基于Web的三維模型交互展示平臺(tái)發(fā)展研究

喻放

摘要：隨著HTML5和Webgl的推出，使得基于Web的三維模型交互展示成為可能，歐美國(guó)家的相關(guān)創(chuàng)業(yè)公司不斷涌現(xiàn)，但是公司找不到可行的商業(yè)化模式，生存比較艱難，規(guī)模發(fā)展也較為緩慢?！癡R元年”2016年HTC、Oculus、SONY三大消費(fèi)級(jí)頭顯的相繼發(fā)售，美國(guó)的微軟、谷歌和國(guó)內(nèi)的騰訊等巨頭公司相繼推出自己的基于Web的三維模型交互展示平臺(tái)，期望作為自己虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的資源庫(kù)，甚至整合全球規(guī)模的3D模型打造成行業(yè)的社交生態(tài)圈。資金的投入使行業(yè)迎來(lái)了第一次的高速發(fā)展時(shí)期，但平臺(tái)用戶仍然只是局限于專業(yè)3D設(shè)計(jì)師。2020年，Apple公司在最新的iPad Pro和iPhone 12 Pro上配備LiDAR傳感器后，普通用戶終于可以通過(guò)3D Scanner APP掃描實(shí)物來(lái)快速制作三維模型。平臺(tái)迎來(lái)了第二次發(fā)展機(jī)遇，隨著普通用戶上傳三維模型并分享到個(gè)人社交媒體，平臺(tái)的用戶和模型數(shù)量都迎來(lái)了爆發(fā)性的增長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞：三維模型? 交互展示? 發(fā)展研究

隨著HTML5在2008年正式發(fā)布以及WebGL1.0的規(guī)范問(wèn)世，在Web中交互瀏覽三維模型成為了可能。HTML5 順應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展可以支持同時(shí)在PC端和手機(jī)端進(jìn)行Web的瀏覽。WebGL是HTML5中提出的一種新的3D繪圖標(biāo)準(zhǔn)，可以為HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，這樣Web開發(fā)人員就可以借助系統(tǒng)的顯卡作為支持，在瀏覽器里流暢地展示3D場(chǎng)景和模型。歐美基于Web的三維模型交互展示平臺(tái)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)公司其中最知名的有Sketchfab、微軟公司的Remix 3D和谷歌公司的Poly。Sketchfab創(chuàng)辦于2012年，最初公司位于法國(guó)巴黎。法國(guó)的互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)業(yè)環(huán)境畢竟與美國(guó)還是存在著比較大的差距的，為了能夠進(jìn)一步融資并進(jìn)行擴(kuò)張，公司成立后不得不搬到美國(guó)發(fā)展。公司最初創(chuàng)立的時(shí)候，僅僅只是針對(duì)專業(yè)的3D內(nèi)容創(chuàng)作者，只有支持通過(guò)例如3DS Max、SolidWorks、AutoCAD等專業(yè)軟件制作的三維模型，而當(dāng)時(shí)全世界從事三維建模相關(guān)的專業(yè)人士群體僅2000萬(wàn)左右，所以公司的發(fā)展一直比較緩慢。直到2016年，隨著VR和AR硬件設(shè)備的成熟和普及，對(duì)于三維模型的商業(yè)化需求與日俱增，同年微軟公司的Remix 3D和谷歌公司的Poly等三維模型交互展示平臺(tái)也相繼推出。Sketchfab公司規(guī)模也獲得了快速的發(fā)展，因?yàn)榫哂邢劝l(fā)優(yōu)勢(shì)，2018年11月時(shí)，平臺(tái)用戶總量就已經(jīng)超過(guò)了200萬(wàn)，訪問(wèn)量累計(jì)超過(guò)了10億次。經(jīng)過(guò)幾年的競(jìng)爭(zhēng)，微軟宣布在2020年1月關(guān)閉3D內(nèi)容平臺(tái)Remix3D，同樣因?yàn)槭褂玫挠脩羧藬?shù)沒有達(dá)到預(yù)期，2021年6月谷歌也不得不關(guān)閉了3D內(nèi)容平臺(tái)Poly。而在最新的采訪中，Sketchfab公司的CEO Alban Denoyel表示，Sketchfab發(fā)展情況良好，招聘的規(guī)模還在不斷擴(kuò)大，最重要的是2020年9月開始公司終于實(shí)現(xiàn)了盈利。目前，Sketchfab公司主要有3D內(nèi)容分享平臺(tái)和技術(shù)授權(quán)兩大業(yè)務(wù)。微軟和谷歌公司都轉(zhuǎn)而將自己的vr設(shè)備接口與Sketchfab結(jié)合，將Sketchfab的3D內(nèi)容作為虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的資源庫(kù)。

國(guó)內(nèi)的三維模型交互展示平臺(tái)出現(xiàn)也是始于2017年。主要原因還是 “VR元年”2016年，在這一年里HTC、Oculus、SONY三大頭顯的相繼發(fā)售，行業(yè)終于出現(xiàn)了大量消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品。我國(guó)普通消費(fèi)者終于也能用可以接受的價(jià)格享受到VR設(shè)備帶來(lái)的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。之后幾年內(nèi)，騰訊公司推出了3D模型網(wǎng)站——騰訊磨坊，北京歐聯(lián)智科技有限公司也推出了“動(dòng)動(dòng)三維”等基于Web的三維模型交互展示平臺(tái)。不過(guò)由于受到三維模型的制作技術(shù)門檻限制，直到2021年，騰訊磨坊還是在內(nèi)測(cè)階段，只能通過(guò)PC端進(jìn)行上傳和三維模型的交互瀏覽，沒有提供手機(jī)端的App。動(dòng)動(dòng)三維雖然已經(jīng)基本與sketchfab一樣，能夠讓用戶在PC端和手機(jī)端同時(shí)瀏覽，只是用戶數(shù)和模型數(shù)還很少，處于發(fā)展的探索階段。

從各個(gè)平臺(tái)提供的交互功能上進(jìn)行對(duì)比分析，sketchfab平臺(tái)相對(duì)來(lái)說(shuō)瀏覽時(shí)是比較穩(wěn)定流暢的，但交互功能比較簡(jiǎn)單，主要是允許用戶通過(guò)鼠標(biāo)左鍵水平旋轉(zhuǎn)模型進(jìn)行觀察，和通過(guò)鼠標(biāo)中鍵滾動(dòng)放大模型觀察這兩個(gè)功能，還有就是為了方便瀏覽用戶上傳的三維建筑模型的內(nèi)部，可以通過(guò)按鈕切換為第一人稱視角進(jìn)行環(huán)游的瀏覽觀察。國(guó)內(nèi)的平臺(tái)則從功能上創(chuàng)新是比較多的，除了sketchfab平臺(tái)提供的旋轉(zhuǎn)和放大這些基礎(chǔ)交互操作，還增加了許多交互功能，例如允許用戶可以移動(dòng)模型在視圖中的位置;可以垂直旋轉(zhuǎn)觀察模型;可以在Web界面中的空白處添加按鈕設(shè)置打開關(guān)閉背景音樂(lè)或是介紹性的語(yǔ)音旁白，可以隱藏或是顯示模型的一部分，可以切換模型材質(zhì)的顏色，可以改變模型的透明度;可以在模型上設(shè)置觸發(fā)點(diǎn)給攝影機(jī)重新定位或是打開模型局部的動(dòng)畫，可以通過(guò)組合鍵改變模型的燈光照射角度等等。

在2020年之前，三維模型基本都是要由專業(yè)設(shè)計(jì)師制作的，國(guó)內(nèi)外基于Web的交互展示平臺(tái)也都是以此為3D藝術(shù)家們提供一個(gè)展示自己作品的窗口，同時(shí)由平臺(tái)提供最安全可靠的版權(quán)保障讓三維的游戲與影視制作使用模型素材更加輕松便捷。但普通人群確無(wú)法像拍照和視頻一樣自由獲得事物的三維模型，所以素材資源發(fā)展一直很緩慢，普通消費(fèi)者缺乏參與并分享的能力。2020年，Apple公司在最新的iPad Pro和iPhone 12 Pro上配備LiDAR傳感器后，普通用戶終于可以通過(guò)3D Scanner APP掃描實(shí)物來(lái)快速獲取到三維模型。與之前其他專業(yè)人員使用的3D掃描方案相比，移動(dòng)端LiDAR模組進(jìn)行3D掃描和建模更快、門檻更低，經(jīng)過(guò)多次練習(xí)之后非專業(yè)人士也可以如同拍照功能一樣輕松使用，這時(shí)就會(huì)有大量用戶需要使用展示三維模型的交互平臺(tái)來(lái)分享自己的三維模型作品。根據(jù)Sketchfab公司的后臺(tái)數(shù)據(jù)，平臺(tái)的模型數(shù)量果然迎來(lái)了爆發(fā)性的增長(zhǎng)，2020年12月一天的3D模型上傳次數(shù)就約為100個(gè)，這相當(dāng)于之前平臺(tái)一天上傳量的3倍。接下來(lái)，當(dāng)市場(chǎng)找到3D控件的更多關(guān)鍵應(yīng)用場(chǎng)景后，會(huì)吸引更多普通用戶來(lái)上傳分享自己創(chuàng)作的三維模型作品，將自己喜歡的作品嵌入到微博、論壇等頁(yè)面之中，與更多朋友交流會(huì)激發(fā)形成一個(gè)良性循環(huán)。