基于VRML和JAVA技术的三维包装盒型设计的分析探索

【摘 要】随着计算机辅助设计技术的发展，VRML技术与JAVA技术在网络环境的软件程序设计与开发中具有广泛的应用，应用这两种语言能够在网络上创造出各种逼真的三维场景，具有非常强大的应用效果，将其应用于三维包装盒型的设计中，能够取得良好的应用效果。本文就主要针对此予以简单分析探索。

【关键词】VRML JAVA 三维包装盒型设计

过去在一些包装设计软件中，大多采用的是二维设计。这种设计方法所设计出来的产品，往往难以让用户直观地了解到产品的设计效果，这对于保证设计具有一定的制约性，随着各项技术的进步与广泛应用，三维包装盒型设计的出现，对于保证盒型设计效果的提升起到了非常重要的促进作用。

1 VRML技术与JAVA技术

在对基于VRML与JAVA技术的三维包装盒型设计展开分析之前，首先对VRML技术与JAVA技术进行简单介绍。其中，JAVA技术是一种面向对象的编程语言，其能够在不同类型的操作平台中实现软件程序的开发，具有多线程、可移植性、分布式等诸多优点。应用JAVA所开发的小的应用程序能够在网上随着网页进行传送，并且能够下载到客户端中运行；而VRML是一种虚拟现实建模语言，作为一种虚拟现实的三维网络程序设计语言，其中融合了人工智能技术、多媒体技术、宽带网络技术等多种技术。其主要是通过创建一个虚拟的场景，来对现实场景进行模拟，这有效地改变了传统意义上的2D画面状态，在网络中有效开展了逼真三维虚拟场景的创建，从而实现3D动画效果，很好地改善了网络与用户之间交互的局限性，使得人机交互变得非常方便与灵活，充分体现了虚拟世界的动态性、交互性与真实性。第一个在网络上的国际标准VRML97中有效地实现了虚拟空间的实用性与真实性，这使得虚拟现实三维网络具备了以下特点：（1）能够在VRML中有效实现感知功能，能够实现用户与造型之间的动态交互；（2）能够通过VRML进行三维造型与场景的创建，从而有效实现立体交互界面；（3）能够很好地实现多媒体制作；（4）通过VRML能够实现强大的网络功能，可以将VRML程序直接接入到Internet中。

在VRML文件中最基本的元素就是节点，同时也是VRML中重要的元素，在实际的应用中VRML作为一种基于Web的三维建模语言，其具有良好的分布特性。但是其不能提供网络间的通信标准，为了能够更好地满足事件响应的实时输入与输出数据，必须要能够实时改变VRML节点中的相关数据，通常情况下，要实现VRML文件中的节点数据与外部应用程序数据之间的实时交互，可以通过外部创建接口EAI的方式实现。所以，在实际应用中，通常会将JAVA技术应用于场景VRML与Web浏览器之间的通信，以及其与数据库之间的连接，而将VRML技术应用3D用户界面的制作中，以便于对3D数据的实时动态显示与交互进行控制，通过这种方式能够为用户提供更加直观、更加形象的实时操作。

2 基于VRML与JAVA技术的三维包装盒型设计分析

将VRML技术与JAVA技术应用于三维包装盒型设计中，能够生成逼真的三维包装产品，并且能够通过动画效果让用户对于产品的成型效果有一个直观了解。这使得产品的灵活性与交互性有效提升，并且应用这种方法所生成的执行文件是非常小的，用户能够直接从网络上观看到印刷包装企业所提供的包装装潢设计图，这不仅有效提升了工作效率，同时有效节约了设计成本。所以说，虚拟现实技术在三维包装设计中的应用，使得其发展前景更广阔。

在基于VRML和JAVA技术的三维包装盒型设计的过程中，主要包含下列设计内容：（1）在虚拟现实环境VRML下，需要依据包装盒型的分类，来对三维包装盒型的数学模型进行构建，以便于有效实现包装盒型的三维立体效果。同时，要想达到包装装潢效果，还需要对三维包装造型进行贴图、渲染，这能够促使传统的三维线框平面设计转化为三维立体图像的设计；（2）在开展设计之前，需要对包装盒型的结构展开分析、研究，以便于找到各种包装盒型在结构与造型等方面的相似点与相同点，以便对其主要的结构设计参数指标进行确定。这有利于用户能够通过修改相关参数来改变包装盒型的结构，不需要建立庞大的包装盒型库就能够实现；（3）在VRML文件中嵌入JAVA程序之后，要能够有效地实现网络交互功能，用户可以通过在网络中进行相关参数的修改来实现装潢效果、材质、盒型等方面的要求，然后再通过JAVA程序来对数据开展操作，以便于其能够很好地满足用户各方面的需求，并能够将最终改变之后的包装三维盒型设计显示在计算机屏幕上。通过这种方式，使得设计人员及用户在开展相关操作的过程中，更加的灵活与直观。具体的设计环境如图1所示。

在实际的包装盒型设计系统中，同时将一个JAVA Applet与一个VRML虚拟场景嵌入到同一个Web页面中，在Applet中包含有与VRML事件相关联的程序，客户可以通过客户端进行相关参数的输入，以便于有效地实现对虚拟场景中的三维包装造型的控制。选择一个盒型的设计为实例进行分析，其设计步骤表现为：（1）通过VRML编程来对该盒型的外观颜色及虚拟环境下的场景布局进行设置；（2）建立一个长方体的三维模型，对其长、宽、高的比例进行设置，只需要对Shape节点的appearance域进行改变，就能够成功构造出该盒型的平面尺寸图；（3）定义一个时间周期Ts，应用时间传感器节点给出周期数值字段，并指定是否循环，应用ROUTE语言使得盒型的各个盒面按照顺序依次按照压痕线动起来；（4）应用JAVA在VRML中实现复杂运动控制，以便于用户能够通过参数的输入来改变盒型的形状，最终得到包装盒的成型图，如图2所示。

结语

将VRML技术与JAVA技术应用于三维包装盒型设计中，能够有效提升其设计工作效率，降低设计成本，具有非常高的应用价值，在未来的发展过程中，随着各项技术的进步与发展，其将为三维包装设计提供一个崭新的天地。

参考文献

[1]姜东升.基于VRML和JAVA技术的三维包装盒型设计的研究[J].包装工程，2012（15）.

[2]胡新根.基于VRML和Java技术的三维虚拟场景漫游系统的研究[J].科技广场，2013（1）.

[3]陈志强，孙诚，李晓娟，牟信尼.虚拟折叠纸盒设计的研究[A].第十一届全国包装工程学术会议论文集（一）[C]，2007.

[4]周自强，李木军，赵玮，郑津津，沈连.面向大规模定制的产品配置设计方法研究[A].2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C]，2004.

[5]张园林.基于B/S模式的工程制图网络教学系统的设计与实现[D].国防科学技术大学，2003.