面向远程监控的X3D标准扩展研究

摘要

远程监控与虚拟现实技术相结合是当今工业监控领域的重要研究方向。X3D 标准（eXtensible 3D Standard）已经被广泛应用于创建基于网络的交互三维虚拟空间。本文针对面向远程监控扩展X3D标准的问题，从X3D技术在远程监控中的应用与扩展、基于X3DToolKit 的X3D扩展方法、基于OpenVRML的X3D 扩展方法、远程监控“过程控制综合实验平台”原型系统等方面进行了研究，其主要内容包括： 第一，分析了目前X3D技术在远程监控中的几种应用方式和存在的问题，定义了X3D 通讯组件以便扩展X3D 系统的数据交互接口，实现X3D 技术与远程监控技术的无缝连接。 第二，基于开源工具包X3DToolKit，研究了创建X3D 标准的新节点和新处理器的方法，设计了一个利用键盘等外部设备直接修改几何节点Box的size 域的应用实例。 第三，基于开源工具包OpenVRML，定义了应用于网络数据通讯的NetSensor 节点和应用于本地数据通讯的DataSensor 节点，实现了虚拟场景与外部应用程序直接通讯；提出了设计智能监控单元节点的思想和方法；开发了基于MFC 的VRML/X3D浏览器。 最后，利用以上的研究成果，基于扩展的OpenVRML 工具包开发了具有一定实用价值的远程监控“过程控制综合实验平台”的原型系统。 X3D 通讯组件的引入，能够更加容易的将X3D 技术整合到监控系统之中，消除了X3D 在工程应用中的许多限制并改善了监控软件的交互环境，在工业监控领域具有很好的理论价值和应用前景。