1、摘要 該文分析了三種不同的虛擬產(chǎn)品展示技術(shù)：Vrml展示技術(shù)、X3D展示技術(shù)、openGVS展示技術(shù)。通過對比選擇Vrml作為實例展示系統(tǒng)的展示技術(shù)。文中分析了家具實例展示系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)與組織結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)中虛擬家具建模使用3DS MAX軟件，并對其三維模型建模技術(shù)進(jìn)行分析，該虛擬家具展示系統(tǒng)采用了幾何圖形與圖像混合建模技術(shù)。由于虛擬展廳的細(xì)節(jié)要求不高，其建模使用Vrml語言本身擁有的造型功能完成。通過Vrmlpad同時調(diào)用展廳模型及虛擬家具模型，完成交互動作編寫。本文提出了通過一個虛擬家具展廳對家具產(chǎn)品進(jìn)行營銷，通過控制展廳的環(huán)境、燈光來烘托產(chǎn)品，同時也可以讓用戶通過計算機對產(chǎn)品進(jìn)行操作交互，

2、給用戶一個網(wǎng)絡(luò)上的真實購物體驗。關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實，網(wǎng)絡(luò)交互，虛擬產(chǎn)品展示，虛擬展廳ABSTRACTThree different virtual product display technology have been analyzed：Vrml display technology， X3D display technology， openGVS display technologyBy comparing display technologies，we choose Vrml display system for the caseThis article analyzes structu

3、re and function of the system，as well as three-dimensional modeling techniques The article uses virtual furniture display system geometry and image hybrid modeling techniquesBecause Virtual exhibition has little demands in details， modeling can be completed by shaping function in Vrml languageGaller

4、y and virtual furniture models can be called by Vrmlpad and made interactive actionIn this paper， it has been put forward that products can be sold by a virtual gallery on the virtual product marketingAnd products can be highlighting by Gallerys environment and lighting It also allows users to inter

5、act with the computer operating the product， giving users a true shopping experience on the networkKeywords：Virtual Reality，Network interaction，virtual products，virtual gallery目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263327815 摘要 PAGEREF _Toc263327815 h I HYPERLINK l _Toc263327816 ABSTRACT PAGEREF _Toc263

6、327816 h II HYPERLINK l _Toc263327817 第1章 引言 PAGEREF _Toc263327817 h 1 HYPERLINK l _Toc263327818 1.1 研究背景 PAGEREF _Toc263327818 h 1 HYPERLINK l _Toc263327819 1.2 應(yīng)用前景 PAGEREF _Toc263327819 h 1 HYPERLINK l _Toc263327820 第2章 相關(guān)技術(shù)支持 PAGEREF _Toc263327820 h 3 HYPERLINK l _Toc263327821 2.1 VRML展示技術(shù) PAGER

7、EF _Toc263327821 h 3 HYPERLINK l _Toc263327822 2.2 X3D展示技術(shù) PAGEREF _Toc263327822 h 4 HYPERLINK l _Toc263327823 2.3 OpenGVS技術(shù) PAGEREF _Toc263327823 h 4 HYPERLINK l _Toc263327824 第3章 虛擬家具系統(tǒng)建模設(shè)計 PAGEREF _Toc263327824 h 6 HYPERLINK l _Toc263327825 系統(tǒng)設(shè)計目的 PAGEREF _Toc263327825 h 6 HYPERLINK l _Toc2633278

8、26 3.2 虛擬家具展示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc263327826 h 6 HYPERLINK l _Toc263327827 3.2.1 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc263327827 h 6 HYPERLINK l _Toc263327828 3.2.2 系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc263327828 h 7 HYPERLINK l _Toc263327829 3.3虛擬家具展示系統(tǒng)制作流程 PAGEREF _Toc263327829 h 8 HYPERLINK l _Toc263327830 3.4 三維模型及場景建模 PAGEREF _Toc263

9、327830 h 8 HYPERLINK l _Toc263327831 第4章 虛擬家具展廳展示系統(tǒng)交互設(shè)計 PAGEREF _Toc263327831 h 11 HYPERLINK l _Toc263327832 虛擬展廳與虛擬家具交互功能 PAGEREF _Toc263327832 h 11 HYPERLINK l _Toc263327833 4.2 展廳建模及交互設(shè)計 PAGEREF _Toc263327833 h 11 HYPERLINK l _Toc263327834 第5章 結(jié)束語 PAGEREF _Toc263327834 h 14 HYPERLINK l _Toc263327

10、835 致 謝 PAGEREF _Toc263327835 h 15 HYPERLINK l _Toc263327836 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc263327836 h 16 HYPERLINK l _Toc263327837 附件 VRML代碼 PAGEREF _Toc263327837 h 17第1章 引言1.1 研究背景隨著Internet發(fā)展和普及，企業(yè)和商家紛紛建立自己的網(wǎng)站，利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品銷售和售后服務(wù)等，如京東、淘寶等電子商務(wù)網(wǎng)站，目前電子商務(wù)發(fā)展勢頭良好。但國內(nèi)多數(shù)企業(yè)網(wǎng)站，大多以文字、圖片或flash動畫等作為產(chǎn)品展示的主要方式，缺乏與人互動，沒有最真實

11、的購物體驗；在網(wǎng)上可以購買產(chǎn)品，但卻不能完全了解，無法滿足客戶全方位了解產(chǎn)品的要求。這與現(xiàn)實生活中的商家和企業(yè)的做法是相悖的，如在產(chǎn)品博覽會上，商家為了更好地展示產(chǎn)品，都會地將實物帶到現(xiàn)場，運用各種手段和方法營造氛圍來促銷特定的商品，所有這些均為了彌補文字和圖片缺乏豐富生動3D效果的不足，從而更好地激發(fā)顧客的購物欲望。所以目前網(wǎng)站大多僅停留在產(chǎn)品的宣傳介紹層面上，未能給顧客提供實際購物環(huán)境和購物過程的3D真實環(huán)境以及人文關(guān)懷，無疑是制約電子商務(wù)發(fā)展的主要因素之一【7】。1.2 應(yīng)用前景所謂虛擬家具展示系統(tǒng)，即運用圖形圖像、三維制作和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)上可以構(gòu)建具有真實感的3D虛擬環(huán)境，并實現(xiàn)

12、家具的三維真實展示。虛擬家具展示系統(tǒng)基于系統(tǒng)集成平臺上開發(fā)，以動態(tài)、全方位、三維立體方式展示場景、事物和文字，創(chuàng)建模擬現(xiàn)實世界的虛擬三維環(huán)境，給用戶帶來身臨其境的感覺。通過將多媒體編程技術(shù)與動態(tài)軟件技術(shù)的有機結(jié)合，將三維仿真建模，情景仿真動畫演示與本地或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)同步，將信息實時展現(xiàn)在三維場景和立體動畫之上，實現(xiàn)動態(tài)信息與動畫同步播放展示，同時還可以實時動態(tài)添加、修改動畫、視頻、錄像、圖片、文字、配音等多媒體元素，很好的將傳統(tǒng)文字?jǐn)?shù)據(jù)同步仿真情景再現(xiàn)【10】。虛擬展示系統(tǒng)使用戶足不出戶即可點擊所要訪問的地方、實物和文字，如同身臨其境。Internet網(wǎng)絡(luò)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，推進(jìn)了人們與現(xiàn)實生活的距離

13、，運用視覺、感官加速對社會的認(rèn)識、文化的了解、知識的學(xué)習(xí)。其作為一項實用技術(shù)，在建筑設(shè)計、城市規(guī)劃、產(chǎn)品原型設(shè)計、娛樂、電子商務(wù)等多個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。（1）對實物展示企業(yè) 隨著土地資源的快速減少，土地的價格必將迅速上漲。而虛擬展廳展示系統(tǒng)只需一臺或幾臺電腦，就可以展示大量不同的設(shè)計。極大限度的減少對土地的要求，提高土地的利用，此外也節(jié)約了企業(yè)實物打造的成本，可謂一舉多得。（2）對電子商務(wù)傳統(tǒng)的電子商務(wù)以二維平面展示為主。而用虛擬展示系統(tǒng)打造的三維的表現(xiàn)形式，能夠全方位的展現(xiàn)一個物體，具有二維平面圖象不可比擬的優(yōu)勢。商家不僅可以展示他們產(chǎn)品外形的方方面面，而且通過真實性極強的互動操作、演示

14、產(chǎn)品的功能和使用操作，使顧客對產(chǎn)品有更加全面的了解。這必將增加購買者的購買的幾率，為銷售者帶來更多的利潤。（3）對教育業(yè) 現(xiàn)今的教學(xué)方式，早已不再是單純的依賴書本，只憑教師講解學(xué)生自行理解的授課形式。計算機輔助教學(xué)(CAI)的引入，彌補了傳統(tǒng)教學(xué)所不能達(dá)到的許多方面。如用三維展現(xiàn)的形式表現(xiàn)一些空間立體化的知識、模擬物理、化學(xué)等實驗的過程，這必然使學(xué)習(xí)過程更加形象化，學(xué)生更容易接受和掌握。 （4）對娛樂業(yè) 現(xiàn)如今，游戲、電影、動畫已越來越多的融入了3D技術(shù)。3D技術(shù)的引入，對大眾也造成了新一輪的視覺沖擊。去年紅遍全球的3D動畫電影阿凡達(dá)就有虛擬展示的影子，同時也是3D虛擬技術(shù)受到廣泛認(rèn)可的實例典

15、型。第2章 相關(guān)技術(shù)支持 VRML展示技術(shù)VRML是Virtual Reality Modeling Language（虛擬現(xiàn)實建模語言）的縮寫，主要采用文本格式定義由不同類型的節(jié)點構(gòu)成的三維空間場景。VRML的交互動作效果實質(zhì)上是依靠一系列各種各樣的交互傳感器、一個給定的時間傳感器（Time-Sensor）、一系列各種各樣的插補器節(jié)點（如位置插補器PositionInterpolator、方位插補器OrientationIn-terpolator等）和ROUTE語句來實現(xiàn)的關(guān)鍵幀動畫。其基本原理是交互傳感器被激活后啟動時間傳感器，時間傳感器給出一個控制動畫效果的時鐘，這個時鐘包含了關(guān)鍵幀動畫

16、的開始時間、停止時間、時間間隔和是否循環(huán)等動畫控制參數(shù),然后通過這個時鐘的輸出，在虛擬場景中驅(qū)動各種插補器節(jié)點。插補器節(jié)點中定義了n個關(guān)鍵點(key)和n個關(guān)鍵值(keyValue)，VRML瀏覽器根據(jù)插補器節(jié)點的設(shè)置，通過線性插值的方法完成整個動作過程。除了插補器節(jié)點外，VRML還提供了用于更復(fù)雜動作的接口：腳本節(jié)點(Script)。腳本節(jié)點實際上是VRML與外部編程語言的接口，對一些需要在虛擬場景中實現(xiàn)的復(fù)雜行為都可以通過該節(jié)點使用Java或ECMAScript(即JavaScript)編程實現(xiàn)【3】。首先出現(xiàn)的。，它們卻不能做其他任何事情。但是，后來開發(fā)的，它增加了行為，可以讓物體旋轉(zhuǎn)、

17、行走、滾動、改變顏色和大小。其主要改進(jìn)有：（1）增強了靜態(tài)世界；（2）增加了交互性；（3）增加了動畫功能；（4）增加了編程功能；（5）增加了原形定義功能。 在VRML的世界里你可以用虛擬開關(guān)將燈光打開，當(dāng)您走近清徹透底的泉水時水聲逐漸變響，當(dāng)你向遠(yuǎn)處駛來的汽車招手時汽車停下來把你載上現(xiàn)VRML發(fā)展已經(jīng)成為新的國際標(biāo)準(zhǔn)X3D，它在VRML的基礎(chǔ)上做了很多改動。X3D是一種支持XML編碼格式的開放式3D標(biāo)準(zhǔn)，3D數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)實時交流，具有可移植性、頁面整合性，易于和下一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)整合，另外采用了組件化結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了系統(tǒng)資源的占用且具有很強的擴展性【5】。2.2 X3D展示技術(shù)Web3D組

18、織完成了VRML到X3D的轉(zhuǎn)換，新的X3D集成類工具的作用是將由其他系統(tǒng)構(gòu)建三維數(shù)字化模型按一定的格式要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換、編輯和壓縮，生成該工具支持的文件格式，再利用瀏覽器進(jìn)行虛擬展示。這類工具主要有Cult3D、Viewpoint和TurnTool等。Cult3D提供了對3DSMax三維模型的支持，利用Cult3D Designer可以進(jìn)行展示的交互控制設(shè)計。對于用3DS Max構(gòu)建的產(chǎn)品三維模型，采用Cult3D是一個不錯的選擇。Metacreation公司的Viewpoint由場景制作(Scene Builder)、模型優(yōu)化(Stream Turning Studio)、網(wǎng)頁發(fā)布(MediaP

19、ublisher)和瀏覽器插件Viewpoint Media Player (VMP)4種工具組成。TurnTool由TurnToolBox和TurnTool Viewer兩個模塊構(gòu)成。TurnToolBox是一個可以運行在Autodesk Viz或3DS Max的插件程序，利用該程序可在Autodesk Viz或3DSMax環(huán)境進(jìn)行產(chǎn)品虛擬展示的設(shè)計，并導(dǎo)出TurnTool支持的文件【5】。2.3 OpenGVS技術(shù)OpenGVS是Quantum3D公司的產(chǎn)品，用于場景圖形的視景仿真的實時開發(fā)，易用性和重用性好，有良好的模塊性、巨大的編程靈活性和可移植特性。OpenGVS提供了各種軟件資源，

20、利用資源自身提供的API，可以很好地以接近自然和面向?qū)ο蟮姆绞浇M織視景諸元和進(jìn)行編程，來模擬視景仿真的各個要素。OpenGVS現(xiàn)已成為世界上最強大的3D應(yīng)用開發(fā)工具之一。目前，OpenGVS 4.5的版本，支持Windows和Linux等操作系統(tǒng)。OpenGVS包含了一組高層次的、面向?qū)ο蟮腃+應(yīng)用程序接口（API），它們直接架構(gòu)于世界領(lǐng)先的三維圖形引擎（包括OpenGL、Glide和Direct3D）上。也就是說，OpenGVS既封裝了繁雜的底層圖形驅(qū)動函數(shù)，又保持了良好的性能，它的一個功能函數(shù)調(diào)用，等同于普通的上百或上千行圖形編程代碼。開發(fā)者只需用少量代碼就可以快速生成高質(zhì)量的3D應(yīng)用軟件

21、。OpenGVS的API分為相機、通道、煙霧、幀緩沖、幾何、光源、對象、場景、工具、特效等各組資源，開發(fā)者可以按照應(yīng)用的需要調(diào)用這些資源來驅(qū)動硬件實時產(chǎn)生所需的圖形和效果。OpenGVS針對Intel P、P4處理器進(jìn)行了高度優(yōu)化，完全能讓你的應(yīng)用達(dá)到最佳運行性能【6】。上述三類虛擬展示技術(shù)中，VRML和X3D主要適用于基于三維模型的產(chǎn)品虛擬展示，但VRML在交互性、靈活性、擴展性以及節(jié)點控制能力上較弱，設(shè)計也較為復(fù)雜。X3D工具主要針對特定格式的三維模型文件，渲染功能雖不強大，但在工程圖和工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計上有較好的優(yōu)勢，程序開發(fā)簡單，沒有繁瑣的圖文檔格式轉(zhuǎn)換，可移植性強，成本低，適用于中小企業(yè)發(fā)

22、展虛擬設(shè)計和電子商務(wù)的要求。第3章 虛擬家具系統(tǒng)建模設(shè)計家具展示系統(tǒng)是虛擬展廳展示系統(tǒng)的一個實例系統(tǒng)，虛擬家具展示系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，進(jìn)一步的闡釋虛擬展示系統(tǒng)的實用性和可發(fā)展性。用戶可以通過計算機上傳自己的房間平面圖，開發(fā)者通過平面圖制作三維房間模型，用戶可以選擇虛擬家具放入到房間模型中，使用鼠標(biāo)可以實現(xiàn)家具交互擺放，這樣就提前展示出預(yù)買家具在自己家中的效果，滿足了用戶的個性化要求。虛擬現(xiàn)實是利用計算機生成一種模型環(huán)境，通過各種輸入設(shè)備使用戶投入到該虛擬環(huán)境中，實現(xiàn)用戶和環(huán)境直接進(jìn)行交互的技術(shù)。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)讓更多的人體驗到三維世界的奧秘。虛擬家具展示系統(tǒng)的成功開發(fā)可以讓我們清楚了解整個虛擬展

23、示系統(tǒng)的開發(fā)流程，并且只要在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做些修改就可以跟開發(fā)出一個新的虛擬展示系統(tǒng)。讓更多的商品可以通過這種技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)營銷，提高產(chǎn)品吸引力，增加了商品成交率。3.2 虛擬家具展示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)虛擬家具展示系統(tǒng)是專為家具設(shè)計的一個展示系統(tǒng)，它允許用戶在虛擬家具展廳中漫游，并可以在展廳中進(jìn)行家具擺放、預(yù)覽等交互，為用戶提供更具有真實感的家具虛擬效果。系統(tǒng)要求達(dá)到的效果有：在家具預(yù)覽的時候要達(dá)到實時展示家具模型的效果；該家具系統(tǒng)不光是在家具展示中應(yīng)用，還可以稍作修改應(yīng)用在文物、機械設(shè)備、其他實物商品等的展示；用戶可以定義房間中每一件物品的大小、位置，通過該系統(tǒng)可以實時的把虛擬展廳繪制在客戶機上，用戶

24、還可以選擇性地放大縮小觀察虛擬展廳中的展品（家具）；顧客在虛擬展廳場景中查看家具，擺放符合自己情趣的家具，調(diào)整展廳的裝修風(fēng)格等，隨時可預(yù)覽其三維展示效果。3.2.1 系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)為了實現(xiàn)以上目標(biāo)，該展示系統(tǒng)需具有必要的功能模塊：（1）家具的瀏覽功能，是指該展示系統(tǒng)中的家具產(chǎn)品，在鼠標(biāo)單擊某個家具時會在產(chǎn)品的旁邊出現(xiàn)該家具的規(guī)格、顏色、制作材料、價格等文字信息描述，展廳瀏覽功能是指在進(jìn)入到展廳時，用戶可以點擊瀏覽按鈕進(jìn)行家具展廳的漫游，全方位的觀察展廳。（2）產(chǎn)品瀏覽時指當(dāng)用戶進(jìn)入展示系統(tǒng)時，點擊產(chǎn)品進(jìn)行拖拽、縮放、旋轉(zhuǎn)等進(jìn)行瀏覽。（3）信息的管理是管理展廳中所有產(chǎn)品功能及特性的文字信息。展廳

25、的管理主要是通過VRML語言進(jìn)行控制，展廳的建模和后期修改同樣是需要使用VRML語言自帶的建模功能進(jìn)行造型。產(chǎn)品的管理與展廳的管理相同，產(chǎn)品模型細(xì)節(jié)要求較多，如果通過VRML語言進(jìn)行模型塑造，所需寫入的代碼非常多，需要修改時會很麻煩，該虛擬家具系統(tǒng)開發(fā)時經(jīng)過比較選擇了建模較方便的3DS MAX軟件進(jìn)行三維建模塑型。展廳和產(chǎn)品完成建模后，存在在不同的文件中，通過需要VRMLPAD進(jìn)行調(diào)用整合，需要使用VRML軟件把產(chǎn)品和展廳都整合在一起，并按照需求對展廳內(nèi)的產(chǎn)品進(jìn)行交互設(shè)計，主要涉及到一些交互代碼，如單擊顯示信息，放大/縮小、拖動、旋轉(zhuǎn)等功能。功能結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：圖3-1 家具系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

26、3.2.2 系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)根據(jù)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)確定的，功能結(jié)構(gòu)主要有三部分的細(xì)分功能：信息管理、展廳管理、產(chǎn)品管理。想對應(yīng)的組織結(jié)構(gòu)也有三部分：虛擬展廳模型、產(chǎn)品建模、發(fā)布平臺。展廳管理是針對于虛擬展廳模型（展廳設(shè)計系統(tǒng)）該組織結(jié)構(gòu)的功能，系統(tǒng)中需要對展廳進(jìn)行建模，展廳模型通過vrml語言本身擁有的建模功能進(jìn)行建造。該系統(tǒng)中可以同時存在幾個不同的展廳模型，通過展廳管理功能調(diào)節(jié)展廳的使用。通過展廳的管理功能調(diào)節(jié)虛擬展廳模型的系統(tǒng)就是一個完整的展廳設(shè)計系統(tǒng)。產(chǎn)品的管理主要是針對產(chǎn)品建模和產(chǎn)品展示而開發(fā)。通過vrml語言展示開發(fā)展廳設(shè)計系統(tǒng)和產(chǎn)品建模與展示發(fā)布平臺，顧客可以通過計算機交互

27、使用虛擬家具展示系統(tǒng)。圖3-2 系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)虛擬家具展示系統(tǒng)中展廳背景為餐廳，餐廳外部設(shè)計形狀為錐形，使用VRML語言建構(gòu)，該餐廳中設(shè)計擺設(shè)的家具有：長形中式餐桌一張、舒適的靠背椅四張、兩張短腳的櫥柜、一個大的長方形櫥柜、不同形狀的花瓶五個、還有一個立燈和一個吊燈，其他還有水果與碗盤子等物品。該家具系統(tǒng)的制作需要包括：(1)在3ds max系統(tǒng)中對需展示的家具產(chǎn)品進(jìn)行建模，并使用3ds max進(jìn)行模型貼圖；(2)將3ds max系統(tǒng)中生產(chǎn)品轉(zhuǎn)換為*.wrl文件導(dǎo)出；(3)根據(jù)實際操作需要對展廳中家具進(jìn)行交互操作，使用Vrmlpad進(jìn)行交互代碼編寫。 3.4 三維模型及場景建模建立三維模型的基

28、本方法有兩種：一是利用VRML語言本身具有的造型功能，在Vrmlpad中進(jìn)行造型建造；二是利用支持VRML語言的3DSMAX、Pro/E等三維軟件建模，然后轉(zhuǎn)化為VRML文件格式。前一種方法適合用來建立比較簡單規(guī)則的模型；第二種方法則適合用來建立比較復(fù)雜及不規(guī)則的模型。該家具系統(tǒng)的開發(fā)采用兩種方法的結(jié)合，家具模型雖然不是非常復(fù)雜的模型，但是使用VRML語言的代碼建造時，通常需要很多代碼，制作過程復(fù)雜，如果使用3DS MAX軟件建模，設(shè)計界面是可視化的，也不需要寫入代碼，設(shè)計過程簡單，而且可以隨時更改模型的細(xì)節(jié)設(shè)置，而VRML語言編寫的模型，要修改時需要修改代碼，很不方便。而展廳模型建立模型的規(guī)

29、則比較簡單，通過3DS MAX軟件建模生成的展廳數(shù)據(jù)量較大，影響運行速度，使用vrml語言進(jìn)行造型相對而言數(shù)據(jù)量小，有利于網(wǎng)絡(luò)傳播。幾何圖形建模技術(shù)是指利用計算機中已有的圖形學(xué)技術(shù)（如長方體、球體等）進(jìn)行虛擬環(huán)境的建模。首先對真實世界中的家具產(chǎn)品進(jìn)行抽象，用多邊形構(gòu)造虛擬家具的三維幾何模型，并建立虛擬環(huán)境中的光照和產(chǎn)品材質(zhì)，然后進(jìn)行紋理映射及其他控制參數(shù)設(shè)定，產(chǎn)生虛擬家具產(chǎn)品。幾何建模技術(shù)實現(xiàn)的虛擬產(chǎn)品大多具有對應(yīng)的幾何模型，得到的產(chǎn)品顯得比較細(xì)膩、逼真，同時有利于用戶與虛擬展廳中虛擬對象的交互，還可以對虛擬對象的其他信息直接進(jìn)行獲取。在設(shè)計階段，只要有相關(guān)的建筑圖紙，按照圖紙的比例與尺寸，也

30、能完成家具展品的構(gòu)建。幾何建模技術(shù)的應(yīng)用時間較長，技術(shù)路線也較成熟，國內(nèi)外都研發(fā)了許多不同方式的建模工具以及集成控制軟件，所以幾何建模技術(shù)在目前實際應(yīng)用比較廣泛。但是當(dāng)有些模型建模比較復(fù)雜時，幾何建模技術(shù)存在一些不足：一是當(dāng)展廳系統(tǒng)過于復(fù)雜是進(jìn)行詳細(xì)建模就會很煩瑣，工作量大，費時費力；二是當(dāng)家具模型復(fù)雜時，實時顯示的計算量較大，而使用戶與虛擬場景無法實時交互，用戶對場景中虛擬對象的操作也無法得到實時的反饋，場景難以達(dá)到完全逼真；三是場景渲染繪制對計算機軟硬件要求較高。這將使場景的復(fù)雜性因硬件的處理能力而受到限制，從而使對復(fù)雜場景的建模難以實現(xiàn)。使用圖像的建模技術(shù)是指用事先拍攝一組真實的展館照片

31、來表示整個場景的形狀和外觀；它主要的優(yōu)點是：建模容易；主要的建模過程中不需要所有的幾何細(xì)節(jié)，只需要一個系統(tǒng)如何組織和聯(lián)系現(xiàn)已獲得數(shù)據(jù)的問題。制作者需要做的事情主要是拍攝照片以及制作一些簡單的交互操作，如果還需要一些額外的幾何信息，只要通過計算機上的視覺知識進(jìn)行自動的提取和匹配。展廳繪制速度快；圖片信息不需要復(fù)雜的計算，只要直接從已有的視圖中合成新視圖，繪制時間短，與展廳的構(gòu)造復(fù)雜程度是無關(guān)的。真實感強；所有展廳內(nèi)部的形狀、光照、材質(zhì)和紋理等效果都是來自真實拍攝的照片，而不是通過計算機模擬生成光照與紋理圖像，真實的展廳顯示容易達(dá)到很高的逼真效果。本系統(tǒng)開發(fā)采用了幾何圖形與圖像混合建模技術(shù)，就能將

32、兩者的優(yōu)點集于一體，在開發(fā)中揚長避短。該系統(tǒng)開發(fā)中展廳場景使用幾何圖形技術(shù)與圖像技術(shù)相結(jié)合的開發(fā)，這樣即可以得到逼真的效果，又可以減少模型的數(shù)據(jù)量。其基本思想是構(gòu)造虛擬展廳的環(huán)境來獲得逼真的視覺效果，同時對虛擬展廳中用戶要交互的對象利用來進(jìn)行實體構(gòu)建，這樣既增加了場景真實感，又能保證實時性與交互性，提高用戶的真實體驗，在實際系統(tǒng)開發(fā)中，結(jié)合兩個技術(shù)開發(fā)節(jié)省了許多開發(fā)時間。在3DS MAX中，利用各種三維實體造型功能，塑造模型整體形狀，在確定模型大小規(guī)格后，通過布爾運算完成單個家具的建模。完成以上建模步驟后，還需要在PHOTOSHOP軟件中對圖片進(jìn)行處理，導(dǎo)出jpg格式文件，返回到3DS MAX

33、中，使用材質(zhì)編輯器對模型進(jìn)行貼圖，最后完成所有流程就可以導(dǎo)出在Vrml Pad軟件中可以運行的文件格式（*.wrl）。在VrmlPad中，不需調(diào)整家具的坐標(biāo)和方位等，只要用Inline節(jié)點參數(shù)直接調(diào)用所有家具的*.wrl文件即可。展廳模型的調(diào)用是通過也是通過Inline進(jìn)行調(diào)用，但展廳部分是通過VRML語言建模，整個展廳的大小及位置都與家具模型不同，需要通過transform節(jié)點中的translation進(jìn)行空間位置的調(diào)整，通過scale進(jìn)行展廳的縮放調(diào)整。VrmlPad中可以把展廳模型和所有家具模型一起調(diào)用，這樣我們就得到了一個完整的虛擬家具展廳系統(tǒng)框架。而且所得的文件數(shù)據(jù)量小于在同一個文件

34、中建模的數(shù)據(jù)量，調(diào)用時速度快,內(nèi)存空間使用少。但通過以上步驟所建立的虛擬模型僅僅是個靜態(tài)模型，當(dāng)點擊時還不能產(chǎn)生動態(tài)交互的效果，要實現(xiàn)交互我們還需要使用VRML語言進(jìn)行交互編寫。圖3-3和圖3-4為靜態(tài)時的展廳圖。 圖3-3 展廳中家具靜態(tài)效果圖 圖3-4展廳靜態(tài)效果圖第4章 虛擬家具展廳展示系統(tǒng)交互設(shè)計從靜態(tài)模型轉(zhuǎn)變成可以進(jìn)行交互的動態(tài)展廳，我們還需要使用VRML語言編程，該系統(tǒng)的交互設(shè)計使用VRMLPAD編輯器設(shè)計。動畫就是時間過程中模型的變化，無論是位置還是形狀的變化，都叫做動畫，描述動畫我們必須要具備兩個關(guān)鍵要素：一個是動畫過程的描述；還有一個是時間控制的描述。前一個是使用各種的插補器

35、節(jié)點記錄運動過程或者形狀變化過程，后一個是使用時間傳感器節(jié)點，記錄下動畫進(jìn)行的時間節(jié)點。VRML語言中當(dāng)觸發(fā)某個運動時（如當(dāng)鼠標(biāo)單擊家具時），通過在幾個觸發(fā)器的傳遞，節(jié)點之間互相傳送事件流，這樣就可以實現(xiàn)動畫整個過程（家具的拖動）。根據(jù)該系統(tǒng)功能與組織的需要，需要創(chuàng)建的交互方式主要要幾種：家具對象的拖動，需要實現(xiàn)的功能為當(dāng)鼠標(biāo)左鍵點擊家具不放時，家具可以跟隨鼠標(biāo)移動而移動，也就是拖動功能。第二個功能是鼠標(biāo)左鍵單擊馬上放開時，家具會出現(xiàn)其價格、材質(zhì)、規(guī)格等詳細(xì)信息。當(dāng)鼠標(biāo)右鍵單擊家具又放開時，家具可以跟隨鼠標(biāo)不同方向而變換其方向，當(dāng)滑動鼠標(biāo)上滑輪時可以對家具進(jìn)行縮放。實現(xiàn)上述的交互方式，需要用V

36、RML語言，VRML中的TouchSensor節(jié)點設(shè)置事件觸發(fā)器；一旦觸發(fā)就可以開始事件傳遞；Script節(jié)點是用來設(shè)定每個交互動畫的類型(縮放、拖動或旋轉(zhuǎn))，然后用TimeSensor（即時間控制器）節(jié)點設(shè)定動畫的時間間隔、運行方式等，再使用插補器節(jié)點(如Position-Interpolator、OrientationInterpolator等)設(shè)定動畫的路徑、方式等。最后使用ROUTE語句把所有的節(jié)點關(guān)聯(lián)起來，這樣就可以實現(xiàn)單個家具的交互運用了。4.2 展廳建模及交互設(shè)計該系統(tǒng)中的虛擬家具建模要求較高，設(shè)計制作中使用3DS Max軟件，而展廳模型細(xì)節(jié)要求相對較低，可以使用VRML本身的建

37、構(gòu)功能進(jìn)行建模。Vrml即虛擬現(xiàn)實建模語言，是面向web，面向?qū)ο蟮娜S造型語言，而且它是一種解釋性語言。VRML的對象稱為結(jié)點，多個子結(jié)點集合就可以構(gòu)成復(fù)雜的景物。即可建立動態(tài)的VR（虛擬世界）。展廳的設(shè)計分為兩個部分：展廳上部整體建筑建模，展廳周邊及底部環(huán)境建模。展廳上部整體建模中VRML語言通過對展廳每個局部模型進(jìn)行建立，并對模型的位置和顏色等特性進(jìn)行定義，模型建立代碼如附件所示。兩reparationd to the通過這些操作，展廳的外觀模型建立完成，在電腦中安裝cosmo player插件，就可以通過IE瀏覽器設(shè)置為允許ActiveX控件，瀏覽展廳外觀模型。鼠標(biāo)單擊和滑動均可以對展

38、廳進(jìn)行交互操作，也可以通過鼠標(biāo)右鍵設(shè)置瀏覽方式。效果如圖4-1、4-2、4-3所示。 4-1 展廳外觀 4-2 展廳外觀 4-3 虛擬瀏覽展廳上部的交互設(shè)計制作完成后，通過VRML語言進(jìn)行展廳的底部及周邊環(huán)境建模與渲染，同時使用Vrml語言調(diào)入使用3DS MAX軟件建模后輸出的家具模型，此時VRMLPAD中調(diào)試可得到整個虛擬家具展示展廳系統(tǒng)的框架，再使用VRML語言進(jìn)行家具交互代碼編寫。完成展廳外部整體的設(shè)計后，使用VRML語言對家具模型進(jìn)行調(diào)用，如果一次性將所有代碼寫入會造成文件數(shù)據(jù)量過大，文件運行時占用大量內(nèi)存。通過調(diào)用其他文件的方式，可以減少單個文件的數(shù)據(jù)量，使代碼編程也簡單化了。展廳本

39、身的代碼寫入編輯器后，把其他家具通過代碼寫入，會形成許多的代碼段。如通過調(diào)用代碼，在展廳代碼中加入一transform節(jié)點和Inline節(jié)點，運行時即可同時調(diào)用多個文件。代碼如下：Transform children Inline urldengzi2.wrl將家具模型，展廳同時調(diào)用在一個文件中，該文件取名為“全wrl”,運行該文件后，就可以在展廳中漫游了。家具產(chǎn)品的交互實現(xiàn)主要涉及PlaneSensor（平面?zhèn)鞲衅鳎瑢崿F(xiàn)的交互功能為單擊家具時，不放開鼠標(biāo)可以在XOY平面上隨意移動該家具。PlaneSensor同ROUTE節(jié)點一起作用才能產(chǎn)生交互動畫。漫游動畫如下圖所示：4-4展廳漫游一4-

40、5展廳漫游二第5章 結(jié)束語本文對幾種不同的虛擬展示技術(shù)的進(jìn)行分析比較，文中實例開發(fā)是運用3ds max三維軟件進(jìn)行造型設(shè)計，使用Vrmlpad 中的Vrml交互設(shè)計。該系統(tǒng)現(xiàn)實了家具產(chǎn)品的虛擬數(shù)字化，讓原先只能通過圖片等方式在網(wǎng)絡(luò)上宣傳的家具商品也可以變成三維動態(tài)，客戶可以在虛擬展廳中進(jìn)行家具擺放，來達(dá)到最佳效果，對產(chǎn)品有更具體的了解。為中小企業(yè)產(chǎn)品的虛擬展示和電子商務(wù)提供了一種實用的可視化平臺。該系統(tǒng)存在一些還需要改進(jìn)的地方，系統(tǒng)的接口性不完善，還需要開發(fā)一個完善的接口程序。并且還需要通過ASP.NET技術(shù)開發(fā)一個虛擬展示的網(wǎng)站。如信息時代優(yōu)于工業(yè)時代一樣，虛擬展廳展示系統(tǒng)有著傳統(tǒng)展示方式不

41、可比擬的優(yōu)勢。用它所建成的場景，不僅可以是當(dāng)前現(xiàn)實的虛擬化，也可以用其重建已成廢墟的古跡，甚至完全可以用其打造純粹想象中的太虛幻境。虛擬展廳展示系統(tǒng)必將在時代的進(jìn)步中發(fā)揮巨大的作用，虛擬展廳展示系統(tǒng)的開發(fā)也必將成為人們關(guān)注的焦點，成為時代的寵兒，開發(fā)者和使用者帶來巨大的收益。致 謝在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我撰寫論文的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老師悉心細(xì)致的教誨和無私的幫助，特別是她廣博的學(xué)識、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在

42、此表示真誠地感謝和深深的謝意。 此外，在論文的寫作過程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議、支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。參考文獻(xiàn)1 陳華斌,王彤.虛擬建筑環(huán)境實時漫游系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)J.西南交通大學(xué)學(xué)報,2001.2 HYPERLINK :/www ki /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09 :/search ki /Search.aspx?q=author:%E6%9C%B1%E6%99%93%E5%86%AC t _blank 朱曉冬, HYPERLINK :/www ki /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09 :/search ki /Search.aspx?q=author:%E5%91%A8%E6%98%8E%E5%85%A8 t _blank 周明全, HYPERLINK :/www ki /Article/%09%09%09%09%09%09%09%09%09%09 :/search ki /Search.aspx?q=author:%E8%80%BF%E5%9B%BD%E5%8D%8E t _blank 耿國華. 虛擬博物館開發(fā)模式研究. HYPERLINK :/www ki /Journal/I-I2-JYRJ-2005-06.htm t _blank 計算機應(yīng)用