web3d技术论文范文第1篇

论文摘要:针对传统教学媒体，提出了在现代教学中的应用Web3D技术的方法，介绍了Web3D技术的基本概念及在教学中的应用。该技术在未来教学领域中具有重要的现实意义。

前 言

近年来，大量现代化的媒体形式在教学中予以应用，对教学方法、教学形式的作用和影响也日益显著，现代教学媒体已成为传播教育信息的重要工具。80年代初，计算机开始较广泛应用于辅助教学，CAI概念也逐渐为人所熟识。今天，网络技术、虚拟现实技术的出现和应用则将为今后的教学形式带来前所未有的冲击。

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是一种逼真地模拟人在自然环境中的视觉、听觉、运动等行为的高级人机交互技术，是当前现代教育技术中的前沿技术。将虚拟现实技术应用于教学，能够使学生由知识的被动接受者变成了虚拟环境中的参与者，可以调动学生的学习积极性，带给学生体验式学习的愉悦经历。因此，虚拟现实技术在高等学校教学，尤其是实践教学环节中具有广阔的应用前景。

Web3D技术简介

Web3D技术是虚拟现实技术中的一种，通过使用这些技术可以开发出应用在网络页面中，达到照片级渲染效果的虚拟场景，实现相应的动画效果，并可根据浏览者输入的指令及时反馈信息，达到人机交互的目的。Web3D还可以简单地被看成是Web技术和3D技术相结合的产物，网络性、三维性和交互性是其显著的本质特征。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。

Web3D技术在教学中的应用

传统的媒体教学方式多以文字、图片、声音或视频资料出现，学生只是一味被动的接受，而利用Web3D技术构造的虚拟环境在呈献知识信息的方式方法上却有着独特的优势，它可以在广泛的科目领域提供无限的虚拟现实的体验，从而迅速引起学生的学习兴趣，加速和巩固学生学习知识的过程。采用这种方法可以大大提高人们的想像力、激发受教育者的学习兴趣，从而获得十分显著的学习效果。它的优点主要表现在以下几个方面：

1.在信息展示方式上打破时间与空间的限制

利用Web3D虚拟技术，可以彻底打破时间与空间的限制，为学生提供逼真、生动的感性学习材料，帮助学生解决学习中的知识难点。例如在学习建筑工程时，通过Web3D技术，学生可以自由地在虚拟建筑物中进行游历，了解各种建筑设计的特色，甚至通过特定的Web3D功能可以透视建筑物的内部结构，或由学生亲身体会模拟搭建各类建筑的过程。这些体验都是学生感兴趣，而在传统课堂教学中却往往无法实现的。

2.弥补教学条件的不足

在现有的教学环节中，由于学生上课的时间、空间环境，无法对所有的实践性环节进行实际操作，大部分情况下由教师演示，或直接观看过程录象。一些实验设备由于价格昂贵，数量较少，学生也无法展开全面的使用或根本不能进行操作，而利用Web3D技术构建的虚拟实验环境和虚拟实验设备恰好可以弥补这些方面的不足。学生足不出户便可以做各种各样的虚拟实验，获得与真实实验一样的体验，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。例如在指导学生学习机械手臂运动的课程中，利用Web3D构建机械手臂的三维模型，为网络浏览器可以浏览的网页格式，通过在网页中加入相应的JavaScirpt脚本语言，以使该模型具有交互功能。学生通过调节机械手臂的每一零部件的运动参数，即可获得即时的模型运动反馈信息。这样，学生可以直接观察到机械手臂中每一个零部件的运动方式，直观的理解每一个调节参数的作用，从而对整个机械手臂的机构运动有了感性的认识。

3.节省大量教学成本

在许多试验和操作性环节中，需要为学生提供大量的实验设备及耗材，这无疑增添了教学成本，而Web3D技术的应用则将可以这些方面的成本降到最低。通过计算机上模拟试验过程，不需要通过对设备实物的操作，尤其是在需要耗材的实验中，可以省去购买耗材的成本。学生可以在设计好的虚拟环境中作多次试验，既不会产生机器的耗损，也不消耗任何材料，这不但节省了成本，也可以使学生获得更多的实验次数，有利于加深学生学习的印象和学习效果。例如在数控加工中心的训练中，要求学生对金属毛坯材料进行车、铣等加工操作，在真实的加工环境中，需要使用真实的铸铁毛坯工件，学生实验结束后，这些材料就无法再次使用了，而且若出现操作上失误，还会相应的增加材料使用量，从而造成浪费。如果采用虚拟加工，学生对计算机生成的三维毛坯工件在计算机屏幕上进行加工，既不必担心学生因误操作加工产生废料，也可以让学生对虚拟加工中心进行多次操作以加深对学习内容的理解。

4.避免真实实验中的危险环节

在真实的实验环节中，存在各种危险隐患，因此对于这种类型的实验环节在传统教学中多数以演示为主，学生无法直接参与，因而不能形成对该实验的感性认识。通过使用Web3D技术进行虚拟实验则打破了这种瓶颈，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或对人体有危害的实验，而不用考虑会造成伤害。这样不但使学生对这些学习内容有了感性的认识，也提高了学生对于这些内容的兴趣，增加了学生学习的深度与广度。

结束语

Web3D虚拟技术为学生提供生动、逼真的学习环境，对教学在时间和空间上进行了扩展，具有强大的交互功能，可以让学生与研究对象进行三维交互，不仅能够让学习者感受一种身临其境的感觉，还使学习者成为虚拟环境中的参与者，对调动学习者的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能起到了积极的作用。将Web3D技术应用于高校教学是必然趋势，必将在提高教育技术水平、改造实验环境和优化教学过程、培养具有创新意识和创新能力的人才等方面发挥重要作用。

参考文献

[1]陈丹，Web3D技术在网络教学中的应用研究，教育信息化，2006.(3).

web3d技术论文范文第2篇

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。Web3D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汽车Cult3D对象

可Cult3D对象的程序有多种，其中基于网络的应用较为广泛，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cult3d对象。IE使用<Object>的标签命令来在网页中嵌入ActiveX组件。

Netscape浏览器不支持ActiveX控件．需要另外设置外挂程序的语法。Netscape浏览器使用<embed>的标签来嵌入外挂组件。另外，必须安装Cuh3DViewer插件，才能在浏览器网页时播放Cult3D对象。对于IE浏览器需要在<Object>这个标签内插入codebase指定其下载网址．Netscape浏览器需要在<embed>标签内插入type=“application／x--Cuh3D--object”语法说明外挂程序对象．pluginseape指定其下载网址。

同时支持IE和Netscape浏览器的超文本语句如下：

<OBJECTclassid=clsid：31B7EB4E一8B4B一11D1一A789--00AOCC6651A8width=宽height=高codeBase=http：//www．Cult3D．eom／download／cuh．cab#version=5,2，0，212>

<PARAMNAME=“SRC”VALUE=“汽车．”>

<embedsrc=“汽车．CO”width=宽height=高type=“application／x--Cult3D--object”pluginspage=“http：//wwwCult3D．com／newuser／index．Html”>

<／embed><／OBJECT>

(2)需要时，在网页中编写语句触发Cult3D对象的自定义事件。Cult3D支持和网页相互交互。通过在网页中嵌入Java语句，可以使浏览者在网页中点击按钮或进行选择时，触发Cult3D对象的自定义事件实现同步展示，并同时把用户的选择保存在数据库中供网上调查、销售等电子商务模块使用。

web3d技术论文范文第3篇

关键词： 五金制品； 虚拟技术； 电子商务； 设计

中图分类号：TP393.4 文献标志码：A 文章编号：1006-8228(2012)10-42-03

目前，经过多年的发展，国内五金电子网站发展迅速，涌现出了一批五金商务网站，比如中国五金网、中国五金商城和大陆五金网等。但大多数五金电子商务网站的技术平台仍然是2D页面模式，商品的展示仅限于2D页面的图片和文字等，缺乏良好的视觉和交互效果。

对于现代消费者来说，购物不仅仅是一项消费行为，而且应该是一种生活享受和休闲方式。Web3D结合了虚拟现实技术的电子商务将大大地改善电子商务发展的现状，提高企业的网上营销能力，改进客户的购物行为方式。本文利用cult3d设计和实现了一个基于Web3D的虚拟五金商场网站。该网站是一个商业化的以五金制品为主题的B2C[1]购物平台，为广大消费者提供一个具有真实感的3D虚拟仿真网购体验平台，使得客户通过结合3D视觉效果，能更好地了解五金制品商品的外形和样式。实践证明，该商务网站具有良好的应用价值和社会性。

1 Web3D技术介绍

Web3D技术与多媒体、网络技术并称为三大前景最好的计算机技术。自1962年美国青年(MortonHeilig)发明了实感全景仿真机开始，Web3D技术越来越受到大众的关注。以三个“I”，即“Immersion”沉浸感、“Interaction”交互性、“Imagination”思维构想性，作为虚拟现实技术最本质的特点[2]。以下对Web3D技术作一具体描述。

⑴ VRML[3]：VRML融合了其他先进技术。在国际互联网发展迅猛的今天，具有广泛的应用前景。VRML支持MPEG，MOV，AVI等视频文件，RM等流媒体文件，MP3等多种音频文件，Flas文件，多种材质效果，支持NURBS曲线，粒子效果，雾化效果；支持多人的交互环境，VR眼镜等硬件设备。在娱乐、电子商务等领域都有成功的应用。

⑵ ViewPoint：ViewPoint技术是由真正的3D模型建立的，它具有完全的互动功能，可以真实地还原现实中的物体功能。可以创建照片级真实的3D影像，并且可以和其他高端媒体(RichMedia)综合使用。

⑶ Cult3D：Cult3D是一种崭新3D网络技术，并不是在新的语言上有所创新，而是利用了现有的技术。Cult3D由两部分组成，一部分编写3D素材，另一部分用于解读3D素材，将最终结果无缝地嵌入到Html中。它能把质量高、速度快并有实时交互的物体送到所有的因特网用户手上。利用Cult3D技术制作出来的3D立体产品交互能力强，采用流的形式，文件较小，效果较好。对于一般的浏览器只需安装一个插件，即可即时浏览。

⑷ Java3D：Java3D技术产品通过JavaBean的封装，可在浏览器上直接浏览，不需要任何插件。

综合以上所述及分析，本文选择Cult3D作为Web3D技术平台。

2 系统分析和建模

2.1 系统功能架构

该网站是一个商业化的三维五金商城购物平台。该网站的主要目的是让客户在虚拟的3D购物场景中，通过使用鼠标改变角度，全面地了解商品3D信息。同时，3D虚拟环境使得购物过程具有一定娱乐性，让客户体验身临其境的现实感觉，极大地吸引客户的眼球，潜在地促进购买欲望。系统按照功能的性质，分为前台服务系统和后台管理系统。

⑴ 前台服务系统：主要提供给用户三维的商品展示、购物等方面的各种服务，并且考虑网站注册会员的相关功能、游客的功能等等。网站的前台具有用户注册、用户登录、商品浏览、资料管理、订单管理等功能。用户在网站前台可根据自身的需求选择相应的服务功能，如图1所示。

⑵ 后台管理系统：网站管理的后台系统主要是为管理者提供一个可视的数据库数据操作界面，方便对相关信息进行及时有效的更新、维护、整理等操作，包括用户管理、商品管理、商品类别管理、订单管理等，如图2所示。

2.2 系统活动状态分析

UML是一种功能强大的、面向对象的可视化系统分析建模语言，具有一套成熟的建模技术，广泛应用于复杂模型的建立[4]。UML丰富的模型增强了系统的理解，便于建立可靠、完整的系统模型。通过对该系统的各个模块的具体分析，得到了系统的活动状态分析图。在本系统中，主要有买方购物活动和卖方管理商品活动。

⑴ 买方购物活动如图3所示。

2.3 3D虚拟场景建模

3D虚拟场景[5]是由三维几何物体、场景的控制和交互组件组成。三维场景漫游系统的建立，首先需要对数据、图像进行采集，并建立相应的三维模型，然后进行纹理映射以及图像的融合和配准，最后就是在所用软件中实现漫游。由于在虚拟现实系统中，不仅仅要对三维图形的绘制，还需要提供漫游能力和种种交互操作，包括接触物体、移动物体、测量角度、改变灯光、声学反应等等。

3D虚拟场景的建模主要包括以下几部分。

⑴ 几何建模

几何建模是指虚拟场景中可见的三维物体空间形状以及各种附属性质的描述。几何建模描述了虚拟场景的三维造型(多边形、三角形和顶点)、外观(纹理、表面反射系数、颜色等)。

⑵ 物理建模

虚拟对象的物理建模包括对象的质量、重量、表面纹理(光滑或粗糙)、硬度、形状改变模式等，这些特性与几何建模和行为规则结合起来，形成更真实的虚拟物理模型。

⑶ 行为建模

行为建模是指动态实体的活动、变化以及与周围环境和其他动态实体之间的动态关系，它们不受用户的输入控制(即用户不与之交互)，体现了虚拟现实的自主性的特性。

⑷ 运动建模

在虚拟场景中，只是简单地说明一个对象的“静态”3D几何体是不够的，必须考虑虚拟场景随着位置改变、碰撞、捕获、缩放和表面变形变化而动态产生的变化，即运动建模。

2.4 3D虚拟商品建模

3D虚拟商品模型是商品的外观信息、商务信息以及与客户的交互信息的有机结合体，是商品的商务性，交互性和形象性的体现。我们首先需要对这三种信息源进行建模，然后对模型进行交互功能设计，最后在展示的时候，通过访问数据库的方式，输出需要的商务数据到浏览器，最后通过浏览器和用户完成交互操作，其应用流程如图5所示。

3 主要模块分析和设计

3.1 用户登录注册模块

用户可以在网站首页的登录框中输入用户名和密码进行登录，当输入的用户名和密码正确则可成功登录，否则将提示登录失败，可重新登录。用户登录注册时序图如图6所示。

3.2 会员信息管理模块

游客进入网站首页登陆后，点击“会员中心”，即可进入“会员中心”页面。这里为用户提供了用户注册信息的查看和修改，提供了用户密码的修改，购物车的查看，订单的查看。会员信息管理时序3.3 商品购物模块

用户注册后可以在网站上的导购区浏览各类商品，可将喜欢的物品放入购物车，并进行下订单以及支付操作，满足游客的购物乐趣。当用户购物后，网站将对订单进行审核并根据用户填写的订单，在短期内将商品寄出，同时用户在下订单后可进入自己的个人中心对订单的处理情况进行实时查询。购物时序图如图8所示。

3.4 商品管理模块

卖方可以登录商品管理模块，可以对自己铺下的商品进行管理。商品管理时序图如图9所示。

web3d技术论文范文第4篇

X3DOM应用于网络教育的优势

X3DOM由Web3D协会开发维护，是一种新的Web3D技术，用于在浏览器中呈现逼真的3D图形场景。其前身为X3D语言，X3D作为国际标准得到了几十家厂商以及大学等研究机构的支持，应用也非常广泛。不过由于它需要专用的浏览器或插件，其应用受到一定的限制。X3DOM对X3D进行了一些改进和扩展，形成了一个开源的标准文件规范和运行时架构。文件规范允许开发者使用融合了XML的X3D编码来构建3D场景，运行时架构则会把包含3D内容的HTML页面自动解析为3D场景。X3DOM技术不仅不再需要插件，而且和HTML5紧密结合，并支持一些HTML事件对3D对象的操作。因此，X3DOM有良好的发展前景（X3DOM仍然在不断的讨论和演进之中）。同时，X3DOM的这些特性也使其在网络教育中拥有突出的优势，主要表现在如下几个方面：

1．X3DOM丰富了网络教育的媒体类型

网络教育是通过网络把文字、图像、视频等媒体展现给学习者，而X3DOM作为一种Web3D技术是通过网络展现3D内容，二者都是通过网络传输、展现媒体，而且X3DOM所擅长展现的3D内容正是网络教育需要的。因此，网络教育引入X3DOM技术后使其媒体类型更加丰富。

2．X3DOM交互性强，激发学习者兴趣

网络教育把文字、图片、动画、视频等媒体组织起来呈现课程知识，一般均为线性组织，学习者只能按照其事先安排好的方式、顺序观看学习，并不能参与其中，缺少交互。基于X3DOM技术的3D模型是实时渲染的，学习者可以对3D模型进行实时操作，比如：可以用鼠标全视角查看某一机械部件，可以动手操作把各个部件组装起来。这种强大的交互性有助于学习者完全融入虚拟的学习情景中，避免了文字、视频等单纯讲解，灌输知识的弊端，提高了学习者学习的自由度和积极性。

3．X3DOM不需插件，使用方便

X3DOM不仅可以完美地呈现3D模型，而且和网络结合紧密，不需要安装任何插件即可在网页中展现三维模型并支持交互式操作。这免去了其他3D技术需要额外安装插件或者软件的麻烦，打开浏览器即可呈现3D内容无疑会得到学习者的青睐。

基于X3DOM的3D场景构建

使用X3DOM构建3D场景的基本思路是：首先引入头文件以支持实时渲染；然后建立3D模型（3D模型可以使用3Dmax等工具建立，然后导入；也可以直接使用X3DOM的基本几何节点建立），并通过传感器、插补器等节点设置动画及交互效果；最后以XHTML或HTML方式。

1．导入头文件

程序代码首先需要导入如下文件：该文件是一个JavaScript层，我们把它嵌入程序代码中，作为网络应用的一部分。该文件通过调用WebGL的3DAPI来实现实时渲染，从而实现不需要任何插件和安装程序就可以绘制3D图形的目的。

2．模型建立和动画设置

X3DOM提供了对基本几何模型的建模，但是对于一些复杂的模型，则需要使用3Dmax等工具建模，然后以X3D的格式导出嵌入X3DOM代码中。模型建立后，可以对模型进行贴图、动画、交互等设置。下面我们使用X3DOM来演示地理教学中日食和月食的形成，效果如图1所示：画面逼真地展现出地球、月亮和太阳的3D模型，并且分别按照自身的特点自转、公转，画面以动态的方式真实地显示出三者的外貌、关系以及日食、月食的形成，并且学习者可以用鼠标调整三者的位置，从不同的角度查看。

其中地球模型的建立、贴图以及动画效果代码如下：

3．

X3DOM编码支持HTML和XHTML两种格式，因此，可以直接在浏览器中显示。目前，GoogleChrome、Firefox、WebKit等浏览器都支持X3DOM技术的3D实时显示。上面的日食例子可以保存为XHTML格式，然后直接在上述浏览器中运行即可。

结束语

web3d技术论文范文第5篇

关键词：汽车；信息展示；可视化；WebGL

中国分类号：TP393.0；TP391.41

随着计算机和互联网的快速发展，不仅改变了人们的生产模式，更是改变了人们的生活方式。互联网以其便利、快捷等现代特性，正成为人们获取信息最重要的途径[1]，因此提高人们的上网体验就是提高人们的生活品质。而浏览器是打开信息的大门，以前的2D网页不再满足人们的需求，3D页面已然成为未来的趋势，再加上信息量爆炸式的增长，信息的可视化成为了研究的重点。

实际上，在日益增长的数据背后，隐藏着许多重要的信息，通过对数据信息更高层次的分析，挖据数据背后潜在的应用价值[2]，借助WebGL三维可视化技术，以形象直观的3D动态图像来检索信息，提高用户的体验。

1 关键技术

1.1 WebGL

传统的Web3D解决方案主要依赖Flash，Java3D以及微软的Silverlight等技术[3]。然而上述技术都存在一个共同的缺陷，难以支持Web端GPU加速，因而难以胜任大规模复杂3D场景的渲染。WebGL的出现解决了这一难题，WebGL是一种3D绘图标准，通过结合JavaScript和OpenGL ES2.0来提供一种类似于OpenGL的API[4]，并在Web端提供3D加速渲染功能，它完美地解决了现在Web交互式三维动画对插件的依赖和不支持GPU加速两个问题[3]。

1.2 Three.js库

three.js是JavaScript编写的WebGL第三方库，提供了非常多的3D显示功能。Three.js是一款运行在浏览器中的3D引擎，可以用它创建各种三维场景，包括摄影机、光影、渲染器、材质等各种对象，可以很轻松地创建3D动态画面。

1.3 SSH框架

SSH为Struts、Spring、Hibernate的一个集成框架，是目前较流行的一种Web应用程序开源框架。SSH框架分为四层：表示层、业务逻辑层、数据持久层和域模块层，通过此框架能在短时间内搭建出结构清晰、维护方便的Web应用程序。Struts作为系统的整体基础架构，负责MVC分离，Hibernate架构实现数据库的访问，Spring对Struts和Hibernate进行管理。

2 系统的总体框架设计

本系统采用MyEclipse8.5的JavaEE集成开发环境作为开发平台，系统架构为B/S，采用SSH作为Web框架，选用Apache Tomcat 6.0为Web服务器，后台数据库为Oracle，在以上环境中完成整个系统开发，系统的框架设计如图1所示：

3 物理建模

建模是本系统的核心部分，在确定要显示的内容后，借助Three.js第三库建立模型。模型是以JavaScript脚本为载体，通过建立模型矩阵、视图矩阵、投影矩阵来模拟事物，从数据库中加载数据到模型中，再通过支持HTML5的浏览器渲染出来，得到动态的三维画面。例如我们要模拟一个汽车和汽车周围的景色，要编写JavaScript脚本代码创建Three.js提供的摄影机、光影、渲染器、材质等对象，建立汽车和周边的景色模型。

3.1 汽车信息可视化模型

要把汽车信息通过可视化的界面展示给用户，建模是相当关键的一步，将汽车元素和数据信息结合在一起是本论文可视化的标准。

3.1.1 零部件结构模型设计

汽车零部件是汽车的组成部分，零部件的性能最终影响到整个汽车的性能，所以零部件在汽车中占很重要的地位。把零部件结构以三维动态画面展示出来，不仅让用户能对零部件有详细的了解，而且为汽车专业人员提供方便快捷的学习条件，不用现场操作零部件就能轻松地了解零部件内部的结构。所以零部件的建模要以三维动态图为主，小零件能支持拆解和安装，把整个安装和拆解的过程展示出来，给用户全新的体验。

3.1.2 汽车模型设计

模型的建立与可视化展示数据的需求相关，当要展示汽车表面和内部结构时，将对整个汽车进行建模，把汽车虚拟化成网页图像，并且能实现开车门、旋转、开车启动等功能，当点击汽车零部件时可以展示零部件参数，把整个汽车以三维的可交互页面展示给用户，用户想了解该品牌的汽车时，只要打开该品牌汽车的页面，就能查看到汽车所有的参数，从各个视角欣赏汽车的外形和内部结构，为用户提供有效信息，模型主要功能如图2所示：

4 数据库设计

模型矩阵是用数据来填充的，这些数据从数据库中获取，模型对象对获取的数据进行分析和处理。数据库的E-R图如图3所示，用户权限表规定用户只能根据权限访问汽车信息表，汽车信息表中记录了汽车模型的外形和位置坐标，零部件表记录汽车零件的位置坐标信息，图表展示信息表是点击某零件弹出对应参数图表的数据源。

5 可视化信息展示

可视化是采用计算机图形学和图形处理技术将数据转换成图形或者图像显示出来的技术，本文是基于WebGL可视化技术开发的。可视化数据信息的展示要通过客户端和服务器，客户端发出请求时先通过模型框架，模型框架判断用户点击事件，通过HTTP协议向服务器发出请求。服务端接收到请求信息交由SSH框架进行处理，由框架向数据库访问数据，再把数据返回给客户端，客户端把数据填充到模型中，得到数据填充的模型要通过支持HTML5的浏览器渲染，整个可视化过程如图4所示。

6 结束语

本论文借助WebGL三维可视化技术和Three.js框架，建立了汽车信息可视化系统，通过3D动态汽车模型对汽车数据信息进行了可视化展示，使汽车信息数据的展示融入了汽车元素，形成了汽车行业独树一帜的汽车数据展示平台，不仅提高了用户的视觉体验，而且把有效的信息直观的传达给了用户，即利于用户理解，又能挖掘出数据背后潜在的应用价值。

参考文献：

[1]韩义.Web3D及Web三维可视化新发展――以WebGL和O3D为例[J].科技广场，2010，12（05）：81.

[2]金玮，孙艳，张克君.Web信息检索技术中关联规则挖掘算法应用研究[J].情报杂志，2007，26（1）：39.

[3]殷周平，吴勇.基于WebGL和AJAX的WEB3D应用研究――以在线3D协作交互式设计为例[J].安庆师范学院学报（自然科学版），2013，19（1）：58.

[4]刘爱华，韩勇，张小垒.基于WebGL技术的网络三维可视化研究与实现[J].地理空间信息，2012，10（5）：79.

作者简介：朱向雷（1981-），男，河北人，高级工程师，研究方向：汽车行业数据应用与研究。