基于 Web3D技术的机电产品虚拟设计及其应用

论文关键词：web3d技术机电产品cult3d技术汽车虚拟现实
　　论文摘要：主要介绍了web技术和3d技术相结合的产物一web3d技术的基本概念、特点及实现技术．并以实例的方式详细阐述了web3d技术之一的cult3d技术．在机电产品虚拟设计中的工作流程，从而可以有效地提高机电产品的信息传达效果，为新产品开发提供一种崭新的互动设计模式，最终提高企业的竞争力。
　　0引言
　　随着数字化设计技术的发展．人们已不再满足在网上浏览一些静态的、文本类、二维的产品图片，而对那些具有动态的、三维可视化效果的产品需求越来越迫切。以计算机网络和计算机三维图形学为基础的web3d技术以其特有的形象化展示功能、强大的交互性能和对现实世界的模拟功能在电子商务、远程教育、工程技术、计算机辅助设计等领域已经获得了广泛的应用。利用此技术设计的产品可以做到全方位展示、色彩设计实时装配等，从而提高用户的参与性。增强体验感。
　　1web3d技术概述
　　1．1web3d技术的基本概念
　　虚拟现实vr(virtualreality)技术是一种逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等行为的人机界面技术，web3d技术是虚拟现实技术的一种实现形式[21。3d还可以简单地被看成是web技术和3d技术相结合的产物。实际上也就是本机的3d图形技术向互联网的扩展．网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。它与本机的3d图形技术的主要差别在于：第一，实时渲染：它是由渲染引擎进行实时渲染从而实时显示的；第二，具有无限的交互性：因为是实时渲染，这就为交互性提供了基础；第三，优化和压缩：由于网络带宽的限制．文件必须经过优化和压缩以保证用户端快速下载。通过应用web3d技术，用户可以在网上浏览以三维形式表现的物体，并对其进行交互性操作以体验身临其境的奇妙感受。
　　1．2web3d技术的实现手段
　　web3d的实现技术主要分成三大部分．即建模技术、显示技术、三维场景中的交互技术[31。建模技术是虚拟现实技术的基础。把建立的三维模型描述转换成人们所见到的图像，就是所谓的显示技术。三维复杂模型的实时建模与动态显示技术可以分为两类：一是基于几何模型的实时建模与动态显示：二是基于图像的实时建模与动态显示。交互技术是web3d的关键技术，交互功能的强弱由web3d软件本身决定。但用户可以通过适当的编程来弥补软件的某些不足。
　　在众多的web3d软件系统中。基于java内核的cult3d技术因其在交互性能、文件体积和画面质量等方面的优越性而得到用户的普遍欢迎，现已广泛应用于众多电子商务网站的3d机电产品展示中。
　　2cuil3d技术及其开发流程
　　cuh3d是一种全新的web3d技术．它有一纯软件跨平台的渲染引擎，主要包含cult3dexporterplug—in、cuh3ddesigner和cuh3dviewerplugin三大部分。开发设计人员可以使用3d设计领域广泛使用的3dsmax或maya来设计产品3d模型．使用cuh3dexporterplug—in来转换设计模型，在cuh3ddesigner中为模型加入交互、音效等其它效果，再无缝隙地嵌入到html页面和其他应用程序中[41。其开发流程如图1所示。用户即可在网上实时观看3d模型，还可通过鼠标对其进行旋转、放大或缩小等操作。
　　
　　3cult3d‘技术在产品虚拟设计中的应用实例
　　3．1创建汽车cult3d对象
　　为方便输出，必须使用一个三维模型制作软件f3dmax或maya1制作物体的三维模型。制作前必须先下载插件cult3dexporterfor3dmax或cult3dexporterformaya。只有安装好输出插件，3dmax或maya才可以将3d模型输出成cult3ddesign的c3d格式。在制作模型的细节、真实度上多下点功夫，尽量用最少的面来做模型，以控制好模型的大小。太多的面不仅会加长网络传送的时间，更是对浏览者机器的考验。最后输出成c3d格式的3d模型。
　　3．2对汽车cult3d对象进行交互设置

　　cuh3d对象的交互设计就是在cuh3ddesigner的事件地图窗口中建立事件、动作和场景的相互关系，使浏览者触发某个事件或某个事件自动做出相应的动作，并将可视化的过程和结果实时反馈给浏览者达到交互的目的。
　　
　　汽车的时间地图如图2所示，它可以通过鼠标控制实现汽车任意角度的展示、车门的开关、车轮的转动和汽车尾气排放等。在cult3ddesigner中完成设计后，需将culturald对象导出为可发布的co格式。在导出过程中还可对文件中的几何图形、声音等特征进行进一步压缩。
　　3.3发布汽车cult3d对象
　　可发布cult3d对象的程序有多种，其中基于网络的发布应用较为广泛，用户可以通过网络或在本地机种用ie或netscape浏览器查看。基于网络的发布需要编写想应得网页，在编写网页时，有两项主要工作：
　　（1）在网页中编写语句嵌入cult3d对象。ie浏览器是通过activex组件来发布cult3d对象。ie使用