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基于Web的产品虚拟展示方法发展现状

发布时间:2015-07-11 10:01
摘 要 目前在电子商务和基于网络的虚拟设计中,产品虚拟展示得到了大量应用,本文针对其中主要的展示方式和技术进行了分类,并对典型技术的原理和特点进行了说明,最后对主流技术进行了比较和总结。
关键词 Web;虚拟展示;电子商务

1 引言


随着Internet的出现,给各行各业都带来了巨大变革,它深刻地影响着人类活动的各个环节。电子商务和网络化制造就是这一技术背景下发展起来的新技术,它给整个制造业提出了许多新的挑战和机遇。在这些新技术的推动下,产品的市场范围远远超出了传统的地域限制。而基于Web的产品虚拟展示在这些新技术过程中是一个十分重要的环节,国内外的科研机构在这方面开展了大量研究工作[1]。

2 二维方式的产品展示


在基于Web的产品展示中,从大的方面来说可以分为二维方式和三维方式两大类,其中二维方式包括图形、图像,这种方式从互联网出现就开始应用,常见的图像格式有Gif、Jpg等,它也是目前应用最多的一种产品展示方式。它具有浏览方便、快速传递的特点,但不能全方位观察是它的致命缺点。在目前的电子商务站点上,以二维图像方式展示产品特点的仍然占大多数,在服装、电子等产品的网上展示居多,如图1是着名的Dell公司的个人计算机展示页面,用户可选择自己满意的配置然后向公司进行订货。
图1 Dell计算机定制网站
图2是OfficeCAD公司()进行网上定制的页面,用户输入参数后由服务器段的设计软件生成产品的二维图形,同时提供二维图形(Dwg格式文件)供用户下载和浏览。
图2 OfficeCAD设计界面

3 三维方式的产品展示

在三维方式的产品虚拟展示中,又可分为真三维和假三维两种类型,通过三维全景图像来展示产品就属于假三维,因为它本质上是一幅图像,只是通过专用的浏览器插件形成了一定的三维效果。三维全景图像是利用对产品的不同角度拍摄的一组照片经过专门的工具软件缝合以后生成的特殊文件,它可以在专门的插件中显示出产品的三维效果,如图3所示,并且允许用户旋转、放大。不过由于本质上是图像,放大以后的效果并没有多少实际意义。
这种方式不仅能对产品虚拟模型进行表达,还能够用于虚拟场景的漫游,但是在漫游的过程中会出现失真现象。目前流行的网页交互设计软件Flash也能够设计出类似的效果,只不过最后生成的是一个Flash文件,而不是全景图像文件。和二维图像比起来,这是一个很大的进步,它能够让用户从360度观察产品虚拟模型,使用户能掌握一定的主动性。但它的缺点也是显而易见的:制作过程复杂,不能实时生成;交互性不强,不能够观察细节部分。这种方式一般用于已有产品的网上展示,可以利用数码相机在专用工作台上对产品进行连续拍照,然后用软件进行编辑处理。总之,需要较多的人工参与。
图3 全景图像
在基于真三维方式的产品展示中,早期都是采用直接移植普通三维模型的方法,即把三维造型软件所生成的模型下载到Web页面内嵌的专用浏览器中观看,例如SolidEdge公司所提供的SmartView插件,能够下载并浏览SolidEdge所生成的三维模型,但是其缺点也是显而易见的,三维造型软件所生成的三维实体模型由于包含了大量的特征信息和附加信息,其文件往往很大,不能适应网络传输的需要,更为重要的是三维实体模型中包含了全部的产品信息,这既不必要,也不安全,很容易泄漏产品的技术信息。另外由于不同类型的普通三维实体模型文件之间互不兼容,这就要求每一种文件类型都配备专门的浏览器插件,在实际使用中非常不方便。
随着互联网的发展,应用于网页的三维模型也逐渐引起了各方面的重视,并随之出现了一些新三维模型的展示技术。如VRML(Virtual Reality Modeling Language)、Java3D以及Viewpoint、Cuit3D、Spinfire等等。VRML1.0是于1994年在芝加哥的WWW国际会议上被提出来的,它是以SGI公司的Open Inventor的三维文件为基础起草的网上三维模型文件格式,后经多次修改于1997年形成VRML2.0的国际标准草案,并于97年4月被国际标准化组织通过,正式定名为VRML97(ISO/TEC 14772-1:1997)。VRML自出现以后以其开放性和跨平台的特点得到了广泛的应用。VRML作为一种建模语言,其目标是建立Internet上的交互式三维环境,它具有交互性、分布式和多媒体集成的特点[3,4]。
VRML文件的显示和交互操作离不开VRML浏览器,常见的浏览器有SGI公司的Cosmo,微软公司的VRML 2.0 Viewer,Blaxxun公司的Contact,还有Paragraphics公司的Cortona浏览器。目前在市场上最为活跃的是Paragraphics公司和Blaxxun公司,而Paragraphics公司的Cortona浏览器只有1.5M,并提供了多种形式的开发接口,其最新的产品已经能够在移动设备如手机或PDA(掌上电脑)上运行,尤其适合于网上产品的虚拟展示。图4是基于Cortona浏览器的产品虚拟展示,它允许用户对其中的产品虚拟模型进行多种方式的交互操作。
图4 基于VRML的产品展示
1998年VRML组织把自己改名为Web3D组织(),同时制订了一个新的标准,Extensible 3D (X3D),到了2000年春天,Web3D组织完成了VRML到X3D的转换。X3D集成了正在发展的XML、JAVA、流媒体等先进技术,包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。  
Java3D是Sun公司提供的用于开发三维图形的API函数库,它从深层次为开发者提供对三维实体的创建、操纵和着色,使开发工作变得较为简单,利用Java3D能够开发出较高层次的交互性操作方式。图5是采用Java3D技术实现的网上虚拟灯具设计的应用实例。用Java3D开发的Web小程序能够和网络浏览器很好地集成,不需要下载专门的浏览器。由于Java3D在本质上是一种图形接口技术,因此在产品虚拟展示方面仍存在着通用性差,需要人工编程实现的缺点。

图5 Java3D技术

图6 基于Cult3D技术的汽车虚拟展示
目前国外一些公司与科研单位合作通过对传统三维造型技术的改进和包装提出新的网上三维模型展示技术,如Cybore公司Cult3D,它采用三维建模和图像渲染以及数据压缩相结合的技术生成真实感很强的三维模型,并且能够使观察者与之进行交互动作。不过Cult3D虚拟模型必须通过该公司的专用设计软件或为三维软件提供的接口工具才能生成。图6是用该技术设计的网上汽车虚拟展示的应用实例,在该实例中用户可以在右下方选择汽车的颜色和铝合金轮圈等样式,所选择的风格能够实时出现在上方的三维虚拟模型上。

4 结束语

除了上述的技术和产品,还有一些与之类似的技术相继出现,如Spinfire、Viewpoint、Pulse3D、Atmosphere等,其中Viewpoint是Cult3D强大的竞争对手。这些产品都在不同的应用领域中开始展示自己的魅力。从目前来看还没有哪一家处于绝对的优势,因为都是竞争性的产品和技术,因此在技术上都不具备开放性和通用性。可以预见,只有当其中的某个技术以绝对优势胜出并成为新的国际标准后,才能够被广大的Internet用户所普遍接受。从目前来看VRML作为国际标准,其应用范围、研究队伍的数量以及配套工具的数量都是其它技术所无法比拟的,尽管它也存在着一些缺点和不足,但随着它向着X3D新技术的发展,以及与其它新技术的融合,其生命力还是很旺盛的。

参考文献

[1] Narges Kamali and Suzanne Loker,Mass Customization: On-line Consumer Involvement in Product Design,http://www. /jcmc /
郑国君,杨志雄,顾新建,基于WEB的面向大规模定制的软家装营销系统,计算机工程与应用,2003.39(23):185-187
http://
Monica Divitini,Babak hian,and Tuomo Tuikka,Internet-based Groupware for User Participation in Product Development,SIGCHI Bulletin, 2000,1(32):31-35
Bernhard Jung1,Mathias Nousch,Design and Configuration of Furniture Using Internet-based Virtual Reality Techniques,http://www -is. /~sauer /puk2000 /
Paul J.P. Slater,Pconfig: a Web-based configuration tool for Configure To Order products,Knowledge -Based Systems 12 (1999) 223–230

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