[硕士论文精品]基于vrmlx3d的网上虚拟家饰店的研究与实现

论文题目基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现专业计算机软件与理论硕士生苏淑玲指导教师纪庆革副教授摘要网上购物已经成为越来越普及的新的购物习惯。网络购物的主要好处包括送货上门、比较方便；价格便宜；购买到本地没有的商品；节省体力和时间；商品品种较多；比传统购物的效率高等。近年来，随着计算机技术和虚拟现实技术的发展，网上三维虚拟商店应运而生。三维虚拟商店克服了传统二维虚拟商店的缺点，能够如实地把产品呈现在客户的眼前，客户也有身临其境的感觉。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。三维虚拟商店的作用在节省顾客大量的购物时间、增加购物乐趣，在其中查询、检索也很容易，对于商店可以节省大量货物的陈列费用。本文对VRMLX3D的技术特征、应用前景等作了详细研究，结合虚拟现实技术及其在电子商务应用的研究，提出建构基于VRMLX3D的网上三维虚拟商店系统，并以网上虚拟家饰店系统为实例开发了原型系统。本系统的主要研究内容包括构思基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店系统的方案，虚拟购物场景和虚拟家饰用品的建模，虚拟三维漫游，商品虚拟展示，电子商务网站数据库操作流程，三维场景与数据库关联及网上发布等。T摘要本系统的开发过程采用3DSMAX60建构三维店面和商品模型，导出为VRMLX3D场景文件；采用VRMLPAD21编辑VRMLX3D文件，给场景添加贴图，并利用VRMLX3D自身的交互功能节点实现商品虚拟展示、商品材质变换、商品个_性摆设、系统导航；采用SOLSERVER2000作为服务器数据库系统；采用ASP技术实现三维店面与数据库的关联和实现三维店面商品的动态更新。最后，论文对系统的运行状况作了分析说明，对网上虚拟家饰店系统的开发研究进行了总结，并指出了进一步的研究方向。论文的创新点是把三维虚拟现实技术融入到传统二维电子商务网站设计中，实现VRMLX3D技术与数据库的连接，实现商品的虚拟展示、虚拟交互和动态更新，为用户提供更加接近生活的虚拟购物环境。关键词虚拟现实，三维虚拟商店，VRMLX3D，ASPII中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现TTITLETHERESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFTHEONLINEVIRTUALHOMEFURNISHINGSSHOPBASEDONVRM吐X3DMAJORCOMPUTERSOFTWAREANDTHEORYCANDIDATESHULINGSUSUPERVISORVICEPROFESSORQINGGEJIABSTRACTCOMPARINGTOTRADITIONALSHOPPING，ONLINESHOPPINGHASTHEADVANTAGESOFRICHCDMMODITYDIVERSIFICATION，ANDITISMORECONVENIENT，ECONOMICALANDEFFICIENTONLINESHOPPINGHASBECOMEAMOREANDMOREPOPULARSHOPPINGWAYOFPEOPLEINRECEFITYEARS，ALONGWITHTHETECHNICALDEVELOPMENTOFTHECOMPUTERTECHNOLOGYANDVIRTUALREALITYTECHNOLOGY，THEONLINE3DVIRTUALSTOREEMERGESWITHTHETIDEOFTHETIMESTHE3DVIL7TUALSTOREISCHARACTERIZEDBYTIMESAVING，EXHIBITIONRENTINGCOSTSAVING，ANDEASYTOQUERYANDSEARCHBEINGPRESENTEDIN360DEGREEVIRTUALMODEL，THEPRODUCTSHOWSTHE30SITUATIONVIVIDLYTHATTHETRADITIONAL2DPLOTTINGSYSTEMISUNABLETOUSERSWOULDHAVETHEFEELINGOFIMMERSIONANDBEINGPERSONALLYONTHESCENE，ANDHEREBYAROUSESTRONGONLINEPURCHASEINTENTIONCOMBINEDWITHTHEVIRTUA1REALITYTECHNOLOGYANDITSAPPLICATIONSIIIINECOMMERCE，THEWRITERINTRODUCEDTHECHARACTERISTICSOFVRMLX3DTECHNICALANDITSAPPLICATIONPROSPECTTHETHESISPUTFORWARDAONLINE3DVIRTUALSTORESYSTEMBASEDONTHEVRMLX3D，ANDHASDEVELOPEDTHEPROTOTYPESYSTERN，ANDTHEONLINEVIRTUA13DHOMEFURNISHINGSSTORESYSTEMISTAKENASTHEEXAMPLETHEMAINRESEARCHWEREASFOLLOWSTHEPROJECTOFAONLINE3DVIRTUALSTORESYSTEMBASEDOILTHEVRMLX3D，VIRTUALSHOPPINGSCENESANDHOMEARTICLESMODELING，VIRTUAL3DROAMING，VIRTUALPRODUCTPRESENTATION，ECOMMERCEWEBSITEDATABASEOPERATIONPROCEDURE，30SCENESASSOCIATEDWITHTHEDATABASEANDWEBPUBLICATION，ANDSOONINTHEPROCESSOFSYSTEMDEVELOPMENT，USED3DSMAX60SOFTWARETOCONSTRUCTTHE3DSHOPANDTHEMERCHANDISE7SMODELS，EXPORTTHEVRMLX3DSCENEDOCUMENTS，USEDVRMLPAD21TOEDITVRMLX3DDOCUMENTS，ADDTEXTURETOTHESCENESMODEL，REALIZEDTHESYSTEMSOFTHEVIRTUALPRODUCTPRESENTATION，THEMATERIALTRANSFORMATION，PERSONALDISPLAYOFGOODS，NAVIGATIONBYTHEINTERACTIVEFUNCTIONA1NODESOFVRMLX3DOWN；TOOKSQLSERVER2000ASASERVERDATABASESYSTEM，USEDASPTECHNOLOGYTOASSOCLATETHEDATABASEWITHAND3DSTORE，TEALIZEDTHEDYNAMICUPDATEOFTHEGOODSFINA1LY，THETHESISGAVEANANALYSISOFTHEOPERATIONSTATUSOFTHESYSTEM，ANDASUMMARYOFTHEDEVELOPMENTOFONLINEVIRTUA1HOMEIV淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现TFURNISHINGSSTORE，ANDPOINTEDOUTTHEDIRECTIONOFFURTHERRESEARCHINNOVATIONPOINTOFTHEPAPERISCOMBINEDTHE3DVIRTUALREALITYTECHN0109YWITHTHETRADITIONAL20ECOMMERCEWEBDESIGN，TOREALIZETHECONNECTIONOFVRMLX3DTECHNOLOGYANDDATABASE，ANDTHEVIRTUALPRODUCTPRESENTATION，VIRTUALINTERACTIONANDDYNAMICUPDATES，TOPROVIDEUSERSWITHAVIRTUALSHOPPINGENVIRONMENTWHICHISMORECLOSETOREA1LIFEKEYWORDSVIRTUALREALITY，3DVIRTUALSTORES，VRMLX3D，ASPV淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或，_撰写过的作品成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名嚷藩只前日期2口咽年FF月7日学位论文使用授权声明本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其他方法保存学位论文。学位论文作者签名苏珞天纷导师签名H尼七朔P2OOL。IFJ淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLFX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现第一章绪论11本课题研究意义安坐家中，轻点鼠标，便可轻松完成采购，这是现代社会越来越多的人选择的一种生活方式。人们之所以对网络购物抱有这样的期待，是因为网络购物的征服力量实在太强大了。按照CNNIC中国互联网络信息中心的调查，网络购物的主要好处包括送货上门、比较方便；价格便宜；购买到本地没有的商品；节省体力和时间；商品品种较多；比传统购物的效率高等。美国是世界上电子商务最发达的国家，也拥有全球最大的网上购物市场。美国人推崇时尚，追求效率，这是美国网上购物市场发展迅猛的主要原因，但更重要的是，由于法制上的完善，越来越多消费者对在线购物感到放心。同时，美国人讲究实惠，而越来越多的网上商店千方百计不断满足消费者的需要，使网上购物成为一种时尚和乐趣。在我国，网上购物也越来越流行。据CNNIC的数据显示，中国网民的数量在2007年6月就已经突破了162亿，平均每分钟就新增近100个网民，成为仅次于美国的全球第二网络大国。据CNNIC在其发布的中国互联网络热点调查报告中显示在我国有179的网民在半年内有过网络购物经历，在浏览过购物网站的网民中，有296的人在半年内有过网络购物经历，有过网络购物经历的被访者中有超过90的人今后会继续进行网络购物，有637没有购物经历的网民表示今后会尝试网络购物。这些数据都表明了我国网上购物市场的巨大潜力。据艾瑞咨询公司预计，随着2008年奥运会的召开及百度等新进入者对市场发展的拉动，网络购物市场将继续保持950的高速率增长。中国网络购物，已经处在爆发性增长的前夜一般我们在网络上接触的C2CCONSUMERTOCONSUMER，用户对用户的电子商务抑或是B2CBUSINESSTOCONSUMER，商业机构对消费者的电子商务网站，虽然美其名日是在线购物商场，但无论是购物环境或氛围都与现实中的商场淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论相距甚远。随着虚拟技术和网络的发展，现在已经能够在网络上提供一个三维的虚拟系统给客户PC漫游访问。如专业零售商BROOKSTONEINC最近推出了一个三维的虚拟购物店，虚拟商店再现了真实商店的原貌和规划。顾客们可以在走廊走动，停下来浏览商品并把它们放大观看，这一切都可以通过鼠标和键盘实观。当顾客在一件商品前停下来的时候，它的细节信息会浮现出来。当然，那些习惯于徜徉虚拟世界的人们会很快熟悉这个环境，而新的用户可能需要花一点时间来上手。所以3D虚拟商店服务为BROOKSTONECOM网购的选择之一，公司并不会放弃原来的较为方便的网购方案。三维虚拟商店能够如实地把产品呈现在客户的眼前，客户也有身临其境的感觉。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。三维虚拟商店的作用在节省顾客大量的购物时间、增加购物乐趣，在其中查询、检索也很容易，对于商店可以节省大量货物的陈列费用。这也是虚拟商店的发展趋势。这种让人真正的身临其境的购物方式将极大地调动人们的购物热情，增强对用户的吸引力，更具实效性，吸引越来越多的人们去参与，将会给未来的WEB网络带来更大的变革。本课题结合ASP动态网页技术与VRMLX3D虚拟现实技术，研发网上三维虚拟家饰店。利用ASP的动态特性实现客户注册、商品搜索、购物车、动态更新等效果；利用VRMLX3D的实时性和互动性，实现虚拟漫游和商品虚拟展示等贴近现实生活的崭新网上购物方式。通过本课题的研究，把虚拟现实技术与电子商务结合起来，为电子商务网站开发探索一条新的道路；同时也为建构大型虚拟社区打下技术基础。12国内外研究现状121虚拟现实技术虚拟现实VIRTUEREALITY，VR的缩写技术是一种基于高性能计算、计算机显示技术、计算机图形学以及人类认知系统研究等学科发展起来的一种高端综合技术。2淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现虚拟现实技术、多媒体和网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。自1962年发明了真实感全景仿真机开始，虚拟现实技术越来越受到大众的关注。以三个I，即IMMERSION沉浸感，INTERACTION交互性，IMAGINATION思维构想性，作为虚拟现实技术最本质的特点，并融合了其它先进技术，在国际互联网发展迅猛的今天，具有广泛的应用前景。1965年，SUTHERLAND在论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。1966年，美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的研制工作。之后研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就，美国的JARONLANIER在80年代初正式提出了“VIRTUALREALITY”一词。80年代，美国宇航局NASA及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。进入90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图像的实时动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实用的输入输出设备不断地进入市场。而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基础。1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。早期的计算机和人之间的交流需要使用机器语言，直N80年代才出现人机交互的图形界面。1994年，美国SGI公司和比利时的BARC0投影机制造公司，在英国建设了世界上第一个虚拟现实系统。TEXACO公司就把虚拟现实技术引进了石油工业，在美国休斯敦建成了世界上第一个油气工业专用的虚拟现实中心。随后，世界各地的虚拟现实系统纷纷出笼。多J2002年底，全球的虚拟现实系统己达500多个。除石油工业外，在计算机辅助制造、游戏娱乐业、航空航天、生物技术、军事、培训等众多领域均有广泛的应用。随着INTERNET的飞速发展及3D技术的日益成熟，人们已经不满足WEB页上二维空间的交互特性，而希望将WWW变成一个立体空间。今后主页上将不再仅仅有图片文字，而是有类似于三维游戏的“真实场景，主页的链接也不再是高亮度显示的图片和文字，而是在三维空间打开一扇门或者触摸一个物体，就进入了另一个主页。甚至你在网上还可以有一淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论个虚拟的自己；上网者互相之间都能相互看到，你可以和逛街一样浏览主页，同时和路上碰到的人打招呼。现在的远程信息服务已经开始大量使用VRML技术，特别是远程教育和网RJ1上购物。虚拟现实的应用必将很快深入到我们工作和生活的方方面面，包括军事、航天航空、计算机辅助设计、外科手术和人体器官的模拟、科学研究和计算的可视化、远程控制、教育、游戏等。虚拟现实的应用会远远超出我们的想象。虚拟现实可以使典型历史人物以及珍贵文物再现。在房地产方面，我们可以在楼房真正施工之前就进入到模拟楼房中参观，模拟感受房屋的布局、采光、周边设施等条件，甚至可以参观模拟样品房。在购物方面，您可以通过INTERNET在虚拟商店中挑选自己喜爱的物品H。122国内外虚拟现实主流技术1、VRML技术VRMLVIRTUALREALITYMODELINGLANGUAGE，虚拟现实建模语言是第二代WWW的标准语言。今天，随着计算机和多媒体技术的逐渐成熟，以及INTERNET和个人电脑的日益普及；VRML正逐渐深入我们每个人的生活。VRML的前身是SGI公司OPENINVENTER系统使用的一种文档格式，后经MARKPESCE、TONYPARISI和GAVINBELL等人的改进和努力，最终发展成第二代WWW的标准语言。1994年10月公布VRMLL0。VRMLL0非常简单，它只定义了36种节点类型，涉及的对象也只有静态对象，而没有声音、动画等动态对象。实际上，由于VRMLL0近似HTML的“3D版本“，因此，当时称VRML为虚拟现实标记语言VIRSUALREALITYMARKUPLANGUAGE。现在，VRMLL0已基本被淘汰。1996年8月公布VRML20。VRML20名义上是VRMLL0的修订版，但两者从内容到文档结构上都很不相同。在VRML20中，节点类型扩展为54种，支持的对象包括动态和静态两类。这时的VRML语言，已经完全脱离HTML的影响，被正式命名为虚拟现实建模语言VIRSUALREALITYMODELINGLANGUAGE。VRMLL0和VRML20并不是真正的国际标准。直到1997年12月，VRML才被国际标准化组织ISO和国4淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现际电子工业协会IEC正式接纳为国际标准，国际标准号ISOIECL477211997，习惯上称为VRML971999年底，VRML的又一种编码方案X3D草案发布；2002年。8月，X3D协会发布了VRML的升级版本X3D的最终草案儿引。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。VRML标准是由一个称为WEB3D协会的组织来管理和发布的。WEB3D。协会的前身是VRML协会，它创建于1996年，是一个成员投资的工业协会，负责开放、免版税标准的创建和部署来使实时三维3D图形通讯能够在应用程序、网络和XML网页服务之间交叉。这个协会与ISO，MPEG和W3C标准化团体紧密合作来为它的成员资格取得最大化市场机会。2、其它的虚拟现实技术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旧。，可以轻松的创建360度实景物体和场景展示，并能模拟三维空间。JAVA技术产品可在浏览器上直接浏览，不需要任何插件。主要是运用JAVA的APPLET的嵌入网页口。JAVA3D可用在三维动画、三维游戏、机械CAD等领域。作为一个高级的三维图形编程API，JAVA3D给我们带来了极大的方便，它包含了VRML20所提供的所有功能。VIEWPOINTEXPERIENCETECHNOLOGY简称VET的前身是由METACREATION和INTEL开发的METASTREAM技术。它具有一个纯软件的高质量实时渲染引擎，渲染效果接近真实而不需要任何的硬件加速设备。VET可以和用户发生交互操作，通过鼠标或浏览器事件引发一段动画或是一个状态的改变，从而动态地演示一个交互过程。VET除了展示三维对象外还犹如一个能容纳各种技术的包容器。它可以把全景图像作为场景的背景。把FLASH动画做为贴图使用。VIEWPOINT的主要运用市场是作为物品展示的产品宣传和电子商务领域。许多著名的公司与电子商务网站使用了此技术作为产品展示。虽然不如CULT3D那样普及，但凭借着强大的功能还是赢得了不少用户的青睐，像FUJI、DELL、SONY等公司。5淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论位于瑞典的CYCORE原是一家为ADOBEAFTEREFFECT和其它视频编辑软件开发效果插件的公司。为了开发一个运用于电子商务的软件，CYCORE动用了50多名工程师来开发他的流式三维技术。现在，CYCORE的CULT3D技术在电子商务领域已经得到了广泛的推广运用。和VIEWPOINT相比，CULT3D的内核是基于JAVA，它可以嵌入JAVA类，利用JAVA来增强交互和扩展，但是对于VIEWPOINT，他的XML构架能够和浏览器与数据库达到方便通信。CULT3D的开发环境比VIEWPOINT更加人性化和条理化，开发效率也要高得多。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、PULSE3D、ATMOSPHERE等。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U。123VRMLX3D国内外研究现状2002年7月23日，WEB3D联盟日前发布了可扩展3DX3D标准草案并且配套推出了软件开发工具供人们下载和对这个标准提出意见。这项技术是VRML的后续产品，是用XML语言表述的。X3D基于许多重要厂商的支持，可以与MPEG4兼容，同时也与VRML97及其之前的标准兼容。它把VRML的功能封装到一个轻型的、可扩展的核心之中，开发者可以根据自己的需求，扩展其功能。X3D标准的发布，为WEB3D图形的发展提供了广阔的前景。VRML的出现使得虚拟现实象多媒体和因特网一样逐渐走进我们的生活，简单地说，以VRML为基础的第二代万维网多媒体虚拟现实因特网。第一代万维网是一种访问文档的媒体，能够提供阅读的感受，使那些对WINDOWS风格的PC环境熟悉的人们容易使用因特网，而以VRML为核心的第二代万维网将使用户如身处真实世界，在一个三维环境里随意探究因特网上无比丰富的巨大信息资源。每个人都可以从不同的路线进入虚拟世界，和虚拟物体交互，这样进行操控的就不再是计算机，而是用户自己，人们可以以习惯的自然方式访问各种场所，在虚拟6淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMI，X3D的网上虚拟家饰店的研究与实现社区中“直接交谈和交往。事实上，目前采用VRML技术取得成功的案例已经很多，例如探路者到达火星后的信息就是利用VRML在因特网上即时发布的，网络用户可以以三维方式随探路者探索火星。VRML在电子商务、教育、工程技术、建筑、娱乐、艺术等领域的广泛应用，将会促使它迅速发展，并成为构建网络虚拟现实应用系统的基础。虚拟现实作为一种全新的人机接口技术，必须研究用户和计算机之间的协调关系问题，这样一个问题只有通过大量的使用才能逐步解决，VRML以因特网作为应用平台，最有希望成为构筑虚拟现实应用的基本构架。自从1994年以来，欧洲数字城市会议每年举行一次，最近的数字城市的活动中加入了三维技术，基于VRML的实验性数字城市主要有数字化赫尔辛基、柏林、华盛顿特区、洛杉矶和京都。我国上海交通大学ICHI实验室在这方面也作了大量研究。国内还开发过一些基于VRML97的应用系统，如浙江公众信息产业有限公司的3DWORLD。例如在教育上，VRML不仅仅是HTML功能更强的替代品，其潜在意义在于突破上述基于WWW的教学模型建立更自然、更真实的虚拟教育环境。在这种环境中学生可以以浏览探索的方式汲取知识，如进入虚拟太空学习天文知识，利用虚拟地球学习地理知识，穿过历史长廊与历史人物交流，进入分子世界游历化学殿堂等等，这些曾经是梦想中的学习方式都可以逐步实现。在这个虚拟教育世界中，甚至可以有利用VRML制作的动画人物扮演教师，其面部表情和形体动作利用动作跟踪系统捕捉下来，这样得到的讲课节目将是三维的，更重要的是它不像视频节目那样需要大量的存储量和网络带宽，用户通过MODEM和电话线即可收看这种节目，其有关试验最近已经取得成功。如果把这种方式扩大到教学双方，则可实现具有实时交互性的虚拟教学一一教师控制的虚拟教师和学生控制的虚拟学生就可以在一个虚拟教室中相互交流。VRML将创造一种融多媒体、三维图形、网络通讯、虚拟现实为一体的新型媒体，兼具先进性和普及性，是关心三维图形、多媒体、新一代网页开发和虚拟现实技术的人士应密切注意的。7淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第一章绪论13本课题研究的内容本课题研究的主要内容包括以下几点1、虚拟家饰店场景及其商品的建模。2、三维虚拟漫游及商品虚拟展示。3、虚拟商品在商店场景中的动态更新。“4、虚拟商品与数据库的连接。本课题采用的开发语言ASP、VRMLX3D、VBSCRIPT和JAVASCRIPT。开发工具3DSMAX60、DREAMWEAVERMX2004、VRMLPAD21和X3DEDIT等。服务器系统；WINDOWS2000IIS50SQLSERVER2000。14本文的组织结构本文的主要工作是通过研究虚拟现实技术及其在电子商务网站设计中的应用，研发一个基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店系统。本系统主要借助ASP与VRMLX3D虚拟现实技术，结合当前的网上购物系统技术平台，设计一个网上三维虚拟商店系统。在系统的设计过程中，主要研究了VRMLX3D的造型、贴图、场景交互技术，从而实现了商店场景和商品模型的创建、视点切换、虚拟漫游、商品虚拟展示等功能；通过研究VRMLX3D与数据库之间的信息交换技术，实现了商品的动态更新和交互更新。系统的研究技术具有一定的创新性。全文共分三部分第一部分包括第一章和第二章，第一章介绍了本课题的研究意义、研究内容以及国内外研究现状，第二章介绍了VRMLX3D虚拟现实技术及其开发的相关软件。第二部分包括第三至第六章，这部分主要介绍系统的总体设计、系统虚拟场景的建构、系统的交互技术、系统的数据库技术。第三部分内容是对本课题的总结和展望。淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现第二章VRMLX3D虚拟现实技术介绍21VRML的特征VRML是一种虚拟设计语言，其基本目标是建立INTERNET上的交互式三维多媒体，也就是说，它是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界VIRTUALWORLD11。从概念上讲，每个VRML文件都是一个基于时间的三维空间，它包含了可通过多种机制动态修改的图形对象和听觉对象。VRML文件的一个重要特性是能够通过包含关系把文件组织在一起，并能够通过超链接把文件联系在起。利用层次性文件的包含关系可以创建任意大的动态境界。VRML的另一特性是它试图用在分布式环境中，因而建立了支持多个分布式文件的多种对象和机制，包括内联式INLINING嵌入其他VRML文件、通过超链接指向其他文件、采用已经制订的针对其他文件格式的INTERNET和ISO标准等。VRML的访问方式是基于客户N务器模式的。其中服务器提供VRML文件及支持资源图像、视频、声音等，客户端通过网络下载希望访问的文件，并通过本地平台上的VRML浏览器交互式地访问该文件描述的虚拟境界。由于浏览器是本地平台提供的，从而实现了平台无关性。传统的VR中使用的实时3D着色引擎在VRML得到了更好的体现。这一特性使VR建模与实时访问更明确地隔离开，这也是VR不同于3D建模和动画的一个特点。后者是预先着色，因而不能提供交互性。VRML提供了61个自由度，即三个方向的移动和旋转，以及和其它3D空间的超链接。VRML像HTML一样，用ASCII文本格式来描述世界和链接。这在保证对各种平台通用的同时，也降低了数据量，从而在低带宽的网络上也可实现。为了进一步降低数据量，从VRML早期就开始讨论它的二进制文件格式。目前，使用标准9淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章VRMLX3D虚拟现实技术介绍的文件压缩工具来压缩VRML文件时，平均压缩比为51。但许多用户和开发者要求有更高的压缩比。针对VRML设计的二进制格式可以得到101到501的压缩比。目前采用的VRML二进制文件格式的工作文档是由IBM、APPLE和PARAGRAIH提出的。VRML具有可伸缩性。首先，对VRML浏览器来说，从理论上讲，应能处理由数亿个对象组成的分布在INTERNET上的场景。其次，VRML在高、低档的机器上都应该工作得很好，它应允许浏览器为了提高性能而降低图像或仿真质量，而在硬件性能增强时质量可以变得更好。第三，VRML境界可以相对于网络性能而伸缩，从目前常见的144K调制解调器到今后的高速连接。VRML是一个开发标准，为了加强协作，避免技术重复和市场冲突，而鼓励其它技术引用VRML或成为VRML的一部分。与VRML关系密切的三项技术是JAVA3D、MPEG一4和CHROME。其中，JAVA3D和VRML都把3DWEB作为关键应用对象，前者的优势在于程序设计，后者的优势在于场景构造，二者在可编程性3DWEB应用方面密切合作12。22X3D的特征X3D是一个用来发布三维内容的开放标准。X3D不仅仅是一种程序API，或仅仅是一种用来交换几何数据的文件格式。X3D能把几何数据和运行时行为的描述结合到单一的文件中，并且这个文件可以使用包括XML语言EXTENSIBLEMARKUPLANGUAGE在内的不同的文件格式。X3D是对VRML97ISO规格进行的新的修订，修订工作结合了最新商业图形硬件特性的提升，并基于多年来VRML97开发团体反馈而进行的结构化改进。221X3D的整体结构X3D整体结构包括四个部分13314M引核心特性集、VRML97特性集，应用程序接口和扩展集，如图21所示。特性集是VRML元素的一个子集，是满足特定用户LO淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现需求的一组功能的集合。图21X3D的组成核心特性集定义了VRML中最关键的特性，形成核心构件，并将其封装为一个小型的、可扩展的内核。规范规定内核实现的大小应在FLASH和REALPLAYER之间，可被用户快速下载，运行时占用很少的系统资源。当前的核心特性集己确定只实现VRML97的54个节点中的23个节点。VRML97特性集实现内核以外的VRML97元素。VRML97的节点被设计为可插拔的构件，通过扩展内核，完整地实现了VRML97规范定义的功能，从而确保了X3D与已有的VRML应用兼容。应用程序接口X3D是描述几何体和行为的一种文件格式，由于使用XML编码，文档对象模型DOCUMENTOBJECTMODEL，简称DOM自动为X3D提供了一组API，外部应用程序可以通过DOM访问X3D文件作为另一个选择，场景创作接口SCENEAUTHORINGINTERFACE，简称SAI是来自VRML自身的场景图像接口，它将外部创作接口EXTERNALAUTHORINGINTERFACE，简称EAI和VRML97规范中的脚本接口SCRIPT融合，为外部或内部编程提供了一个单一的编程接口。扩展集通过在内核之上进行特性集扩展，实现复杂的或是用户自定义的功能。用户可以在内核之上建立一个完整的VRML97特性集。也可以添加其它的扩淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城第二章VRMLX3D虚拟现实技术介绍展，如NURBS扩展，二进制文件格式扩展等。通过扩展还可以利用VRML97规范中未定义的新的硬件渲染技术。构件化的设计为X3D的内核提供了一种插件机制，允许扩展功能被实时的加入运行内核。222X3D的特点X3D的特点U副如下1X3D能够表现静态和动态的3D和多媒体对象，这些对象有连到其他媒体的超级链接，如文本，声音，电影和图像等。X3D浏览器和X3D文件创作工具广泛地用于多种不同的平台。2X3D支持的可扩展模型允许新的动态3D对象被定义，应用程序团体开发基于标准的可共同使用的插件。在X3D对象和通用的3DAPI之间有对应的映射关系。3X3D的场景创作接口SAI通过X3D世界中的SCRIPT结点和外部程序来访问X3D世界。223X3D与VRML之间的区别两种标准在整体和细节上都有不同之处。X3D继承了VRML97的工作并正式加入了先前规格中使用了多年的非正式的功能区域。X3D要更有弹性，既能满足基本要求也要能够扩展。X3D主要的改变包括把规格完全改写到三个独立的规格以分别规定抽象概念、文件格式编码、编程语言存取。其它的改变包括更精确的光照和事件模型，为保持一致性而对域名的改变。以下是主要的改变摘要1扩展场景图的能力2修订和统一应用程序模型3用包括XML在内的多个文件编码描述相同的抽象模型4模块化的结构允许用不同范围级别来支持不同的市场类型5可扩展的规格结构淘宝网购物HTTP/WWW521TAOBAOCOM/淘宝网购物商城中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现X3D场景图就是X3D应用的核心，几乎和VRML97场景图相同。VRML97场景图结构和节点类型的原始设计基于已经建立的交互图形技术。这个设计已经在VRML97上使用和测试了很长时间。通过引入新的节点和数据类型，而对X3D场景图的改变，主要是为了融入商业图形硬件方面的发展。另外将明确对某些部分的较小改动，例如事件模型和光照模型更加精确，也提供了存取COLOUR域的ALPHA值的能力。X3D有一个统一的应用程序界面APPLICATIONPROGRAMMERINTERFACEAPI。这和VRML97是不一样的，VRML97使用内部脚本API加上外部APIX3D的统一的API解释并解决了VRML97中存在的问题，因此将可以建立更强健更可靠的执行方式；为此定义了ECMASCRIPT和JAVA绑定，其中ECMASCRIPT是建立应用程序所必需的。X3D支持多种文件编码，即VRML97和新增的XML语言EXTENSIBLEMARKUPLANGUAGE和压缩的二进制格式。XML编码允许平滑地用于网络服务整合、跨平台应用文件和数据的传递。压缩的二进制编码现在正在开发，它将能支持更大的数据吞吐量。每一种编码都有对应不同用户的优势。所有的数据编码都支持完整的X3D特性集。X3D使用模块化的结构来提供扩展性和弹性。多数应用程序领域不需要全部的X3D的特性，也不是所有的平台都支持规格中定义的所有功能范围。X3D的特性被分组到组件COMPONENT中，组件执行可以用混合并匹配的方式支持，以使其符合特定市场和特定平台的需要。X3D也引入了概貌PROFILE的概念，概貌是针对某种通用的应用程序领域、平台、使用情况来预定义一个组件的集合，例如在创作工具间的几何体交换针对性的设置了一个概貌。不象VRML97为了保证执行的一致性而需要全部特性的完整支持，X3D允许根据不同需要而进行不同程度的支持。X3D组件机制也允许厂商根据一个严格的规则集来执行其自定的扩展，这将帮助避免近年来VRML97厂商扩展的“混乱。X3D规格自身也已经被重新构建了，这允许更具弹性的生命周期，适应了标准的更新。X3D标准被分割为三个独立的规格，即抽象概念和结构、文件格式编码、编程语言存取。这种途径允许规格在不同时间线上改动，并能推动ISO按所需原则采纳规格的特定部分。13第二章VRMLX3D虚拟现实技术介绍23VRMLX3D的开发工具和浏览器插件231开发工具由于VRMLX3D与HTML同样都是ASCII的描述性语言，所以，对于一般的造型，可以在记事本上直接编写VRML文件。但对于比较复杂的场景，使用记事本编写就比较麻烦了。为了方便VRMLX3D的程序设计，支持VRMLX3D的编辑工具也随之不断推出，主要有VRMLPAD和X3DEDIT。1、VRMIPADVRMIPAD是PARALLELGRAPHICS公司开发的一款功能强大且简单易学的VRML开发设计专业软件，完全支持VRML97标准。它的优点包括可以编辑本地和远程的文件；支持高级查找，使用书签，支持取消操作和重复操作，分步现实，自动显示错误等；采用树形结构显示场景；支持在浏览器中预览有功能强大的发布向导；可以处理和执行其他语言编写的外部应用程序；提供了文件列表功能，便于用户管理目录等。VRMLPAD的主要特性心1|VRML文本编辑器，VRMLPAD开发环境中包含了一个功能完整的文本编辑器，在其中开发者可以对VRML源文件进行管理、编辑和打印。和其他流行的基于WINDOWS平台程序开发软件中的文本编辑器一样，VRMLPAD文本编辑器有许多方便开发者的功能，如语法提示、鼠标提示、查找替换和VRML文件优化等功能。VRMLPAD21的工作界面如图22所示。14中山大学硕士学位论文基于VRMLX3D的网上虚拟家饰店的研究与实现型篓M望竖塑望曼塑堡墅三星塑邈堕一D岳口口4龟毫刑、固BJ挑荤孽惟备厅I弼L五BJ三二霎蛰图22VRMLPAD21的工作界面VRMLPAD2L编辑软件虽然是VRML开发设计的专业软件，但是它只着重于源代码的编辑，而忽视了VRML建模的所见即所得方面的延伸开发。PARALLEL公司为了弥FVRMLPAD的缺憾而专业开发出来了VRMLPAD的可视化插件IEXTRUSIOILEDITOR挤压编辑器插件它是目前唯一的VRMLPAD可视化插件，可以用来创建和编辑EXTRUSIONS挤压几何体。它可以对创建中的EXTRUSIONS挤压几何体提供每一步的可视化支持；所有的操作参数将马上显示在3D预览窗口。它具有高级方便的纹理映射功能，在纹理面板中可以非常方便地进行纹理的缩放、移位、旋转、变形、模糊显示、亮度增减等操作。同时，它还具有方便快捷的材质设置调节功能。2MATERIALEDITOR材质编辑器插件它其实是EXTRUSIONEDITOR挤压编辑器的一个附属产品，不过可以分离出来作为独立的编辑器使用，会大大提高创作效率。因此，此插件的使用前提必须首先安装EXTRUSIONEDITOR挤压编辑器。2、X3DEDJT第二章VPUMIJX3D虚拟现实技术介绍X3DEDIT由WEB3D联盟开发，是图形化EXTENSIBLE3DX30的开放源代码的开发工具。X3DEDIT通过X3D30DTD定义的X3D30TAGSET标签集来定制JAVA平台下的通用XML编辑器，并使用I叫XEENA为定制的X3D场景图编辑器。支持平台有WINDOWS、MACOSX、LINUX、UNIX及其它。X3DEDJTV309适用于2004年8月通过的X3D30国际规范。X3DEDIT“是图形化X3D文件编辑器。在编辑VRML或X3D场景图文件时，X3DEDIT可以提供简化的无错的创作和编辑方式。X3DEDIT通过XML文件定制了上下文相关的工具提示，提供了每个节点和属性的概要，以方便作者对场景图的创作和编辑。它支持创建、检查、显示和发布X3D场景功能，可以进行XML编码格式的直接编辑方式。互互巴】王互墨篁黑一一X；G叠。_啪M蛳1A嘲H8F_H”4口1Q日_J芝呷1兰参习蕊鑫鞲薰RI薰薰薰曼。IEFAR00R0MN0MORRHIMORPRRIF4”JREH1ENM0“EO】AOFELELMEA1自N【O1LANRIMEJRLN【EIONE4E【D3BL。A11、EU1RI图23X3DEDIT的工作界面相比之下，VRMLPAD编辑VRMLX3D文件具有更大的灵活性。中山大学硕士学位论文基于VRMLPA3D的网上虚拟家饰店的研究与实现232浏览器插件浏览VRML的一般方法是使用VRML浏览器，也可以在IE等通用浏览器上通过VRML浏览器插件对VRML文件进行浏览。几年来，VRML浏览器已发展得相当成熟，各厂家还开发形形色色附带扩展功能的VRML浏览器。较常用的有BSCONTACT，BLAXXUN，CORTONA等。现在BITMANAGEMENT推出的BSCONTACT浏览器，在场景版权保护、场景视觉效果、大场景浏览速度都取得了很大的发展F本系统的开发采用了BSCONTACTVRMLX3D62浏览器插件。BSCONTACTVRMLX3D62特性支持DIRECTX9FX特效文件和HLSL高级着色语言DIRECTX9图形驱动下支持TGA、HDR图像格式；支持高级程序化着色引擎SHADER节点，支持提议中的X3D程序化着色标准支持OPENGL图形驱动下的红蓝立体显示，另外还提供支持OPENGL四方立体显示加速的特别版本的BSCONTACTSTEREO；支持专门的组节点调节ZBUFFER顺序；支持X3D事件工具节点；支持由场景来指定浏览器的设置；截图和视频截取工具。24VRMLX3D技术在电子商务网站开发中的应用1利用VRML构建虚拟商场钊在电子商务网站中，可以通过VRML建立一个大型的可交互的虚拟商场，也就是创建一个可交互的虚拟场景。场景的静态部分可以使用基于WEB的VRML0作工具，如3DMAX，MAYA，ISB等；另一种就是根据VRML语言规范，使用VRML代码来构造虚拟世界，VRML20提供54个节点可用于场景创建。虚拟商场中场景的动态、交互部分，比如开门、拿商品，等都可以通过VRML中的插补器节点、路由等来实17第二章VRMLX3D虚拟现实技术介绍现，如果需要定义任意事件处理，可利用脚本节点SCRIPT。SCRIPT节点实际上是一个外壳，它包含一组利用脚本描述语言如JAVA和EMASCRIPT编写的函数或方法。SCRIPT节点收到事件后将执行相应的函数，函数能通过常规的事件路由机制发送事件，还可以忽略这种机制，直接响SCRIPT节点指向的任意节点发送事件。脚本还可以动态地增加或删除路由，改变事件路由的拓朴结构，从而实现场景的交互和动态。例如，推开商场的门，才可以看见里面的商品，没有推开门，就不必绘制里面的场景。2利用VRML实现商品的交互浏览VR