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X3D

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X3D

  1. 1. X3DMás allá de la breve descripción de VRML y su futuro orientado a la socializaciónexiste un nuevo competidor el cual amenaza fuertemente en desplazarlo conocido comoX3D.Evolución VRML y X3DX3D “es un estándar de software para definir contenido Web basado en 3D integradocon multimedia” . Con X3D se pretende utilizar una gran variedad de dispositivos(hardware) y cubrir un amplio rango de áreas de aplicación; además se espera establecerun formato universal para el intercambio de gráficos 3D.Este estándar se encuentra definido en el documento ISO/IEC FDIS 19775, en donde seencuentran las mejoras sobre VRML enfocadas en: nuevas interfaces para losprogramadores, formatos adicionales para la codificación de los datos y una arquitecturabasada en componentes que permite un enfoque modular.CONSIDERACIONES DE DISEÑOX3D ha sido desarrollado para alcanzar determinadas especificaciones y requerimientostécnicos (ej. intercambio universal de gráficos 3D), por ellos las consideracionesadoptadas para su diseño fueron :• Separar la arquitectura de ejecución de la codificación de los datos.• Soportar diferentes formatos para la codificación de los datos, incluyendo elLenguaje de Etiquetas Extensibles (“XML – Extensible Markup Language“).• Crear nuevos gráficos y objetos interactivos.• Proveer interfaces de aplicación para el programador (“APIs – ApplicationProgrammer Interfaces”) alternativas, dentro de la escena 3D.• Definir nuevos perfiles que se ajusten a diferentes necesidades.• Permitir que las especificaciones sean implementadas en diferentes niveles deservicios.• Eliminar de ser posible, ambientes no especificados.CARACTERÍSTICASX3D posee características que le permiten ser adecuado para aplicaciones de ingenieríay visualización científica, presentaciones multimedia, entretenimiento, etc. Lascaracterísticas más relevantes son:
  2. 2. • Gráficos 3D. Geometría poligonal, geometría paramétrica, transformacionesjerárquicas, iluminación.• Gráficos 2D. Texto, Vectores en dos dimensiones.• Animación. Interpoladores y contadores para manipular la animación continua de laescena, animación “humanoide”.• Audio y Video Especializado. Fuentes audiovisuales mapeadas dentro de la geometríade la escena.• Interacción con el Usuario. Selección y arrastre basado en movimientos del ratón;entrada a través del teclado.• Navegación. El usuario navega a través de la escena 3D, detección de colisiones yvisualización de acercamiento a los objetos.• Objetos Definidos por el Usuario.Habilidad de extender las funcionalidades provistas con el fin de crear objetos propiosdel usuario.• “Scripting”. Posibilidad de realizar cambios dinámicos en la escena utilizando ellenguaje scripting.• “Networking”. Habilidad de construir una escena X3D a partir de objetos remotos,obtenidos a través de la red.• Simulación Física. Animación humanoide, conjunto de datos geoespaciales.ARQUITECTURA Y PERFILES DE X3DX3D se encuentra estructurado de forma modular permitiendo definir capas (perfiles)que proveen1. Incrementar la funcionalidad en ambientes inmersivos y de interacción avanzada.2. Formatos de intercambio de datos para aplicaciones de mercado vertical dentro de unpequeño “footprint” compuesto de bloques modulares de funcionalidad (componentes).La estructura modular basada en componentes permite la creación de nuevos perfiles deacuerdo a las necesidades de cada usuario. Los componentes pueden ser extendidos deforma individual o modificados agregándoles nuevos niveles, o simplemente nuevoscomponentes pueden ser añadidos para brindar nuevas funcionalidades (ej.“streaming”). Una arquitectura pensada de esta manera otorga un mecanismo para poderavanzar a diferentes ritmos, ya que las tecnologías se desarrollan de manera diferente.. Perfiles incorporados en la arquitectura X3D
  3. 3. A continuación se explican los perfiles• Intercambio - Interchange. Es el perfil básico para proveer comunicación entreaplicaciones. Este soporta geometría, texturas, iluminación básica y animación. No selimita el “rendering” a un modelo, haciéndolo fácil de utilizar e integrar con cualquieraplicación.• Interactivo - Interactive. Este perfil habilita la interacción con ambientes de tresdimensiones añadiendo, sensores para la navegación e interacción y característicasadicionales de luminancia.• Inmersivo - Immersive. Este perfil permite una interacción completa con gráficos 3D,incluyendo soporte para: audio, colisiones, niebla, y scripting.• Completo - Full. Este perfil contiene a los perfiles anteriores, además de loscomponentes para la animación humanoide y geoespacial. 3. Perfil. Discutidospreviamente.X3D posee perfiles adicionales entre los cuales resaltan:• “MPEG-4” Interactivo. Este perfil ha sido diseñado para difusión en dispositivos demanos (ej. “PDAs”) y teléfonos móviles.• CDF (Formato Transformado para Diseño Asistido por Computador – CADDistillation Format). Este perfil permitirá transformar datos en formato CAD a unformato abierto.FUNCIONAMIENTO X3DUna aplicación realizada bajo el estándar X3D consta de tres elementos primordiales:1. Escena o Servicio de Escena. Este elemento es un objeto que permite recrear elambiente a modelar, esto se logra gracias a la herencia del objeto “ExecutionContext”.2. Nodos o Servicio de Nodo. Dicho elemento permite definir figuras básicas dentro dela escena a modelar.3. perfil discutidos previamente.Con los tres elementos básicos anteriormente descritosuna escena puede ser desplegada y recorrida con el visor apropiado (ej. NavegadorWeb), esto se logra invocando a las funciones “initialize(), prepareEvents(),eventsProcessed(), shutdown()”. Initialize() es llamada antes de que el visor presente elmundo virtual al usuario, las funciones prepareEvent() y eventsProcessed() permiteninteractuar con los nodos (objetos), y shutdown() es invocada cuando se descarga laescena o mundo virtual.
  4. 4. X3D utiliza un sintaxis muy conocida en el ambiente Web como lo es XML; aún asíguarda mucha relación con su predecesor VRML sobre todo en los identificadores denodos y palabras reservadas del lenguaje, la Figura 4 muestra un archivo *.3xd y suhomólogo en *.wrl.ESTRUCTURA DE UN ARCHIVO X3DPara poder definir escenarios 3D en estándar X3D utiliza archivos de extensión *.x3dcomo se ha mencionado anteriormente, los cuales se encuentran sintácticamentecorrecto si se dan las siguientes condiciones :• Como primer elemento del archivo debe existir una cabecera la versión.• Todas las entidades que se encuentren presentes en el archivo deben ser coherentescon la versión especificada en la cabecera.• La secuencia de las entidades presentes en el archivo deben obedecer la estructuradefinida en la versión especificada en la cabecera.• Todos los valores de los campos en el archivo *.x3d obedecen a la relaciónespecificada por la versión en la cabecera.• En el archivo solo aparecen nodos que se encuentren especificados en el perfilutilizado, o declarados con una sentencia especial del tipo “COMPONENT”.• El archivo *.x3d debe estar codificado de acuerdo a las normas del estándar X3D.APLICACIONES DEL SOFTWARE 3DMotivado a los avances en realidad virtual, específicamente en el campo no inmersivose ha popularizado el uso de visitas y tutoriales 3D en donde un usuario interactúa víaun visor (Navegador Web) con una escena representativa del tópico de interés.Grandes organizaciones como la NASA han elegido X3D para el despliegue detutoriales sobre la galaxia. Herramientas de este estilo facilitan el acercamiento delconocimiento a millones de usuario vía Internet. Por otro lado organizacionescomerciales como Adobe han incorporado soporte para tecnologías 3D en sus producto,como es el caso de la extensión desarrollada por Octaga la cual brinda experiencias 3Dembebidas en documentos *.pdf .En cuanto al desarrollo de los visores también se encuentran numerosos avances. Eneste campo, el desarrollo se encuentra enfocado hacia la creación de navegadores Web oextensiones (“pluggins”) para los ya existentes; esto se debe a que Internet es la fuentede información más grande del planeta y se desea de que la realidad virtual se difundasobre ella. Aparte del muy popular Cortona , existen diferentes aplicaciones entre lasque cabe destacar a FreeWRL . FreeWRL es un visualizador 3D de código abierto quepermite explorar mundos 3D virtuales definidos bajo los formatos de VRML y X3D,dicha aplicación se encuentra disponibles en diversas plataformas.

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