基于虚拟现实技术的科技馆导览系统设计

贾佳　叶明　蔡承才

摘 要：针对目前国内外传统的信息技术已不能满足现代社会化建设的要求，以三维虚拟漫游模块为实例，介绍了一种以Authorware和Flash等多媒体制作软件为依托的通用的数位化制作平台的设计方案。该方案更加公式化、模块化，简化了使用步骤，降低了制作门槛，能够更加方便、快捷地制作出符合需要的、功能完善的、适于发布的数位化信息。

关键词：三维虚拟漫游模块 Authorware Flash 数位化

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）03（b）-0033-01

在信息技术日新月异、经济全球化深入发展的今天，信息化已成为社会生产力发展和人类文明进步新的重要动力，信息的地位愈加重要起来，信息与物质、能量被共同称为现代社会的三大支柱，正引起世界经济和社会发生巨大变革。信息的发布要求有更加丰富、快捷、高效的载体，传统的信息载体已经不能满足信息化社会建设的需要，人类已进入了主要以电流和电磁波作为信息载体的数位载体时代。使用数位载体来承载信息需要解决两个主要问题，一是信息的数位化和编辑，二是数位化以后的信息的排列、组合。该文主要是通过对多平台数位载体承载信息的技术性研究，以三维虚拟漫游模块为实例，从技术的角度研究一种数位化以后的信息的排列、组合的通用性的解决方案，通过深层次的技术研究，降低制作门槛，简化制作步骤，加速了信息技术的数字化、信息化进程。

1 三维虚拟漫游模块的制作

1.1 三维虚拟漫游模块的功能介绍

（1）理论上场景可以任意大。场景的设计不再受到计算机显示器尺寸的限制，可以根据实际的需要设计场景的尺寸，突出展示场景中物件的形状、大小、方向、颜色等特征，增加场景的真实感。

（2）场景可以是图片、动画等。场景可以采用三维模型生成的图片，也可以是实景拍摄的照片，还可以采用一些简单的动画。

（3）场景可以移动。场景可以按照操作者的意愿自由移动，达到一种漫游的效果。

（4）场景中可以任意设置交互点。要求不但能够设置当前显示范围内的交互点，还可以设置显示范围外的交互点。

1.2 三维虚拟漫游模块的软件开发

多媒应用程序开发，涉及面极其广泛，需要包容各种类型的音频、视频、图像、动画等素材，尤其在博物馆、科技馆平台的实际制作过程，同时能实现的功能也非常有限，对基础开发平台的选择上带来了很大的困扰。应用VC++、Delphi等高级语言来开发系统，无疑在系统的功能设计上将会有很大的灵活性，运行速度快，但是由于需要很高的程序设计技术，增大了开发难度，也延长了开发周期。而今，随着多媒体制作软件的广泛应用，许多技术上的难题也相继解决。因此，在本次设计中，主要利用Authorware和Flash等多媒体制作软件的各自优点，将其结合解决三维模块的软件设计要求。Authoware7.0是一款面向对象的设计软件，是基于图标（Icon）和流程线（Line）为结构的多媒体开发工具。它含有丰富的函数和程序控制功能，将编辑系统和编程语言较好地融合到一起，并能够结合其它多种开发工具，共同实现多媒体的功能。Flash2004是一款多媒体交互动画制作工具，在动画制作、交互控制方面具有明显优势，具有：文件小，兼容性好，无失真缩放，动画制作方便，支持逐帧动画、形状渐变动画、运动渐变动画和遮罩动画，交互性强，支持脚本控制、播放控制等特点。将Authorware和Flash结合起来进行多媒体系统设计与实现，对开发者来说是一个不错的选择。

2 三维虚拟漫游模块的技术难点及解决方案

（1）场景的移动技术：场景的移动是实现虚拟漫游的关键技术，我们通过编写代码可以实现以下几种方式的移动：

鼠标拖拽：鼠标拖拽是一种全向的移动方式，可以向任意方向移动，移动的速度与鼠标的移动速度成正比，具有快速、便捷、直观的优点。

摇杆操控：摇杆操控也是一种全向的移动方式，但需要外接摇杆设备，在移动上具有更大的灵活性，但在进行交互等操作时不如鼠标便捷。

滚动条：滚动条方式操控起来相对来说复杂一些，不是一种全向方式的移动，移动场景时往往需要水平和垂直的组合移动才能达到目的。但是可以设置快捷键，这样通过键盘也可以实现场景的移动。

以上三种方式可以根据实际的制作需要选择使用或组合使用。组合使用可以为软件的运行提供更可靠的保证，在某一种硬件设施出现故障时，还可以通过其它方式实现软件的功能。

（2）交互点的定位：软件中只能对可见的部分进行交互，不可见部分的交互点设置就是一个困难的问题，同时，场景还可以任意移动，移动过程中，交互点也在不断地变化，准确地设置好交互点才能完成交互操作。在设计过程中采用了两种方式编写相应的代码来解决这类问题：

物件交互：交互中的交互点不是场景中划分的交互区域，而是场景中的物件，对物件设置交互点后，无论物件移动到何处，交互也随之移动到相应位置，保证了交互的准确性，这种方式需要建立多层的场景，每一个物件需要建立独立的层，场景制作相对复杂一些。

相对位置计算：相对位置交互首先建立一个虚拟的坐标轴，在场景的移动过程中通过函数实时侦测场景在虚拟坐标轴中的位置，在通过交互点在场景中的相对位置计算出交互点的坐标及范围数据，将计算出的数据传递给交互函数来实现移动中的准确交互。

（3）场景画面修改后的重新载入：场景有时往往需要根据实际场景的变化做出修改，修改后的场景要以一种最简单的方式更新到程序中，避免重新设计程序耗费人力、物力。虽然可以使用链接的方式把场景图片放在程序外部，但这种方式不利于程序的完整性和安全，交互点位置的变化也不能有效地传递到程序中，对此我们专门编写了更新接口程序，使用友好的人机交互界面，可以通过操作把场景图片和交互点的参数传递到程序中，保证了程序的完整性和安全性。

3 结语

博物馆、科技馆信息化是近年来业界积极探讨的重要课题，随着计算机技术、网络通信技术、多媒体技术在博物馆、科技馆的展品展览、展品研制和日常管理中的广泛应用，数位信息技术也逐渐引入到各个领域之中。该文结合博物馆、科技馆数位化的特点，在三维虚拟漫游平台的设计过程中详细阐述了模块功能的实现策略，利用Authorware和Flash等多媒体软件，介绍了一款通用的模块制作流程。该设计减少了控件、插件等外部程序的调用，简化了制作步骤，降低了对制作人员的层次要求，方便了博物馆、科技馆的展品研制与管理，促进了数位信息技术在该领域的进一步深入研究，具有积极的推广意义。

参考文献

[1] 訾磊，唐龙.基于光场的三维虚拟漫游系统[J].计算机工程与设计，2003，24（2）：63-66

[2」 张明敏.网络多媒体技术与应用[M].清华大学出版社，1998.endprint