CN102316161A - 一种应用于Web3D的数据传输装置和方法 - Google Patents

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Abstract

应用于Web3D的数据传输装置，特别是涉及利用互联网进行数据传输的装置。包括请求判断装置，用于判别客户端请求的数据所在的位置，解析数据所在服务器，作用域等位置信息；场景数据读取装置，用于读取不同场景中的各类型三维对象，并将对象数据转换为XML封装结构；数据转换装置，用于将对象数据在XML、SOAP、JSON封装结构之间进行转换；接口映射装置，用于建立JavaScript模块与OpenGL模块中数据接口的对应映射关系，将服务器端的响应数据传递至本地OpenGL图形库。本发明实现了Web3D应用与其它应用系统间的集成使用，做到数据共享以及信息管理维护等。还包括利用本发明的数据传输装置的数据控制方法。

Description

一种应用于Web3D的数据传输装置和方法
技术领域
本发明涉及3D数据的传输装置和方法，特别是涉及利用互联网进行3D数据传输的装置和方法。
背景技术
如公众所知，以VRML(虚拟现实标记语言)为代表的3D图形技术随着互联网的发展，正在与网络技术融合，形成基于互联网的三维图形技术。互联网上的交互式3D图形技术(Web3D)正在脱离本地主机的3D图形，形成自己独立的框架，Web3D技术将在电子商务、联机娱乐休闲与游戏、科技与工程的可视化、教育、医学、地理信息、虚拟社区等领域有广泛应用。
虽然Web3D有很好的发展前景，但如果应用仅仅是为了三维图形演示而没有与用户进行实时交互或者数据分享等功能，那么这种应用就是一个信息孤岛，没有充分发挥它的应用价值，所以Web3D需要一个功能强大的二次开发SDK(Software Development Kit，即软件开发工具包，用于辅助开发某一类软件的相关文档和编程接口的集合)。
Web3D的SDK需要这样一些功能：可以面向用户实现交互性对话操作；可以为三维场景动态添加或删除模型、灯光、相机以及粒子特效等；可以变换模型的状态以及更换贴图等；可以播放骨骼动画和矩阵动画；可以连接后台数据库操作数据；支持跨异构软件系统；支持跨域HTTP协议请求等。为了追求在渲染速度，图像质量，造型技术，交互性以及数据的压缩与优化上的性能，许多公司推出了它们自己的桌面制作工具，使用专用的文件格式和浏览器插件。这些软件并没有完全遵循VRML97标准或X3D(可扩展的3D框架)标准。
目前三维应用领域的SDK基本都是针对桌面软件产品，面向Web3D的二次开发SDK尚未成型，目前主要的技术问题一是如何封装Web请求数据支持跨异构平台的软件系统；二是如何实现HTTP协议的跨域请求。
只有解决以上问题，才能将三维图形的应用价值最大化，实现与信息管理系统的集成应用。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种数据传输装置，解决请求数据在异构平台间传输和技术问题。
本发明的目的是提供一种利用本发明的数据传输装置的数据控制方法，解决跨作用域请求的技术问题。
本发明的用于Web3D的数据传输装置，包括服务器端和客户端，服务器端包括：请求判断装置，用于判别客户端请求的数据所在的位置，解析数据所在服务器，作用域等位置信息；
场景数据读取装置，用于读取不同场景中的各类型三维对象，并将对象数据转换为XML封装结构；
数据转换装置，用于将对象数据在XML封装结构，SOAP封装结构，JSON封装结构之间进行转换，满足数据结构可以跨不同作用域传输；
客户端包括：接口映射装置，用于建立JavaScript模块中数据封装结构与OpenGL模块中数据接口的对应映射关系，将服务器端的响应数据传递至本地OpenGL图形库，控制底层硬件完成动态渲染；
其中：数据转换装置包括客户端实例，加载在客户端的实例化数据转换装置，能够对需要交互的数据进行预先结构转换和封装。
请求判断装置包括：
请求识别装置，用于对每次客户端请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
请求标记装置，用于将存在跨作用域或服务器域的数据请求做标记，并形成标记集；
封装请求装置，根据标记集，将用于响应的三维数据传送至数据转换装置进行封装结构转换。
场景数据读取装置包括：
读取装置，从不同数据来源读取各类场景文件中的对象，导出相应的三维数据；
标签生成装置，生成数据类型标签，将三维数据过滤并将数据归类到各标签；
数据封装装置，将归类后的数据按XML结构封装。
数据转换装置包括：
XML2SOAP装置，根据封装请求装置的封装请求将数据封装装置封装的数据转换为SOAP结构封装；
XML2JSON装置，根据封装请求装置的封装请求将数据封装装置封装的数据转换为JSON结构封装；
SOAP2XML装置，根据封装请求装置的封装请求，将SOAP结构封装的数据转换为XML结构封装；
JSON2XML装置，根据封装请求装置的封装请求，将JSON结构封装的数据转换为XML结构封装；
JSON2SOAP装置，根据封装请求装置的封装请求，将JSON结构封装的数据转换为SOAP结构封装；
SOAP2JSON装置，根据封装请求装置的封装请求，将SOAP结构封装的数据转换为JSON结构封装。
接口映射装置包括数据填充装置，用于将完成映射的响应数据输出至OpenGL模块，转换成OpenGL指令和数据。
用于Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
客户端提出数据请求；
服务端通过读取装置读取各类场景文件，导出3D数据；
通过标签生成装置，过滤3D数据，生成数据类型标签，并将3D数据归类到各标签；
通过数据封装装置，将归类后的3D数据按XML结构封装；
通过数据转换装置将XML结构的数据转换为SOAP结构封装。
用于Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
通过请求识别装置对每个请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
将存在跨作用域或服务器域的数据请求通过请求标记装置做标记，并形成标记集；
根据标记集通过封装请求装置调用数据转换装置将SOAP结构封装的数据转换为JSON结构封装；
将传送到客户端的JSON结构封装的数据通过数据传输装置转换为XML结构数据，利用XML结构数据形成目标数据格式。
用于Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
通过请求识别装置对每个请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
当数据请求不跨作用域或服务器域，将传送到客户端的SOAP结构封装的数据通过数据传输装置转换为XML结构数据；
利用XML结构数据形成目标数据格式。
用于Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
利用接口映射装置中的数据填充装置将目标数据映射为OpenGL结构数据；
客户端OpenGL模块执行OpenGL结构数据，动态渲染生成图形。
使用本发明的应用于Web3D的数据传输装置，可以打破Web3D独立三维演示系统的信息孤岛，实现面向用户在B/S模式下的交互式三维图形功能应用，并且实现Web3D应用与其它应用系统间的集成使用，做到数据共享以及信息管理维护等，实现三维图形的应用价值最大化。下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1为本发明的数据传输装置的架构示意图；
图2为本发明的数据传输装置进行数据处理的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的用于Web3D的数据传输装置包括服务器端和客户端，服务器端包括：
请求判断装置01，用于判别客户端请求的数据所在的位置，解析数据所在服务器，作用域等位置信息；
场景数据读取装置02，用于读取不同场景中的各类型三维对象，并将对象数据转换为XML封装结构；
数据转换装置03，用于将对象数据在XML封装结构，SOAP封装结构，JSON封装结构之间进行转换，满足数据结构可以跨不同作用域传输；
客户端包括：
接口映射装置04，用于建立JavaScript模块中数据封装结构与OpenGL模块中数据接口的对应映射关系，将服务器端的响应数据传递至本地OpenGL图形库，控制底层硬件完成动态渲染。
请求判断装置01包括：
请求识别装置011，用于对每次客户端请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
请求标记装置012，用于将存在跨作用域或服务器域的数据请求做标记，并形成标记集；
封装请求装置013，根据标记集，将用于响应的三维数据传送至数据转换装置03进行封装结构转换。
场景数据读取装置02包括：
读取装置021，从不同数据来源读取各类场景文件中的对象，导出相应的三维数据；
标签生成装置022，生成数据类型标签，将三维数据过滤并将数据归类到各标签；
数据封装装置023，将归类后的数据按XML结构封装。
数据转换装置03包括：
XML2SOAP装置031，根据封装请求装置013的封装请求将数据封装装置023封装的数据转换为SOAP结构封装；
XML2JSON装置032，根据封装请求装置013的封装请求将数据封装装置023封装的数据转换为JSON结构封装；
SOAP2XML装置033，根据封装请求装置013的封装请求，将SOAP结构封装的数据转换为XML结构封装；
JSON2XML装置034，根据封装请求装置013的封装请求，将JSON结构封装的数据转换为XML结构封装；
JSON2SOAP装置035，根据封装请求装置013的封装请求，将JSON结构封装的数据转换为SOAP结构封装；
SOAP2JSON装置036，根据封装请求装置013的封装请求，将SOAP结构封装的数据转换为JSON结构封装。
接口映射装置04包括：
数据填充装置041，用于将完成映射的响应数据输出至OpenGL模块，转换成OpenGL指令和数据。
在应用中，利用接口映射装置04，Web3D应用在客户端或浏览器中利用脚本语言JavaScript，将底层的OpenGL ES 2.0(专业的图形编程接口，适用于面向网络和移动设备的较轻量级图形处理功能，跨编程语言，跨系统平台)接口做相应的映射绑定。
映射绑定使用户的交互性请求可由JavaScript传递并调用相应的底层图形处理接口方法予以响应。例如实现下面基础的三维图形功能需求：为三维场景动态添加或删除模型、灯光、相机以及粒子特效等；动态变换模型的状态以及更换贴图等；播放骨骼动画和矩阵动画；距离测算和检测物理碰撞等。
利用场景数据读取装置02和数据转换装置03实现封装Web请求支持跨异构平台的软件系统。利用场景数据读取装置02将服务端存储的的各种格式的三维数据文件转换为XML结构的数据，并通过数据转换装置03将XML结构的数据转换为SOAP结构封装的数据。
通过请求判断装置01，判断HTTP请求是否跨服务域或作用域，对于跨域请求，通过数据转换装置03将服务端的数据转换为JSON结构封装的数据回传给客户端或浏览器进行处理。
通过本发明的用于Web3D的数据传输装置，既满足了三维数据的跨异构平台的传输，又满足了基于HTTP的服务请求的跨服务域或作用域的响应。
场景数据读取装置02从各种类型源数据中导出3D数据，根据用户请求，通过标签生成装置将不同源数据的同类数据归类，通过数据封装装置将归类后的数据封装为XML结构，满足大多数数据请求的响应格式。
请求识别装置011判断HTTP请求是否跨作用域或服务器域，调用请求标记装置012为跨作用域或服务器域的请求做标记，并根据标记，通过封装请求装置013将传送至数据转换装置03的三维数据转换为JSON结构封装的数据。
数据填充装置041将数据和指令通过接口映射装置04的JavaScript-OpenGL映射关系传递给客户端的OpenGL模块，实现动态渲染。
数据转换装置03包括服务端版本和客户端版本，加载在客户端的实例化数据转换装置03，能够对需要交互的数据进行预先结构转换和封装。
本发明的实现基础是利用SOAP技术，SOAP(Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议)采用了已经广泛使用的两个协议：HTTP和XML(Extensible Markup Language，即可扩展标记语言)。HTTP协议用于实现SOAP的传输，而XML是它的编码模式和数据载体对象，SOAP通讯协议使用HTTP来发送XML格式的信息。SOAP方法可以是遵循SOAP编码规则的HTTP请求和响应，SOAP终端则可以看作一个基于HTTP的URL，它用来识别方法调用的目标。SOAP具有以下几个优点：
SOAP是可扩展的。这是以XML做为数据载体所具有的特性。
SOAP是简单的。客户端发送一个请求，调用相应的对象，然后服务器返回结果。这些消息是XML格式的，并且封装成符合HTTP协议的消息。因此，它符合任何路由器、防火墙的要求，不会受到防火墙等安全策略的限制。
SOAP是完全和厂商无关。SOAP可以相对于平台、操作系统、目标模型和编程语言而独立实现。
依据以上几个优点，使用SOAP的技术架构对用户交互和应用数据交换的请求进行封装。将应用程序的不同功能需求(称为服务)通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言，这使得构建这样的服务可以满足异构软件系统的应用程序之间使用统一和通用的方式进行交互，从而使Web3D的SDK可以支持Java、C#、C++、VB等所有主流编程语言。
在跨应用系统的B/S模式(即浏览器和服务端架构)程序中，由于同源策略的限制，XMLHttpRequest(浏览器内置的请求对象)只允许请求当前源(域名、协议、端口)的资源。如果要进行跨域请求，浏览器或服务端将认为该请求操作是不安全的将拒绝服务响应。本发明采用JSON Ojbect(面向对象的JSON数据封装)请求的方式来避免这种限制。首先在客户端注册一个callback(回调函数，按照一定的原形定义、特殊条件下触发调用的函数)，然后把callback的名字传给服务器。此时，服务器先生成JSON数据。然后以JavaScript语法的方式，动态生成一个函数，这个函数的名字就是传递上来的参数JSON Object。最后将JSON数据直接以入参的方式，放置到函数中，这样就生成了一段JavaScript语法的文档，返回给客户端。客户端浏览器，解析<Script>标签，并执行返回的JavaScript脚本文档，此时数据作为参数，传入到了客户端预先定义好的callback里，进行动态执行。
如图2所示，利用本发明的实现Web3D的数据传输装置实现数据转换的方法，步骤如下：
客户端提出数据请求；
服务端通过读取装置021读取各类场景文件，导出3D数据；
通过标签生成装置022，过滤3D数据，生成数据类型标签，并将3D数据归类到各标签；
通过数据封装装置013，将归类后的3D数据按XML结构封装；
通过数据转换装置03将XML结构的数据转换为SOAP结构封装。
利用本发明的实现Web3D的数据传输装置实现请求判断的方法，步骤如下：
通过请求识别装置011对每个请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
将存在跨作用域或服务器域的数据请求通过请求标记装置012做标记，并形成标记集；
根据标记集通过封装请求装置013调用数据转换装置03将SOAP结构封装的数据转换为JSON结构封装；
将传送到客户端的JSON结构封装的数据通过数据传输装置03转换为XML结构数据；
利用XML结构数据形成目标数据格式。
利用本发明的实现Web3D的数据传输装置实现请求判断的方法，步骤如下：
通过请求识别装置011对每个请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
当数据请求不跨作用域或服务器域，将传送到客户端的SOAP结构封装的数据通过数据传输装置03转换为XML结构数据；
利用XML结构数据形成目标数据格式。
利用本发明的实现Web3D的数据传输装置实现动态渲染的方法，步骤如下：
利用接口映射装置04中的数据填充装置041将目标数据映射为OpenGL结构数据；
客户端OpenGL模块执行OpenGL结构数据，动态渲染生成图形。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于Web3D的数据传输装置，包括服务器端和客户端，服务器端包括：请求判断装置(01)，用于判别客户端请求的数据所在的位置，解析数据所在服务器，作用域等位置信息；
场景数据读取装置(02)，用于读取不同场景中的各类型三维对象，并将对象数据转换为XML封装结构；
数据转换装置(03)，用于将对象数据在XML封装结构，SOAP封装结构，JSON封装结构之间进行转换，满足数据结构可以跨不同作用域传输；
客户端包括：接口映射装置(04)，用于建立JavaScript模块中数据封装结构与OpenGL模块中数据接口的对应映射关系，将服务器端的响应数据传递至本地OpenGL图形库，控制底层硬件完成动态渲染；
其特征在于：数据转换装置(03)包括客户端实例，加载在客户端的实例化数据转换装置(03)，能够对需要交互的数据进行预先结构转换和封装。
2.如权利要求1所述的数据传输装置，其特征在于：请求判断装置(01)包括：
请求识别装置(011)，用于对每次客户端请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
请求标记装置(012)，用于将存在跨作用域或服务器域的数据请求做标记，并形成标记集；
封装请求装置(013)，根据标记集，将用于响应的三维数据传送至数据转换装置(03)进行封装结构转换。
3.如权利要求2所述的数据传输装置，其特征在于：场景数据读取装置(02)包括：
读取装置(021)，从不同数据来源读取各类场景文件中的对象，导出相应的三维数据；
标签生成装置(022)，生成数据类型标签，将三维数据过滤并将数据归类到各标签；
数据封装装置(023)，将归类后的数据按XML结构封装。
4.如权利要求3所述的数据传输装置，其特征在于：数据转换装置(03)包括：
XML2SOAP装置(031)，根据封装请求装置(013)的封装请求将数据封装装置(023)封装的数据转换为SOAP结构封装；
XML2JSON装置(032)，根据封装请求装置(013)的封装请求将数据封装装置(023)封装的数据转换为JSON结构封装；
SOAP2XML装置(033)，根据封装请求装置(013)的封装请求，将SOAP结构封装的数据转换为XML结构封装；
JSON2XML装置(034)，根据封装请求装置(013)的封装请求，将JSON结构封装的数据转换为XML结构封装；
JSON2SOAP装置(035)，根据封装请求装置(013)的封装请求，将JSON结构封装的数据转换为SOAP结构封装；
SOAP2JSON装置(036)，根据封装请求装置(013)的封装请求，将SOAP结构封装的数据转换为JSON结构封装。
5.如权利要求4所述的数据传输装置，其特征在于：接口映射装置(04)包括数据填充装置(041)，用于将完成映射的响应数据输出至OpenGL模块，转换成OpenGL指令和数据。
6.利用权利要求1至5中任一用于实现Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
客户端提出数据请求；
服务端通过读取装置(021)读取各类场景文件，导出3D数据；
通过标签生成装置(022)，过滤3D数据，生成数据类型标签，并将3D数据归类到各标签；
通过数据封装装置(013)，将归类后的3D数据按XML结构封装；
通过数据转换装置(03)将XML结构的数据转换为SOAP结构封装。
7.利用权利要求1至5中任一用于实现Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
通过请求识别装置(011)对每个请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
将存在跨作用域或服务器域的数据请求通过请求标记装置(012)做标记，并形成标记集；
根据标记集通过封装请求装置(013)调用数据转换装置(03)将SOAP结构封装的数据转换为JSON结构封装；
将传送到客户端的JSON结构封装的数据通过数据传输装置(03)转换为XML结构数据，利用XML结构数据形成目标数据格式。
8.利用权利要求1至5中任一用于实现Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
通过请求识别装置(011)对每个请求进行过滤，确定每个请求中申请的数据来源；
当数据请求不跨作用域或服务器域，将传送到客户端的SOAP结构封装的数据通过数据传输装置(03)转换为XML结构数据；
利用XML结构数据形成目标数据格式。
9.利用权利要求1至5中任一用于实现Web3D的数据传输装置实现3D数据传输的方法，其步骤包括：
利用接口映射装置(04)中的数据填充装置(041)将目标数据映射为OpenGL结构数据；
客户端OpenGL模块执行OpenGL结构数据，动态渲染生成图形。
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