（机械设计及理论专业论文）基于web20的三维模型库的开发研究.pdf

a d t h e m a s t e rc a n d i d a t e ：f e n gr u i s u p e r v i s o r ：p r o f k a i p i n gf e n g ，i , w m a y2 0 1 0 f a c u l t yo fe l e c t r o m e c h a n i c a le n g i n e e r i n g g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a ，5 10 0 9 0 工程制图能力是工程 程制图课程学习中扮演 学中普遍采用多媒体教学 又不能充分开发学生的空 实时动态交互功能的三维 本文提出了一种基于 介绍了三维模型库系统的 器服务器( b s ) 体系结构， 体系的架构形式来实现，整个系统架构分为数据层、逻辑层和用户层。 本文从三维模型库总体设计着手，采用了三维建模技术，结合了虚拟 现实w e b 2 0 a s p n e t 数据库等技术，开发了一个动态网络的三维虚拟模 型库系统。本文主要对以下几个方面的问题进行了研究与探讨： 首先，介绍了国内外三维虚拟模型库系统的主要发展情况及特点； 其次，研究了三维模型库的总体结构功能，根据系统结构功能的要求 将系统分为用户登陆模块、三维模型库模块、三维动画模块、二维视图模 块、三维模型上传模块和讨论答疑区模块，并对各个模块进行结构功能设 计； 再次，研究了三维建模技术和数据库技术，通过使用r p o e 进行三维 实体模型的构建，利用3 d sm a x 进行模型渲染并导入到虚拟现实场景，借 助s q ls e r v e r 实现系统数据库的搭建； 然后，研究了虚拟场景中三维模型交互控制的原理、方法和实现过程， 利用v r m l 中的传感器节点实现了用户与三维模型交互操作； 最后，讨论了a s p n e t 动态网页中的a s p n e ta j a x 技术，利用 a s p n e t 技术和v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 平台完成三维模型库系统网站的搭建。 基于w e b 2 0 的三维模型库系统不仅实现了三维模型在网络上的传输， 还实现了虚拟场景中用户与三维模型动态交互的功能。用户不仅可以全方 位地浏览三维模型、观看机械零件拆分演示动画、更加深入地理解三维机 广东工业大学硕士学位论文 部件的内部结构特征；用户之间还可以通过讨论答疑区交流学习心得 ，激发学习兴趣。基于网络的三维虚拟模型库系统将为工程制图 一个有效的辅助学习工具，更加高效地开发学生的空间构思能力。 词：三维建模，虚拟现实，a s p n e t ，w e b 2 0 a b s t r a c t a b s t r a c t e n g i n e e r i n gd r a w i n ga b i l i t y i sab a s i ce s s e n t i a lt e c h n i c a l s k i l l ， t h r e e - d i m e n s i o n a lm o d e lo f t h e ”e n g i n e e r i n gd r a w i n g c o u r s ep l a y a n i m p o r t a n tr o l e c u r r e n t l y ，t h ed o m e s t i cc o l l e g e sa n du n i v e r s i t i e si n t h e ”e n g i n e e r i n gd r a w i n g c o u r s e i nt h ef o r m o fw i d e l yu s e dm u l t i m e d i a i n s t r u c t i o n ，t e a c h i n gt h i st w o d i m e n s i o n a la n i m a t i o nt h a ti si n c o n v e n i e n tf o r s t u d e n t st ol e a r n ，c a nn o tf u l l yd e v e l o ps p a t i a lt h i n k i n ga b i l i t yo fs t u d e n t s t h e r e f o r e ，i ti sg r e a to fs i g n i f i c a n c et oe s t a b l i s haw e b - b a s e d ，d y n a m i c i n t e r a c t i v er e a l - t i m et h r e e d i m e n s i o n a lm o d e ll i b r a r y t h i sp a p e rp r e s e n t sat h r e e - d i m e n s i o n a lm o d e ll i b r a r yb a s e do nw e b 2 0 d e v e l o p m e n ta n dd e s i g ni d e a s ，d e t a i l e d t h r e e d i m e n s i o n a lm o d e ll i b r a r y s y s t e mc o n s t r u c t i o np r i n c i p l e sa n dm e t h o d s w eu s eaw e bb r o w s e r t h e s e r v e r ( b s ) a r c h i t e c t u r et ob u i l da3 dm o d e ll i b r a r ys y s t e m ，i n c l u d i n gs o m e o ft h ec l i e n ta n ds e r v e rp a r t s s y s t e mt of o r ml a y e r e ds y s t e ma r c h i t e c t u r et o i m p l e m e n tt h ee n t i r es y s t e ma r c h i t e c t u r ei sd i v i d e di n t ot h ed a t al a y e r ，d a t a a c c e s sl a y e ra n du s e rl a y e r t h i sa r t i c l es t a r t e df r o mt h et h r e e - d i m e n s i o n a lm o d e lo fl i b r a r y d e s i g n ， u s i n g t h r e e - d i m e n s i o n a l m o d e l i n g t e c h n i q u e s ，c o m b i n e d w i t ht h ev i r t u a l r e a l i t y w e b 2 0 a s p n e t d a t a b a s et e c h n o l o g i e s ，d e v e l o p m e n to fad y n a m i c n e t w o r ko ft h r e e - d i m e n s i o n a lv i r t u a lm o d e ll i b r a r y s y s t e m t h i st h e s i s f o c u s e so nt h ef o l l o w i n ga s p e c t sw e r es t u d i e da n dd i s c u s s e d ： f i r s t ，i ti n t r o d u c e dt h r e ed i m e n s i o n a lv i r t u a lm o d e ll i b r a r ys y s t e ma th o m e a n da b r o a dt h em a i nd e v e l o p m e n ta n dc h a r a c t e r i s t i c so f ； s e c o n d l y ，t h es t u d yo ft h et h r e e - d i m e n s i o n a lm o d e lo ft h eo v e r a l ls t r u c t u r e a n df u n c t i o n ，a c c o r d i n gt ot h er e q u i r e m e n t so ft h e s y s t e m s t r u c t u r ea n d f u n c t i o no ft h es y s t e mi n t ot h eu s e rl o g i nm o d u l e ，t h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l l i b r a r ym o d u l e s ，t h r e e - d i m e n s i o n a l a n i m a t i o nm o d u l e ，t h r e e d i m e n s i o n a l m o d e lu p l o a dm o d u l e sa n dd i s c u s s i o na n s w e r i n gm o d u l e s ，a n df o ra l lm o d e l i i i i n t e r e s ti nl e a r n i n g w e b - b a s e dt h r e e - d i m e n s i o n a lv i r t u a lm o d e ll i b r a r yw i l l p r o v i d ea n e f f e c t i v e s t u d ya i d so n ”e n g i n e e r i n gd r a w i n g a n db e m o r e e f f i c i e n td e v e l o p m e n to fs p a t i a lt h i n k i n ga b i l i t yo fs t u d e n t s k e y w o r d s ：3 dm o d e l i n g ，v i r t u a lr e a l i t y ，w e b 2 0 ，a s p n e t i v 目 摘要 a b s t r a c t 目录 c o i i t e n t s 第一章绪论 1 1 课题背景与意义 1 2 国内外应用现状 1 2 1 国外的应用现状 1 2 2 国内的应用现状 1 3 本文研究内容和结构 第二章三维模型库系统总体设计5 2 1 三维模型库系统总体结构设计5 2 2 三维模型库系统功能设计6 2 3 系统开发环境与平台8 2 3 1 系统开发环境的设定8 2 3 2m i e r o s o f t n e t 平台9 2 3 3v s2 0 0 8 开发平台9 2 4 小结1 0 第三章系统采用的关键技术“ 3 1 虚拟现实技术1 l 3 1 1 虚拟现实技术概述11 3 1 2v r m l x 3 d 1 2 3 1 3x 3 d v r m l 浏览器1 3 3 2 三维建模技术1 4 3 2 1p r o e 三维工程建模1 5 3 2 2 虚拟现实建模语言l6 v 5 2 1 回转体截交线动画设计3 2 5 2 2 组合体动画设计3 5 5 3 三维模型展示模块3 6 5 4 小结3 9 第六章三维模型库动态网站的建立3 9 6 1 三维模型库网站页面设计3 9 6 1 1w e b 窗体总体布局3 9 6 1 2 用户注册页面设计4 2 6 1 3 讨论答疑区设计4 4 6 2 网站的部署与发布4 5 6 3 卅、结4 6 总结和展望4 8 v i 参考文献 攻读学位期间发表的论文 独创性声明 致谢 v i i 2 3 1s y s t e md e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ts e t u p 8 2 3 2m i c r o s o f t n e t 9 2 3 3v s2 0 0 8 9 2 4s u m m a r y 1 0 c h a p t e r3k e yt e e h n o l o g i e so f3 dm o d e l i n gl i b r a r y 1 1 3 1v i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g i e s 1l 3 1 1o v e r v i e wo fv i r t a u lr e a l i t y 1 l 3 1 2v r m l x 3 d 1 2 3 1 3x 3 d v r m l b r o w e t 1 3 3 23 dm o d e l i n g 1 4 3 2 1p r o em o d e l i n g 1 5 3 2 2v r m l x 3 dm o d e l i n g 1 6 3 3w e b 2 0a n da s p n e tt e c h n 0 1 0 9 y 2 0 v m 3 4 s u m m a r y 2 4 c h a p t e r4t h ed a t a b a s eo f3 dm o d e l i n g 2 5 4 1s q ls e r v e rt e c h n o l o g y 2 5 4 1 1o v e r v i e wo fs q ls e r v e r 2 5 4 1 2t r a n s a c t - s q 】! ，2 6 4 2t h es t r u c t u r eo ft a b l e 2 7 4 3a s p n e tf o rw e bd a t a b a s ea c c e s s 2 8 4 4s a f ed e s g i no fd a t a b a s e 3 0 4 5 s u m m a r y 3 0 c h a p t e r5i n t e r a c t i v e3 dm o d e lt oa c h i e v ea n i m a t i o n 3 1 5 1t h ep r i n c i p l eo fv r m l x 3 d 。3i 5 1 1t h ep o i n t0 fv r m l x 3d 31 5 1 2t h ep r i n c i p l eo fv r m l x 3 d 31 5 23 da n i m a t i o ni n t e r a c t i v ed e s i g n 3 2 5 2 1r o t a r yi n t e r s e c t i o nl i n ea n i m a t i o n 3 2 5 2 2c o m b i n a t i o na n i m a t i o n 3 5 5 33 dm o d e ld i s p l a ym o d u l e 3 6 5 4s u m m a r y 3 9 c h a p t e r63 dm o d e lw e b s i t e 3 9 6 1w e bp a g ed e s i g n ：；9 6 1 1t h eo v e r a l ll a y o u to fw e bf o r m s 3 9 6 1 2l o g o np a g ed e s i g n 4 2 6 1 3f o r u ma n dq & aa r e a 4 4 6 2w e bs i t ed e p l o y m e n ta n dr e l e a s e 4 5 6 3 s u m m a r y 4 6 c o n c l u s i o na n de x p e c t i o n 4 8 r e f e r e n c e s 4 9 i x x 1 1 课题背景与意义 当今社会是一个网络飞速发展的时代，网络给人们的生活带来了质的改变，从 媒体新闻、娱乐休闲、生活咨询、科技知识到网络教学( c 触) ，可以说网络这个信 息平台涵盖了人类社会各个方面的信息。 随着计算机硬件和网络技术的迅猛发展，为网络教学提供了广阔的发展空间。 现今的网络已从w e b l 0 时代跨入w e b 2 0 时代i ，在w e b 2 0 时代中，互联网进入了 一个更加开放、交互性更强、可由用户参与共同建设的可读写网络阶段。另一方面， 虚拟现实技术的广泛应用，对三维实体模型网络化提供了可行性。基于w e b 2 0 的 三维模型库系统正是借助网络和虚拟现实技术的快车，它将对工程制图网络化 教学提出新的发展方向。 工程制图是理工科院校的专业基础课程，目的是教授学生掌握工程绘图技 能。学生对机械零件结构的分析、理解是学习这门课的重点，如何能够准确地把三 维机械零件表达为三视图以及将三视图转化为三维实体模型是学习的关键。 在早期的工程制图教学中主要存在两个方面的问题： 第一，传统的教学方法已经不能满足当前的教学要求。教师通过现场绘制三视 图、使用黑板挂图、幻灯片和展示实物模型的方式来讲解机械零件内部特征结构【2 1 。 该种方式的教学不仅不能有效的表达机械零部件的结构功能特征，而且实物模型的 制作需要大量的时间和物力，增加了教学成本。 第二，本门课程具有抽象、内容复杂和逻辑性强等特点，因此掌握该门课程需 要较强的空间想象能力和逻辑分析能力，这对于刚刚入校没有实际工作经验的大学 新生来讲，学习起来难度非常大。 随着计算机多媒体技术的发展，多媒体教学已经成为高等院校中重要的教学方 法之一。现今，工程制图多媒体教学课件多采用二维动画演绎的方式来展示机械 零件的内部结构。二维动画的方式能生动清楚地表达出机械零部件的内部结构，这 对于传统的教学方式来说是一个重大的突破。但此种二维动画是制作者事先就已经 广东工业大学硕士学位论文 做好的，设定好动画的路径，用户只能被动的观看，不能对其进行交互操作，且动 画文件多是* a v i 格式，文件较大，不方便用于网络传输【3 1 。以上教学手段存在着各 方面的弊端，未能有效的展示出机械零件的形体特征和内部结构，从而不能更好的 激发学生的空间思维能力。学生在学习该门课程时还是事半功倍，往往花很多的时 间学习却收效甚微。 基于w e b 2 0 的三维模型库为现今工程制图教学的难题提供了新的解决方 法。计算机硬件、网络技术、多媒体技术和虚拟现实技术的融合与发展，为开发该 系统提供强大的技术支持。三维模型库系统为用户提供在线查找三维模型的平台， 对于高级用户可以上传更新三维模型，实现了资源共享。客户端用户在安装虚拟现 实浏览器r ( b sc o n t a c t ) 后，只要通过鼠标点击就可以全方位的观看到三维模型的形体 结构，实现了用户与三维模型之间的实时交互操作。 基于w e b 2 0 的三维模型库不仅改变了工程制图的传统教学方法，减轻教 师的教学负担、节约了实体教学模型成本，它还为教师和学生提供了一个广阔的学 习交流平台，而且大大提高了学生学习的效率和积极性，使得我们的空间理解思维 能力得到了进一步提高。 1 2 国内外应用现状 1 2 1 国外的应用现状 近几年，伴随着3 d 游戏业，室内装修业的兴起，三维模型库已成为一个非常热 门的词汇，无论是学术界还是商业，对三维模型库都做了大量的研究开发。现今， 国外对于三维模型库的研究主要处于初级阶段，有部分研究成果已转化为商业产品。 基于j a v a 的网络化c a d 产品就是由w e b s c o p e 公司开发出的【4 1 ，它能使设计人员在浏 览器上获得产品的二维和三维信息。可实现2 d 视图的查找、3 d 视图旋转、平移、放 大等。德国f r a u n h o f e r 计算机图形研究所开发出共享三维视图软件( s h a r e d 3 d v i e w e r ) ，它支持基于特征设计的网络协同。它的特点是基于s t e p 标准，独立于 c a d 系统，提供复杂c a d 模型的视图共享【4 1 。 在国外，现在已有成百上千的三维模型库网站，这些网站主要为用户提供三维 人物造型、三维室内装修物品模型、三维动画模型等，其中还有专业的三维机械模 2 第一章绪论 型库网站。它们可以为用户提供各种下载格式 这些模型在网站上的显示方式主要仍以图片形 能进行三维浏览，还没有建立起真正意义上的 1 2 2 国内的应用现状 随着虚拟现实技术的广泛普及应用以及第二代三维立体网络程序设计语言 x 3 d 的发展，国内研究人员纷纷尝试使用虚拟现实语言开发三维模型库系统。国内 对于三维模型库的研究主要集中在高校和科研所，如清华大学、浙江大学、成都理 工大学和航空航天所等。研究方向主要为利用脚本语言( v b s c r i p t 、j a v a s c r i p t 等) 实现用户与网页的动态交互。在工程制图实际教学中，国内各高校大多仍使用 多媒体课件形式，普遍采用二维动画演示的方式讲授机构零件结构。 对于工程制图三维模型库的研究，各个高校都在进行积极的探索与研究，部分 高校已经取得较好的研究成果，构建出基于网络平台的三维工程制图模型库系统。 1 辽宁工程学院的硕士研究生利用d r e a m w c a v c r 和a s p 等技术，通过使用网络 浏览器插件e d r a w i n g 实现了对工程制图三维模型的浏览。 2 四川大学进行了基于w e b 环境下制图课程学习系统的开发，该系统应用a s p 和虚拟现实技术，实现了三维模型在虚拟场景中的展示。 3 南京理工大学进行了工程制图虚拟试验系统研究，构建了工程制图协同学习 系统。 4 苏州大学进行了基于v r m l 的工程制图虚拟模型室的研究，利用v r m l 和 j a v a 技术构建了一个实时交互的虚拟模型室。 5 浙江工业大学进行了工程制图模型库的建立及二次开发的应用研究，运用p r o e n g i n e e rw i l d f i r e 的a p i 接口，在v c + 十集成开发平台上，实现了对样板模型库 的管理及模型的参数化交互、再生、显示和修改。 以上高校在三维模型库系统构建方面偏向于对三维模型在线搜索和浏览方面的 研究，而且部分需使用网络浏览器插件e d r a w i n g 才能实现网络三维模型的查看，不 具备良好的交互功能，不足以满足现代网络教学多方面的需求。 综上所述，目前国内外对三维虚拟模型库的研究仍处于初期研究开发阶段，三 维虚拟模型库主要应用与国防、航天航空等领域，商业化的推广时代还未到来。随 广东工业大学硕士学位论文 着虚拟现实和网络技术的发展在不久的将来三维虚拟模型库不仅能改变我们传统的 教学方式，而且它将应用到各行各业中，其广阔前景不可估量。 1 3 本文研究内容和结构 本文的主要研究内容为三维模型库的构建原理与方法，主要有以下三个方面， 第一，三维模型库数据库管理系统的搭建：( 1 ) 禾l j 用s q ls e r v e r 数据库管理平台进行 二维数据表的设计：三维模型信息表的设计、三维模型搜索表的设计、注册用户信 息表的设计、管理员信息表的设计等；( 2 ) a s p n e t 数据库访问技术：数据连接、查 询、修改、删除，添加等操作。第二，三维模型交互功能的实现：网页与虚拟场景 之间的交互，虚拟现实技术交互原理的研究，v r m l 动态感知节点传感器的研究与 应用，虚拟现实交互技术在三维模型动画中的应用等。第三，基于w e b 2 0 的网络 平台的建设：三维模型库网站建设，三维模型库讨论区的设计，基于a s p n e t 的 a s e n e ta j a x 技术的讨论与研究。 本文以解决的问题如下： 1 建立工程制图中的三维机械模型 2 实现用户在互联网上直接检索机构零件的三视图、三维模型 3 实现三维模型的网络传输以及三维模型的上传功能 4 实现用户对三维模型的实时交互操作 5 建立用户网络交流平台 本文的结构共分为六个章节。第一章论述了本课题的研究背景和意义，三维模 型库的国内外研究现状；第二章论述了三维模型的总体设计，包括三维模型库的结 构功能设计，系统环境的设定；第三章讲述了三维模型库所采用的关键技术，包括 三维建模技术、虚拟现实技术、数据库技术、a s p n e t 技术、w e b 2 0 技术等；第四 章阐述了三维模型库数据的构建技术，包括二维表的设计、数据库的连接、数据的 存储等；第五章介绍了三维模型库交互功能的实现；第六章讲述了三维模型库网站 的建立方法。 4 2 1 两种 e n d ) i m e r f a c e ，图形用户界面) 处理以及向服务器发送用户请求和接受服务器回送的处理 结果，后台为服务器，主要承担数据库管理、按用户请求进行数据处理并回送结果 等工作。c s 模式的发展经历了从两层c s 结构到三层c s 结构，三层c s 结构由 客户端、应用服务器端、和数据库管理系统服务器端组成。在两层c s 结构中，由 于客户端既要完成用户界面的表示逻辑，又要完成应用的业务逻辑，比服务器端完 成的任务还要多，显得较“胖 。相对于两层c s 结构，三层c s 结构增加了应用服 务器端，虽然解决了客户端程序过于庞大的问题，但对于客户端的安装、维护、升 级和发布等问题困难仍无能为力。 网络的迅速普及，b s ( 浏览器朋畏务器) 的出现为这一问题的解决找到了很好 的途径，b s 结构是相对于c s 结构的一种改进的结构。在该结构中，浏览器与w e b 服务器( w w w 服务器) 之间通过h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l ，超文本传输协 议) 通信；w e b 服务器与应用程序之间的通信，采用c g i i s a p n s a p i 等接口；应 用服务器与数据库管理系统服务器之间，可利用o d b c j d b c o l ed b 等接口，完 成数据库的操作【5 】。 工程制图三维模型库系统是为了满足用户通过网络在线查看三维模型的需 要而建立的，为了有效管理大量复杂的三维模型资源，本系统选择开发性能优良b s 结构，远程用户通过使用i e 浏览器可实现所有操作，用户通过浏览器向服务器发送 请求，服务器接收信息后，经过一系列处理后将最终结果又通过浏览器返回给用户。 b s ( 浏览器j j l 务器) 为多层( m u l t i t i e r ) 架构模式 6 1 ，系统以分层体系的架 构形式来实现。在三维模型库系统架构中分为数据层、逻辑层和用户层。图2 1 所 示为三维模型库系统总体架构。 广东y - , _ l k 大学硕士学位论文 数据层，它处于系统架构中的最底层，即数据库，用于存储系统中的数据，提 供对数据的管理，进行数据的读写，并实现对数据库中的数据的操作，如查询、更 新、修改等。本系统使用s q ls e r v e r2 0 0 5 管理数据库。 逻辑层，即服务器端，本系统使用w e b 服务器和b sc o l l a b o r a t e 服务器进行管 理，它是数据层与用户层之间的桥梁，主要负责进行具体的运算和数据处理，是各 种信息服务的提供者和管理者，进行信息的传递和发布，起到与数据库连接的作用， 向数据库服务器发送命令，进行数据交换。 用户层，即客户端部分，提供给用户操作的界面，实现与用户的交互操作，它 是用户与a s p n e t 页面之间交互信息的窗口。用户层包括学生用户、教师用户和系 统管理员。一方面，用户通过i e 浏览器和b sc o n t a c t 浏览器查看三维模型信息；另 一方面，用户层为学生提供了讨论区，学生通过该平台发表讨论，交流学习心得。 本文使用a s p n e t 技术开发动态可交互的h t m l 页面，采用c 撑作为开发语言。 图2 1 三维模型库系统总体架构 f i g2 1a r c h i t e c t u r eo f3 dm o d e ls y s t e m 2 2 三维模型库系统功能设计 工程制图学三维模型库系统主要分为六大功能模块： 6 用户层 逻辑层 数据层 第二章三维模型库系统总体设计 第一，用户登陆模块，系统将用户按级别分为学生用户、教师用户和系统管理 员，应用数据库管理系统将用户的信息分类，存储用户的信息。 第二，三维模型库模块区，该部分是系统设计的重点和难点，主要涉及到虚拟 现实、动态网页a s e n e t 、数据库管理技术，设计重点在于如何实现模型库对三维 模型资源的有效管理。三维模型库的主要功能是实现用户对三维模型在线浏览。所 谓在线浏览三维模型是指用户通过下载b sc o n t a c t 到本地机后，通过三维模型库网 站对三维模型及其内部结构特征进行全方位多角度的观看与学习；并可对三维模型 进行放大、缩小、旋转和平移等一系列操作。 第三，三维模型动画演示模块，本部分利用虚拟现实技术的交互原理制作三维 立体动画，用三维动画的形式展示机械零部件内部结构及工作原理。 第四，二维视图表达模块，二维视图即三维模型的三视图包括主视图、俯视图 和左视图。它涵盖了三维模型的形状及尺寸信息。在二维视图表达模块中用户使用 i e 浏览器则可以查看到三维模型的三视图； 第五，三维模型的上传模块，该部分模块根据系统设置的用户级别对模型的操 作进行权限分配，一般用户只享有上传的权限，系统管理员是模型库的最高管理者， 享有对模型修改、增加和删除等系统管理权限； 第六，课后讨论区和教师答疑功能模块，该部分应用a s p n e t 、a s p n e t a j a x 技术建立具有交互功能的动态网页讨论区。讨论区的主要功能是为学生提供一个课 后学习交流的网络平台，学生用户可以在讨论区里发表留言，提出问题，教师针对 学生提出的疑点难点回复留言等。 三维模型以工程制图中的机械模型为原型，按书中章节将模型分为基本体、 组合体、机件表达方法、零件体和三维机械模型动画六个部分。图2 2 所示为三维 模型库系统功能框图。 7 视化开发平台。它包含a s p n e tw e b 应用程序和a s p n e ta j a x e n a b l ew e b 应用 程序开发模型，提供了方便的网站开发方法和技巧。对于b s 体系结构，用户界面 完全通过w w w 浏览器实现，一部分事务逻辑在客户端实现，但是主要事务逻辑在 服务器端实现，大大节约了开发成本。本系统拟定服务器端环境和客户端环境如下： 系统服务器端环境： 1 c p u ：建议d u a l c o r ei n t e lp e n r y n ，3 0 0 0m h z 以上机型 2 内存：2 0 4 8 m b 3 显示适配器：a t i5 1 2 m b 4 操作系统：w i n d o w sx pp r o f e s s i o n + i i s 6 0 5 操作平台：v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 8 2 3 2micro s o f t n e t 平台 m i c r o s o f t n e t 平台包括用于创建和操作新一代服务的n e t 基础结构和工具；可 以启用大量客户机的n e t u s e r e x p e r i e n c e ；用于建立新一代高度分布式的数以百万 计的n e t 积木式组件服务：以及用于启用新一代智能互联网设备的n e t 设备软件。 m i c r o s o f t n e t 的包括以下几个基本模块【7 】：网络服务一览、m i c r o s o f t n e t f r a m e w o r k 、c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e 、服务框架、数据访问服务、表单应用模板、 网络应用程序模板、a s p n e t 网络表单、a s p n e t 网络服务等。m i c r o s o f t n e t 的核 心组件有以下四个部分组成【 。 1 一组用于创建互联网操作系统的构建块，其中包括p a s s p o r t n e t ( 用于用户 认证) 以及用于文件存储的服务、用户首选项管理、r 历管理以及众多的其它任务 2 构建和管理新一代服务的基本结构和工具，包括v i s u a ls t u d i o n e t 、n e t 企 业服务器、n e t 框架和w i n d o w s n e t 3 能够启用新型智能互联网设备的n e t 设备软 4 m i c r o s o f t n e t 用户体验 m i c r o s o f t n e t 是将互联网本身作为构建新一代操作系统的基础，对互联网和操 作系统的设计思想进行合理延伸。这样，开发人员必将创建出摆脱设备硬件束缚的 应用程序，以便轻松实现互联网连接。n e t 是根据w e b 服务原则而创建的，通过n e t 平台的每一部分来实现这种新型的w e b 服务。v i s u a ls t u d i o n e t 、n e t 框架、 9 广东工业大学硕士学位论文 w i n d o w s n e t 和n e t 企业服务器，正是为进行基于w e b h 艮务模型的应用程序开发而 定做的新一代开发工具和基本结构。 2 3 3v s2 0 0 8 开发平台 v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 ( 简称v s2 0 0 8 ) 是m i c r o s o f t 公司在2 0 0 8 年推出的一个功能 强大的集成开发平台，是面向w i n d o w sv i s t a 、o f f i c e2 0 0 7 、w e b2 0 的下一代开发 工具。该平台集成了多种编程语言( c + + ，c 撑，v i s u a lb a s i c ，j a v a s c r i p t 等) ，可以 用来创建w i n d o w s 平台下应用程序和网络应用程序，可以用来创建网络服务、智 能设备应用程序以及与其相关的数据库应用处理，同时还提供了各种应用程序的发 布安装等支持【引。 v s 2 0 0 8 引入了多种新特性，整合了对象、关系型数据、x m l 的访问方式，语 言更加简洁。使用v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 可以高效开发w i n d o w s 应用程序。设计器中可 以实时反映变更，x a m l 中智能感知功能可以提高开发效率。同时v s2 0 0 8 支持项 目模板、调试器和部署程序。v s2 0 0 8 可以高效开发w e b 应用，集成了a s p n e ta j a x 1 o ，包含a s p n e ta j a x 项目模板，它还可以高效开发o f f i c e 应用和m o b i l e 应用。 v s2 0 0 8 对于三维模型库系统的开发提供了一个简单、易用及可视化的平台，大大 降低了系统的开发难度。 2 4 小结 本章介绍了三维模型库系统的总体设计，从三维模型库的结构和功能两方面来 阐述三模型库的总体设计思路。本章还介绍了系统的开发环境、m i c r o s o f t n e t 平台 和v i s u a ls t u d i o2 0 0 8 。 1 0 第三章系统采用的关键技术 第三章系统采用的关键技术 三维模型库系统的设计涉及到三维建模、数据库、虚拟现实、a s p n e t 、w e b 2 0 等技术的应用。本系统在三维建模上采用专业的三维设计软件p r o e n g i n e e r 野火版 4 0 ，数据库使用s q ls e r v e r 2 0 0 5 ，虚拟现实编程语言v r m l x 3 d ，结合网站开发 平台a s p n e t 以及w e b 2 0 核心技术a sp n e t a j a x 开发完成整个系统的设计。 3 1 虚拟现实技术 3 1 1 虚拟现实技术概述 虚拟现实( 简称v i r t u a lr e a l i t y ) ，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的 计算机高级人机界面【9 1 。它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人 工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听 觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过 语言、手势等