挤压造型Extrusion的节点说明与应用案例

挤压造型Extrusion的节点说明和应用实例
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1。挤压造型的节点说明：
Extrusion节点
 
Extrusion
{  
    spine [0 0 0,0 1 0] # MFVec3f
    crossSection [1 1,1 -1,-1 -1,-1 1,1 1] # MFVec2f
    scale [1 1] # MFVec2f
    orientation  [0 0 1 0] # MFRotation
    beginCap  TRUE # SFBool
    endCap TRUE # SFBool
    ccw TRUE # SFBool
    solid TRUE # SFBool
    convex TRUE # SFBool
    creaseAngle 0 # SFFloat
}  
 
<域>:
spine 该域定义龙骨折线，包括一系列三维点，依次连接相邻点就得到一条折线。该域的

坐标在节点的局坐标系上定义。

crossSection 定义二维折线，包括一系列二维的坐标，依次连接相邻坐标点就得到一条

分段线性折线。该则先在节点的局部坐表系xz平面中定义，二维的坐标的第一个数是x坐

标，另一个是z坐标。
/*我们重点关心上面两个域*/

scale 该城定义二维折线的尺度缩放变换参数。在节点局部坐标系的XZ平面内，尺度变

换以平面的坐标原点为参照点，值的第一个数对应X轴的变换，第二个数对应Z轴。尺度变

换参数值必须大于零。一般该域值的个数与spine域一样，顺序对应着每个龙骨构造点处

的二维拆线的尺度变换。如果该城只指定了一个值，每一处的二维折线都使用这个值进行

变换。 

orientation  该域定义三维旋转变换参数。一般该域值的个数与SPine域一样，顺序对应

着每个龙骨构造点处的二维折线的旋转变换。如果该域只指定了一个值，每一处的二维折

线都使用这个值进行变换。注意这个旋转变换并不在节点的局部坐标系上定义，而在对应

每个龙骨构造点处的一个特殊的构造点坐标系上进行。 

beginCap  该域说明延伸体是否有起始端面（对应龙骨中第一个构造点）。如果

beginCap= FALSE，则不产生起始端面，否则，起始端面是将crossSection域中的二维折

线首尾相连构成的多边形，处于龙骨第一个构造点坐标系的xz平面。
 
endCap 该域说明延伸体是否有终止端面（对应龙骨中最后一个构造点）。如果endCap=

FALSE，则不产生终止端面，否则，终止端面是将crossSection域中的二维折线首尾相连

构成的多边形，处于龙骨最后一个构造点坐标系的xz平面。 

ccw Extlusion节点自动生成几何面的法线，该域决定法线方向与二维折线走向的关系。

当cow＝TRUE时，二维折线走向（由折点定义的顺序指定）、龙骨走向（由龙骨构造点定

义的顺序指定）与法线方向应成右手关系；反之，当cow＝FALSE时，二维折线走向、龙骨

走向与法线方向应成左手关系。如果域solid=TRUE，只有逆着法线方向观察，才可以看到

几何面。 

solid 对于一个几何体的面，法线方向的表面被认为是“外”表面，与此相反的是“内”

表面， 当solid域为TRUE时，只显示“外”表面，“内”表面并不显示着色。当几何体是

闭合的时候，该域用于浏览器实现优化。如果solid= FALSE，则意味着“内”、“外”表

面都要显示，浏览器必须计算两个表面，这时如果使用质材，面上的某点在两个表面使用

质材图像上的同一像点。 

convex 该域告诉测览器几何体是否为一个完全的凸面体。如果不能确定，该域应该设为

FALSE。convex域用于测览器实现优化。 

creaseAngle 该域影响浏览器对几何体相邻表面之间棱的处理。creaseAngle指定一个大

于0的角度值（弧度），如果相邻表面法线之间的夹角的绝对值小于这一角度，创览器对

相邻表面做平滑处理，棱不能被明显地察觉到。该域通常用于生成光滑的表面。
 
<事件>:
Set-SPine eventIn   MFVc3f             设置spine路径的值。 
Set-CrossSection eventIn   MFVec2f     设置crossSection路径的值。 
set-scale eventIn   MFVec2f            设置scale的值。
set-orientation  eventIn   MFRotation  设置orientation的值
 
<说明>:
    ExtruSion节点为描述多种形状的形体提供了一种有效和直接的方式，那些可以用ZD

截面图形经在空间中沿某一路径移动而形成的形体均可采用此方式。

    crossSection域描述了一个x-z平面上的2D准形截面。将crossSection的拷贝放在每

个spine路径的连接处，按照scale、orientation域的值进行缩放或旋转，然后将相邻连

接处的交叉部分的相应顶点连接起来形成物体的侧面。如果beginCap endCap已被说明，

适当的平面多边形端帽（caps）便可被加在所构建形体的末端。

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2。vrml代码如下：

#VRML V2.0 utf8

#用户视角
Viewpoint
{
        position 0 4 10
        description "Look"
}
#背景
Background
{
        skyColor
        [
            0.0 0.2 0.7,
            0.0 0.5 1.0,
            1.0 1.0 1.0
        ]
        skyAngle [1.309,1.571]
}
Group
{
        children
        [
                DEF Body Transform #螺丝纹,挤压造型
                {
                        children Shape
                        {
                                appearance DEF DColor Appearance
                                {
                                        material Material
                                        {
                                                diffuseColor .2 .1 .32
                                                specularColor .31 .388 .388
                                                ambientIntensity .07
                                                shininess 1
                                        }
                                }
                                geometry DEF Whorl Extrusion
                                {
                                        crossSection
                                        [
                                                0.05 0,0 0.08,-0.05 0,0.05 0
                                        ]
                                        spine [ ]
                                        scale [ ]
                                        beginCap TRUE
                                        endCap TRUE                    
                                        solid TRUE
                                }
                        }
                }, # end Body
                DEF Top Transform #钉子帽，圆柱
                {
                        translation 0 5.05 0
                        children Shape
                        {
                                appearance USE DColor
                                geometry Cylinder
                                {
                                        radius 0.5
                                        height 0.1
                                }
                        }
                },
                Transform #钉子的身子，圆锥
                {
                        translation 0 2.5 0
                        rotation 1 0 0 3.14
                        children Shape
                        {
                                appearance USE DColor
                                geometry Cone
                                {
                                        bottomRadius 0.25
                                        height 5
                                        side TRUE
                                }
                        }
                },
                DEF myScript Script
                {
                        field SFFloat a 0.01
                        eventOut MFVec3f spin_changed
                        eventOut MFVec2f scal_changed

                        url "vrmlscript:
                        function initialize()
                        {
                                y_add = 0;          //Y方向上的增量
                                cent = Math.PI/16;  //螺旋时的角度的增量
                                angle = 0.0;
                                sc = 0;             //缩放比例
                                N = 64 * 5;
   
                                for(i = 0; i < N - 20; i++)
                                {
                                        b = angle / (64*Math.PI);
                                        part_x = b * Math.cos(angle);
                                        part_z = - b * Math.sin(angle);

                                        /*spin就是一个多边形逼近形成的圆,Y上加

                                         上增量,就形成了螺旋上升的造型。*/
                                       spin_changed[i] = new SFVec3f(part_x,  y_add, part_z);
                                        scal_changed[i] = new SFVec2f(sc,sc);
                                        angle += cent;
                                        y_add += 1 / 64;
                                        sc += 0.01;
                                }
                        }"
                }
        ]
        ROUTE myScript.spin_changed TO Whorl.set_spine
        ROUTE myScript.scal_changed TO Whorl.set_scale
}

3。解释
crossSection [] 就是一个在x-z平面上的封闭图形,例子中是一个三角形；
spine [ ] 是crossSection的图形拉动的轨迹，(x,y,z)三维坐标形成的一个数组
scale [ ] 造型在各个spine点的缩放比例。

其实只要高中的立体几何学会了，挤压造型理解起来就是小菜一碟。