3D素材管理系统的设计与实现

蒋贝迪

摘要：该文首先介绍了Web3D技术的发展和应用领域，以及采用的J2EE技术，然后主要描述了3D模型素材的解析和处理，以及管理系统的用例设计和整体架构，并简单展示了数据表的设计和该系统的前端后台。

关键词：Web3D；J2EE；模型素材；管理系统

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）23-0130-02

3D Model Management System Design and Implementation

JIANG Bei-di

（School of Software， Tongji university， Shanghai 201804， China）

Abstract： This paper firstly introduces the development and application of Web3D technology， as well as J2EE technology， and then describes the design， the overall architecture of the 3D model management system.At last， it shows a simple demonstration of the data table and the front end and the back end of management system.

Key words： Web3D； J2EE； model material； management system

随着互联网的高速发展，信息的获取与传递变得更加的方便和快捷。尤其是Web3D技术的广泛应用，使得人们在工作生活的各个领域获取信息的方式发生了巨大的改变。Web3D技术使信息变得更加直观化、形象化、可操作化，为实物资源的远程展示提供了一个非常新颖的方法，使得人们对Web上的信息获取从阅读型转变到了感受型。

Web3D又叫三维网页，是随着互联网与虚拟现实（Virtual Reality）技术的发展而产生的，是一种在虚拟现实技术基础上，将在现实世界中有形的物体通过互联网进行虚拟三维立体展示同时可互动浏览操作的一种虚拟现实技术。相比于现在网上主流的以图片、动画、FLASH的展示方式来说，Web3D技术让用户有了浏览的自主感，可以从自己的角度去观察，还有许多的虚拟特效和互动操作。Web3D组织给出了四大类运用方向：商业、教育、娱乐、和虚拟社区。

从web3D组织给出的方向可以看出，Web3D技术已经遍及社会的各个行业，未来前景十分光明。同时，问题也应运而生，Web3D的发布和管理必然已经成为或将会成为各行业面临的一大问题。所以，人们对于Web3D模型的需求越来越大，而如何更加有效快捷地管理Web3D模型素材也是其中的一个重要的环节。

1 3D素材的解析及处理

系统涉及多种3d素材格式不局限于某一种，具体包括json、awd、dae、obj、fbx、3ds等，所以读取过程中要对不同格式的文件进行解析。同时，在读取到模型后，要对模型进行光照、阴影、背景、事件等处理，最后显示在用户的浏览器界面中。

外部模型与材质的读取

采用Web GL技术，首先在init函数中，去声明loader变量，用来模型的导入：

[var loader = new THREE.OBJLoader（）；＼&]

在loader导入素材模型的过程中，接收两个参数，前一个参数表示模型的存储路径，第二个则代表模型导入后的回调函数，我们就是在这个回调函数中向场景里去添加这个素材模型。

模型的材质可以有两种定义方式，一种是在代码中导入模型后设置材质，另一种是在建模软件中导出材质信息。系统实现在web端，要轻量级，因此采用代码导入方式。

光与影的运用

光分为环境光、点光源，创建环境光后，将场景光添加到场景之中，然后系统的模型视觉上才可见，通常状况下环境光设置为白色和灰色。点光源顾名思义，模拟环境中有一个点发光让整个模型有明暗层次感，具体如图所示。

2 Web3D素材管理系统设计

管理系统采用Java EE技术进行实现。Java EE是JavaTM Platform ，Enterprise Edition的缩写，是sun公司推出的企业级Java计算平台。该平台为开发和运行企业级软件提供了API和运行环境，可以开发如常见的Web服务，也可以用来开发其他大规模、多层次、可扩展、可靠安全的网络应用。

本文中该内容管理系统的后台便是采用J2EE的技术，实现对素材文件的管理。

2.1 系统用例设计

Web3D模型素材管理系统的用例图如下图3所示：

系统的参与者主要可以分为管理员和普通用户。管理员登录系统，可以对系统中所有的用户进行管理，可以指定用户的级别，主要包括企业用户和个人用户，企业用户和个人用户功能上都相同，都归为普通用户。企业用户可以享受更高的素材存储空间和一些特定的素材库。管理员同时还有素材库的管理功能，可以新建、删除、编辑素材库。普通用功能可以上传下载检索编辑素材，同时可以申请审核将素材库加入到商业库中。

2.2系统整体架构设计

本系统采用的是基于MVC架构的SSH2软件开发框架，主要分为三层：表现层、业务逻辑层和数据服务层。整个Web应用结构由三大部分组成。其中顶部浏览器表示用户与本Web应用交互的渠道，属于客户端。浏览器背后则属于服务器端，包括中间三个具体处理用户请求的层次和进行数据映射、交流的Hibernate层及数据库。最底部层是提供RESTful API的OpenStack，其主要为Web应用提供绝大部分数据。

2.3数据表设计

上面简单介绍了模型素材内容管理系统的一些结构图和流程图素材本身具有很多元数据，比如缩略图、材质、背景等，如下，我们将ID等存入HBase，将特别小的文件信息存入Mysql，同时用户、日志等信息都存入Mysql，确保HBase尽力存储的都是相对较大的文件，确保系统的高效性。下面以model表作为例子简单地描述下数据表的设计。

其他的数据表格也参照类似的格式进行设计，这里只是简单介绍一下。

3 系统的展示

系统前端包括注册登陆，检索，收藏，历史查询，个人中心等功能模块，对模型进行了分类，方便用户浏览，查询，下载到自己想要的素材。如下图所示

系统的后台可以方便用户上传，删除，修改素材，同时也支持素材的预览，如下图所示。

4 结束语

本文主要通过UML类图、数据表等清晰地对Web3D素材管理系统在整体架构和实现流程上进行了分析和分割，实现了该系统在操作管理3D模型素材的可能性。而且本文提出的管理系统架构也可适用于其他产品，有很强的普适性。当然该模型素材内容管理系统还有很大的进步空间，希望能继续改进。

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