web3d技術(shù)論文

　　Web3D技術(shù)是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁(yè)中虛擬現(xiàn)實(shí)的一種最新技術(shù)。這是學(xué)習(xí)啦小篇為大家整理的web3d技術(shù)論文，僅供參考!

　　基于 Web3D技術(shù)的機(jī)電產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)及其應(yīng)用篇一

　　論文關(guān)鍵詞 ：Web3D技術(shù) 機(jī)電產(chǎn)品 Cult3D技術(shù) 汽車 虛擬現(xiàn)實(shí)

　　論文摘要：主要介紹 了 Web技術(shù)和 3D技 術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物一Web3D技 術(shù)的基本概念、特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)技術(shù).并以實(shí)例的方式詳細(xì)闡述了web3D技術(shù)之一的 Cult3D技術(shù) .在機(jī) 電產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì) 中的工作流程，從而可以有效地提高機(jī)電產(chǎn)品的信息傳達(dá)效果，為新產(chǎn)品開發(fā)提供一種嶄新的互動(dòng)設(shè)計(jì)模式，最終提 高 企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

　　0 引言

　　隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù) 的 發(fā)展 .人們已不再滿足在網(wǎng)上瀏覽一些靜態(tài)的、文本類 、二維的產(chǎn)品圖片，而對(duì)那些具有動(dòng)態(tài)的、三維可視化效果的產(chǎn)品需求越來(lái)越迫切。以 計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)三維圖形學(xué)為基礎(chǔ)的Web3D技術(shù)以其特有的形象化展示功能、強(qiáng)大的交互性能和對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的模擬功能在 電子商務(wù) 、遠(yuǎn)程 教育 、工程技術(shù) 、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域已經(jīng)獲得 了廣泛的應(yīng)用。利用此技術(shù)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可以做到全方位展示 、色彩設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)裝配等 ，從而提高用戶的參與性 。增強(qiáng)體驗(yàn)感。

　　1 Web3D技術(shù)概述

　　1.1 Web3D技術(shù)的基本概念

　　虛擬現(xiàn)實(shí) VR (Virtual Reality)技術(shù)是一種逼真地模擬人在 自然環(huán)境中的視覺(jué) 、聽(tīng)覺(jué)、運(yùn)動(dòng)等行為的人機(jī)界面技術(shù)，Web3D技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)形式 [21。Web3D還可以簡(jiǎn)單地被看成是 Web技術(shù)和 3D技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 。實(shí)際上也就是本機(jī)的 3D圖形技術(shù) 向互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展.網(wǎng)絡(luò)性、三維性和交互性是其顯著的本質(zhì)特征。它與本機(jī)的3D圖形技術(shù)的主要差別在于：第一，實(shí)時(shí)渲染 ：它是由渲染引擎進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染從而實(shí)時(shí)顯示的;第二，具有無(wú)限的交互性：因?yàn)槭菍?shí)時(shí)渲染，這就為交互性提供了基礎(chǔ);第三，優(yōu)化和壓縮：由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制 .文件必須經(jīng)過(guò)優(yōu)化和壓縮以保證用戶端快速下載。通過(guò)應(yīng)用 Web3D技術(shù) ，用戶可以在 網(wǎng)上瀏覽以三維形式表現(xiàn)的物體 ，并對(duì)其進(jìn)行交互性操作 以體驗(yàn)身臨其境 的奇妙感受。

　　1.2 Web3D技術(shù)的實(shí)現(xiàn)手段

　　Web3D的實(shí)現(xiàn)技 術(shù)主要分成三大部分 .即建模技術(shù)、顯示技術(shù) 、三維場(chǎng)景中的交互技術(shù) [31。建模技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)。把建立 的三維模型描述轉(zhuǎn)換成人們所見(jiàn)到的圖像，就是所謂的顯示技術(shù)。三維復(fù)雜模型的實(shí)時(shí)建模與動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)可以分為兩類 ：一是基于幾何模型的實(shí)時(shí)建模與動(dòng)態(tài)顯示 ：二是基于圖像的實(shí)時(shí)建模與動(dòng)態(tài)顯示 。交互技術(shù)是 Web3D的關(guān)鍵技術(shù) ，交互功能的強(qiáng)弱 由 Web3D軟件本身決定 。但用戶可以通過(guò)適當(dāng)?shù)木幊虂?lái)彌補(bǔ)軟件的某些不足。

　　在眾多的 Web3D軟件系統(tǒng)中 。基 于 JAVA內(nèi)核的Cult3D技術(shù)因其在交互性能、文件體積和畫面質(zhì)量等方面的優(yōu)越性而得到用戶 的普遍歡迎 ，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于眾多電子商務(wù)網(wǎng)站的 3D機(jī)電產(chǎn)品展示中。

　　2 CuIl3D技術(shù)及其開發(fā)流程

　　Cuh3D是一種全新的 Web3D技術(shù) .它有一純 軟件跨平 臺(tái)的渲染引擎 ，主要包含 Cult3D Exporter plug—in、Cuh3D Designer和 Cuh3D Viewer plugin三大部分。 開發(fā)設(shè)計(jì)人員可 以使用 3D設(shè)計(jì)領(lǐng)域廣泛使用的 3DSMAX或 MAYA來(lái)設(shè)計(jì) 產(chǎn) 品 3D模 型 .使 用 Cuh3D Exporterplug—in來(lái)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)模型 ，在 Cuh3D Designer中為模 型加入交互 、音效等其它效果 ，再無(wú)縫隙地嵌入到 HTML頁(yè)面和其他應(yīng)用程序中 [41。其開發(fā)流程如圖1所示。用戶 即可在網(wǎng)上實(shí)時(shí)觀看 3D模型 ，還可通過(guò) 鼠標(biāo)對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn) 、放大或縮小等操作。

　　3 Cult3D‘技術(shù)在產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)中的應(yīng)用實(shí)例

　　3.1 創(chuàng)建汽車 Cult3D對(duì)象

　　為方便輸 出，必須使 用一個(gè) 三維模 型制 作 軟件f3DMAX或 MAYA1制作物體 的三維模型。制作前必須先下載插件 Cult 3D Exporter for 3DMAX或 Cult 3D Exporter for MAYA。只 有安 裝好 輸 出插 件 ，3DMAX或MAYA才可以將 3D模型輸出成 Cult 3DDesign的 C3D格式。在制作模型的細(xì)節(jié)、真實(shí)度上多下點(diǎn)功夫，盡量用最少的面來(lái)做模型，以控制好模型的大小。太多的面不僅會(huì)加長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)傳送的時(shí)間 ，更是對(duì)瀏覽者機(jī)器 的考驗(yàn)。最后輸出成 C3D格式的 3D模型 。

　　3.2 對(duì)汽車 Cult3D對(duì)象進(jìn)行交互設(shè)置 　　Cuh3D對(duì)象的交互設(shè)計(jì)就是在 Cuh3D Designer的事件地圖窗 口中建立事件、動(dòng)作和場(chǎng)景的相互關(guān)系，使瀏覽者觸發(fā)某個(gè)事件或某個(gè)事件 自動(dòng)做出相應(yīng)的動(dòng)作 ，并將可視化的過(guò)程和結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給瀏覽者達(dá)到交互的目的。

　　可發(fā)布Cult3D對(duì)象的程序有多種，其中基于 網(wǎng)絡(luò)的發(fā)布應(yīng)用較為廣泛，用戶可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或在本地機(jī)種用IE或Netscape瀏覽器查看。基于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)布需要編寫想應(yīng)得網(wǎng)頁(yè)，在編寫網(wǎng)頁(yè)時(shí)，有兩項(xiàng)主要工作：

　　(1)在網(wǎng)頁(yè)中編寫語(yǔ)句嵌入Cult3D對(duì)象。IE瀏覽器是通過(guò)ActiveX組件來(lái)發(fā)布cult3d對(duì)象。IE使用<Object>的標(biāo)簽命令來(lái)在網(wǎng)頁(yè)中嵌入ActiveX組件。

　　Netscape瀏覽器不支持 ActiveX控件 .需要另外設(shè)置外掛程序的語(yǔ)法 。Netscape瀏覽器使用<embed>的標(biāo)簽來(lái)嵌入 外掛組件 。另外 ，必須安裝 Cuh3D Viewer插件，才能在瀏覽器網(wǎng)頁(yè)時(shí)播放 Cult3D對(duì)象。對(duì)于 IE瀏覽器需要在<Object>這個(gè)標(biāo)簽內(nèi)插入 codebase指定其下載網(wǎng)址.Netscape瀏覽器需要在<embed>標(biāo)簽內(nèi)插入 type=“application/x--Cuh3D--object”語(yǔ)法說(shuō)明外掛程序?qū)ο?pluginseape指定其下載網(wǎng)址。

　　同時(shí)支持 IE和 Netscape瀏覽器的超文本語(yǔ)句如下 ：

　　<OBJECT classid= clsid：31B7EB4E一8B4B一 11D1一A789--00AOCC665 1A8 width= 寬 height= 高 codeBase=http：//www.Cult3D.eom/download/cuh.cab#version=5,2，0，212>

　　<PARAM NAME=“SRC”VALUE=“汽車.”>

　　<embed src= “汽車.CO”width=寬 height=高 type=“application/x--Cult3D--object”pluginspage= “http：//wwwCult3D.com/newuser/index.Html”>

　　</embed></OBJECT>

　　(2)需要時(shí) ，在 網(wǎng)頁(yè)中編寫語(yǔ)句觸發(fā) Cult3D對(duì)象的 自定義事件。Cult3D支持和網(wǎng)頁(yè)相互交互。通過(guò)在網(wǎng)頁(yè)中嵌入 Java語(yǔ)句，可以使瀏覽者在網(wǎng)頁(yè)中點(diǎn)擊按鈕或進(jìn)行選擇時(shí)，觸發(fā) Cult3D對(duì)象 的 自定義事件實(shí)現(xiàn)同步展示，并同時(shí)把用戶的選擇保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中供網(wǎng)上調(diào)查、銷售等 電子商務(wù)模塊使用。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一支嶄新的綜合性信息領(lǐng)域中的奇葩 ，體現(xiàn)出較高的人性化科技特色與風(fēng)格。而將虛擬仿真技術(shù)同機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合 ，為設(shè)計(jì)師與 企業(yè)廠商們提供了非常好的技術(shù)支持與解決方案.更為產(chǎn)品的推廣營(yíng)銷創(chuàng)造了巨大的商業(yè)價(jià)值。無(wú)論是與傳統(tǒng)影視媒體 、多媒 體軟件 ，還是 與傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 比較 ，Web3D技術(shù)都表現(xiàn)出了在機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和潛力 。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速 發(fā)展必將有更新的 web3D技術(shù)出現(xiàn)，服務(wù)于設(shè)計(jì) 、服務(wù)于大眾、服務(wù)于未來(lái) 。

　　參考 文獻(xiàn)：

　　[1]Baboescu F.Varghese G.Scalable packet classification[C]//Proceedings of ACM SIGCOMM’01.Aug 2001，Diego，California，USA.

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　　[3]高永惠.3種Web三維交互技術(shù)的分析與比較.廣東醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，6.

　　[4]阿新工作室.任我虛擬Cult3D/3ds max 4.2/Maya 4三維產(chǎn)品設(shè)計(jì)與互動(dòng)教程[M].北京希望電子出版社，2002.

　　[5](韓)李正浩 ，金城元，樸光宇，等.三維魔術(shù)一Cult 3D&3DS MAX[M].北京 ：電子工業(yè) 出版社 ，2002.

　　[6]胡小強(qiáng).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005

　　Web3D技術(shù)及其在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用研究篇二

　　[摘要] Web 3D技術(shù)是在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality)的一種最新技術(shù)，以其逼真的模擬場(chǎng)景和強(qiáng)大的交互能力在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育中起著積極的作用，是當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本文介紹了Web 3D技術(shù)的基本概念及關(guān)鍵技術(shù)，并應(yīng)用WebGL(Web-based Graphics Language)在網(wǎng)頁(yè)上實(shí)現(xiàn)人體器官模型的可視化交互，并將其應(yīng)用到解剖教學(xué)中，彌補(bǔ)了教學(xué)資源的不足，突破了時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)資源共享，改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。

　　[關(guān)鍵詞] Web 3D;WebGL技術(shù);解剖學(xué);虛擬現(xiàn)實(shí)

　　[中圖分類號(hào)] R602;G341 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] C [文章編號(hào)] 1673-9701(2016)09-0120-04

　　[Abstract] Web 3D technology is an advanced technology which is used to realize virtual reality on web pages. Being a hot research interest in the current computer science domain， it is playing an active role in modern medical education owing to its vivid scenario simulation and powerful interactivity. This paper aims to introduce the basic concepts and key techniques with relation to Web 3D technology using WebGL(Web-based Graphics Language)， which enables the visual interaction of virtual models of human body parts on web pages. Meanwhile， the application of the technology in the teaching of anatomy has made up for the lack of teaching resources by breaking the limit between time and space， realizing resource sharing and improving teaching quality.

　　[Key words] Web 3D; WebGL technology; Anatomy; Virtual reality

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，Web 3D技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它具有高度的真實(shí)性、交互性、可重塑性，被廣泛應(yīng)用于教育、工業(yè)、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域，以其逼真的模擬場(chǎng)景和強(qiáng)大的交互能力在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育中起著積極的作用[1，2]?！度梭w解剖學(xué)》是研究正常人體組織器官形態(tài)結(jié)構(gòu)、位置關(guān)系及其相關(guān)功能的一門學(xué)科，在傳統(tǒng)教學(xué)中，解剖圖譜教學(xué)是對(duì)人體器官三維結(jié)構(gòu)的二維表達(dá)，制約著學(xué)習(xí)者對(duì)解剖學(xué)的學(xué)習(xí)和理解[3-5];人體標(biāo)本實(shí)驗(yàn)室受到時(shí)間、地點(diǎn)的限制，學(xué)生不能自主安排時(shí)間、地點(diǎn)、內(nèi)容等進(jìn)行學(xué)習(xí)，影響著教學(xué)效果[6-8]。構(gòu)建基于Web的三維人體器官模型的創(chuàng)新教學(xué)模式，可突破時(shí)間和場(chǎng)地的限制，緩解人體標(biāo)本教學(xué)資源的不足，同時(shí)可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量。

　　1 Web 3D技術(shù)概述

　　1.1 Web 3D技術(shù)

　　Web 3D技術(shù)是在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的一種最新技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，其目的是在互聯(lián)網(wǎng)上建立三維的虛擬世界，讓人們更加清晰地了解真實(shí)的物體[9]。采用Web 3D技術(shù)構(gòu)建的三維模型能在瀏覽器中進(jìn)行移動(dòng)、縮放、旋轉(zhuǎn)等，360度全方位地展示物體，并能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的人機(jī)交互。Web 3D技術(shù)與傳統(tǒng)的三維動(dòng)畫技術(shù)相比，具有其獨(dú)特的優(yōu)越性：①由渲染引擎對(duì)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)建模和動(dòng)態(tài)顯示;②在網(wǎng)頁(yè)中網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)氖悄Ｐ臀募?，其傳輸量遠(yuǎn)小于視頻圖像;③具有無(wú)限的交互性。Web 3D技術(shù)是下一代互聯(lián)網(wǎng)三維展示技術(shù)的核心[10]。

　　1.2 關(guān)鍵技術(shù)分析

　　現(xiàn)在Web3D 技術(shù)的研究和應(yīng)用較為主流的解決方案有Java3D、Flash3D、VRML、Cult3D、Viewpoint等，它們各有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，但普遍存在兼容性低、開發(fā)效率低、不直接支持硬件加速、需要插件安裝等不同的應(yīng)用問(wèn)題[11-13]。本文中采用了3ds Max三維建模軟件構(gòu)建人體器官模型，利用WebGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)三維模型在瀏覽器端的展示和交互，客戶端無(wú)需安裝任何插件，使用非常方便。

　　WebGL是一種基于OpenGL ES 2.0標(biāo)準(zhǔn)、利用JavaScript API呈現(xiàn)3D計(jì)算機(jī)圖形的技術(shù)，WebGL通過(guò)跨平臺(tái)的、標(biāo)準(zhǔn)的、統(tǒng)一的OpenGL接口，為HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染，可以借助系統(tǒng)顯卡在瀏覽器中流暢地展示三維場(chǎng)景和模型，還能夠創(chuàng)建復(fù)雜的導(dǎo)航和數(shù)據(jù)視覺(jué)化[14，15]。WebGL技術(shù)完美地解決了現(xiàn)有的Web交互式三維動(dòng)畫兩大問(wèn)題：難以支持Web端的GPU硬件加速和對(duì)瀏覽器插件的依賴[16]。Three.js是JavaScript編寫的WebGL第三方庫(kù)，是一款運(yùn)行在瀏覽器中的3D引擎，提供了豐富的3D顯示功能。

　　2 在網(wǎng)頁(yè)中實(shí)現(xiàn)三維模型可視化的方法

　?、俣x場(chǎng)景：場(chǎng)景是所有物體的容器，在程序最開始的時(shí)候進(jìn)行實(shí)例化，然后再將物體模型添加到場(chǎng)景中。

　　②設(shè)置相機(jī)：把三維場(chǎng)景投影到要顯示的二維圖形，經(jīng)典的解決變換方法有兩種：正交投影變換和透視投影變換，正交投影是將物體以原來(lái)大小投影到屏幕上，忽略物體的遠(yuǎn)近造成的大小變換。透視投影變換是一種接近視覺(jué)效果的投影，離視點(diǎn)近的物體大，離視點(diǎn)遠(yuǎn)的物體小。 　?、墼O(shè)置光源：光和影的利用影響場(chǎng)景渲染的效果。一個(gè)場(chǎng)景中可以設(shè)置多個(gè)光源，如環(huán)境光為場(chǎng)景提供一致的亮度，作為整體光照的基礎(chǔ)，一般采用白色或者灰色;點(diǎn)光源可以看作一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光源，照到不同物體表面的亮度呈線性遞減;平行光用來(lái)模仿來(lái)自無(wú)限遠(yuǎn)處的平行光源;聚光燈投射出類似圓錐形的光線。

　?、茉O(shè)置模型：可以使用由Three.js自帶的規(guī)則模型，也可通過(guò)3D建模工具導(dǎo)出文件模型。使用WebGL能方便地創(chuàng)建常見(jiàn)幾何模型，但創(chuàng)建人或者動(dòng)物等復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模型較麻煩。因此，Three.js允許用戶導(dǎo)入由3ds Max等工具制作的三維模型，并添加到場(chǎng)景中。Three.js加載模型的流程如圖2所示，服務(wù)器存儲(chǔ)著模型文件，瀏覽器使用javascript的異步請(qǐng)求從服務(wù)器下載模型文件，然后通過(guò)Javascript解析模型文件并生成一個(gè)geometry，最終生成Mesh模型，最后將其加入到場(chǎng)景中。

　?、蒌秩驹O(shè)置：渲染就是將模型數(shù)據(jù)在屏幕上顯示出來(lái)的過(guò)程。在定義了場(chǎng)景、相機(jī)、光源等，通過(guò)調(diào)用渲染器的渲染函數(shù)來(lái)渲染整個(gè)場(chǎng)景。

　　3 Web 3D技術(shù)在解剖學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

　　采用3ds Max工具進(jìn)行人體器官建模，將模型的相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到自行搭建的本地服務(wù)器中，然后利用WebGL技術(shù)實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)頁(yè)中的三維展示和人機(jī)交互，通過(guò)瀏覽器進(jìn)行查看，無(wú)需安裝額外插件，方便瀏覽和使用。下面以采用WebGL技術(shù)制作人體泌尿系統(tǒng)三維模型為例說(shuō)明Web 3D模型的可視化交互的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，并應(yīng)用于教學(xué)，解決解剖標(biāo)本耗損大、尸體利用率低、尸源短缺、經(jīng)費(fèi)不足等問(wèn)題[17，18]。

　　3.1建模

　　3ds Max制作的模型具有準(zhǔn)確、真實(shí)等特征，利用3ds Max對(duì)人體器官建?？沙浞终故救梭w器官結(jié)構(gòu)的大小、形態(tài)、空間位置及其毗鄰關(guān)系，使教師及學(xué)生對(duì)人體器官的形態(tài)結(jié)構(gòu)、位置、血供、神經(jīng)支配等有準(zhǔn)確的了解。筆者按照人體泌尿系統(tǒng)的解剖結(jié)構(gòu)，將泌尿系統(tǒng)部位的器官分為腎臟、輸尿管、膀胱等，使用3ds Max的多邊形建模方式建立腎臟、輸尿管、膀胱等器官模型的過(guò)程為：首先在視圖中創(chuàng)建基本體，再將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭删庉嫷亩噙呅?，按照各器官的解剖結(jié)構(gòu)和形狀特點(diǎn)進(jìn)行編輯，調(diào)整到想要的模型。然后參照解剖學(xué)圖譜選用各器官的材質(zhì)，通過(guò)反復(fù)對(duì)比、改進(jìn)，選擇比較理想的組合。最后導(dǎo)出WebGL所支持的.obj格式，將模型的相關(guān)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到自行搭建的本地服務(wù)器中。圖3為通過(guò)3ds Max建立的泌尿系統(tǒng)模型，將泌尿系統(tǒng)部位的器官分為腎臟、輸尿管、膀胱及尿道等結(jié)構(gòu)。

　　3.2 泌尿系統(tǒng)模型在WEB中的可視化展示

　　總的設(shè)計(jì)思路是在瀏覽器中使用JavaScript語(yǔ)言編程來(lái)獲取泌尿系統(tǒng)各個(gè)器官的模型參數(shù)，并通過(guò)鼠標(biāo)事件控制模型的旋轉(zhuǎn)、縮放、移動(dòng)、觸發(fā)熱點(diǎn)等可視化屬性，實(shí)現(xiàn)與之進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互式操作。

　　泌尿系統(tǒng)模型可視化展示的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，首先利用在Three.js庫(kù)中的Scene()函數(shù)建立三維虛擬場(chǎng)景;然后在場(chǎng)景中添加攝像機(jī)、光源和泌尿系統(tǒng)模型等，為了更接近人眼的觀察效果，我們創(chuàng)建了透視攝像機(jī)，并設(shè)置透視相機(jī)的角度、橫縱比、視錐的最近和最遠(yuǎn)距離、相機(jī)的位置，創(chuàng)建和設(shè)置了環(huán)境光亮度、平行光的亮度和位置光源，經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)整、改進(jìn)，使模型展示達(dá)到較為真實(shí)的效果，而泌尿系統(tǒng)模型是從本地服務(wù)器上進(jìn)行加載;最后結(jié)合場(chǎng)景和相機(jī)對(duì)畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)渲染，得到泌尿系統(tǒng)三維模型在網(wǎng)頁(yè)中的展示，如圖4所示。實(shí)現(xiàn)的主要代碼如下：

　　3.3 基于Web 的泌尿系統(tǒng)模型的交互操作

　　使用OrbitControls.js API來(lái)支持鼠標(biāo)交互，通過(guò)一個(gè)軌跡球controls的控制，改變相應(yīng)變量的值或場(chǎng)景中模型視圖矩陣的值，從而實(shí)現(xiàn)與模型的交互?？梢酝ㄟ^(guò)軌跡球controls的屬性調(diào)整模型旋轉(zhuǎn)、變焦、平移、慣性、靈敏度、縮放等效果。泌尿系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)、縮放等效果如圖5所示。①鼠標(biāo)左擊不放，移動(dòng)鼠標(biāo)模型旋轉(zhuǎn)效果;②鼠標(biāo)右擊不放，移動(dòng)鼠標(biāo)模型移動(dòng)效果;③鼠標(biāo)滾動(dòng)，模型縮放效果。以下是實(shí)現(xiàn)軌跡球控制的主要代碼：

　　另外，通過(guò)Three.js中的RayCaster類，將光線投射到3D場(chǎng)景中，并確定光線與場(chǎng)景中指定的3D對(duì)象集合相交來(lái)拾取對(duì)象，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊觸發(fā)，彈出相應(yīng)的二維圖片、文字說(shuō)明等介紹。

　　3.4 基于Web 的人體器官數(shù)字模型在解剖教學(xué)中的應(yīng)用

　　我們將基于Web 的人體器官數(shù)字模型在本校2014級(jí)影像技術(shù)專業(yè)1401-1403班的系統(tǒng)解剖學(xué)教學(xué)中進(jìn)行了初步應(yīng)用。課后采用問(wèn)卷的方式對(duì)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行了調(diào)查，80%的學(xué)生表示器官數(shù)字模型比較有意思，吸引了注意力，提高了學(xué)習(xí)的興趣;83.3%的同學(xué)表示數(shù)字模型能立體直觀，可以更清楚地理解到局部解剖結(jié)構(gòu)的相互關(guān)系，知識(shí)更容易接受;73.3%的同學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)的時(shí)間更自由，提高了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

　　利用WebGL技術(shù)構(gòu)建的基于Web的虛擬人體器官數(shù)字模型，無(wú)需安裝任何插件，只要在瀏覽器上輸入服務(wù)器的地址就可以直接瀏覽，能顯示一些難以立體展示的細(xì)微結(jié)構(gòu)，還可以用不同的顏色表示出不同的結(jié)構(gòu)，可任意旋轉(zhuǎn)、縮放、移動(dòng)結(jié)構(gòu)模型，有助于在三維空間中觀察人體器官結(jié)構(gòu)的形態(tài)和位置關(guān)系，解決以往解剖學(xué)教學(xué)中的難點(diǎn)問(wèn)題[19]。例如人體的循環(huán)系統(tǒng)，一般的教學(xué)圖譜圖像只能顯示平面結(jié)構(gòu)，而利用三維技術(shù)可以形象地、生動(dòng)地展示血管的外形及構(gòu)造，以使學(xué)生對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)造形成立體的、系統(tǒng)的概念，還可以用三維動(dòng)畫演示血液在心腔中的流動(dòng)情況及血液在動(dòng)脈、靜脈、毛細(xì)血管中的循環(huán)情況，克服以往傳統(tǒng)解剖學(xué)教材和圖譜的缺點(diǎn)。同時(shí)基于Web 的人體器官數(shù)字模型徹底突破時(shí)間與空間的限制，可隨時(shí)、隨地的通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲取學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，有利于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，有效地提高學(xué)生的綜合能力和教學(xué)質(zhì)量[20]。

　　4 展望

　　以網(wǎng)頁(yè)為載體，結(jié)合WebGL、3Dmax、JavaScript等技術(shù)，構(gòu)建在線的三維人體器官模型應(yīng)用于教學(xué)，可以很好地解決教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，突破解剖教學(xué)受時(shí)間和空間的限制，有助于醫(yī)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，拓寬解剖學(xué)的教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量。作者將通過(guò)對(duì)人體三維模型進(jìn)一步完善和開發(fā)，建立解剖教學(xué)數(shù)字化資料和系列計(jì)算機(jī)三維模型，輔助解剖學(xué)的理論課和實(shí)訓(xùn)課教學(xué)，提高教學(xué)水平。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，Web 3D技術(shù)作為一種新型的教育教學(xué)媒體和手段，將在醫(yī)學(xué)教學(xué)資源開發(fā)、教育領(lǐng)域應(yīng)用中發(fā)揮更加重要的作用，對(duì)醫(yī)療教育事業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。 　　[參考文獻(xiàn)]

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