img src=smooth2.jpg><br><br>
</p>
<p>
Einige 3D-Modeller mit VRML-Export haben das Problem, dass Sie den
Drehpunkt eines Objekts (symbolisiert durch ein Dreibein oder durch 3 farbige
Ringe in white_dune, Feld Transform.center) weit entfernt vom Objekt selbst
anordnen.<br>
Üblicherweise ist dabei der Drehpunkt im Nullpunkt der VRML-Welt
angeordnet.
<br>
<br>
<img src=wrong_center.png>
<br>
<br>
Versucht man dann, das Objekt über seinen Transformknoten zu drehen,
können schon kleine Drehwinkel dazu führen, dass das Objekt seinen
Platz verlässt. Besonders bei grossem Abstand zum Nullpunkt kann
diese Orbitbewegung um den Nullpunkt fäschlich als Verschiebungsbewegung
wahrgenommen werden. Ähnliche Effekte lassen sich auch beim
Vergrössern/Verkleinern erzielen.<br>
Die Lage des Drehpunkts wird durch das Feld "center" des Transformknotens
bestimmt.
<br><br>
Ausser über den Fieldview kann das Feld "center" auch im 3D-Preview
Fenster gezielt verändert werden, indem man den Menüpunkt
<em> Mode -> Center</em> benutzt und das Dreibein im 3D Fenster benutzt.
</p>
<p>
Allerdings hat die Veränderung des Wertes für "center"
auch Auswirkungen auf die Drehung und die Skalierung des Körpers.
Die Reihenfolge der Graphikoperationen in VRML ist so festgelegt, dass
bei einer Drehung ungleich Null (bzw. einer Skalierung ungleich Eins)
eine Verschiebung des Drehpunkts im 3D-Preview Fenster dazu führen kann,
dass der Körper dem Drehpunkt auszuweichen scheint.
</p>
<p>
Um dieses Problem zu vereinfachen wurde in white_dune ein Menüpunkt
<em> Actions -> Set center to (need Transform ->Shape ->geometry) ->
mid of boundingBox </em> eingeführt.<br>
Dabei muss ein Geometrie-Knoten (zum Beispiel IndexedFaceSet, PointSet,
Box usw.) angewählt werden, der in einem Shape-Knoten enthalten ist,
welcher wiederrum in einem Transform-Knoten enthalten ist.<br>
Bei Ausfürung des <em> Actions -> Set center to...</em> Befehls wird
dann der Drehpunkt in den Mittelpunkt des Kastens gelegt, der den
Geometrie-Knoten umschliesst.
<br>
<br>
<img src=mid_center.png>
<br>
<br>
</p>
</body>
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