朱淑琴,于達(dá),王海峰,田淼
(北京聯(lián)合大學(xué)師范學(xué)院,北京 100011)
3D虛擬展示平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
朱淑琴,于達(dá),王海峰,田淼
(北京聯(lián)合大學(xué)師范學(xué)院,北京 100011)
基于實(shí)際需求,采用3ds Max三維模型制作工具,創(chuàng)建一套汽車和汽車用品模型,并將交互技術(shù)應(yīng)用在虛擬展示平臺(tái)中,實(shí)現(xiàn)基于Web的3D汽車用品展示系統(tǒng),系統(tǒng)分為單個(gè)物品展示模塊和人機(jī)互動(dòng)展示模塊。能夠360度瀏覽查看物品,對(duì)物品進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、移動(dòng)物品和更改物品顏色,并且可以互動(dòng)操作將物品擺放在虛擬汽車模型上。
2016年北京高等學(xué)校高水平人才交叉培養(yǎng)“實(shí)培計(jì)劃”項(xiàng)目(201號(hào) 和127號(hào))
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality),是20世紀(jì)末剛發(fā)展起來的高新技術(shù),它涉及到眾多學(xué)科。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)虛擬環(huán)境,并通過視覺、觸覺、聽覺、味覺、嗅覺等作用,使用戶產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)中一樣的感覺,從而讓用戶達(dá)到身臨其境的感受,并能夠?qū)崿F(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行交互[1-2]。
許多行業(yè)把虛擬展示系統(tǒng)作為一種電子商務(wù)方案,以便能夠給顧客更好的體驗(yàn)[3-5]。例如汽車行業(yè),汽車行業(yè)虛擬展示可謂是各種商業(yè)虛擬展示中的佼佼者。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的發(fā)展,各種汽車展示系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,但這些汽車展示系統(tǒng)無法與真實(shí)的汽車展示相比,只局限于模型的展示,沒有交互功能,使得觀眾無法了解汽車的性能與特點(diǎn)。虛擬展示技術(shù)的發(fā)展為網(wǎng)上汽車虛擬交互展示提供了可能,利用虛擬展示技術(shù)可以直觀、高效地構(gòu)建交互性和沉浸性都良好的虛擬展示系統(tǒng)。
本文基于汽車用戶實(shí)際需求,構(gòu)建汽車用品三維模型,將交互技術(shù)應(yīng)用到汽車用品展示系統(tǒng)中?;赪eb3D制作的3D汽車展示平臺(tái),使顧客更容易通過互聯(lián)網(wǎng)接觸到產(chǎn)品,更好地了解產(chǎn)品的各項(xiàng)性能。
本系統(tǒng)中分為兩大模塊,分別是:?jiǎn)蝹€(gè)物品展示模塊和人機(jī)互動(dòng)展示模塊。單個(gè)物品展示模塊中,實(shí)現(xiàn)了汽車物品的展示、顏色更換和物體移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放功能;人機(jī)互動(dòng)展示模塊中,實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)和自動(dòng)擺放汽車物品,對(duì)擺放成功的物體進(jìn)行顏色更換功能。
(1)單個(gè)物品展示模塊
本模塊功能分為物品展示按鈕和更換物品顏色兩部分。通過觸發(fā)Cult3D中的事件,實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)控制物品或鼠標(biāo)點(diǎn)擊展示按鈕控制物品360度旋轉(zhuǎn)的功能。而更換物品顏色功能則是利用Java語言實(shí)現(xiàn)。例如:網(wǎng)頁右側(cè)為可選物品,并且在物品下面設(shè)有 “可更換的顏色”一欄,這一欄下顯示可更換的物品顏色塊,點(diǎn)擊就能更換物品顏色。更換顏色下方有如下按鈕包括:四個(gè)方向旋轉(zhuǎn)按鈕、放大和縮小按鈕。
(2)人機(jī)互動(dòng)展示模塊
本模塊功能分為手動(dòng)擺放物品、自動(dòng)擺放物品和鼠標(biāo)對(duì)視圖操作三部分。自動(dòng)擺放物品的功能是,在用戶點(diǎn)擊“自動(dòng)擺放”按鈕時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)把物品擺放到車上的正確位置。手動(dòng)擺放物品所實(shí)現(xiàn)的功能主要是,在用戶選擇“手動(dòng)擺放”時(shí),在下拉列表中選擇要擺放的物品。選擇后,該物品將會(huì)顯示在視圖區(qū),根據(jù)系統(tǒng)所設(shè)置的移動(dòng)物品的方式移動(dòng)物品,擺放到用戶認(rèn)為正確的位置。鼠標(biāo)對(duì)視圖操作所實(shí)現(xiàn)的主要功能是:利用鼠標(biāo)左、中、右鍵來控制視圖的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、放大或縮小。
本系統(tǒng)主要采用第三方建模工具3ds Max對(duì)汽車及汽車物品進(jìn)行建模,通過Cult3D For MAX導(dǎo)出插件,將三維模型導(dǎo)出為C3D格式,再利用Cult3D De鄄signer將C3D模型導(dǎo)入,并實(shí)現(xiàn)交互功能。
在Cult3D中,Cult3D Designer軟件是不支持模型制作的,所以一切Cult3D支持的模型文件,都必須使用其他三維軟件進(jìn)行建模,之后導(dǎo)出成Cult3D支持的格式:*.C3D,才能被Cult3D使用。本文選擇使用了3ds Max軟件對(duì)汽車進(jìn)行建模操作,本文創(chuàng)建的模型分為汽車及汽車用品模型,它們分別是:汽車模型、剎車燈模型、行李箱模型、行李架模型、雨眉模型、前保險(xiǎn)杠模型、后保險(xiǎn)杠模型、后車燈模型、前車燈模型、倒車鏡模型、排氣管模型、側(cè)保險(xiǎn)杠模型和發(fā)動(dòng)機(jī)模型。
在物品展示中,用戶可以對(duì)汽車用品進(jìn)行放大、縮小、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和更換顏色5個(gè)功能。本文利用Cult3D中虛擬體,把各個(gè)物品全部放在同一虛擬體下,作為虛擬體的子物體,設(shè)置功能時(shí)只需要對(duì)該虛擬體進(jìn)行操作即可。
(1)移動(dòng)操作的實(shí)現(xiàn)
Step1:在Cult3D Designer中建立一個(gè)Dummy虛擬體,把汽車所有的物品模型拖到Dummy中,形成Dummy的子物體。如圖1所示:
Step2:建立四個(gè) Manual事件,并分別取名為moveA,moveB,moveC,moveD,再建立四個(gè)Translation XYZ Action事件,并與分別與四個(gè)manual和Dummy
進(jìn)行連接,并設(shè)置其參數(shù):讓其Z軸進(jìn)行1個(gè)單位的移動(dòng)。其它三個(gè)節(jié)點(diǎn)只是軸向不同,這里不再重復(fù)介紹。如圖2所示,設(shè)置完成后的移動(dòng)操作事件,如圖3所示。
Step3:通過網(wǎng)頁中的JavaScript代碼觸發(fā)這四個(gè)事件,即可完成相應(yīng)移動(dòng)的操作。移動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)如下:
圖1 所有物體為 Dummy的子物體
:
圖2 設(shè)置Z軸正方向移動(dòng)
圖3 移動(dòng)視角的事件
(2)旋轉(zhuǎn)操作的實(shí)現(xiàn)
Step1:建立四個(gè)Manual事件,分別取名為:zhuan鄄gA,zhuangB,zhuangC,zhangD,再建立四個(gè)旋轉(zhuǎn)事件,把四個(gè)旋轉(zhuǎn)事件分別與四個(gè)Manual事件和Dummy進(jìn)行連接 (如圖 4所示),并設(shè)置旋轉(zhuǎn)事件的參數(shù)。把zhuangA的Y軸設(shè)置成10個(gè)單位的旋轉(zhuǎn),其他旋轉(zhuǎn)事件只是旋轉(zhuǎn)方向不同,設(shè)置方法一樣。如圖5所示。
Step2:通過網(wǎng)頁中的JavaScript代碼觸發(fā)Manual事件。旋轉(zhuǎn)功能的部分的實(shí)現(xiàn):
圖4 設(shè)置并連接好的旋轉(zhuǎn)事件
圖5 設(shè)置旋轉(zhuǎn)指定軸向和旋轉(zhuǎn)單位
(3)縮放操作的實(shí)現(xiàn)
Step1:建立兩個(gè)Manual事件,分別命名為:fangda和shuoxiao,再建立兩個(gè)Scale XYZ Action事件,并分別與Maual事件相連接(如圖6所示),通過雙擊Scale XYZ Action事件來打來設(shè)置面板,并設(shè)置好放大和縮小的參數(shù),如圖7所示:
圖6 設(shè)置好后的縮放事件
圖7 設(shè)置放大事件的參數(shù)
Step2:為Manual事件編寫觸發(fā)程序和縮放功能實(shí)現(xiàn):
function fangda(){if(!Cult3D.triggerAction("fangda")){ts();}}//放大
function shuoxiao(){if(!Cult3D.triggerAction("shuoxiao")){ts();}}//縮小
本文重點(diǎn)研究交互式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),并把研究成果應(yīng)用于實(shí)踐,完成了對(duì)3D汽車用品展示系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)計(jì)工作。而3D汽車用品展示系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)則是借助Cult3D Designer軟件來完成。該系統(tǒng)針對(duì)Cult3D的技術(shù)特點(diǎn),從對(duì)模型的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放、擺放和顏色更換這五個(gè)功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究,充分證明了Cult3D在三維虛擬展示方面的優(yōu)越性、靈活性、方便性。
參考文獻(xiàn):
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Design and Im p lementation of 3D Virtual Disp lay System
ZHU Shu-qin,YU Da,WANG Hai-feng,TIAN Miao
(Teachers'College of Beijing Union University,Beijing 100011)
Based on the actual needs,uses 3ds Max tool to create a set of automotive suppliesmodel,and adopts interactive technology to develop virtual exhibition system about automotive supplies.The system is divided into commodity display module and man-machine interactive displaymodule.Through this system,we can view,rotate,zoom,move items and change the color of items.In addition,we can operate in an interactive way to put items on the virtual carmodels.
朱淑琴(1978-),女,講師,碩士,研究方向?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)
2017-04-21
2017-04-30
1007-1423(2017)13-0067-04
10.3969/j.issn.1007-1423.2017.13.016
虛擬現(xiàn)實(shí);3D模型;交互技術(shù);Web3D
于達(dá)(1995-),男,本科
王海峰(1995-),男,本科
Virtual Reality;3D Model;Interactive Technology;Web3D