三维包装设计中VRML技术的应用分析

摘要：随着计算机技术的发展，计算机辅助设计技术也得到了发展，VRML技术在三维包装设计以及一些软件程序开发设计中得到了广泛的运用，VRML技术通过三维交互式多媒体网络系统的建立，在网络上创造出逼真的三维情境，实现了虚拟和现实应用的结合，将其应用在三维包装盒的设计中，能够实现优良的应用效果。文章通过对VRML技术和工作原理的介绍，研究探讨VRML技术在开发设计中的建模技术选择和场景设计方案采取的优化措施，并对三维包装设计中VRML技术的应用进行具体分析。实现在保障虚拟场景真实感的情况下对虚拟系统网络传输和运行的最大限度提升。

关键词：三维包装设计VRML技术应用

随着VRML技术的发展，VRML技术被广泛应用在人们的生产和生活中，特别是利用网络对VRML技术的场景进行演示，让人们真切感受到三维技术。在传统的包装设计软件中，很多采用的是二维设计，这种二维设计不具有直观的效果，不能让用户直观的感受到产品的效果，在设计使用上具有一定的制约性。VRML技术对三维技术的应用主要体现在三位包装盒设计的出现，这种设计改变了传统的包装盒设计效果。同时，VRML技术更新了网络的展示方法，增强了虚拟世界的真实效果，加强了人们和计算机之间的互动。因此，对三维包装设计中VRML技术的应用进行分析显得尤为重要。

1 VRML技术简介

随着计算机网络技术的发展，计算机网络实现了网络化和多媒体化，网络上的虚拟技术使用也实现了用户和电脑之间的互动，通过一些虚拟森林、建筑、房屋的建立，使其在电子商务以及网络游戏中发挥中重要的作用。

VRML又叫虚拟现实建模语言，是一种关于三维造型和渲染图形的描述性语言，通过虚拟场景的建设能够实现现实的直观效果，并通过在网络中创建逼真的三维场景改变传统网络上的二维局限性，实现了用户和电脑之间的灵活交流。

关于VRML技术的产生，是1994年，在日内瓦实验室举行的万维网第一次国际会议上提出的，并紧接制定了VRML技术标准。但当时的技术标准规范只是对静态的三维场景和HTML进行简单的交接。在1994年年末制定了相关技术的国际性标准，在真正意义上实现了虚拟空间的真实性和实用性，凸显了VRML技术的特点。首先，VRML技术具有强大的网络服务功能；其次，VRML技术具有实用的多媒体功能，能够利用多媒体进行网络操作；再次，VRML技术能够创建真实的三维场景，实现立体的网络交互；最后，VRML技术具有感知功能，能够实现用户和计算机之间的动态交流。

VRML技术使用的是一种用于三维虚拟场景建模的描述性语言，能够实现三维图形、二维图形以及其他多媒体影音元素的整合，是现阶段虚拟技术中核心的应用技术。其文件设置主要由节点、事件、场景、脚本以及路由组成，其中，节点是VRML技术中最基本的组成要素，是对客观事物的抽象性描述，在VRML技术虚拟场景中所有的模型创建以及外部文件标砖都是通过节点来完成的，主要分为形状节点、特性节点以及群节点三类。VRML技术在实际应用中作为一种基于计算机网络的建模语言，具有很好的分布特性，但是它不能为网络空间操作提供一种通信标准。因此，为了实现事件输入和输出的及时性，需要通过改变节点来控制VRML技术的有关数据。VRML技术得节点构建首先是通过自身的语义规则来构建整个 场景的内部结构图，之后利用 场景中对应的节点从视觉和听觉等角度对静止的对象进行描述，并通过模型的层次体系对节点进行组织，从而展现整个虚拟空间的空间结构关系，最后再通过路由功能和事件节点实现场景中的动态应用效果。

另外，VRML技术的文档解释和执行是通过浏览器完成的，根据传统的页面显示原理，在VRML浏览器的应用中安装相对应的插件。VRML技术实现了基于不同客户、服务器的多媒体资源共享，客户端通过在网络上对自己需要的资源和文档进行请求，之后再由浏览器生成虚拟平台，实现用户和计算机的交互式操作。

2 VRML技术在包装设计中的应用

2.1 VRML技术在包装设计中的应用概况

现阶段的包装设计中的软件大多使用的是二维设计，这种设计下的产品不能给使用者带来较为直观的效果，无法让用户感受到直观的产品应用效果，一定程度上制约了包装设计。三维技术的包装设计软件，虽然在一定程度上克服了二维设计的局限，但是由于其自身设计周期长的问题，很难使用快速发展的包装设计要求，而VRML技术在包装设计中的应用能够有效解决这一问题，通过逼真的三维包装产品设计，造成动画效果，实现用户对产品的直观感受。另外，VRML技术在包装设计中的应用还能增强产品的灵活性和交互性，基于VRML技术文件档案较小的特点，能够在很大程度上节约包装成本，提升工作效率。VRML技术在包装设计中的应用具体内容如下。

首先，要对包装盒的盒型结构进行研究和分析。通过对各种类型包装盒的分类，从造型和结构方面找出包装盒之间的相同和相似点，从而确定主要结构的参数指标，帮助用户通过参数的修改来改变盒型的结构，而不必建立较为复杂的包装盒性库，在很大程度上提升了工作效率。其次，根据对包装盒的分类来构建三位包装盒数据模型。VRML技术在对包装盒分类的基础上对包装盒的造型进行了贴图和渲染，实现了包装的美化效果，改变了传统的二维平面设计，实现了更为灵活的三维设计效果。最后，VRML技术实现了网络交互功能。通过在VRML文件中输入JAVA程序，方便用户对包装盒盒型、材质以及装饰效果等方面的参数修改，再通过JAVA程序来对数据进行操作，实现在计算机上对改变参数后的包装盒设计的直观显示，满足客户的使用需求。

2.2 VRML技术在印刷包装设计中的应用

我国现阶段的印刷包装企业大多实现了计算机网络化管理，在电子商务工作方面大多实现了网络交易，客户和企业之间不用面对面的现场交易也能完成商务协议。其中，VRML技术主要对这种商务协议的完成提供了操作平台。VRML技术文件主要是通过文本编辑器来编写协议，之后将其保存为具有一定后缀名的文件的形式来构建虚拟交易平台。VRML技术文件生成的文件通常较小，便于人们的携带，也有利于网络传输。以洗发水包装瓶为具体的研究对象来分析VRML技术在包装盒设计上的应用。

VRML技术在包装盒设计上的应用，首先，通过VRML技术编程将洗发水包装瓶的外观颜色在虚拟场景下进行布局；其次，通过建立一个长方形的三维模型来对洗发水包装盒的长宽高按照一定比例进行设置；再次，通过节点设置将洗发水的长方体包装盒上端打出一个模型孔，根据用户的需要创造一个立体的空间造型，并定义一个时间周期，利用时间传感器的节点来确定周期的数值字段，利用专门的语句设置让长方体盒的各个面根据设定顺序进行压痕设计；最后，利用图像纹理节点将设计好的包装装潢二维图像分别粘在洗发水长方体盒的正面和瓶盖处，实现了虚拟环境在的包装效果显示。另外，为了更加生动的展示真实环境，可以对虚拟环境下的光线进行整体调节，实现从不同空间、不同角度对洗发水瓶的观察，为用户观察洗发水瓶包装装潢效果提供便利的条件。

（1）纹理图纸的优化策略。对于VRML模型设置要尽可能的选取较为简单的设定，在保证空间合理大小使用的同时，方便文件的网络传输。因此，在模型建构时一般选用基本的造型来构建，之后利用材质贴图的方法对模型的细节进行展现。其中，材质贴图的大小一般不超过20k字节，纹理贴图的使用要具有可重复性和可延展性，要尽可能的使用小纹理，从而减少文件的处理时间，提升工作效率。

（2）VRML技术文件编辑使用压缩软件。VRML文件中使用了大量的声、频等多媒体文件，通过对这些文件的合理压缩能够节省文档的空间，为VRML文件的使用提供更多的可能。与此同时，VRML文件还可以对其本身进行压缩，从而缩小模型的文件大小，提升文件的传输速度，节省网络传输时间。

3.2 VRML技术场景的优化

（1）利用细节层次控制LOD节点。LOD节点是根据用户的范围和远近以及动态的装载设置的不同的场景，用户在不同角度的观察会对虚拟场景进行重新的加载和渲染，这种重复加载和渲染能够造成系统资源的浪费。因此，通过不同细节层次模型的设定能够实现在不反复加载和渲染场景的条件下对场景模型的观察，在保证细节模型观察逼真的同时，加强了场景的渲染和显示速度。

（2）利用InLine实现场景整合。虚拟场景平台的设定需要不同的VRML文档进行整合，利用InLine实现场景整合能够将复杂的虚拟场景转换成较为简单的小文件模型，通过小文件模型的设计实现用户在不同阶段对虚拟模型的下载和渲染，提升了工作的效率。

结语

综上所述，虚拟现实技术在三维包装设计中有着重要的现实应用价值，伴随着计算机技术的不断发展在包装印刷电子商务以及网络办公中发挥了重要的作用。因此，有关人员要对虚拟现实技术语言进行优化，从模型的构建、场景以及用户端传输等方面的要素进行优化，从而有效提升虚拟现实技术的应用效率，为用户和企业之间的网络化信息交流提供更为广阔的平台，逐渐开辟虚拟现实技术在包装设计软件领域应用的新天地。

【参考文献】

[1]张金钊，等.虚拟显示三维立体网络程序设计语言VRML[M].北京：清华大学出版社，2004.

[2]陆昌辉，等.使用VRML与JAVA创建网络虚拟环境[M].北京：北京大学出版社，2003.

[3]宋丽红.华斌基于VRML和JAVA技术的虚拟校园三维查询系统[J].计算机工程， 2005，（3）： 173-176.

[4]姜东升.虚拟现实技术在三维包装设计中的应用[J].包装工程，2005，26（4）： 89-90.

[5]孙诚，段瑞侠.折叠纸盒作业设计[J].包装工程，2004，25（6）：85-86.

作者简介：

王韦帆（1979-），女，汉族， 河北唐山人，硕士，讲师，主要研究方向为图形、图像处理、3D建筑表现、3D虚拟现实表现处理、数字仿真及计算机网页设计制作等 。