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VRML für die Homepage

Der Weg in die Virtuelle Realität ist noch weit. Dennoch lassen sich mit Sprachen wie der Virtual Reality Modeling Language bereits beeindruckende 3D-Modelle und kleine Welten erschaffen.

Dieser Artikel wurde im Jahr 1997 in Internet Professionell veröffentlicht.

VRML steht für Virtual Reality Modeling Language. Diese Sprache beschreibt dreidimensionale Gegenstände und Umgebungen auf dem World Wide Web. VRML definiert Objekte, Lichtquellen, Kamerapositionen und Oberflächen von Elementen. Die Beschreibungen kommen als Klartext in einer ASCII-Datei an den Empfänger. Dort interpretiert ein Programm alle Daten, positioniert die Elemente, berechnet Lichtquellen und Schattierungen. Mit einem VRML-Browser wandern Sie durch VRML-Landschaften oder drehen 3D-Gegenstände. Die VRML-Decoder liegen meist als Plugins für den Netscape Navigator oder den Internet Explorer vor. Beide Browser bringen schon von Haus aus entsprechende Werkzeuge mit.

Die Entwicklung von VRML begann Ende 1993 als 3D-Interface für das World Wide Web. Die erste WWW-Konferenz in Genf 1994 beschloß, in Ergänzung zu HTML einen einheitlichen 3D-Sprachstandard unter dem Namen Virtual Reality Markup Language zu schaffen. Später mutierte das Markup zu Modeling. Im Oktober 1994 einigte man sich auf das Open Inventor ASCII File Format von Silikon Graphics als Sprachgrundlage. Seit Mai 1995 gibt es VRML 1.0, drei Monate darauf brachte man erste Verbesserungen im Format 1.1 unter. Im vergangenen Jahr kam die Version 2.0, die auch Klänge, Animationen und eine Kollisionsabfrage bietet.

VRML wozu braucht man es?

VRML eignet sich für viele Einsatzbereiche – von kompakten 3D-Modellen bis hin zu ausufernden virtuellen Welten. Auf naturwissenschaftlichen WWW-Sites finden Sie häufig chemische Formeln als VRML-Moleküle dargestellt. Einige WWW-Designer nutzen 3D-Modelle, um Usern die Navigation auf der Homepage zu erleichtern. Besonders bei komplexen Seitenstrukturen mit vielen Verknüpfungen präsentiert sich ein VRML-Wegweiser als interessante Alternative zu überfrachteten Hyperlink-Kulturen.

Virtuelle Welten wie Sonys Community Place oder die Cyberhub-Welten von Black Sun Interactive basieren auf VRML. Die Hersteller ergänzen ihre VRML-Clients um eigene Module die der Interaktion dienen. Dazu zählen Chat-Funktionen in Text und Ton oder Auswahl und Design eigener Avatars – Repräsentanten der eigenen Person in der virtuellen Umgebung. Online-Shopping-Anbieter schließlich träumen von einer VRML-Zukunft, von virtuellen Kaufhäusern, digitalen Verkäufern und dem elektronischen Einkaufsbummel.

VRML wo hakt's?

Doch VRML birgt Probleme. Zum einen erreichen virtuelle Welten trotz platzsparender VRML-Anweisungen bisweilen Megabyte-Größe. Zum anderen sind viele Computer schlicht zu langsam, um dreidimensionale Umgebungen und Körper flüssig darzustellen. Erst mit den 3D-Beschleunigerkarten und Pentium-Rechner der 200er-Klasse ist mehr virtuelle Realität zu erwarten.

Ein weiteres Problemfeld stellen die VRML-Browser dar. Ob sie nun Live 3D, Cosmo-Player oder Community Place Browser heißen – alle stellen die Welten unterschiedlich dar. Manche haben Probleme mit den Lichtverhältnissen, andere kommen mit einzelnen Objekten garnicht zurecht. Fertige VRML-2.0-Browser sind noch Mangelware. Prominente Werkzeuge wie der Cosmo Player von SGI liegen erst als Beta-Version vor. Dennoch sticht dier Cosmo Player bereits jetzt viele andere Plugins aus – zum Austesten selbst gebastelter VRML-Welten ist das SGI-Programm ideal.

VRML: wie geht's?

VRML-Daten kommen als ASCII-Files über das Internet. Vorteil dieser Methode: VRML ist plattformunabhängig und bei richtiger Verwendung lassen sich schon mit wenigen Anweisungen komplexe Gebilde platzsparend versenden.

Die Sprache sieht einige wenige Grundelemente vor, die in einem kartesischen Koordinatensystem Platz finden. Diese „Primitives“ genannten Objekte sind Kugel, Zylinder, Kegel und Würfel. Farbe und Oberflächenbeschaffenheit gehören zu den Eigenschaften aller Objekte. Texturen, etwa Marmor oder Holz lassen kommen über einfache Grafikdateien in die virtuelle Landschaft.

Die geometrischen Grundmuster erlauben, auch komplexere Gebilde zusammenzustellen. Alle Primitives lassen sich beliebig vergrößern, verkleinern und in allen Dimensionen dehenen oder stauchen. Elemente können ihre Eigenschaften an Unterobjekte, im Jargon „Kinder“ genannt weitergeben. Über die Zuweisung von Referenzen darf sich der Programmierer beliebig oft auf einmal definierte Objekte beziehen. Ebenso erlaubt VRML, mehrere Objekte zu gruppieren.

Reichen die Primitives einmal nicht aus, behilft sich VRML mit der Angabe von Punkten, Linien oder Polygonflächen. Hier endet der Weg für alle, die VRML von Hand programmieren. Denn die Punktdefinitionen sind aufwendig und nur schwer nachvollziehbar. In diesen Fällen muß ein VRML-Editor ran, der diese Aufgabe übernimmt.

Ein einfaches Objekt sieht so aus:

#VRML V1.0 ascii
Separator {
	Separator {
		Texture2 {filename "wood.jpg"}
		Transform {
			translation 5 0 0
			rotation 0 1 0 0.7854
		}
		Cube { }
	}	
	
}

Hier erscheint im Browser ein Würfel, der an seiner Hochachse um 45 Grad gedreht etwas rechts vom Betrachter steht. Die Textur wood.jpg gibt dem Objekt ein hölzernes Aussehen. Gespeichert mit der Endung WRL läßt sich dieses Textfile von jedem VRML-fähigen Browser verarbeiten.

Alle VRML-Objekte lassen sich mit einem Hyperlink versehen. Dieses darf auf eine WWW-Homepage oder eine andere WRL-Datei verweisen. Auf diese Weise lassen sich mehree Welten miteinander verknüpfen. Ebenso erlaubt die Sprache, externe Objekte in eine Welt einzubinden. Im World Wide Web eröffnet sich dem 3D-Gestalter eine gigantische Sammlung von vorgefertigten Objekten – vom Bürostuhl über Stehlampen bis zum Flugzeug.

VRML Editoren

Das Internet bietet eine Vielzahl von VRML-Editoren verschiedener Leistungsklassen. Viele Exemplare gibt es allerdings nur als stark eingeschränkte Crippleware-Versionen. Deren Funktionsumfang reicht allenfalls für erste Gehversuche.

Für einfache Welten in VRML 1.x eignet sich der 3D-Editor Breeze Designer 2.0, der als Freeware erhältlich ist. Eigentlich handelt es sich hierbei um ein universelles 3D-Tool, das lediglich eine Exportschnittstelle für VRML-Welten mitbringt. Mit einem übersichtlichen Interface und relativ einfacher Bedienung bringt der Editor schnelle Erfolgserlebnisse. Dem gegenüber stehen allerdings Einschränkungen: Breeze 3D kann VRML-Objekte nicht einlesen.

Beim Design bleibt man also auf die in Breeze Designer enthaltene Objektbibliothek beschränkt oder behilft sich mit Objekten in anderen CAD-Formaten, etwa AutoCAD. Außerdem kann Breeze Designer nichts mit VRML 2.0 anfangen. Als Einsteigerwerkzeug und für den Aufbau detaillierter Einzelobjekte ist der Designer aber gut zu gebrauchen.

Etwas kniffliger in der Bedieung und nicht so übersichtlich zeigt sich der Community Place Conductor von Sony. Dafür bringt dieser erheblich mehr Leistung, erlaubt den Import von VRML-Objekten und unterstützt VRML 2.0. Schließlich bringt das Sony-Programm viele vorgefertigte Texturen und eine Ladung Objekte – vom Bürostuhl bis zur Autotüre – mit.

Allerdings befindet sich das Design-Tool noch in der Alphaphase. Das macht sich an einigen kleinen Stolpersteinen bemerkbar. So kann der Conductor keine neuen WRL-Dateien anlegen, wenn bereits einmal ein File geladen wurde. Erst ein Neustart des Programms beseitigt diese Ladehemmung. Außerdem vergällen noch fehlende Leistungsmerkmale den Editorenalltag. So lassen sich Objekte nur in alle drei Dimensionen 1:1:1 skalieren. Flache Zylinder oder gedehnte Rundkörper sind so unmöglich. Doch das mag man der Alphaversion verzeihen, immerhin eignet sie sich ideal, um bereits bestehende VRML-Objekte aus dem World Wide Web zu einer kompletten Szenerie zusammenzustellen. Auf jeden Fall sollte man die Entwicklung dieses Werkzeugs intensiv mitverfolgen. Der Sony Community Place Conductor wirkt vielversprechend.