基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的科技館導(dǎo)覽系統(tǒng)設(shè)計(jì)

賈佳　葉明　蔡承才

摘 要：針對目前國內(nèi)外傳統(tǒng)的信息技術(shù)已不能滿足現(xiàn)代社會化建設(shè)的要求，以三維虛擬漫游模塊為實(shí)例，介紹了一種以Authorware和Flash等多媒體制作軟件為依托的通用的數(shù)位化制作平臺的設(shè)計(jì)方案。該方案更加公式化、模塊化，簡化了使用步驟，降低了制作門檻，能夠更加方便、快捷地制作出符合需要的、功能完善的、適于發(fā)布的數(shù)位化信息。

關(guān)鍵詞：三維虛擬漫游模塊 Authorware Flash 數(shù)位化

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）03（b）-0033-01

在信息技術(shù)日新月異、經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展的今天，信息化已成為社會生產(chǎn)力發(fā)展和人類文明進(jìn)步新的重要動力，信息的地位愈加重要起來，信息與物質(zhì)、能量被共同稱為現(xiàn)代社會的三大支柱，正引起世界經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)生巨大變革。信息的發(fā)布要求有更加豐富、快捷、高效的載體，傳統(tǒng)的信息載體已經(jīng)不能滿足信息化社會建設(shè)的需要，人類已進(jìn)入了主要以電流和電磁波作為信息載體的數(shù)位載體時(shí)代。使用數(shù)位載體來承載信息需要解決兩個主要問題，一是信息的數(shù)位化和編輯，二是數(shù)位化以后的信息的排列、組合。該文主要是通過對多平臺數(shù)位載體承載信息的技術(shù)性研究，以三維虛擬漫游模塊為實(shí)例，從技術(shù)的角度研究一種數(shù)位化以后的信息的排列、組合的通用性的解決方案，通過深層次的技術(shù)研究，降低制作門檻，簡化制作步驟，加速了信息技術(shù)的數(shù)字化、信息化進(jìn)程。

1 三維虛擬漫游模塊的制作

1.1 三維虛擬漫游模塊的功能介紹

（1）理論上場景可以任意大。場景的設(shè)計(jì)不再受到計(jì)算機(jī)顯示器尺寸的限制，可以根據(jù)實(shí)際的需要設(shè)計(jì)場景的尺寸，突出展示場景中物件的形狀、大小、方向、顏色等特征，增加場景的真實(shí)感。

（2）場景可以是圖片、動畫等。場景可以采用三維模型生成的圖片，也可以是實(shí)景拍攝的照片，還可以采用一些簡單的動畫。

（3）場景可以移動。場景可以按照操作者的意愿自由移動，達(dá)到一種漫游的效果。

（4）場景中可以任意設(shè)置交互點(diǎn)。要求不但能夠設(shè)置當(dāng)前顯示范圍內(nèi)的交互點(diǎn)，還可以設(shè)置顯示范圍外的交互點(diǎn)。

1.2 三維虛擬漫游模塊的軟件開發(fā)

多媒應(yīng)用程序開發(fā)，涉及面極其廣泛，需要包容各種類型的音頻、視頻、圖像、動畫等素材，尤其在博物館、科技館平臺的實(shí)際制作過程，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)的功能也非常有限，對基礎(chǔ)開發(fā)平臺的選擇上帶來了很大的困擾。應(yīng)用VC++、Delphi等高級語言來開發(fā)系統(tǒng)，無疑在系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)上將會有很大的靈活性，運(yùn)行速度快，但是由于需要很高的程序設(shè)計(jì)技術(shù)，增大了開發(fā)難度，也延長了開發(fā)周期。而今，隨著多媒體制作軟件的廣泛應(yīng)用，許多技術(shù)上的難題也相繼解決。因此，在本次設(shè)計(jì)中，主要利用Authorware和Flash等多媒體制作軟件的各自優(yōu)點(diǎn)，將其結(jié)合解決三維模塊的軟件設(shè)計(jì)要求。Authoware7.0是一款面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)軟件，是基于圖標(biāo)（Icon）和流程線（Line）為結(jié)構(gòu)的多媒體開發(fā)工具。它含有豐富的函數(shù)和程序控制功能，將編輯系統(tǒng)和編程語言較好地融合到一起，并能夠結(jié)合其它多種開發(fā)工具，共同實(shí)現(xiàn)多媒體的功能。Flash2004是一款多媒體交互動畫制作工具，在動畫制作、交互控制方面具有明顯優(yōu)勢，具有：文件小，兼容性好，無失真縮放，動畫制作方便，支持逐幀動畫、形狀漸變動畫、運(yùn)動漸變動畫和遮罩動畫，交互性強(qiáng)，支持腳本控制、播放控制等特點(diǎn)。將Authorware和Flash結(jié)合起來進(jìn)行多媒體系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，對開發(fā)者來說是一個不錯的選擇。

2 三維虛擬漫游模塊的技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

（1）場景的移動技術(shù)：場景的移動是實(shí)現(xiàn)虛擬漫游的關(guān)鍵技術(shù)，我們通過編寫代碼可以實(shí)現(xiàn)以下幾種方式的移動：

鼠標(biāo)拖拽：鼠標(biāo)拖拽是一種全向的移動方式，可以向任意方向移動，移動的速度與鼠標(biāo)的移動速度成正比，具有快速、便捷、直觀的優(yōu)點(diǎn)。

搖桿操控：搖桿操控也是一種全向的移動方式，但需要外接搖桿設(shè)備，在移動上具有更大的靈活性，但在進(jìn)行交互等操作時(shí)不如鼠標(biāo)便捷。

滾動條：滾動條方式操控起來相對來說復(fù)雜一些，不是一種全向方式的移動，移動場景時(shí)往往需要水平和垂直的組合移動才能達(dá)到目的。但是可以設(shè)置快捷鍵，這樣通過鍵盤也可以實(shí)現(xiàn)場景的移動。

以上三種方式可以根據(jù)實(shí)際的制作需要選擇使用或組合使用。組合使用可以為軟件的運(yùn)行提供更可靠的保證，在某一種硬件設(shè)施出現(xiàn)故障時(shí)，還可以通過其它方式實(shí)現(xiàn)軟件的功能。

（2）交互點(diǎn)的定位：軟件中只能對可見的部分進(jìn)行交互，不可見部分的交互點(diǎn)設(shè)置就是一個困難的問題，同時(shí)，場景還可以任意移動，移動過程中，交互點(diǎn)也在不斷地變化，準(zhǔn)確地設(shè)置好交互點(diǎn)才能完成交互操作。在設(shè)計(jì)過程中采用了兩種方式編寫相應(yīng)的代碼來解決這類問題：

物件交互：交互中的交互點(diǎn)不是場景中劃分的交互區(qū)域，而是場景中的物件，對物件設(shè)置交互點(diǎn)后，無論物件移動到何處，交互也隨之移動到相應(yīng)位置，保證了交互的準(zhǔn)確性，這種方式需要建立多層的場景，每一個物件需要建立獨(dú)立的層，場景制作相對復(fù)雜一些。

相對位置計(jì)算：相對位置交互首先建立一個虛擬的坐標(biāo)軸，在場景的移動過程中通過函數(shù)實(shí)時(shí)偵測場景在虛擬坐標(biāo)軸中的位置，在通過交互點(diǎn)在場景中的相對位置計(jì)算出交互點(diǎn)的坐標(biāo)及范圍數(shù)據(jù)，將計(jì)算出的數(shù)據(jù)傳遞給交互函數(shù)來實(shí)現(xiàn)移動中的準(zhǔn)確交互。

（3）場景畫面修改后的重新載入：場景有時(shí)往往需要根據(jù)實(shí)際場景的變化做出修改，修改后的場景要以一種最簡單的方式更新到程序中，避免重新設(shè)計(jì)程序耗費(fèi)人力、物力。雖然可以使用鏈接的方式把場景圖片放在程序外部，但這種方式不利于程序的完整性和安全，交互點(diǎn)位置的變化也不能有效地傳遞到程序中，對此我們專門編寫了更新接口程序，使用友好的人機(jī)交互界面，可以通過操作把場景圖片和交互點(diǎn)的參數(shù)傳遞到程序中，保證了程序的完整性和安全性。

3 結(jié)語

博物館、科技館信息化是近年來業(yè)界積極探討的重要課題，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)在博物館、科技館的展品展覽、展品研制和日常管理中的廣泛應(yīng)用，數(shù)位信息技術(shù)也逐漸引入到各個領(lǐng)域之中。該文結(jié)合博物館、科技館數(shù)位化的特點(diǎn)，在三維虛擬漫游平臺的設(shè)計(jì)過程中詳細(xì)闡述了模塊功能的實(shí)現(xiàn)策略，利用Authorware和Flash等多媒體軟件，介紹了一款通用的模塊制作流程。該設(shè)計(jì)減少了控件、插件等外部程序的調(diào)用，簡化了制作步驟，降低了對制作人員的層次要求，方便了博物館、科技館的展品研制與管理，促進(jìn)了數(shù)位信息技術(shù)在該領(lǐng)域的進(jìn)一步深入研究，具有積極的推廣意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 訾磊，唐龍.基于光場的三維虛擬漫游系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2003，24（2）：63-66

[2」 張明敏.網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，1998.endprint