웹3D 동향

2011년 3월 31일

TTA 현실가상융합기술 세미나

수원대 이명원

2011-3-31 웹3D 포럼 2

웹3D 표준화

Web3D Consortium (www.web3d.org)

웹3D 거점기관

웹3D 포럼 (www.web3d.kr)

VRML (Virtual Reality Modeling Language): ISO/IEC 14772

X3D (Extensible 3D): ISO/IEC 19775-1

H-Anim (Humanoid Animation): ISO/IEC 19774

2007년 ~ 현재

2009년 ~ 2010년: 한국표준협회 (www.ksa.or.kr)

2011년 ~ 현재: 한국정보과학회 (www.kiise.or.kr)

국제대응기구: Web3D Korea Chapter (www.web3d.kr)

국내활성화포럼: 웹3D 포럼 (www.web3d.kr)

2011-3-31 웹3D 포럼 3

웹3D 국제표준 기술 (ISO)

국제표준화기관: ISO/IEC JTC1 SC24 및 Web3D Consortium

ISO/IEC 19775-1.2: 2008, X3D Architecture and base components Edition 2, IS

ISO/IEC 19775-2.2: 2010, X3D Scene access interface Edition 2, IS

ISO/IEC 19776-1.2:2009, X3D encodings: XML encoding Edition 2, IS

ISO/IEC 19776-2.2:2008, X3D encodings: Classic VRML encoding Edition 2, IS

ISO/IEC 19776-3:2007, X3D encodings: Compressed binary encoding Edition 1, IS

ISO/IEC 19776-3.2:2011, X3D encodings: Compressed binary encoding Edition 2, FDIS

ISO/IEC 19777-1:2006, X3D language bindings: ECMAScript, IS

ISO/IEC 19777-2:2006, X3D language bindings: Java, IS

ISO/IEC 19774:2006, Humanoid Animation, IS

ISO/IEC 14772:1997, Virtual Reality Modeling Language (VRML97), IS

ISO/IEC 14772-1:1997/Amd., VRML97 Amendment 1, IS

2011-3-31 웹3D 포럼 4

웹3D 표준 기술

X3D (Extensible 3D)

유비쿼터스환경에서 3D 데이터교환을위한저작권사용료가없는공개된 ISO

국제표준

XML을이용하여 3D 장면과물체들표현하고통신한다.

어플리케이션에삽입되어실시간그래픽스콘텐츠를저장, 검색, 재생

공학및과학적가시화, CAD 및건축, 의료가시화, 교육및훈련시뮬레이션, 멀티미디어, 오락등많은분야에서이용될수있도록부품화

대화형웹과멀티미디어와통합된방송기반 3D 컨텐츠를위한소프트웨어표준

다양한하드웨어장치에서 3D 그래픽스와멀티미디어가통합된교환형식

런타임구조와데이터인코딩을분리시키고, XML 을포함한다양한인코딩형식을지원한다.

새로운그래픽, 행동및대화형객체를추가할수있고다른API를 3D 장면안으로제공할수있다.

휴머노이드애니메이션, 모핑, 사용자상호작용기능제공

웹3D 세계

The Micro Universe of 3D Standards

ARB

“Creation”

Khronos

“Delivery”

Web3D

“Communication”

Shaders

2011-3-31 웹3D 포럼 5

Communicating via Broadcast

X3D is the 3D component of the MPEG-4 standard – tightly integrated 3D and video

MPEGExperts in video creation and delivery

W3CBuilding the foundation of the Worldwide Web

ISOCreating International Standards

Communicating via the Web

X3D defining how 3D graphics is integrated into the 2D via XML

Communicating into the Future

A stable and long-lived standards foundation for companies to build their future upon

Web3D has cooperative agreements with other key standards bodies to promote 3D solutions to the wider industry

2011-3-31 웹3D 포럼 6

X3D 기본 프로파일

2011-3-31 웹3D 포럼 7

2011-3-31 웹3D 포럼 8

X3D 시스템 구조

Scene Graph Data Structures Event Graph

X3D files and/or streamsEvent passing with external

application

Parsers

Classic

VRML

encoding

Binary

encoding

XML

encodingScene access

interface

(internal)

Scene access

Interface

(external)

Application programmer

Interfaces (APIs)

Prototype and

External Prototype

X3D

Node Types

Scene graph manager

New-node prototype construction

Scripting

Engines

(ECMAScript,)

(Java, others)

X3D Browser

2011-3-31 웹3D 포럼 9

X3D 장면그래프

X3D 장면그래프와 런타임 환경

X3D 런타임 환경의 기본 단위는 장면그래프(Scene Graph)

변환 계층으로 물체 렌더링의 공간적 관계를 정의하고 행동 그래프에 의해필드와 이벤트 와의 연결을 기술

X3D 브라우저는 하나의 X3D 파일을 디스플레이하며 사용자에게 변환 계층구조를 보여줌

X3D 런타임 환경은 장면을 렌더링하고 다양한 센서로부터 입력 데이터를받아들이고 행동시스템의 명령에 따라 장면그래프에 변화를 실행

X3D 런타임 환경은 물체의 생존 사이클을 관리하고, 이벤트 처리를 제어하며 파일 전송, 하이퍼링크, 어플리케이션과의 상호작용을 관리

X3D 시스템은 추상적 개체로 구성되며 각 객체의 기능적 명세를 정의하며구현에 대해서는 지시하지는 않는다.

X3D 객체들은 노드와 필드로 기술되며 X3D 인코딩이나 내장형 스크립트등을 이용하여 런타임에 장면 내에 정의된다.

2011-3-31 웹3D 포럼 10

X3D 실행 모델

Nodes

Sensor

nodes

Script

nodes

Scene

Graph

Execution

Engine

Route

Graph

initial events

output events

add/delete

route

direct o

utp

ut

even

ts

input events

2011-3-31 웹3D 포럼 11

X3D 컴포넌트

Core Time Networking Grouping

Rendering Shape Geometry3D Geometry2D

Text Sound Lighting Texturing

InterpolationPointing device sen

sorEnvironmental effects Geospatial

Humanoid animati

onNURBS

Distributed interactiv

e simulation (DIS)Scripting

Event utilitiesProgrammable sha

dersCAD geometry Texturing3D

Cube map environ

mental texturingLayering Layout Rigid body physics

Picking sensor Followers Particle systems

2011-3-31 웹3D 포럼 12

장면 접근 인터페이스

Scene Acess Interface (SAI)

X3D 는 런타임 장면 접근을 정의한 장면 접근 인터페이스(SAI) 제공

개발자는 SAI 를 이용하여 노드 생성과 해지, 이벤트 전송, 노드 연결, 필드값읽기 및 설정, 장면그래프 읽기, 브라우저 작동 제어

프로그래밍 접근은 내부적 혹은 외부적으로 할 수 있다.

내부적 접근은 장면그래프에 주문형 요소를 생성할 때 사용하고, 외부적 접근은 장면 밖에서 웹브라우저와 같은 호스트 어플리케이션에서 사용

X3D SAI 는 언어와 독립적인 서비스로서 여러 프로그래밍 언어 및 스크립트 언어의 바인딩으로서 명시화

X3D SAI 서비스와 컴포넌트 모델 인터페이스 명세서는 ISO/IEC 19775-2 에 기록

X3D SAI 서비스를 위한 언어 바인딩은 ISO/IEC 19777

2011-3-31 웹3D 포럼 13

휴머노이드 애니메이션 표준

ISO/IEC 19774:2006 Humanoid Animation (H-Anim)

3차원 인체 형상의 생성, 교환, 애니메이션을 위한 규격 정의

한 회사의 모델링 도구로 생성한 인체 형상을 다른 회사의 모션 캡처와 애니메이션 도구를 사용하여 애니메이션을 생성할 수 있는 표준화된 방법 제공

네트워크 3D 그래픽스와 멀티미디어 환경에서 인체 표현을 위한 구조적 시스템 정의

각 휴머노이드가 다른 표현 시스템에 삽입될 수 있고 애니메이션 될 수 있는관절형 캐릭터의 추상형 형태와 구조 정의

H-Anim 형상은 휴머노이드, 관절, 세그먼트, 위치, 치환으로 분류하는 H-Anim 객체를 이용하여 기술된다.

H-Anim 형상의 골격에 대한 기술은 HumanoidRoot 관절로부터 휴머노이드 부속물의 종단 효과기(end effector) 까지의 변환을 정의하는 관절 객체들의 트리로 구성된다.

휴머노이드 형상의 필요한 관절의 수는 관절 레벨 LOA(Level of Articulation) 으로 정의. 저수준 관절 수는 14개이며 고수준 관절의 수는 72개로 정의

2011-3-31 웹3D포럼 14

ISO/IEC 19774:2006 Humanoid Animation (H-Anim)

기본자세 정의

손의 방향

인체의 특징점

H-Anim 구조

HTML5 & X3Dom

• 3D for HTML V5

• XML-based X3D scenes.

• a JavaScript based interface for X3D

– It runs in any browser that supports HTML V5.

– It supports native X3D within an HTML page.

2011-3-31 웹3D포럼 15

X3DOM version (AnthroGloss model)

• Applications, Players and Plugins for X3D / VRML Viewing

• X3D Players

– BitMangment’s BS Contact, Octaga, InstantReality, FreeWRL/FreeX3D, Xj3D

Open Source, SwirlX3D Free Player, Heilan X3D Browser, NuGraf, GeoVrml

Run-Time, Sensegraphics

– Kambi VRML game engine, Parallel Graphics Cortona3D, blaxxun Contact,

Cosmo Player, libx3d, OpenVRML, Vivaty Player, Flux

Applications & Browsers

• X3D-Edit

• BS Editor

• Vivaty Studio

• Wings3D

• Blender

• Project RawKee

• Rez

• Octaga Exporter

• AC3D

• VIM Editor

• VrmlPad

• Viper

• SubmarineX3D

Authoring Software

• Okino Polytrans

• Xj3D Open Source

• X3D-Edit

• InstantReality X3D encoding converter

• BSConverter for 3ds max and BS Converter for Blender.

• MeshLab for unstructured 3D triangular meshes.

• NIST VRML to X3D Translator

• Vivaty

• View3dscene

• CAD Exchanger

• Ayam: RenderMan interface

Conversion and Translation Tools

• Basic X3D Examples

Examples & Scripts [1]

• Conformance NIST Test Suite

Examples & Scripts [2]

• VRML 2.0 Textbook

Examples & Scripts [3]

• X3D for Web authors

Examples & Scripts [4]

• InstantReality Examples

Examples & Scripts [5]

• Kambi VRML Game Engine

Examples & Scripts [6]

• Maple: math-oriented technical computing software

• Mathematica: a powerful computational tool for numerics

• UCSF Chimera: interactive visualization and analysis of

molecular structures

• Jmol: an open-source java viewer for three-dimensional

chemical structures

• VMD: a molecular visualization program

• Chemistry Markup Language (CML) examples

Export by Applications

2011-3-31 웹3D포럼 25

X3D Real World Solutions [1]

• Massive Multiplayer X3D Game Leelh.com online

• 3d visualization cad data engine building industry

• Virtual Sandiago de Compostela in X3D Octaga Player

• Interactive Avatars with X3D

• CAVE Immersive experience

2011-3-31 웹3D포럼 26

X3D Real World Solutions [2]

• The LEGO Group

• Colosseum of ancient Rome

• Coperion 3D – A Virtual Factory on the Tabletop

• Bitmanagement 3D Cities on the web

• Bitmanagement – a digital factory tool program

2011-3-31 웹3D포럼

X3D Showcase DVD

X3D Resources

• Flux Tutorial

• VRML/X3D Tutorials

• X3D MIME Types and File Extensions

• How to use the SAI (Scene Access Interface) Tutorial

• Xj3D Tutorial - Using Xj3D in your Java Application

• Xj3D Tutorial - Xj3D as a Java3D Loader

• Len Bullard's 2003 Extensible 3D: XML Meets VRML from August 2003

• NPS' Savage X3D Educational Resources: Revised May 8, 2007

• XML Matters: The Web ain't just for 2D any more

Tutorials

2011-3-31 웹3D포럼 30

Developer Toolkit

• Xj3D X3D Developer Toolkit

• X3DV Module Suite

• X3DToolKit

• The AntWars B3D Engine

• SAI API Generator

• RFX2X3D – RenderMonkey to X3D

Converter

• Planet 9 Virtual Cities

• Open Inventor

• Open ActiveWrl

• Octagon SDK

31

• Octagon Modeller

• H3D API

• CyberX3D for Java

• CyberX3D for C++

• eSynthesis XSD XML Schema to C+

+ Data Binding Compiler

• ChefX3D

• BS Editor

• Bitmanagment BS SDK package

• Avalon

AntWars Plant 9 RayGun

Plant 9 Virtual Cities

2011-3-31 웹3D포럼 32

Open Active World

H3DAPI

CyberX3D for Java and C++

2011-3-31 웹3D포럼 33

ChefX3D – Room Designer

ChefX3D – Rapid Scenario

Generation Toolkit

Savage Studio Toolkit :

Scenario designer for military

strategic planning

Savage Studio 3D Simulation

View

2011-3-31 웹3D포럼 34

Working Groups

• X3D

• X3D Earth

• X3D Networking

• User Interface

• CAD

• Medical

• VizSim

• X3D Conformance Program

• Programmable Shaders

• GeoSpatial

• DIS-XML

• H-Anim

• X3D Source

• Mobile

• Special Interest Groups

– AR

– E-Learning

2011-3-31 웹3D포럼 35

X3D Open Source Projects

• Xj3D: a Java-based toolkit and X3D browser

• FreeWRL: a VRML/X3D browser

• OpenVRML: a cross-platform VRML/X3D runtime library

• Rawkee: an X3D plug-in for Maya

• H3D: an X3D and OpenGL-based Haptic API

• X3DToolkit: a portable LPGL free C++ toolkit for X3D

scenegraph

• libx3d: a set of libraries and tools

• Info3D: a web application for information visualization

• The Planet Earth Project: a web3d earth

2011-3-31 웹3D포럼 36

Web3D Public Wiki

Web3D Members-Only Wiki

2011-3-31 웹3D포럼

Web3D Korea Wiki

2011-3-31 웹3D포럼

Products

• Developer Toolkits and Libraries

• File Translators & Utilities

• Games, Entertainment, and Education

• Market-Specific Applications

• X3D Collaboration Applications

• X3D Content Authoring & Editing Tools

• X3D Viewers, Browsers & Plug-ins

2011-3-31 웹3D포럼 40

Developer Toolkits and Libraries

• Avalon

• Bitmanagment BS SDK package

• BS Editor

• ChefX3D

• CyberX3D for C++

• CyberX3D for Java

• eSynthesis XSD XML Schema to

C++ Data Binding Compiler

• H3D API

• Octagon Modeller SDK

• Octagon SDK

2011-3-31 웹3D포럼 41

• Open ActiveWrl

• Open Inventor

• Planet 9 Virtual Cities

• RFX2X3D - RenderMonkey to

X3D Converter

• SAI API Generator

• The AntWars B3D Engine

• X3DToolKit

• X3DV Module Suite

• Xj3D X3D Developer Toolkit

File Translators & Utilities

• 3D Object Converter

• 3dsMax Exporter

• AccuTrans 3D

• Antiprism

• Blender X3D Exporter

• Blender X3D import script

• BS Encrypt

• BS Exporter for 3ds max

• BS Exporter for Blender

• BS Reducer

• BVH to H-ANIM motion capture

conversion scripts

• CIS/2 to VRML Translator (X3D

too)

2011-3-31 웹3D포럼 42

• KML2X3D

• MilkShape X3D exporter

• Octaga Exporter

• Okino's PolyTrans & NuGraf,

incl. 3ds Max, Maya & XSI plug-

in systems

• PixelTexture SFImage plugin for

3DSMAX

• RawKee plug-in for Maya

• UnrealToX3D

• VRML to X3D Translator

• X3D and VRML Plugin Detector

• X3D export plugin for AC3D

• Xj3D command line translator

Game, Entertainment and

Education

• For developers of Interactive 3D simulation systems

• The Taylor Tour

Market Specific Applications

Vertical markets such as simulation, CAD, geographic mapping, medical and

prototyping

• BS GeoFormer

• BS Tiler

• DESIRE RadVis

• Digital Archive Network for Anthropology and World Heritage

• LandXplorer Studio

• medworld3d interactive anatomical 3D visualization

• MOPET virtual trainer

2011-3-31 웹3D포럼 43

X3D Collaboration Applications

X3D applications for online collaboration and communication in virtual

environments.

• BS Collaborate

• BS Contact VRML/X3D

• Octaga Server

• Planet 9 GeoFeeder Server

2011-3-31 웹3D포럼 44

X3D Content Authoring &

Editing Tools

• @rbre : Open 3D genealogy

• Alpharis

• Blender

• BS Exporter for 3ds max

• BS Exporter for Blender

• BS GeoFormer

• Dione

• Flux

• Flux Studio

• H-Animator

• modo

• NSS X-Modeler

• Octaga Producer

• PSPad

• Seamless3d

• SwirlX3D

• WireFusion

• X3D-Edit

• X3D-Edit 3.1 for Extensible 3D

• X3D-Weaver

• X3DV Module Suite

2011-3-31 웹3D포럼 45

X3D Viewers, Browsers & Plug-ins

• Blaxxun3D

• BS Contact Geo

• BS Contact J

• BS Contact Mobile

• BS Contact Stereo

• BS Contact VRML/X3D

• BS Contact VRML/X3D

• Carina Viewer

• Demotride

• Flux Player

• FreeWRL

• JINX

• Octaga Producer

• Octaga Professional

• OpenVRML

• OpenWorlds Horizon-X3D

• Planet 9 - RayGun Multi-user

Client

• SwirlX3D Viewer

• Vcom3D Venues X3D

Simulation Engine (Beta 3.0)

• Xj3D

2011-3-31 웹3D포럼 46

Web3D 예제

• http://www.parallelgraphics.com/products/showroom/virtual-tours/

• http://www.parallelgraphics.com/products/showroom/screensaver-

collection/

• http://www.parallelgraphics.com/products/showroom/

• http://www.parallelgraphics.com/products/showroom/interior-

design/example/

• http://www.parallelgraphics.com/vrml/realestate/

• http://www.parallelgraphics.com/products/showroom/christmas-collection/

• http://www.cortona3d.com/Try-Buy/Demos.aspx

2011-3-31 웹3D포럼 47

웹3D 포럼 (2007 ~ 현재)

웹3D 포럼과 Web3D Korea Chapter 배경

2007-2008년 한국표준협회 표준화포럼 사업

목표

웹3D 서비스 소프트웨어의 국제표준 개발

국제민간표준단체인 Web3D Consortium 의 국내 대응 체계 구축(한국지부 운영과 국제표준화 활동의 공동 대응)

ISO/IEC JTC1 SC24 WG6 표준화 영역

2009-현재 한국표준협회 표준화 거점기관 사업

2009-2010 웹3D 거점기관 한국표준협회

2011-현재 웹3D 거점기관 한국정보과학회

2011-3-31 웹3D포럼 48

웹3D 국제표준 제안 현황

웹3D CAD 데이터 (KAIST, ㈜부품디비)

한국 제안 표준안 (국제 표준화 진행 중인 표준안)

웹3D 물리 단위 정의 (수원대)

웹3D 투시적 텍스처매핑 (충북대)

웹3D 혼합현실 (ETRI, 고려대)

웹3D 모바일 (수원대)

웹3D 캐릭터 애니메이션 (수원대, ETRI)

웹3D 디지털 교과서 (충북대)

웹3D 이러닝 (KERIS, 충북대)

웹3D GPS 인터페이스 (수원대)

웹3D 의료 데이터 (충북대)

2011-3-31 웹3D포럼 49

2011-3-31 웹3D포럼 50

Web3D Korea 시험데이터/소프트웨어 (1)

수원대

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Web3D Korea 시험데이터/소프트웨어 (2)

부품디비㈜KAIST

충북대

Web3D Korea 추진조직

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거점기관(한국정보과학회)

Web3D 한국 사무국

(국내) 웹3D Korea Forum공동위원장:이명원/류관희

국제표준 대응/의견반영

단체표준화WG

보급/확산

Web3D Consortium

X3D WG 3D Character

WG

MobileMedia WG

3D CAD WG Medical WG AR WG e-Learning

WG

(국제) web3D Korea Chapter

국내 산학연 전문위원 (35인, 현재)

Web3D Korea 사이트

2011-3-31 웹3D포럼 53

www.web3d.kr