1、引言

随着网络技术和虚拟现实技术的不断发展，Web3D技术应运而生。X3D语言由Web3D协会于2002年推出，并被视为Web3D技术的国际标准。X3D技术得到了大学等研究机构和一些大型制造商的支持，在教育中得到了广泛的应用。

网络教育是一种利用互联网技术和计算机多媒体技术的现代远程教育。网络教育以其跨区域、跨时空的优势，整合了普通教育、学术教育和非学术教育、专业教育和职业教育、继续教育和终身教育，使国家教育和终身教育成为可能。自1998年以来，中国大力发展这种新兴的教育模式。到目前为止，中国已经有68所重点大学建立了网络教育学院，共招收了近1000万大学生。

在网络教育规模不断扩大的背景下，面对这一网络学习群体，网络教学的质量和效果尤为重要。因此，有必要研究网络教育，并将一些新技术应用于网络教育。

2、X3D技术介绍

X3D是Web3D协会在VRML语言的基础上重新整合XML、JAVA等技术提出了一种新的Web3D技术，吸收了组件设计的理念，建立了描述几何及其行为的3D图形统一格式。X3D包括四个模块：内核、VRML特性集、扩展集和应用程序接口。

X3D语言的组件设计方法使其更加清晰，XML编码方法的引入也使其更加通用。此外，X3D语言具有以下特点：

（1）绘制3D图形。X3D语言本身提供了3D几何图形的绘制，但也支持改变层次、照明、材料和其他效果的处理。对于一些复杂的3D图形，可以使用3Dmax和其他工具软件以X3D格式导出并嵌入到X3D语言中。

（2）多媒体功能。X3D语言不仅可以显示3D效果，还可以支持引入文本、图片、声音、视频等媒体。因此，这些媒体可以在三维空间中构建生动的教学课程。

（3）网络实时显示。X3D语言以文件的形式描述3D内容，然后通过浏览器在客户端解释和渲染3D效果，并支持实时交互操作3D场景。

（4）动态交互动画。对于各种3D造型，使用计时器和插头等节点可以实现各种动画设计，如汽车驾驶、人体运动等。

3、X3D在网络教育中的应用

（1）3D交互动画显示了教学内容。X3D提供的特点可以很好地满足在线教学中一些课程的需求，如机械制造、三维几何等。这些课程需要通过三维建模来表达教学内容，而当前在线教学提供的教学页面或课件仅限于二维空间。有些课程通过视频显示三维内容，但缺乏交互性、沉浸感不强等缺点。使用X3D技术构建的在线教学内容可以完美地显示3D内容，通过时间节点设置可以实现3D动画效果，从而全面表达教学内容，使学生有非常直观的体验和感受。此外，X3D支持3D场景的实时交互操作，学生可以通过鼠标和键盘参与课程，以激发学生的兴趣。

（2）在线虚拟实验。网络教育有一个很大的缺点：由于学生通过网络远程学习，不能进行机械装配实验、计算机局域网建设实验等具体设备的实验操作。X3D技术可以构建逼真的设备和仪器的3D模型，学生可以通过实验操作来完成实验教学。

（3）虚拟教室。使用X3D技术可以构建一个虚拟教室，学生不仅可以通过互联网进入虚拟教室，还可以学习课程并相互交流。此外，还可以构建类似于Sencond的教室在Life学习社区，每个学生都有一个角色模型替身，这样可以更真实地模拟现实中的教室，更具沉浸感。

4、总结与展望

X3D技术为网络教育带来了一种新的媒体类型――3D模型。将3D类型与声音、图片、视频等媒体有机结合，可以营造出身临其境、逼真的在线教育环境和教学内容。在当今网络教育蓬勃发展的今天，X3D教学课程的设计必然会受到学习者的青睐。此外，X3D在构建虚拟校园、虚拟图书馆和虚拟社区方面也有其突出的优势。因此，研究X3D技术在网络教育中的应用具有巨大的潜力和市场。