虛擬劇場Web交互展示系統設計與實現

竇騰飛　周斌

摘 要：互聯網和多媒體技術的融合發展為B2B/B2C電子商務平臺發展提供了新的契機，Web3D技術是隨著互聯網與虛擬現實技術的發展而產生的。文章主要闡述應用專業引擎Unity3D，創建三維劇場模型，基于B/S網絡框架實現虛擬劇場在Web上交互展示與參數匹配查詢，最終實現基于Web、交互性強、效果逼真的虛擬劇場展示系統，通過搭建一個跨越時空局限性的交互平臺，實現更加便捷的劇場信息交流。

關鍵詞：Web3D；Unity3D；虛擬現實；交互展示；參數匹配

引言

隨著計算機網絡和多媒體技術不斷成熟與普及，虛擬現實應用于產品網絡展示領域逐漸成為一種發展趨勢。虛擬現實技術通過創建和表現虛擬實體與空間，提供更加直觀、豐富、便捷、逼真的信息展示途徑和形式。演出院線作為一種新興文化服務和經營業態，在信息化、網絡化、智能化融合發展過程中，通過對劇場、劇目、劇團等演出資源的整合和提升，大大促進了文化演藝業的發展和繁榮。劇場作為最重要的演出資源之一，借助互聯網進行品牌推廣、網絡宣傳和營銷已成為發展趨勢，在線劇場、B2B的投入持續增加。目前，互聯網上對劇場的宣傳展示仍以2D圖形和文字信息為主，方式單一，局限性大，而劇場三維模型在互聯網上的展示，能為客戶提高逼真的虛擬現實展示場景，全方位真實再現劇場環境及設備設施，這將大大提高劇場行業競爭力和院線的信息化、智能化水平。

1 虛擬現實Web展示關鍵技術

目前國內外主要的3D模型仍然是采用3D CAD系統進行設計，3D CAD開發的模型專業性較強，但畫面效果逼真度低，模型可移植性差，不適合應用于互聯網進行商業展示。三維虛擬展示技術中應用比較廣泛的是VRML、Cult3D和Unity3D技術。VRML用于描述基于互聯網的虛擬場景規范，交互性對于開發復雜的應用稍顯不足，場景信息與交互信息并存在VRML文件中，使開發人員使用起來很不方便[1]。

Unity3D提供了一種通用的3D數據編碼方式，打破了CAD和其他軟件公司開發的專有3D圖形格式的壟斷[5]，它具有更細膩的3D畫面，更便捷的操作，可實現多平臺互動和多插件兼容，對DirectX和OpenGL擁有高度優化的圖形渲染管道；Unity支持所有主要文件格式，并能和大部分相關應用程序協同工作，低端硬件亦可流暢運行廣闊復雜的場景；Unity內置的NVIDIA，PhysX物理引擎帶能夠帶來逼真的互動感覺，實時三維圖形混合音頻流、視頻流，非常適合產品虛擬展示在交互訪問和逼真表現的需求[2]。U3D標準還提供了許多運行時的優勢，特別是應用于互聯網上時，比如它的連續細節層次特征，使得用戶可以在一邊下載的情況下一邊（步進似的）觀察三維數據。基于此，本系統中選用Unity3D來創建劇場三維模型，U3D最大的特色在于其通用性和兼容性，不局限于特定的軟/硬件資源，使主流商業應用程序可以較為容易的使用3D技術。

2 虛擬劇場Web展示系統設計與實現

2.1 系統總體框架

本系統基于B/S架構設計虛擬劇場Web交互展示系統。整個虛擬展示系統可分為Unity3D展示部分和網頁系統。其中網頁系統負責用戶權限、展示參數、查詢文件的管理以及用戶在瀏覽器上注冊、登錄、查詢等操作，Unity3D展示部分則是利用Unity3D引擎，開發一個接口統一的展示框架，實現虛擬劇場在Web上交互展示。系統數據庫選用SQL Serve，SQL Serve功能比較強大，除可處理包含在各種平臺上運行的數據庫管理系統內核之外，還包括數據復制、數據庫系統管理、網關支持、在線分析處理、多媒體支持和各種并行處理能力，并且與Internet緊密結合，可將數據庫連接到Internet，通過Web瀏覽器顯示數據操作。

2.2 模型發布

Unity軟件支持多平臺發布，可將模型發布至Web player/iOS/Android/Flash Player/Xbox等平臺轉換成相應格式文件[4]。本系統中Unity3D展示模塊是用Unity3D引擎開發的一個能夠動態加載3D模型的Web Player應用，通過安裝很小的Unity 3D插件，可實現在各個主流瀏覽器上運行這個Web Player應用來加載產品模型展示，例如IE，Firefox，Safari等。Web player平臺輸出的文件格式為.HTML，嵌入網頁系統進行鏈接最為便捷[3]；發布為Flash Player平臺輸出文件格式為.swf。通過下表實驗數據可看出，由于Flash Player具有獨立引擎支持三維模型的運行，因此具有更高效的加載速率。

2.3 交互事件的實現

Unity3d兼容性良好，擴展性強，支持使用c#編程來動態改變三維模型，實現控制事件的觸發，包括特定實體的控制、參數的顯示與修改等。本系統通過c#實現交互事件包括：鼠標放在舞臺特定區域，顯示舞臺參數，包括長、寬、高等；鼠標放在吊桿區域，顯示吊桿最大移動速度、載重量、接口數等；通過鍵盤“N、U”控制吊桿的上下移動；通過“E”鍵控制劇場燈光的開關和效果。

2.4 參數匹配查詢

本系統可實現劇場觀眾席座位數、臺口、舞臺、吊桿等參數的匹配查詢，查詢結果在三維模型中以對話框方式顯示。通過設置參數標準值并存在XML文件中，在參數輸入區域輸入匹配值，通過c#編寫循環查詢比較語句，調用XML文件進行參數對比，結果在劇場三維模型中展示并返回前端用戶界面。

3 結束語

文章使用Unity3d技術創建劇場三維模型并發布至Web Player平臺，基于B/S結構開發網頁管理系統，運用C#語言實現模型上交互事件的查詢與參數匹配，最終以視覺方式實現不同事件和功能在模型中的互動。用戶通過互動操作，足不出戶就可以全方位瀏覽劇場細節并體驗真實的場景效果；在虛擬現實環境中進行劇場參數匹配查詢更加直觀、便捷，劇團人員可在線匹配查詢，獲取自己所關注的劇場參數，如舞臺尺寸，面光、耳光位置，吊桿接口，觀眾區容量等，進而指導演出部署、劇目創作和劇場選擇。利用互聯網高速迅捷的傳播優勢推介劇場，基于交互式信息查詢機制，有利于激活整個演出產業鏈，進而促進演出產品和要素的合理流動。

參考文獻

[1]戚鵬，倪樂波.工業設計產品的三維虛擬展示技術研究[J].中國科技縱橫，2010（20）：3-4.

[2]倪樂波，戚鵬，遇麗娜，王婧. Unity3D產品虛擬展示技術的研究與應用.數字技術與應用（應用研究），2010（9）.

[3]郭海新. Unity3D與HTML交互機理的研究.煤炭技術，2011（30）.

[4]陳育濱，曾玉珠.基于Unity3D平臺的Web3D展示.電腦編程與技巧維護（圖形圖像處理版），2012（1）.

[5]苗英華，蘇鴻根.U3D文件格式及運行機制剖析.計算機應用軟件，2010（2）.