基于三維全景及Flash技術(shù)的測(cè)繪網(wǎng)上展館設(shè)計(jì)與應(yīng)用

吳希

摘 要 本文結(jié)合黑龍江省測(cè)繪地理信息應(yīng)用成果和地圖展覽建設(shè)實(shí)際，就場(chǎng)館建模、平臺(tái)功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入探討，總結(jié)出了基于三維全景和Flash技術(shù)，建立網(wǎng)上虛擬展館的總體設(shè)計(jì)流程、技術(shù)架構(gòu)、設(shè)計(jì)方法和實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞 網(wǎng)上展館;虛擬現(xiàn)實(shí);Flash技術(shù);3D技術(shù);地理信息

引言

“十三·五”期間黑龍江省測(cè)繪事業(yè)飛速發(fā)展，測(cè)繪成果不斷豐富，然而多年來公眾對(duì)于測(cè)繪的了解往往還局限于傳統(tǒng)的外業(yè)生產(chǎn)，繪制地圖的階段。為了更直觀、全面地向大眾展示這些測(cè)繪成果，彰顯測(cè)繪地理信息服務(wù)社會(huì)的重要性，建立一套基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、自主操作、交互式體驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)虛擬展館具有重要意義[1]。

1平臺(tái)建設(shè)目標(biāo)

黑龍江省測(cè)繪地理信息應(yīng)用成果和地圖展覽，采用國(guó)際先進(jìn)的三維實(shí)景建模技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Flash與3D技術(shù)的完美結(jié)合，完成了對(duì)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(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)感和交互式的感受，扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)技術(shù)需要下載瀏覽器插件的煩瑣劣勢(shì)[2]。

2平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

平臺(tái)總體設(shè)計(jì)架構(gòu)分為五層，由展示層、應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層組成。

展示層：展示層為龍江網(wǎng)上展館門戶網(wǎng)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(dòng)畫及三維模型方式，分主題展示各展品內(nèi)容。用戶通過展示層實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的訪問。

應(yīng)用層：基于業(yè)務(wù)層提供的支撐技術(shù)及服務(wù)，應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用功能的搭建和運(yùn)行，基于UI體驗(yàn)、虛擬現(xiàn)實(shí)、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(shí)現(xiàn)用戶自助游覽、虛擬導(dǎo)游和地圖導(dǎo)航等功能。

業(yè)務(wù)層：主要包括展館后臺(tái)管理系統(tǒng)，為展館的管理用戶提供展館建設(shè)及運(yùn)行監(jiān)控的功能，如虛擬展館管理、目錄管理、展覽資源管理、展館內(nèi)容管理、用戶管理、運(yùn)行監(jiān)控等功能。

服務(wù)層：服務(wù)層與主展館保持一致，利用主展館服務(wù)接口，提供統(tǒng)一用戶認(rèn)證、展覽資源統(tǒng)一認(rèn)證等基礎(chǔ)服務(wù)，以保證用戶信息、展品信息、編碼信息的全局一致性。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層與主展館保持一致，通過定義展覽資源的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的組織、存儲(chǔ)和管理，為業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

3項(xiàng)目實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)

3.1 Away3D與Papervision3D雙引擎結(jié)合

Away3D是flash或flex上的一個(gè)功能強(qiáng)大且實(shí)時(shí)的3D物理引擎，具有快速、高效、API清楚等優(yōu)點(diǎn)，但是三角形消失的問題讓人頭疼。Papervision3D很好的修補(bǔ)了這一漏洞，既保證了模型的完整性又實(shí)現(xiàn)了更為炫麗美觀、功能強(qiáng)大的Flash 3D Web應(yīng)用程序的開發(fā)[3]。

3.2 多套模型的加載與集成

為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上自助瀏覽、點(diǎn)擊查詢、碰撞反彈以及自動(dòng)漫游等功能，黑龍江網(wǎng)上展館制作了多套模型通過不同的加載方式來實(shí)現(xiàn)不同的功能效果：

（1）碰撞模型

碰撞模型與基礎(chǔ)模型邊緣相匹配，用以實(shí)現(xiàn)碰撞反彈功能，達(dá)到真實(shí)的物理空間效果。

首先對(duì)輸出的obj模型文件進(jìn)行初始化，將其解析成AWPRigidBody剛體加載到Away3D場(chǎng)景中，其次創(chuàng)建虛擬人物的膠囊形狀（AWPCapsuleShape），再將AWPCapsuleShape與角色控制器（AWPKinematicCharacterController）進(jìn)行綁定，最后由Away3D的物理世界（AWPDynamicsWorld）引擎來判斷膠囊的可移動(dòng)區(qū)域，并將該模型限制在可移動(dòng)區(qū)域內(nèi)。當(dāng)瀏覽者到達(dá)碰撞模型邊緣時(shí)便會(huì)停止移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)碰撞反彈。

（2）展品模型

展品模型是在建立基礎(chǔ)模型時(shí)建立的單面物件，具有UV方向信息，在加載圖片時(shí)通過UV信息將圖片展示在模型上。每個(gè)展品都具有鼠標(biāo)效果，可點(diǎn)擊查看詳細(xì)信息。展品模型可加載動(dòng)態(tài)貼圖。動(dòng)態(tài)貼圖屬于flash的MovieClip影片剪輯類型，通過對(duì)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(dá)到動(dòng)態(tài)效果。

3.2 自動(dòng)漫游技術(shù)

漫游模型由很多個(gè)單獨(dú)模型組成，當(dāng)用戶點(diǎn)擊漫游瀏覽時(shí)，首先要獲取當(dāng)前角色控制器的x與y的位置信息，將其組成一個(gè)Point點(diǎn)信息。第二步則需要循環(huán)獲得漫游模型中所有的x，y信息以組成多個(gè)Point點(diǎn)信息，再將每個(gè)單獨(dú)模型的點(diǎn)信息與角色控制器的Point信息進(jìn)行計(jì)算。

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

把獲得距離最短的一個(gè)單獨(dú)模型位置作為漫游的初始點(diǎn)，通過監(jiān)聽Event.ENTER_FRAME逐幀進(jìn)行判斷下一個(gè)點(diǎn)的位置，再將角色控制器的位置平緩向下個(gè)點(diǎn)位置進(jìn)行移動(dòng)，在移動(dòng)之前需要根據(jù)當(dāng)前位置與要移動(dòng)的目的點(diǎn)位置進(jìn)行方向的判斷。

方向計(jì)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(dāng)前控制器位置信息，p2是目的點(diǎn)的位置信息。

3.3 后臺(tái)程序使用php語(yǔ)言與mysql數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)合

語(yǔ)言使用php進(jìn)行開發(fā)，具有高安全性、高效率的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合mysql數(shù)據(jù)庫(kù)達(dá)到高效讀取內(nèi)容。展品的內(nèi)容上傳與修改易于管理。

4結(jié)束語(yǔ)

黑龍江省地理信息應(yīng)用成果和地圖展覽基于互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，向公眾展示了“十三·五”期間黑龍江省在地理信息應(yīng)用和地圖方面取得的優(yōu)秀成果和卓越成績(jī)，突破了實(shí)體館在時(shí)間和空間上的限制，使全民的測(cè)繪科普事業(yè)產(chǎn)生了質(zhì)的進(jìn)步，提高了用戶的參觀熱情與互動(dòng)性，為用戶建造了一座可以隨時(shí)瀏覽的網(wǎng)上虛擬知識(shí)平臺(tái)，彰顯了測(cè)繪地理信息服務(wù)社會(huì)的重要作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳永慧.三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬展館中的應(yīng)用[J].文學(xué)教育（下），2020（3）：150-151.

[2] 趙黎黎，柳小成.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在展館設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].青春歲月，2019（35）：28-29.

[3] 王濤，安士才，李騰.應(yīng)用三維全景虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬展館構(gòu)建中的初步探索[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（10）：58-60.

[4] 李克恭，吳文魁，劉清.基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的虛擬展覽館建設(shè)方法探討[J].測(cè)繪與空間地理信息，2016（11）：125-128.