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XML-basierte 3D-Komponenten

 
: Abawi, D.F.; Reinhold, S.
: Steinmetz, R.; Krömker, D.; Dörner, R.; Grimm, P.

Darmstadt, 2001
Darmstadt, TU, Dipl.-Arb., 2001
German
Thesis
Fraunhofer IGD ()

Abstract
In der 3D-Computergraphik wurden in den letzten Jahren vermehrt objektorientierte Konzepte mit komponentenbasierten Ansätzen erweitert. Als Beispiel sei hier das Konzept der 3D-Beans aufgeführt, das den Komponentenansatz der JavaBeans-Technologie für den Einsatz in 3D-Computergraphiksystemen erweitert. Ein Weg, um komponentenbasierte 3D-Graphik in einem breiten Feld einsetzen zu können, bietet sich durch den Einsatz standardisierter Beschreibungssprachen.
Das Ziel der Arbeit besteht darin, eine XML-basierte Beschreibungssprache für 3D-Komponenten zu definieren. Auf Grundlage einer Studie bestehender Konzepte wie XML, X3D, MPEG-4, MPEG-7 und der Bean Markup Language (BML) entsteht dabei ein erweiterbares Konzept namens Bean3D-ML, das eine Beschreibung dreidimensionaler komponentenbasierter Szenen in anwendungs- und programmiersprachenunabhängiger Weise erlaubt. Angelehnt an die Konzepte von BML und X3D nutzt die Bean3D-ML das Konzept der Komponentenorientierung und überträgt dessen Anwendungsmöglichkeiten auf die Beschreibung komponentenbasierter dreidimensionaler Szenen.
Ein im Rahmen der Arbeit implementierter Prototyp zur Verwendung des entwickelten Konzepts innerhalb der 3D-Komponenten-Entwicklungsumgebung BeanBox3D zeigt allgemein die praktische Eignung der Ergebnisse.
Der Einsatz von XML als weit verbreiteter Standard erleichtert speziell den Austausch von 3D-Szenen über Anwendungsgrenzen hinweg, als auch beispielsweise eine Nutzung innerhalb von Content Management Systemen, da das entwickelte Format bei der Beschreibung dreidimensionaler Szenen eine Trennung zwischen Beschreibung und Inhalt erlaubt.
Dadurch ergeben sich Vereinfachungen und neue Anwendungsmöglichkeiten für die Modellierung dreidimensionaler komponentenbasierter Szenen:
Im Rahmen eines Versionierungsmechanismus können Komponenten beliebig ausgetauscht werden, wobei insbesondere keine feste Bindung an eine spezifische Komponententechnologie wie JavaBeans oder ActiveX besteht. Die verteilte Anbindung mehrerer Entwicklungsumgebungen an eine zentrale Datenbank oder einen Objektbus für den Zugriff auf Szenenbeschreibungen und Komponenten ist ebenso möglich wie das Ausliefern kompletter Szenen auf verschiedenartigen Plattformen (Deliver to different Platforms) unter Verwendung angepaßter Darstellungsformen. Dadurch ist insbesondere eine Anwendung in stark heterogenen Systemumgebungen möglich. Auch eine Einbindung in Web-Services oder andere leichtgewichtige Web-Anwendungen ist nunmehr denkbar. Durch ihre Erweiterbarkeit erlaubt die Bean3D-ML dabei eine Weiterentwicklung und Präzisierung von Konzepten der Komponentenorientierung in dreidimensionalen Szenen in Form zusätzlicher Sprachelemente.

 

In recent years, object oriented concepts in 3D computer graphics have been extended using component-based approaches. An example for this development is the 3D-Beans component architecture, which allows the use of JavaBeans technology within 3D computer graphics systems. One way to open a broad field of applications to component-based 3D graphics is to employ standardized markup languages.
The goal of this thesis is the development of an XML-based markup language for 3D components. Based on a study of existing concepts such as XML, X3D, MPEG-4, MPEG-7 and the Bean Markup Language (BML) evolves an extensible concept called Bean3D-ML that allows three-dimensional, component-based scenes to be described in an application and programming-language independent manner. Combining core concepts of BML and X3D, Bean3D-ML makes use of the component-oriented approach in the context of component-based three-dimensional scenes.
The practical usefulness of the resulting concept is shown by a prototypical implementation within the 3D-component development environment BeanBox3D.
Using the widely accepted standard XML facilitates the exchange of 3D scenes between applications, as well as their use in Content Management Systems, especially because the presented format allows a differentiation between content and description of three-dimensional scenes.
This opens a wide variety of new possibilities for modeling three-dimensional, component-based scenes:
Versioning systems can now more easily be integrated into component-based development environments; in particular, these systems are not even bound to any particular component model, such as JavaBeans or ActiveX. Access of distributed development environments to databases or via object request brokers for storage and retrieval of scene descriptions and components is now possible just as well as adaptive delivery of scenes to different platforms. Furthermore, the concept can be used in particularly heterogeneous environments. Also, integration into Web Services or other lightweight Web applications is simpler to achieve.
In the sense of extensibility, the presented concept allows adding or specifying more precisely the concepts of component orientation and three-dimensional scenes through the use of additional language elements that may be developed and integrated in the future.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-5878.html