虛擬劇場(chǎng)Web交互展示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

竇騰飛　周斌

摘 要：互聯(lián)網(wǎng)和多媒體技術(shù)的融合發(fā)展為B2B/B2C電子商務(wù)平臺(tái)發(fā)展提供了新的契機(jī)，Web3D技術(shù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。文章主要闡述應(yīng)用專(zhuān)業(yè)引擎Unity3D，創(chuàng)建三維劇場(chǎng)模型，基于B/S網(wǎng)絡(luò)框架實(shí)現(xiàn)虛擬劇場(chǎng)在Web上交互展示與參數(shù)匹配查詢(xún)，最終實(shí)現(xiàn)基于Web、交互性強(qiáng)、效果逼真的虛擬劇場(chǎng)展示系統(tǒng)，通過(guò)搭建一個(gè)跨越時(shí)空局限性的交互平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)更加便捷的劇場(chǎng)信息交流。

關(guān)鍵詞：Web3D；Unity3D；虛擬現(xiàn)實(shí)；交互展示；參數(shù)匹配

引言

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)不斷成熟與普及，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)展示領(lǐng)域逐漸成為一種發(fā)展趨勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)創(chuàng)建和表現(xiàn)虛擬實(shí)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(wù)和經(jīng)營(yíng)業(yè)態(tài)，在信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融合發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)對(duì)劇場(chǎng)、劇目、劇團(tuán)等演出資源的整合和提升，大大促進(jìn)了文化演藝業(yè)的發(fā)展和繁榮。劇場(chǎng)作為最重要的演出資源之一，借助互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行品牌推廣、網(wǎng)絡(luò)宣傳和營(yíng)銷(xiāo)已成為發(fā)展趨勢(shì)，在線劇場(chǎng)、B2B的投入持續(xù)增加。目前，互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)劇場(chǎng)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(chǎng)三維模型在互聯(lián)網(wǎng)上的展示，能為客戶(hù)提高逼真的虛擬現(xiàn)實(shí)展示場(chǎng)景，全方位真實(shí)再現(xiàn)劇場(chǎng)環(huán)境及設(shè)備設(shè)施，這將大大提高劇場(chǎng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和院線的信息化、智能化水平。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)Web展示關(guān)鍵技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外主要的3D模型仍然是采用3D CAD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，3D CAD開(kāi)發(fā)的模型專(zhuān)業(yè)性較強(qiáng)，但畫(huà)面效果逼真度低，模型可移植性差，不適合應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行商業(yè)展示。三維虛擬展示技術(shù)中應(yīng)用比較廣泛的是VRML、Cult3D和Unity3D技術(shù)。VRML用于描述基于互聯(lián)網(wǎng)的虛擬場(chǎng)景規(guī)范，交互性對(duì)于開(kāi)發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用稍顯不足，場(chǎng)景信息與交互信息并存在VRML文件中，使開(kāi)發(fā)人員使用起來(lái)很不方便[1]。

Unity3D提供了一種通用的3D數(shù)據(jù)編碼方式，打破了CAD和其他軟件公司開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有3D圖形格式的壟斷[5]，它具有更細(xì)膩的3D畫(huà)面，更便捷的操作，可實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)互動(dòng)和多插件兼容，對(duì)DirectX和OpenGL擁有高度優(yōu)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(guān)應(yīng)用程序協(xié)同工作，低端硬件亦可流暢運(yùn)行廣闊復(fù)雜的場(chǎng)景；Unity內(nèi)置的NVIDIA，PhysX物理引擎帶能夠帶來(lái)逼真的互動(dòng)感覺(jué)，實(shí)時(shí)三維圖形混合音頻流、視頻流，非常適合產(chǎn)品虛擬展示在交互訪問(wèn)和逼真表現(xiàn)的需求[2]。U3D標(biāo)準(zhǔn)還提供了許多運(yùn)行時(shí)的優(yōu)勢(shì)，特別是應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)上時(shí)，比如它的連續(xù)細(xì)節(jié)層次特征，使得用戶(hù)可以在一邊下載的情況下一邊（步進(jìn)似的）觀察三維數(shù)據(jù)?；诖?，本系統(tǒng)中選用Unity3D來(lái)創(chuàng)建劇場(chǎng)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(yè)應(yīng)用程序可以較為容易的使用3D技術(shù)。

2 虛擬劇場(chǎng)Web展示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)總體框架

本系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)虛擬劇場(chǎng)Web交互展示系統(tǒng)。整個(gè)虛擬展示系統(tǒng)可分為Unity3D展示部分和網(wǎng)頁(yè)系統(tǒng)。其中網(wǎng)頁(yè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)用戶(hù)權(quán)限、展示參數(shù)、查詢(xún)文件的管理以及用戶(hù)在瀏覽器上注冊(cè)、登錄、查詢(xún)等操作，Unity3D展示部分則是利用Unity3D引擎，開(kāi)發(fā)一個(gè)接口統(tǒng)一的展示框架，實(shí)現(xiàn)虛擬劇場(chǎng)在Web上交互展示。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)選用SQL Serve，SQL Serve功能比較強(qiáng)大，除可處理包含在各種平臺(tái)上運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)內(nèi)核之外，還包括數(shù)據(jù)復(fù)制、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理、網(wǎng)關(guān)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(jié)合，可將數(shù)據(jù)庫(kù)連接到Internet，通過(guò)Web瀏覽器顯示數(shù)據(jù)操作。

2.2 模型發(fā)布

Unity軟件支持多平臺(tái)發(fā)布，可將模型發(fā)布至Web player/iOS/Android/Flash Player/Xbox等平臺(tái)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)格式文件[4]。本系統(tǒng)中Unity3D展示模塊是用Unity3D引擎開(kāi)發(fā)的一個(gè)能夠動(dòng)態(tài)加載3D模型的Web Player應(yīng)用，通過(guò)安裝很小的Unity 3D插件，可實(shí)現(xiàn)在各個(gè)主流瀏覽器上運(yùn)行這個(gè)Web Player應(yīng)用來(lái)加載產(chǎn)品模型展示，例如IE，F(xiàn)irefox，Safari等。Web player平臺(tái)輸出的文件格式為.HTML，嵌入網(wǎng)頁(yè)系統(tǒng)進(jìn)行鏈接最為便捷[3]；發(fā)布為Flash Player平臺(tái)輸出文件格式為.swf。通過(guò)下表實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，由于Flash Player具有獨(dú)立引擎支持三維模型的運(yùn)行，因此具有更高效的加載速率。

2.3 交互事件的實(shí)現(xiàn)

Unity3d兼容性良好，擴(kuò)展性強(qiáng)，支持使用c#編程來(lái)動(dòng)態(tài)改變?nèi)S模型，實(shí)現(xiàn)控制事件的觸發(fā)，包括特定實(shí)體的控制、參數(shù)的顯示與修改等。本系統(tǒng)通過(guò)c#實(shí)現(xiàn)交互事件包括：鼠標(biāo)放在舞臺(tái)特定區(qū)域，顯示舞臺(tái)參數(shù)，包括長(zhǎng)、寬、高等；鼠標(biāo)放在吊桿區(qū)域，顯示吊桿最大移動(dòng)速度、載重量、接口數(shù)等；通過(guò)鍵盤(pán)“N、U”控制吊桿的上下移動(dòng)；通過(guò)“E”鍵控制劇場(chǎng)燈光的開(kāi)關(guān)和效果。

2.4 參數(shù)匹配查詢(xún)

本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)劇場(chǎng)觀眾席座位數(shù)、臺(tái)口、舞臺(tái)、吊桿等參數(shù)的匹配查詢(xún)，查詢(xún)結(jié)果在三維模型中以對(duì)話(huà)框方式顯示。通過(guò)設(shè)置參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值并存在XML文件中，在參數(shù)輸入?yún)^(qū)域輸入匹配值，通過(guò)c#編寫(xiě)循環(huán)查詢(xún)比較語(yǔ)句，調(diào)用XML文件進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，結(jié)果在劇場(chǎng)三維模型中展示并返回前端用戶(hù)界面。

3 結(jié)束語(yǔ)

文章使用Unity3d技術(shù)創(chuàng)建劇場(chǎng)三維模型并發(fā)布至Web Player平臺(tái)，基于B/S結(jié)構(gòu)開(kāi)發(fā)網(wǎng)頁(yè)管理系統(tǒng)，運(yùn)用C#語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)模型上交互事件的查詢(xún)與參數(shù)匹配，最終以視覺(jué)方式實(shí)現(xiàn)不同事件和功能在模型中的互動(dòng)。用戶(hù)通過(guò)互動(dòng)操作，足不出戶(hù)就可以全方位瀏覽劇場(chǎng)細(xì)節(jié)并體驗(yàn)真實(shí)的場(chǎng)景效果；在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行劇場(chǎng)參數(shù)匹配查詢(xún)更加直觀、便捷，劇團(tuán)人員可在線匹配查詢(xún)，獲取自己所關(guān)注的劇場(chǎng)參數(shù)，如舞臺(tái)尺寸，面光、耳光位置，吊桿接口，觀眾區(qū)容量等，進(jìn)而指導(dǎo)演出部署、劇目創(chuàng)作和劇場(chǎng)選擇。利用互聯(lián)網(wǎng)高速迅捷的傳播優(yōu)勢(shì)推介劇場(chǎng)，基于交互式信息查詢(xún)機(jī)制，有利于激活整個(gè)演出產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)而促進(jìn)演出產(chǎn)品和要素的合理流動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

[1]戚鵬，倪樂(lè)波.工業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的三維虛擬展示技術(shù)研究[J].中國(guó)科技縱橫，2010（20）：3-4.

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