面向中小型机械企业产品的虚拟展厅研究与开发

摘要

伴随着虚拟商城、虚拟建筑漫游、网上世博会等新兴事物的相继出现,在资金、人力资源等方面较为短缺的中小型机械企业希望通过虚拟展览会来节省展品运输成本、增加展品展览时间,扩大展示空间面积,扩充产品展出数量,进而节省企业的参展成本。为了满足拥有产品种类较多、生产批量较小的中小型机械企业的这种需求,本课题在商业展示设计、虚拟现实等理论的指导下,分析归纳了机械产品虚拟展厅展示空间的设计原则和设计步骤,探讨了开发虚拟展厅的技术可行性,研究了面向中小型机械企业产品的虚拟展厅的需求,并以此为依据确定了产品虚拟展厅的设计方案,通过具体的开发实例验证了设计方法的正确性和技术路线的可行性。
　　 首先,依据商业展示设计理论,本文分析了虚拟展厅中产品、参观者、展示空间等要素的特点,指出展示空间应该具备展出功能、浏览功能和辅助功能。同时重点讨论了展示空间设计的主要环节,归纳了适合机械产品的具体的展厅造型设计手法和色彩设计原则。在此基础上,研究了虚拟环境的生成方式、三维视觉建模技术、场景优化方法,并通过对主流开发工具进行对比分析,确定了合适的开发工具,以利用虚拟现实技术实现对机械产品的虚拟性展示。
　　 其次,本文分析了中小型机械企业及其产品的特点,主要从参展者(中小型机械企业)和参观者的角度研究了产品虚拟展厅的需求,细化了虚拟展厅所应具备的功能要素。并对世界虚拟展会、网上世博会等现有的具有代表性的虚拟展会展厅案例进行了对比分析,在取长补短之后,确定了中小型机械企业产品虚拟展厅的设计方案。并将产品虚拟展厅设计过程划分为两部分:一是以引起参观者对展厅的注意和树立企业的品牌形象为目标的虚拟展示空间设计;二是以调动参观者细致观看企业产品的兴趣、提供丰富立体的产品信息为目的的交互动作设计。
　　 在具体方案设计过程中,归纳了不同机械产品在3dsMax中的建模方法,并采用3D剪切思想优化产品模型,运用纹理映射技术,分层次细节显示(LOD)思想来减少场景中的面片数。完成场景优化后,选用Cult3D编辑参观者与虚拟展厅场景、产品、音频文件、企业之间的交互动作。同时,以提高画面实时绘制能力为目的,确定了将虚拟展厅和单个产品分两个场景进行展示的技术方案。
　　 最后,课题以某机床厂的产品展示为例,开发了基于PC机的桌面式产品虚拟展厅——《BroadBochi》,该展厅具有虚拟漫游、产品互动性展示、语音导览、在线沟通等功能。由于客观因素的限制,产品虚拟展厅在体验性、专业性上还有待改进,但总体来讲,以Cult3D为平台实现的机械产品虚拟展示系统运行速度良好,可靠性和可理解性强,能够满足中小型机械企业的参展要求。