Einbindung von Stand- und Bewegtbildern in VRML 2.0 mittels Java und Corba

Diplomarbeit von Antonio Parisi

Einleitung:

Die Möglichkeit künstliche Welten im WWW (World Wide Web) darzustellen, eröffnet neue Wege in der Gestaltung von WWW-Seiten, die der Kreativität zu gute kommen. Zum Beispiel wäre ein Rundgang durch ein virtuelles Museum denkbar, in denen alte Bauten wie das Colosseum aus Rom, der Apollo-Tempel aus Athen oder Fresken aus längst zerstörten Kuppeln bewundert werden können. Diese künstlichen Welten - bekannt unter den Namen "Virtual Reality"- ermöglichen es dort zu navigieren und mittels Eingabegeräte sie zu beeinflussen. Sogar Lichteinflüsse (z.B. Reflexionen und Nebel), Ton- und Sprechsequenzen, Implementierung von Stand- und Bewegtbilder (genannt Texture) sind möglich, um nur einige der Spezialeffekte aufzuführen.

Die Aufgabe dieser Arbeit besteht darin, daß beim Durchqueren von bestimmten Räumen in der virtuellen Welt, Stand- oder Bewegtbilder abgespielt werden. Wobei diese nicht statisch oder fest in der künstlichen Welt verankert sind, sondern in Quasi-Echtzeit oder fiktiv von außen vorgegeben werden (online). Die Verbindung zu VRML wird mit Java realisiert. Eine weitere Verbindung mit Java zu einer anderen Plattform (Server) wird mit dem Common Object Request Broker (CORBA) erreicht. Am Ende sieht das so aus, daß der Server die Bilder bereithält, eine Java-Client-Applikation die Bilder vom Server über CORBA bekommt und VRML sie schließlich von der Java-Client-Applikation abholt. Dabei hat das Java-Programm auch eine Steuerungsfunktion, d.h. es übergibt nur dann Bilder, wenn sie neu sind und weiter sorgt es dafür VRML zu sagen, ob es sich um ein Stand- oder Bewegtbild handelt, so daß VRML das zuletzt eingeladene Bild als Stand- oder Bewegtbild anzeigt. Die Übergabe an VRML beinhaltet nur die Adressen wo die Bilder auf der Festplatte zu finden sind. Gleichzeitig empfängt die Java-Client-Applikation die Dateien (Stand-und Bewegtbilder) von der Java-Server-Applikation.

Gang der Untersuchung:

Der Schwerpunkt in dieser Arbeit wurde auf VRML gelegt, so daß von den übrigen Werkzeugen Java und CORBA nur das Wesentliche abgehandelt wird. Somit ist in Kapitel 2 eine Übersicht der Entwicklungswerkzeuge zu sehen, in der die Entstehung und Einführung der Werkzeuge näher beschrieben wird. In Anbetracht der Vielfalt der verwendeten Werkzeuge wird teilweise auf weiterführende Literatur hingewiesen, da sie sonst den Rahmen dieser Diplomarbeit sprengen würden. Dabei soll dieses Kapitel eine Grundlage schaffen für die kommenden Kapiteln. Alles was benötigt wird, zum Verständnis der Arbeit, ist auch aufgeführt und auf weitere Möglichkeiten evtl. nur hingewiesen.

Kapitel 3 zeigt, anhand eines Beispieles, die Möglichkeit VRML mit Java zusammenzubinden. Eine wesentliche Rolle spielt hierbei die ROUTE-Funktion und der Script Node. Die benötigten Methoden (Funktionalitäten) in Java für den VRML Script Node werden hier erklärt.

In Kapitel 4 werden die Programme vorgestellt, welche die Realisierung der Einbindung von Stand- und Bewegtbildern ermöglichen. Es werden zwei Konzepte vorgestellt, da die Realisierung des ersten Konzeptes dem Entwicklungsstand des verwendeten VRML-Browser zu fortgeschritten war, d.h. der verwendete VRML-Browser von Intervista hatte Programmfehler, die zum Absturz führten. Dies führte dazu ein komplett neues Programm zu entwickeln, das auf ein anderes Konzept basiert.

Mit der Einbindung des, aus Abschnitt 4.3, entwickelten Konzepts an CORBA, befaßt sich das Kapitel 5. Die Entwicklung der CORBA-Umgebung wurde in Zusammenarbeit mit Herrn Kudret Paksoy realisiert, der ebenfalls ähnliche Programme für den Client und dem Server für seine Diplomarbeit benötigte.

Inhaltsverzeichnis:

1.	Einleitung	1
1.1	Künstliche Welten im World Wide Web	1
1.2	Zielsetzung der Arbeit	1
1.3	Stand der verwendeten Software	2
1.4	Gliederung der Arbeit	3
2.	Übersicht der Entwicklungswerkzeuge	4
2.1	Virtual Reality Modeling Language	4
2.1.1	Definition	4
2.1.2	Die Entstehungsgeschichte	5
2.1.3	Die Philosophie der Node's	6
2.1.4	Die Syntax - Grundstruktur einer VRML-Welt	9
a)	Unabhängige Transform Nodes	11
b)	Transform Node mit childrens	13
2.1.5	Einbettung in den WWW-Browser	16
2.2	Java	17
2.2.1	Definition	17
2.2.2	Die Entwicklungsgeschichte von Java	19
2.2.3	Eine Applikation als Grundlage der Programmiersprache	20
2.2.4	Ein Applet und das World Wide Web	22
2.3	Common Objekt Request Broker (CORBA)	24
2.3.1	Warum CORBA enstanden ist	24
2.3.2	Arbeiten mit OrbixWeb von Iona	25
3.	VRML und das Zusammenwirken mit Java	27
3.1	Interaktionen mit der ROUTE Funktion	27
3.2	Das Interface - der Script-Node	30
3.3	Ein-/Ausschaltung der Rotation eines 3D-Objektes mit Texture	32
3.3.1	Der VRML-Quellcode	32
3.3.2	Das VRML - wiring diagram	34
3.3.3	Das Struktogramm zum Java-Quellcode	35
4.	Entwicklung der Programme	38
4.1	Erläuterung zur Entstehung der zwei Konzepte	38
4.2	Erstes Konzept basierend auf den Eigenschaften der MovieTexture	38
4.2.1	Der Programmablauf	38
4.2.2	Der VRML-Quellcode	39
4.2.3	Das VRML-wiring diagram	40
4.2.4	Das Struktogramm zum Java-Quellcode	41
4.2.5	Die Fehlerlastigkeit des WorldView v2.0 mit dem entwickelten Programm	44
4.3	Zweites Konzept basierend auf die aus der VRML-Klasse stammende Methode createVrmlFromString	46
4.3.1	Der Programmablauf	46
4.3.2	Der VRML-Quellcode	48
4.3.3	Das VRML-wiring diagram	51
4.3.4	Die Diagramme zum Java-Quellcode	52
5.	Anbindung an CORBA	58
5.1	Der IDL Code	58
5.2	Zuschnitt der Client-, Server- und Implementations-Objekte	60
5.3	Einbindung des MovieNode-Programm an den Client	75
6.	Schlußfolgerung	79
	Literaturverzeichnis	81
	Symbolverzeichnis	82
	Anhang A	83
	Aufführung der grundlegendsten Nodes	83
	Anhang B	100
	MovieStarter-Quellcode mit processEvents()-Methode	100
	MovieNode-Quellcode mit start-/stopTime event zum Timer Node	101
	MovieNode mit Einbindung an das StreamDataExchange-Interface	112
	Anhang C	126
	TicTacToe-Quellcode	126
	WebChatCafe-Quellcode	135
	Anhang D	142
	Email an Intervista	142