基于三維全景及Flash技術的測繪網上展館設計與應用

吳希

摘 要 本文結合黑龍江省測繪地理信息應用成果和地圖展覽建設實際，就場館建模、平臺功能設計和實現方法進行了深入探討，總結出了基于三維全景和Flash技術，建立網上虛擬展館的總體設計流程、技術架構、設計方法和實施關鍵技術。

關鍵詞 網上展館;虛擬現實;Flash技術;3D技術;地理信息

引言

“十三·五”期間黑龍江省測繪事業飛速發展，測繪成果不斷豐富，然而多年來公眾對于測繪的了解往往還局限于傳統的外業生產，繪制地圖的階段。為了更直觀、全面地向大眾展示這些測繪成果，彰顯測繪地理信息服務社會的重要性，建立一套基于互聯網平臺、自主操作、交互式體驗的網絡虛擬展館具有重要意義[1]。

1平臺建設目標

黑龍江省測繪地理信息應用成果和地圖展覽，采用國際先進的三維實景建模技術，實現了Flash與3D技術的完美結合，完成了對Web端三維模型的快速加載，靈活的全景漫游方式給人帶來全新的現場體驗感和交互式的感受，扭轉了傳統技術需要下載瀏覽器插件的煩瑣劣勢[2]。

2平臺架構設計

平臺總體設計架構分為五層，由展示層、應用層、業務層、服務層和數據層組成。

展示層：展示層為龍江網上展館門戶網站，提供展館各展廳入口，在虛擬展廳以文字、圖片、視頻、音頻、FLASH動畫及三維模型方式，分主題展示各展品內容。用戶通過展示層實現統一的訪問。

應用層：基于業務層提供的支撐技術及服務，應用層實現各種應用功能的搭建和運行，基于UI體驗、虛擬現實、多維影像、FLASH交互、虛擬人物解說、360度虛擬漫游等功能組件實現用戶自助游覽、虛擬導游和地圖導航等功能。

業務層：主要包括展館后臺管理系統，為展館的管理用戶提供展館建設及運行監控的功能，如虛擬展館管理、目錄管理、展覽資源管理、展館內容管理、用戶管理、運行監控等功能。

服務層：服務層與主展館保持一致，利用主展館服務接口，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。

數據層：數據層與主展館保持一致，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，為業務層和應用層提供數據服務。

3項目實施關鍵技術

3.1 Away3D與Papervision3D雙引擎結合

Away3D是flash或flex上的一個功能強大且實時的3D物理引擎，具有快速、高效、API清楚等優點，但是三角形消失的問題讓人頭疼。Papervision3D很好的修補了這一漏洞，既保證了模型的完整性又實現了更為炫麗美觀、功能強大的Flash 3D Web應用程序的開發[3]。

3.2 多套模型的加載與集成

為了實現網上自助瀏覽、點擊查詢、碰撞反彈以及自動漫游等功能，黑龍江網上展館制作了多套模型通過不同的加載方式來實現不同的功能效果：

（1）碰撞模型

碰撞模型與基礎模型邊緣相匹配，用以實現碰撞反彈功能，達到真實的物理空間效果。

首先對輸出的obj模型文件進行初始化，將其解析成AWPRigidBody剛體加載到Away3D場景中，其次創建虛擬人物的膠囊形狀（AWPCapsuleShape），再將AWPCapsuleShape與角色控制器（AWPKinematicCharacterController）進行綁定，最后由Away3D的物理世界（AWPDynamicsWorld）引擎來判斷膠囊的可移動區域，并將該模型限制在可移動區域內。當瀏覽者到達碰撞模型邊緣時便會停止移動，實現碰撞反彈。

（2）展品模型

展品模型是在建立基礎模型時建立的單面物件，具有UV方向信息，在加載圖片時通過UV信息將圖片展示在模型上。每個展品都具有鼠標效果，可點擊查看詳細信息。展品模型可加載動態貼圖。動態貼圖屬于flash的MovieClip影片剪輯類型，通過對MovieClip影片剪輯的逐幀圖片拷貝，再把逐幀圖片間隔賦給展品模型，達到動態效果。

3.2 自動漫游技術

漫游模型由很多個單獨模型組成，當用戶點擊漫游瀏覽時，首先要獲取當前角色控制器的x與y的位置信息，將其組成一個Point點信息。第二步則需要循環獲得漫游模型中所有的x，y信息以組成多個Point點信息，再將每個單獨模型的點信息與角色控制器的Point信息進行計算。

計算公式 ：距離 =Point.distance（角色控制器位置，單獨模型位置）;

把獲得距離最短的一個單獨模型位置作為漫游的初始點，通過監聽Event.ENTER_FRAME逐幀進行判斷下一個點的位置，再將角色控制器的位置平緩向下個點位置進行移動，在移動之前需要根據當前位置與要移動的目的點位置進行方向的判斷。

方向計算公式 ：

public function getRotation（p1：Point，p2：Point）：Number{

var r：Number =Math.atan2（p2.y-p1.y，p2.x-p1.x）*180/Math.PI;

return r;

}

其中：p1是當前控制器位置信息，p2是目的點的位置信息。

3.3 后臺程序使用php語言與mysql數據庫結合

語言使用php進行開發，具有高安全性、高效率的優勢。結合mysql數據庫達到高效讀取內容。展品的內容上傳與修改易于管理。

4結束語

黑龍江省地理信息應用成果和地圖展覽基于互聯網建設，向公眾展示了“十三·五”期間黑龍江省在地理信息應用和地圖方面取得的優秀成果和卓越成績，突破了實體館在時間和空間上的限制，使全民的測繪科普事業產生了質的進步，提高了用戶的參觀熱情與互動性，為用戶建造了一座可以隨時瀏覽的網上虛擬知識平臺，彰顯了測繪地理信息服務社會的重要作用。

參考文獻

[1] 吳永慧.三維虛擬現實技術在虛擬展館中的應用[J].文學教育（下），2020（3）：150-151.

[2] 趙黎黎，柳小成.虛擬現實技術在展館設計中的運用[J].青春歲月，2019（35）：28-29.

[3] 王濤，安士才，李騰.應用三維全景虛擬現實技術在虛擬展館構建中的初步探索[J].科學技術創新，2018（10）：58-60.

[4] 李克恭，吳文魁，劉清.基于網絡環境的虛擬展覽館建設方法探討[J].測繪與空間地理信息，2016（11）：125-128.