基于Web3D技術的虛擬展館設計與實現

方丹

摘要：本文以貴州省測繪地理信息應用成果和地圖展覽館為例，介紹了利用3DMAX和Away 3D等技術建設基于web的虛擬展館設計和實現方法。展館可以實現虛擬漫游、展品熱點鏈接、語音播報、后臺管理等功能。結果表明：通過這種方法實現的網上虛擬展館，不僅內容全面豐富，操作流暢便捷，風格美觀，而且具有友好的交互性和逼真的虛擬性。

Abstract： This paper takes Guizhou Province surveying and mapping geographic information application results and map museum as an example， introduces the design and implementation of virtual exhibition hall based on Web using 3DMAX and Away 3D Technology. The exhibition hall can realize virtual roaming， hot links， voice broadcast， background management and other functions. The results show that the online virtual exhibition hall is not only with rich content， smooth and convenient operation， beautiful style， but also with friendly interactive and realistic virtual.

關鍵詞：web3D技術；虛擬展館；Away 3D；貴州；互聯網

Key words： web3D technology；virtual exhibition hall； Away 3D；Guizhou；Internet

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）06-0092-03

0 引言

在互聯網+時代，借助互聯網思維，結合新技術與互聯網深度融合，是傳統領域發展的新趨勢。Web 3D技術是隨著互聯網與虛擬現實（Virtual Reality）發展而產生的，其目的是在互聯網上建立三維的虛擬世界，讓人們更加清晰明了地了解真實的物體。目前，Web 3D技術在電子商務、教育、娛樂、虛擬社區等領域獲得了廣泛的應用。虛擬展館就是在互聯網平臺上發布的，利用VR技術構建的數字化展覽館，是互聯網新技術與傳統會展領域的新融合。它是一種三維互動體驗方式，不僅突破了時空限制，節約了建造成本，還可以發揮無限的想象創意，使觀眾能夠隨時隨地在網絡平臺上感受展館及展品，用仿真互動的方式體驗“身臨其境，暢游無限”的精彩。

2015年，國家測繪地理信息局決定在8-11月期間舉辦全國地理信息應用成果和地圖網上展覽。展出方式就是基于互聯網建設“1+1+31+N”網上展館集群。貴州省作為31個地方展館中的一員，將以展示貴州省“十二五”期間測繪地理信息服務大局、服務社會、服務民生為主線，建設基于互聯網的虛擬互動展館。本文以貴州省展館為例，研究利用3DMAX技術、Away3D技術、數據庫技術及VR技術，設計并實現網上虛擬展館的方法。

1 系統設計

按照國家測繪地理信息局的要求，網上展覽應按照“總體規劃、分建部署、各自運維、集中展示”的原則進行建設。地方展館應按照國家要求進行建設，建設完成后在用戶認證與注冊的地方統一調用國家總展館接口。

1.1 展館結構設計

根據貴州省“十二五”期間測繪行業成果檔案資料，結合貴州特色，貴州展館將按照四個分展廳進行設計，包括“經天緯地映貴州”、“應用惠澤美麗貴州”、“地圖上的多彩貴州”、“云上貴州”等四個展廳，每個展廳又根據實際資料情況分類成n個展臺。

1.2 總體架構

貴州展館由展示層、應用層、業務層、服務層、數據層，以及安全保障運行環境、技術接口等構成“五層、兩支撐”的構架，如圖1所示。

①展示層。展示層由展館門戶網站，以及多個展示廳組成，展示資源通過展示層實現集中展現，訪問用戶通過展示層實現統一的訪問入口。

②應用層。應用層包括用戶UI體驗、多媒體交互、虛擬現實、多維影像、虛擬人物解說、三維模型體驗、360度虛擬漫游等功能組件。

③業務層。業務層是為實現應用層各種應用功能的搭建和運行提供支撐技術及服務，包括內容管理、目錄管理、數據管理、特效制作、用戶管理、展品管理等。

④服務層。服務層是為分布式架構下展館提供統一用戶認證、展覽資源統一認證等基礎服務，以保證用戶信息、展品信息、編碼信息的全局一致性。

⑤數據層。數據層是通過定義展覽資源的數據模型，實現數據的組織、存儲和管理，為支撐層和應用層提供數據服務。主要包括文本、圖片、音視頻、應用系統、其它資料等。

⑥技術接口規范。技術接口規范建設是網上展覽建設的基礎性工作，是網上展覽實現安全可靠運行的前提條件。

⑦安全保障與運行環境。建成網上展覽部署在各承建單位的互聯網接入環境中，其符合國家信息安全等級保護（二級）標準要求。

1.3 關鍵技術

①3DMAX技術。

3DMax技術以其強大的功能和易操作性風靡世界，廣泛應用于游戲、動畫、建筑、室內設計、影視、虛擬現實等領域。使用3DMax軟件制作虛擬展品，例如無人機、地理信息應急監測車、測量機器人、雷鳥II輕型直升飛機等測繪先進設備，根據設備照片，搭建逼真的立體三維模型，并將其信息存儲在數據庫中。再基于實體展館的架構和展館特色，利用3DMax技術制作虛擬場景和動畫漫游，創建室內外效果圖，構建虛擬展覽館展示框架。

②Away3D技術。

Away3D是在Adobe Flash或Flex平臺下用ActionScript3.0寫的一個開源的，強大且實時的3D引擎，具有快速、高效、API清楚等優點，可以運行在安裝有Adobe Flash Player插件的瀏覽器中，因此，利用該技術搭建展示平臺，普通用戶幾乎可以不用重新安裝任何插件就可以輕松快捷的瀏覽。

2 虛擬展館的實現

2.1 展館制作流程

貴州展館的制作流程將按照以下步驟進行，在向各協辦單位征求意見和需求調研的基礎上，初步確定建設思路，收集相關資料，經過歸類和整理精心挑選展品，確定展館結構，構建展館內外場景，最后搭建門戶網站和虛擬漫游系統，審核發布后上線。

①資料收集與整理。

向省內所有測繪地理信息甲級資質單位、高校、測繪行業協會收集相關測繪地理信息成果展示品，總量達15G左右。按照展廳-展臺-展品的構架進行整理，展品包括圖片、視頻、全景以及虛擬展品等，每一個展品都配有文字詳細介紹，每一個展廳都配有語音導航。

②展館結構及展品內容設計。

設計展館的整體布局、外景及內部形狀，包括展館框架圖、展館外景圖、展品分布圖、展品擺放位置分布圖、各個展廳裝飾風格效果、光線及渲染效果等，以契合四個展廳的風格。

③虛擬漫游及門戶網站建設。

展館設計制作完成之后，將制作用戶虛擬漫游的效果，包括展館三維虛擬場景的加載及展廳場景間的切換。場景間切換方法主要有手動點擊、鼠標拖動、導航地圖、菜單目錄多種方式，還可實現用戶的交互過程。最后，通過門戶網站發布。

④后臺運維管理系統建設。

考慮到這個平臺將來需要更新和維護，開發了一個后臺運維管理系統，包括圖文管理、圖標管理、音頻管理、視頻管理、場景管理、模型管理、用戶管理等，可以增加、編輯、刪除、管理等操作。

2.2 展館功能實現

展館的功能主要包括展廳漫游、場景切換、導航地圖、展品瀏覽、熱點鏈接、語音介紹、用戶留言、后臺管理等內容。用戶可以通過虛擬漫游的方式瀏覽，也可以根據導航地圖快速定位瀏覽，每一個展品都是一個熱點鏈接，點擊可以打開該展品的詳細介紹，還可以進行用戶留言。管理員可以通過后臺運維管理系統進行展館的管理。

3 結束語

2015年10月27日，貴州省測繪地理信息應用成果和地圖展覽正式開通上線，獲得了優秀展館獎。它依托直觀、生動的虛擬展示方式，為社會公眾在短時間內全面認識和了解貴州測繪與地理信息事業的發展成果搭建了一個充滿趣味性與科學性的網上展臺，將成為一個地理信息應用成果線上交流和宣傳的永久性平臺。它內容豐富全面，操作流暢便捷，風格美觀且富有貴州本地特色，在正式上線后，獲得了省內外領導、專家及群眾的一致認同和好評。

本文以貴州省測繪地理信息應用成果和地圖展覽館為例，介紹了基于Web 3D技術的虛擬展覽館設計與實現方法，試驗證明，web虛擬技術用于展覽館建設是可取的，不僅節約建設成本，還可以給用戶帶來前所未有的體驗感。然而，展館在加載速度、交互互動、制作效率等方面還存在欠缺，這些問題都將在后續的研究和工作中展開。

參考文獻：

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