Web3d技术总结

3技术方案

3.1软件架构

目前，软件开发架构主要包括C/S和B/S两种基本架构，对于虚拟场馆软件的开发，它们各有其优缺点。

（1）C/S架构

C/S也可以称之为桌面软件，软件的大部分资源部署在客户端，每个客户端需要安装桌面软件。

对于虚拟现实的应用，由于C/S架构不受带宽的影响，其模型、纹理、图片等资源存储于客户端，大量的计算也由客户端完成，因此，软件运行更为流畅，能支持大型的复杂场景，能实现复杂的特殊效果。但C/S部署维护困难，制约了用户的使用数量，一旦软件更新，所有的客户端都需要升级。另外，由于所有数据在客户端存储，存在较大的安全隐患。

（2）B/S架构

B/S是随着互联网技术发展，逐渐发展的一种软件架构。软件的所有资源部署在服务器，客户端通过浏览器直接访问，无需安装任何软件。

对于虚拟现实的应用，带宽对B/S架构的影响较大，由于客户端受浏览器等资源的制约，对用户的体验性（如场景精细程度、光照等特效等等）有一定的影响。但随着Web3D技术和富客户端技术的发展，客户端浏览器对计算资源的制约已经越来越小，用户体验效果也基本上可以与C/S架构的的桌面的软件媲美。

基于B/S架构的软件可以非常方便的挂接到办公自动化或门户网站，从而非常方便用户的使用和访问，提高用户访问量，加大软件的使用效率。其次，由于B/S架构的软件集中部署在服务器，客户端无需安装任何软件，直接使用IE浏览器（第一次访问可能自动安装相关插件）即可使用，方便用户使用的同时，也是得软件的升级时，只需更新服务器的相关资源，更为灵活方便。另外，由于软件的资源部署在服务器，使得软件所使用数据的安全性更高。

综上所述，建议采用WEB3D技术，使用B/S架构构建本软件。下面就系统所采用的核心技术：WEB3D技术进行分析论证。

3.2WEB3D技术

目前3D技术也在飞速发展。从VRML到Web3D技术，虚拟现实技术正一步步走进生活，成为现实。

网络三维技术的出现最早可追溯到VRML。VRML（虚拟现实建模语言）是互联网3D图形的开放标准，是3D图形和多媒体技术通用交换的文件格式，它基于建模技术，描述交互式的3D对象和场景，不仅应用在互联网上，也可以用在本地客户系统中，应用范围极广。由于网上传输的是模型文件，故其传输量大大小于视频图像。

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，Extensible3D(X3D)，到了2000年春天，Web3D组织完成了VRML到X3D的转换。X3D整合正在发展的XML、JAVA、流技术等先进技术，包括了更强大、更高效的3D计算能力、渲染质量和传输速度。

Web3D技术是实现网页中虚拟现实的一种最新技术。很多公司开发了Web3D引擎，从而加速的Web3D的制作与开发，下面主要介绍目前一些比较主流的Web3D引擎及相关技术。

3.2.1WebMax

WebMax由上海创图网络科技发展有限公司研发，是国内第一款Web3D发明专利软件，也是2010年上海世博会在国内唯一指定的Web3D技术。它的最大特点在于它的压缩比，可以达到120：1，因此成品的文件量较小，网络发布上有天生的优势，画面方面也比较细腻，互动方面需要配合一些代码编写能力，扩展性也较强，而且对客户端机器的配置要求很低，不用过多担心浏览群的流失，目前软件更新到3.0版，在视觉效果、操作面板、互动功能、设计开发方面做了非常大的提高。

WebMax的核心为Sun3D引擎，Sun3D是一套Web3D软件开发包，它可以用于开发各种三维网页应用项目，如在网页上运行的三维游戏、在网页上运行的虚拟店铺、以及在网页上运行的仿真培训系统等等。

开发一个三维网页(Web3D)应用包含三维建模、数据压缩、网络传输、实时渲染、代码逻辑五个环节。Sun3D实现了后面四个环节，并为第一个环节提供了通用的数据接口，让用户可以方便的使用

3DSMax和Maya等建模工具导出三维数据，其架构如下图所示。

Sun3D具有如下特征：

●集三维数字内容压缩与解压、多通道流式网络传输、逼真三

维图形渲染、高性能人机交互于一身，实现了在三维技术在网页上的应用，对用户终端电脑的硬件配置要求较低。

●三维数字内容压缩技术压缩比可以达到120倍以上，进行实

时的码流转换，兼容各种带宽向IP网络进行实时传输。

●可以流畅的同屏渲染100万个三角面，在最普通性能的兼容

PC机环境下，可以流畅运行大规模的三维数据。

●支持三维动画技术，包括关键帧动画、骨骼动画、顶点动画。

●支持设备字体，图片、视频，音频等多媒体素材的导入和显

示播放。

●提供了与Flash的双向通信接口，在保留Flash交互功能的

同时，将Flash文件通过GPU渲染，不仅保证了Flash图形的矢量特性，而且实现了比Flash播放器更高的渲染效率。

●提供了各种高级材质的Shader库，包括实时的动态光影、真

实水面、法线贴图、动态贴图等，还提供了各种高级后期特效Shader库，包括HDR、镜头光斑等，Sun3D还允许用户对Shader进行自定义编辑。

●提供了JavaScript和Lua脚本编辑器，并可以进行断点调试，

极大的方便了用户实现程序逻辑，排查程序Bug。

●提供文件动态下载和场景动态加载的功能，让用户可以根据

需要从服务器端获取文件。

●提供3DSMax和Maya数据输出插件，让用户可以简单方便的

导出3DSMax和Maya建立的场景和角色。

●网页播放器最小可以控制在300K以内，并可自动升级，安装

过程非常简单快捷。

下面是使用WebMax3.0在虚拟场馆方面开发的相关软件图片。

3.2.2VRPIE

VRP是中视典公司研发的一款虚拟现实引擎，其包括的产品如下图所示。

VRP系列产品及其用途如下表所示：