三维会展电子商务系统的设计与实现

　　摘 要： 利用网络和数据库技术，结合目前硬件价格普遍下跌与宽带网大力建设的有利优势，作者用基于B/S模式研究开发了基于三维网页的电子商务系统。它运用方便、操作简单，效率很高，现阶段只实现了电子商务网站的一些基本功能，其中包括商品的增加、修改和查询，支付方式、配送方式等重要功能，而且是将三维网页技术应用到开发过程中，让购物者在购物过程中有一种很真实的感觉，从而达到一个虚拟现实的效果。其中VRML（Virtual Reality Modeling Language，虚拟现实建模语言）作为一种虚拟现实语言，是用来实现一个这样的虚拟现实环境。
　　关键词： 三维会展 电子商务 虚拟现实技术
　　
　　1.引言
　　伴随着世界经济不断发展，在各个国家之间的技术、贸易、文化、经济等往来逐渐频繁，为全球会展业的发展提供了很多的机遇。在2009年，虽然中国遭受全球经济危机的影响，但是中国会展业发展的步履依然坚定。由此，会展业被称为21世纪的朝阳产业。三维网页技术的出现，无疑为商品的实物浏览和展厅的漫游的实现提供了技术支持，三维网页技术作为虚拟现实技术的一种，其发展越来越受到关注，加上计算机和网络技术的不断发展，不仅给会展业带来了新的契机，而且会让网上会展成为会展业的新风景和新亮点。
　　2.理论技术及相关技术
　　网页的出现无疑给电子商务和会展业带来了强大的冲击，同时也提供了很大的商机，三维网页技术主要采用的是虚拟现实技术（Virtual Reality），通过网页，给用户展示了一个虚拟的场景，用户能够对场景进行漫游并对商品进行观察。
　　2.1虚拟现实技术
　　虚拟现实技术以计算机技术为主，利用计算机等设备来产生一个感觉起来真实的三维虚拟世界，这个虚拟世界存在于计算机内部。在这个虚拟世界中，能实时产生与真实世界相同的感觉，使人与虚拟世界融为一体，人们可以直接观察周围世界及物体的内在变化，与虚拟世界中的物体进行自然的交互（包括感知环境并干预环境）。
　　2.2虚拟现实语言
　　VRML是一种建模语言，也是一种描述Internet上交互式3D多媒体和共享虚拟世界的开放标准。VRML语言不是一般意义上像C++一样的编程语言，JavaScript一样的脚本语言，或像HTML一样的标记描述语言。它是一种描述3D场景中对象及其行为的场景描述语言。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变化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一起［７］。
　　2.3虚拟漫游技术
　　漫游系统包括一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境。它是一个真实空间或假想空间的实时仿真虚拟空间，用户借助必要的设备以自然的方式在该虚拟空间中漫游，从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察，从而产生身临其境的感觉，同时也可以对其中的物体进行规划和操作。
　　3.系统的分析与设计
　　3.1系统的需求分析
　　3.1.1支持会展场景的漫游，这是和传统电子商务区别很大的地方。
　　3.1.2支持多用户，其关键的特点是系统的灵活性，即不限制参与者的人数。
　　3.1.3为了使虚拟环境系统反应更快且更具有商业价值，其交互和动作的定义是重要的一环。
　　在开发方面，先要对虚拟环境的高度抽象，虚拟世界及其接口由不同的软硬件组件共同组成，由于三维会展电子商务系统的应用领域又具有多样性，因此应定义一个通用的虚拟环境抽象模型，如现有的抽象模型有3D互联网标准VRML2.0。
　　3.2系统总体模块设计
　　3.3数据库设计
　　通过对系统的分析，设计的数据项和数据结构如下：
　　本系统实体间关系E-R图，如图２所示。
　　4.系统的实现
　　4.1系统的软硬件环境
　　4.1.1硬件环境
　　4.1.1.1处理器：Intel Pentium III以上。
　　4.1.1.2内存：512MB以上。
　　4.1.1.3硬盘空间：4G以上。
　　4.1.1.4光驱：CDROM /DVDROM。
　　4.1.1.5显卡：SVGA显示适配器或更高。
　　4.1.2软件环境
　　4.1.2.1操作系统：Windows 2000/XP/Vista/2008。
　　4.1.2.2系统后台数据库：SQL Server 2000。
　　4.1.2.3实现三维建模：3DSMAX软件。
　　4.2场景建模的实现
　　在设计中要应用到大量的场景数据，然而这些场景都是由一些小场景组合，因此在场景制作过程中，我们可以个体独立出来制成小场景，然后根据场景的需要组合，一个场景可被大场景调用很多次，这样可大大提高场景文件的制作效率。
　　4.3系统主要功能的实现
　　4.3.1虚拟交互实现
　　Anchor：可将某一实体作为热点，当被点击时，取出网上所指定的文件。若为VRML场景文件，则该场景被下载显示。若为其他类型文件，由浏览器决定如何处理。
　　Touchsensor：对从指定设备的输入产生相应的事件，这些事件表示用户是否指向特定几何体，同时也表示用户何时何处按下定位设备的按钮。
　　Proxsensor：接近感知器，指定当用户进入、离开或在立方体的区域内移动时产生的事件。
　　Timesensor：在时间变化是发出事件，可用来控制动画，也可用于某一时刻进行某项活动，或于某一时间间隔中产生事件。
　　NavInfo：描述有关观察者和观察模式的物理特性。
　　Background：设定场景的背景。
　　Fog：设置雾化的效果。
　　Sound：设定声音片段的有效范围，以产生随距离改变的音响效果。
　　Billboard：是某一对象随用户一起旋转，以使之始终面向用户。
　　LOD：允许浏览器在物体表示的不同层次细节间自动切换。
　　Inline：可在文件中引入外部文件的场景，避免重复制作。
　　通过以上辅助工具，就可制作简单的虚拟场景，使其具有交互和查询功能。
　　4.3.2会场场景漫游功能的实现
　　在会展虚拟环境中浏览主要有两种方法：一是利用鼠标和键盘通过控制在虚拟场景中实现自主漫游；二是视点捆绑实现自动浏览。视点绑定能生成一个输出事件，一个视点被绑定，它就送出一个当前事件的BindTime，该事件可以启动视点动画。系统式的实现是将两种方法结合起来实现网上会展的多种方式漫游。
　　VRML的网上实现是将VRML文件放在Web服务器上，浏览器通过Internet对Web服务器进行访问，读取VRML文件。VRML是一种基于Web技术的应用。
　　Web应用分为三个部分，即浏览器、WWW服务器、后台数据库；用户使用浏览的器作为应用平台，通过URL向服务器发送请求，浏览器与Web服务器通过HTTPS（HyperText Transmission Protocol，Secure安全超文本传输协议）进行通信。
　　在互联网上发布VRML文件，主要有两种方法：EMBED标签和OBJECT标签。当用户访问包含VRML文件的Web网页时，如未配置VRML文件的运行环境，应提示用户到指定位置下载安装。
　　4.3.3系统难点问题的解决
　　在系统的研究实现过程中，在现有的网络环境下，网络带宽有限，三维模型的数据量又很大，要做到在网络上“实时”交互很困难，解决这个问题有以下几个办法。
　　4.3.3.1使用VRMI中的LOD节点。LOD（Level of Detail）节点是VRML中的模型优化节点。它通过为每个物体建立多个相似模型，根据观察者和模型之间的距离远近使用从粗糙到细致的物体模型，加速模型绘制速度。
　　
　　4.3.3.2尽可能使用DEF和USE。对于相同造型的物体，第一次使用DEF命名，以后就可以使用USE来引用。这样做既可以简化代码，又可以对场景进行重用。
　　4.3.3.3使用VRML中的Visibility sensor节点
　　该节点可以控制观察者的视力范围，在视力范围之外的场景可以先不进行调用，减少传输的数据量，从而达到实时的目的。
　　5.系统的测试
　　在建立测试环境的基础上，针对该系统进行了功能测试。根据测试结果分析，该系统满足了系统需求说明书中所提出的各项需求，达到了使用的要求。
　　6.结语
　　以会展为研究对象，实现了网络化三维会展电子商务和虚拟现实技术的良好结合，以及三维虚拟现实场景之间的交互式浏览，配以背景音乐等多种表现形式和技术，使得整个系统的交互浏览生动活泼、方便快捷。系统采用通用软件作为开发工具，做出原创性的开发工作，因此开发成本较低，适合会展等开发的需要，实现了在网页中镶嵌虚拟现实浏览场景的功能，将产品信息和三维虚拟现实浏览场景完全整合在一个界面上，便于使用操作。
　　
　　参考文献：
　　［1］丁霞，张晓娟.会展策划与管理.北京：高等教育出版社，2006：5-9.
　　［2］陈德人.中国电子商务案例精选.高等教育出版社，2007：25.
　　［3］胡小强.虚拟现实技术.北京：北京邮电大学出版社，2005：20-24.
　　［4］姜学智，李忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状.计算机工程与设计，2004，（2）：15-18.
　　［5］易擂.程筱胜.郭宇.基于web的交互式虚拟装配平台的开发与实现.机械制造与自动化文，2006：33-35.
　　［6］汪兴谦.循序渐进学VRML.北京：中国水利水电出版社，2002：60-70.
　　［7］黄心渊.虚拟现实技术与应用.北京：北京科学出版社，1999：27-35.
　　［9］游万里，姚涵珍.VRML虚拟现实中EAI的研究及应用.天津科技大学学报，2005，20（4）：39-41.
　　［10］徐利明，姜昱明.可漫游的虚拟场景建模与实现.计算机工程与设计，2006，（1）：18-21.
　　［11］Paul E Debevec，Modeling and Rendering Architecture from Photographs：A hybrid geometry- and image-based approach.SIGGRAPH，1996：11-20.
　　［12］Shum H，Kang S1 A review of image2based rendering techniques.Proceedings of IEEE/SPIE Visual Co.