基于三维全景及Flash技术的测绘网上展馆设计与应用

吴希

摘 要 本文结合黑龙江省测绘地理信息应用成果和地图展览建设实际，就场馆建模、平台功能设计和实现方法进行了深入探讨，总结出了基于三维全景和Flash技术，建立网上虚拟展馆的总体设计流程、技术架构、设计方法和实施关键技术。

关键词 网上展馆;虚拟现实;Flash技術;3D技术;地理信息

引言

“十三·五”期间黑龙江省测绘事业飞速发展，测绘成果不断丰富，然而多年来公众对于测绘的了解往往还局限于传统的外业生产，绘制地图的阶段。为了更直观、全面地向大众展示这些测绘成果，彰显测绘地理信息服务社会的重要性，建立一套基于互联网平台、自主操作、交互式体验的网络虚拟展馆具有重要意义[1]。

1平台建设目标

黑龙江省测绘地理信息应用成果和地图展览，采用国际先进的三维实景建模技术，实现了Flash与3D技术的完美结合，完成了对Web端三维模型的快速加载，灵活的全景漫游方式给人带来全新的现场体验感和交互式的感受，扭转了传统技术需要下载浏览器插件的烦琐劣势[2]。

2平台架构设计

平台总体设计架构分为五层，由展示层、应用层、业务层、服务层和数据层组成。

展示层：展示层为龙江网上展馆门户网站，提供展馆各展厅入口，在虚拟展厅以文字、图片、视频、音频、FLASH动画及三维模型方式，分主题展示各展品内容。用户通过展示层实现统一的访问。

应用层：基于业务层提供的支撑技术及服务，应用层实现各种应用功能的搭建和运行，基于UI体验、虚拟现实、多维影像、FLASH交互、虚拟人物解说、360度虚拟漫游等功能组件实现用户自助游览、虚拟导游和地图导航等功能。

业务层：主要包括展馆后台管理系统，为展馆的管理用户提供展馆建设及运行监控的功能，如虚拟展馆管理、目录管理、展览资源管理、展馆内容管理、用户管理、运行监控等功能。

服务层：服务层与主展馆保持一致，利用主展馆服务接口，提供统一用户认证、展览资源统一认证等基础服务，以保证用户信息、展品信息、编码信息的全局一致性。

数据层：数据层与主展馆保持一致，通过定义展览资源的数据模型，实现数据的组织、存储和管理，为业务层和应用层提供数据服务。

3项目实施关键技术

3.1 Away3D与Papervision3D双引擎结合

Away3D是flash或flex上的一个功能强大且实时的3D物理引擎，具有快速、高效、API清楚等优点，但是三角形消失的问题让人头疼。Papervision3D很好的修补了这一漏洞，既保证了模型的完整性又实现了更为炫丽美观、功能强大的Flash 3D Web应用程序的开发[3]。

3.2 多套模型的加载与集成

为了实现网上自助浏览、点击查询、碰撞反弹以及自动漫游等功能，黑龙江网上展馆制作了多套模型通过不同的加载方式来实现不同的功能效果：

（1）碰撞模型

碰撞模型与基础模型边缘相匹配，用以实现碰撞反弹功能，达到真实的物理空间效果。

首先对输出的obj模型文件进行初始化，将其解析成AWPRigidBody刚体加载到Away3D场景中，其次创建虚拟人物的胶囊形状（AWPCapsuleShape），再将AWPCapsuleShape与角色控制器（AWPKinematicCharacterController）进行绑定，最后由Away3D的物理世界（AWPDynamicsWorld）引擎来判断胶囊的可移动区域，并将该模型限制在可移动区域内。当浏览者到达碰撞模型边缘时便会停止移动，实现碰撞反弹。

（2）展品模型

展品模型是在建立基础模型时建立的单面物件，具有UV方向信息，在加载图片时通过UV信息将图片展示在模型上。每个展品都具有鼠标效果，可点击查看详细信息。展品模型可加载动态贴图。动态贴图属于flash的MovieClip影片剪辑类型，通过对MovieClip影片剪辑的逐帧图片拷贝，再把逐帧图片间隔赋给展品模型，达到动态效果。

3.2 自动漫游技术

漫游模型由很多个单独模型组成，当用户点击漫游浏览时，首先要获取当前角色控制器的x与y的位置信息，将其组成一个Point点信息。第二步则需要循环获得漫游模型中所有的x，y信息以组成多个Point点信息，再将每个单独模型的点信息与角色控制器的Point信息进行计算。

计算公式 ：距离 =Point.distance（角色控制器位置，单独模型位置）;

把获得距离最短的一个单独模型位置作为漫游的初始点，通过监听Event.ENTER_FRAME逐帧进行判断下一个点的位置，再将角色控制器的位置平缓向下个点位置进行移动，在移动之前需要根据当前位置与要移动的目的点位置进行方向的判断。

方向计算公式 ：

public function getRotation（p1：Point，p2：Point）：Number{

var r：Number =Math.atan2（p2.y-p1.y，p2.x-p1.x）*180/Math.PI;

return r;

}

其中：p1是当前控制器位置信息，p2是目的点的位置信息。

3.3 后台程序使用php语言与mysql数据库结合

语言使用php进行开发，具有高安全性、高效率的优势。结合mysql数据库达到高效读取内容。展品的内容上传与修改易于管理。

4结束语

黑龙江省地理信息应用成果和地图展览基于互联网建设，向公众展示了“十三·五”期间黑龙江省在地理信息应用和地图方面取得的优秀成果和卓越成绩，突破了实体馆在时间和空间上的限制，使全民的测绘科普事业产生了质的进步，提高了用户的参观热情与互动性，为用户建造了一座可以随时浏览的网上虚拟知识平台，彰显了测绘地理信息服务社会的重要作用。

参考文献

[1] 吴永慧.三维虚拟现实技术在虚拟展馆中的应用[J].文学教育（下），2020（3）：150-151.

[2] 赵黎黎，柳小成.虚拟现实技术在展馆设计中的运用[J].青春岁月，2019（35）：28-29.

[3] 王涛，安士才，李腾.应用三维全景虚拟现实技术在虚拟展馆构建中的初步探索[J].科学技术创新，2018（10）：58-60.

[4] 李克恭，吴文魁，刘清.基于网络环境的虚拟展览馆建设方法探讨[J].测绘与空间地理信息，2016（11）：125-128.