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Back-End: Parsing von VRML-Dateien

Hier eine kleine Erläuterung zur Verarbeitung von VRML für die gängigen Open-Source 3D-Engines wie Away3D, Papervision oder Sandy3D

Hier eine kleine Erläuterung zur Verarbeitung von VRML für die gängigen Open-Source 3D-Engines wie Away3D, Papervision oder Sandy3D. Um genauer zu sein, der Verarbeitung von VRML2 (.WRL), welches von jeder 3D-Software exportiert werden kann. Leider exportieren einige 3D-Programme VRML Geometry-Nodes lediglich als IndexedFaceSets, einer langen Liste von Knotenpunkten, die für die hier vorgestellte Methode der Verarbeitung ungeeignet ist. Cinema4D erzeugt z.B diese Art von VRML-Code, es sit daher empfohlen z.B. auf 3DMax zurückzugreifen, wenn möglich. 

Der Ablauf des Parsings ist keine Raketentechnik; da VRML ein Textformat ist, geht es eigentlich nur um den Einsatz von String-Operationen innerhalb einer Array-Filter Schleife. Hier ein kurzer Blick auf typische VRML-Syntax:

#VRML V2.0 utf8
# Produced by 3D Studio MAX VRML97 exporter, Version 9, Revision 1
# MAX File: level.max, Date: Sat Sep 6 8:00:00 2008

DEF myTestBox Transform {
  translation 317 100 -57
  children [
      Transform {
        translation 0 11.5 0
        children [
          Shape {
            appearance Appearance {
              material Material {
                diffuseColor 0.03137 0.2392 0.5412
              }
            }
            geometry Box { size 20 23 20 }
          }
    ] }
  ]
}

Im obigen Beispiel kann man leicht die nötigen Eckdaten ersehen, die man herausfischen muß, um sie in Actionscript3 wiederum in eine 3D-Szene zu übersetzen. Hier der nötige Ansatz dazu:

private var container:TransformGroup;
/*for Away3D change TransformGroup to ObjectContainer3D*/
private var vrmlString:String;

/*return-type TransformGroup is for Sandy3D, 
for Away3D choose ObjectContainer3D instead*/
private function parseVRML( $vrmlString:String ) : TransformGroup
{
   this.vrmlString = $vrmlString;
   var nodesInclCamera:Array = vrmlString.split( ‘DEF ‘ );
   /* remove VRML-header */
   nodesInclCamera.shift();
  /*exclude camera-node*/
  var nodesExclCamera:Array = nodesInclCamera.filter( filterCamera );

  container = new TransformGroup( ‘container’ );
  /*Away3D: container = new ObjectContainer3D();*/
  /*iterate over all geometry-nodes*/
  nodesExclCamera.forEach( processNode );
  
  return container;
};

private function filterCamera( element:*, index:int, arr:Array ):Boolean 
{
  return ( element.match( ‘Camera’ ) == null ); 
};

private function processNode( element:*, index:int, arr:Array ) : void 
{
  var helperArray:Array = element.split( ‘geometry ‘ );
  var primitive:String = helperArray[ 1 ].substr( 0, helperArray[ 1 ].indexOf( ‘ ‘ ) );
  var properties:Object = new Object();
  properties.name = element.substr(0, element.indexOf( ‘ ‘ );

  /*parse size*/
  var sizeSub:String = element.substr( element.indexOf( ‘size’ )+5, element.length);
  var sizeSplit:Array = sizeSub.split( ‘ ‘ );
  properties.width = sizeSplit[ 0 ];
  properties.height = sizeSplit[ 1 ];
  properties.depth = sizeSplit[ 2 ];

  /*parse position*/
  var transSub:String = element.substr( element.indexOf( ‘translation’ )+12, 
   element.indexOf( ‘ children’ ) );
  var transSplit:Array = transSub.split( ‘ ‘ );
  properties.x = transSplit[ 0 ];
  properties.y = transSplit[ 1 ];
  properties.z = transSplit[ 2 ];	

  /*parse rotation*/
  /*properties are called rotateX, rotateY and rotateZ in Sandy
  Away3d: change to rotationX, rotationY and rotationZ*/
  if ( element.match( ‘rotation’ )  != null)
  {
    var rotSub:String = element.substr( element.indexOf( ‘rotation’ )+9, 
    element.indexOf( ‘ children’ ) );
    var rotSplit:Array = rotSub.split( ‘ ‘ );
    properties.rotateX= Number( rotSplit[ 0 ] ) * Number( rotSplit[ 3 ] ) * 100;
    properties.rotateY= Number( rotSplit[ 1 ] ) * Number( rotSplit[ 3 ] ) * 100;
    properties.rotateZ= Number( rotSplit[ 2 ] ) * Number( rotSplit[ 3 ] ) * 100;
  } 

  container.addChild( this[ ‘_create’ + primitive ]( properties ) ); 			
};

/*return-type for Away3D is Cube instead*/
private function _createBox( properties: Object ) : Box
{
  var shape:Box = new Box();
  /*Away3D: var shape:Cube = new Cube();*/
  for( var p:String in properties ) shape[ p ] = properties[ p ];
  return shape;
};

Der erste Filter-Befehl trennt die Kamera von den restlichen Nodes. Man kann diesen Eintrag löschen, wie in unserem Beispiel, oder an dieser Stelle sogar seine 3D-Kamera dynamisch erzeugen.

var nodesExclCamera:Array = nodesInclCamera.filter( filterCamera );

private function filterCamera( element:*, index:int, arr:Array ):Boolean 
{
  return ( element.match( ‘Camera’ ) == null ); 
};

Die zweite Schleife durchläuft alle Geomtry-Nodes; hier kann man den Code zum Erzeugen der 3D-Szene einfügen—dazu wird jeweils eine dynmische Funktion aufgerufen anhand der Art von 3D-Objekt. Das funktioniert natürlich nur mit den 3D-Objekten, die auch von der gewählten 3D-Engine unterstützt werden. Außerdem sollte man im Hinterkopf behalten, daß die verschiedenen Körper unterschiedliche Klassennamen in den 3D-Engines haben. So wird ein rechteckiger Körper in Away3D “Cube” genannt, und in Sandy3D “Box”. Generell entsprechen die Bezeichnungen in Sandy3D denen von VRML (gute Arbeit, Jungs):

container.addChild( this[ ‘_create’ + primitive ]( properties ) ); 	

Der Funktionsaufruf übergibt alle nötigen Eigenschaften zum Erzeugen des 3D-Primitve als Objekt. Die Funktion gibt den fertigen 3D-Körper zurück.

/*return-type for Away3D is Cube instead*/
private function _createBox( properties: Object ) : Box
{
  var shape:Box = new Box();
  /*Away3D: var shape:Cube = new Cube();*/
  for( var p:String in properties ) shape[ p ] = properties[ p ];
  return shape;
};

Das ist der Ansatz zum Parsen von VRML—ich werde hier nicht weiter in die Details gehen, z.B. dem Setzen von Texturen, welche in VRML in Appearance- und Material-Nodes abgelegt werden. Das Verarbeiten dieser Daten läßt sich ähnlich dem oben vorgestellten Beispiel handhaben. Ich denke, daß sollte als Anstoß reichen.

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