基于Web3D技术的电子商务应用

摘 要

目前国内使用WEB3D和后台数据库结合的技术来开发电子商务网站的应用还比较少。并且目前绝大部分电子商务网站的产品展示只仅仅停留在文字和二维图片上，消费者不能从多角度，全方位接触产品。本论文主要阐述作者结合现今热门的WEB3D技术开发一个基于后台数据库的多媒体电子商务网站的设计思想和实现的关键技术。

关键词： WEB3D、PHP、电子商务

Abstract

The application that the technology of internal use WEB3D and backstage supporter’s database combination was at present developed the e-commerce Web Site is still fairly fewer. And the product of most e-commerce Web Sites is shown only stopping on characters and the two-dimension picture at present, and consumer cannot be from many angles, and the all direction contacts the product. This thesis is chiefly expounded author’s one of technological development WEB3D that to combine the nowadays arousing popular interest to based on the multi-medium e-commerce design thought of Web Site and key technology realized of backstage supporter’s database.

Keywords： WEB3D、PHP、E-commerce

引言：

当前，计算机网络技术迅猛发展推动了电子商务的应用和普及，也改变了消费者和供应商之间的交易方式。从过去只能去商场的面对面购物的方式，变成现在消费者可以从网络上方便地订购商品。但是，现阶段在Internet上商品信息的展现手段还是以二维的方式为主，未能全面地展示商品的内在信息，导致消费者对商品的品牌特点、结构功能认识深度不够，严重影响了顾客的购买意向。 三维虚拟商品可以从多方面模拟真实商品的特性，包括：外表，结构，功能。消费者跟三维虚拟商品的交互操作，其效果和消费者直接面对商品相差无几，从而消费者能够从虚拟商品中更深层次地了解商品的内在信息。 本文在分析三维虚拟商品的基础上，以Web3D技术在电子商务中的应用为主题，采用Java3D技术，结合3Dsmax三维建模工具，研究实现了一个三维虚拟商品展示平台，并将其应用于电子商务网站中。 论文围绕三维虚拟商品的构建、网络实时展示和在电子商务中的应用，主要完成了如下工作： 首先，分析了当前电子商务当前在商品展示方面的新需求，结合三维虚拟商品的商务环境的特点，阐述了三维虚拟商品具备的属性信息，并提出了对三维虚拟商品的建模过程和功能设计相分离的思想。 其次，应用3Ds max构建三维虚拟商品模型，并利用Java3D技术分别对虚拟商品进行了详细的设计。其中特别阐述了使用Java3D时，运用UML类图的思想，把交互功能的类以及他们的关系体现出来。此外，基于Java3D构建三维虚拟场景中的一些关键技术，主要包括Billboard、Packing、Avatar等技术，体现了使用Java3D优越性。 最后，以开发一个虚拟商品展示平台为背景，采用以上相关的技术，通过对虚拟商品的材质、纹理、动作的设计，实现了三维虚拟商品发布的真实感。在此研究一方面解决了商品以二维形式展示时的不完整性和不可靠性问题，同时，也表明了虚拟商品在电子商务上应用的现实可行性和广阔的应用前景。

首先我要知道什么是Web3D技术?
如果你记得2010年上海世博会，那么同样你也不会忘记上海世博会推出的网上世博会。网上世博会调和了人们各种各样的口味，进入页面后你便可根据自己的兴趣对展馆外观、展览内容进行选择观看和了解。可以这么说，网上世博会是对上海世博会的虚拟现实(Virtual Reality)，它免去了你去排队买票的辛苦，得以抢先了解了世博会的宏大和前卫。而所谓的虚拟现实(Virtual Reality)是通过多媒体技术与仿真技术相结合,生成逼真的视、听、触觉一体化的虚拟环境,用户以自然的方式对虚拟环境中的对象进行体验和交互。然而当前的电子商务大多是基于Web的,要在其中普及由视觉头盔和数字手套等设备构成的力反馈式交互虚拟现0实是极其困难的(一是技术原因,二是资金原因)。但是以键盘、鼠标和显示器等常规输入输出设备在客户机浏览器中构成交互环境的网络虚拟现实技术却日趋成熟和完善,这些以Web 3D技术为基础的网络虚拟现实技术同样以模拟自然、体验逼真和交互极强为目标,在相当程度上高效、经济地实现了虚拟现实系统的目标。

（一）、虚拟现实技术的特点。

（1）、临场感:用户感觉到沉浸于在浏览器中所呈现的虚拟环境中。

（2）、多感知性:用户能以视觉、听觉等多种形式感知信息。

（3）、交互性:用户能以接近自然的习惯,用常规的输入、输出设备对虚拟环境中的物体或场景进行 操作和得到反馈。

（4）、真实性:虚拟环境中的物体运动接近符合物理定律。

（5）、高效率:虚拟环境中三维空间的建立和显示不过分依赖客户机的硬件性能并可实时渲染,所需传输的数据量小且可流式传输。

（二）、虚拟现实在电子商务中的作用。

由于网络虚拟现实技术的上述特点,它在电子商务中正起着独特的作用:

（1）、真实感强:缩小网上购物与真实购物环境间的差别,是一个接近现实场景的虚拟智能购物商城。

（2）、激发购买热情:网上产品展示的目的不仅仅是展示产品,而更重要的是通过让客户更多地了解产品而提高产品的购买率。通过网络虚拟现实技术可将用户在购买过程中产生的假设进行虚拟,呈现相应的结果或效果。这样有利于激发用户的购买热情。

（三）、虚拟现实实现

目前的虚拟现实技术主要是指凭借Unity3D , Wirefusion ,Cult 3D, Virtools, C3d,Turntool等一类引擎下Web3D技术，此类软件需要同3D Max等三维建模软件配合使用，是基于几何体网格建模的虚拟现实技术。国内各大网站平台展示的便是基于这些引擎下的web3D技术产品，由于它友好的交互性和逼真的虚拟性等特点而备受人们和商家喜爱。

二、Web3D技术的行业应用

当前在国内大的web3D内容服务平台,采用的Web3D技术多是基于几何体网格建模的虚拟现实技术。这类web3D技术越来越为市场重视，其应用也最为广泛，因为基于几何体三维建模的Web3D技术对在实现展示和在线漫游方面具有更强的交互性和临场感。Web3D技术逐渐取代了一些传统的二维制图软件和多媒体技术，得到传统制造业的青睐，已然成为了互联网（电子商务）的新贵。关于web3D技术的用于优势，我们从各类网站选取了几个案例为大家展示：

案例一：某机械制造企业的模切机操作培训系统

通过web3D展示窗口左边的交互按钮，对机台进行旋转展示，工人可以全方位了解机台主要构件，熟悉机台性能；通过润滑对刀、查看气压、手动调刀、调整进纸版、打样检查文字颜色、清洗墨泵等机台操作的系列模拟，工人得以知悉机台生产和操作流程，并体会操作要领和安全纪要。有的还为该web3D模切机操作交互培训系统进行了配音，这些都很好地体现了当下web3D技术完善友好的交互性和虚拟现实的优势。

案例二：基于互联网厦工XG951装载机3D操作展示

网络平台上展示的web3D厦工XG951装载机，这是一个具有简单交互功能的web3D 产品展示案例，通过鼠标拖拽，装载机可旋转、缩放以及平移，通过功能功能模拟可以了解机台的工作原理，从而实现多角度和细节展示，交互功能所体现出来友好性和便利性，颇受客商欢迎。

案例三：3D太空杯在线装配系统

用户通过展示窗口的动画交互按钮，可以选择瓶盖、材质和LOGO图案的搭配，并可以根据需求对搭配好的杯子进行颜色、透明度等细节的自定义调节。点击开启或关闭可以观看瓶盖的相关3D动画，鼠标左键则可实现多角度观看杯子的自助设计效果。纳金网在这些交互组件上标明了价格，当自助设计完成后，系统也生成了订单价格，用户可以保存自助设计的3D模型，并在线下单到企业ERP中。

（3）

三、Web3D技术预测

正如你所了解的，网络宽带速度、技术标准等是web3D技术发展所面临的挑战；但同时人们也意识到了，web3D技术的优势以及它在行业应用中所带来的化学反应。在未来，Web3D技术服务于互联网将更加友好地发挥它的优势，web3D技术将进一步深入电子商务、网页游戏、展会、赛事活动、旅游和虚拟3D社区等领域的运用。在未来，转向云计算（cloud computing）是业界将要面临的一个重大改变，各种云平台（cloud platforms）的出现是该转变的最重要环节之一。相关技术人员介绍，如果“云”是一大趋势，那么“云”与“web3D技术”的结合也将不可避免，工业创意设计将更上一个台阶。

这种结合就是人们说的“在线设计，也称作‘云设计’，指用户无需在本机上安装任何设计工具，可以同在任何可以上网的设备上通过浏览器使用设计工具，享受厂商已经定制好的设计环境。这个环境，可以快速响应用户的调用，2D转3D图像，以及保存和上传设计图等环节。同时，还可以从厂商预先订制的图像库中快速提取模型为我所用。”

四、何为Web3D电子商务？

电子商务通常是指是在地球各地广泛的商业贸易活动中，在因特网开放的网络环境下，基于浏览器/服务器应用方式，买卖双方不谋面地进行各种商贸活动，实现消费者的网上购物、商户之间的网上交易和在线电子支付以及各种商务活动、交易活动、金融活动和相关的综合服务活动的一种新型的商业运营模式。电子商务是利用微电脑技术和网络通讯技术进行的商务活动，依然是是依靠着电子设备和网络技术进行的商业模式，现在将电子商务划分为广义和狭义的电子商务。电子商务通常是利用计算机技术、网络技术和远程通信技术，实现电子化、数字化和网络化，商务化的整个商务过程。 随着我国网络技术普及率的日益提高，通过网络进行购物、交易、支付等的电子商务模式发展迅速，电子商务凭借其低成本、高效率的优势，不但受到普通消费者的青睐，还有效促进中小企业寻找商机赢得市场，已成为我国转变发展方式、优化产业结构的重要动力。3D电子商务网，顾名思义，是3D技术与电子商务相结合的产物，也就是电子商务3D化。在平常的电子商务活动中，商品的展示和陈列方式基本是平面的，而通过3D虚拟技术实现了商品的360度立体方式交互展示，消费者可以全方位观看商品特征，直观地了解商品信息，三维网站在商品展示的效果、真实性、互动性、信息丰富程度、说服力等方面具有无可比拟的优势，也是电子商务技术发展的一个重要方向。

当今电子商务在表现商品的信息时存在以下方面的不足:

(l)、表现性弱：它是指一件商品在表现商品时，商品的信息未能被全部地展现在消费者面前，人们曾对网络消费者进行调查，在网上购物时约有53%的消费者要求电子商务网站提供详细的商品信息。众所周知，要完全的展现一个物体的外形至少要三个角度前方、上方、侧面那就必须用至少两幅图来完全展现一个物体，每幅图要包含物体的三个面，虽然这样表现了物体，却不能体现两幅图之间的连贯性，用图片的方式始终不能满足供应商和消费者双方需求。

(2)、交互性差：商品的交互性体现在表现商品的手法及用户获取信息的主动性。目前，商品主要以图片以及视频文件的方式来表现信息，视频文件比图片表达的信息更全面，但是，这些信息的获取都是被动式的，也就是说消费者获得的这些信息都是商家给定的。消费者自己不能够根据自己的客观需要来进行特定商品信息的筛选。

(3)、复杂性无：有些复杂的商品有其自己的特性比如某些古董、文艺品之类的，他们的复杂性截然不同而图片只能只要介绍它的外表，内部情况就不可而知了，但是对于艺术品就必须给出它的内部信息，电子商务的环境是一个变化着的环境，突破了时间和空间的限制，有着丰富多样的数据表达形式，具有互动性，因此信息交流和获取就必须有更加合理，更加人性化，来满足消费者的需求，提供更好的商品信息。

（4）、扩展性无：现实社会中，商品的种类是复杂多样的，有各种各样的商品，包括具有实体形式的商品，如某个具体物体，也包括没有实体形式的商品，比如某种技术，同时所处的商务环境也是变化多端的，因此要求建立的这个模型必须具有很好的扩展性， 必须将建模和功能设计相分离，也就是单独使用建模工具，然后模型的功能设计的工具与模型相互独立，大部分Web3D技术都有自己的建模方法，如Java3D等，这些技术都可以对现实物体的形态进行构造，但是，

它们建模的效率太低，构建复杂的模型将花费大量的时间，同时还要求设计人员有很强的专业技术能力，建模和功能设计相分离的思想来设计虚拟商品，一个很明显的优点就是可以在需要模型的地方复用它，也就是可以通过组合简单模型来搭配一个相同的功能设计，其他的模型在构造出来后的那个需要用到它时，就可以重复使用，把建模独立出来，还有一个优点，就是模型的扩展十分方便。独立建立模型使得模型之间的逻辑关系比较清晰，方便在现有对象模型的基础上扩展一个新的模型。 但是传统的3D图形技术比较复杂，掌握比较困难，消费者使用必须达到某种要求，对设计人员的要求比较高，这些问题限制了传统3D图形技术在电子商务虚拟商品领域的应用，纵观Web3D技术的应用，简单的作为电子商务的一种显示手段，解决的只是展示的问题，那么到底怎样很好的将3D图形技术与电子商务这个领域的信息结合起来呢？

五、Web3D电子商务模型的建立

（一）、建立模型

三维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。它首先需要对这三种信息 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。

其中网络虚拟场景的建立和图形工作站中的场景的建立有着很大的区别,它首先强调的是模型的简单化,这是由虚拟现实的实时性要求决定的。在响应速度和场景的真实性发生冲突时,应牺牲一定的真实性,只要能在视觉上达到基本真实即可。因此,常用一些简单的框架来代替复杂模型,但为了保证一定的真实性,可采用贴图的方式来弥补视觉上的不足。

贴图有以下两种制作方法:

一种是使用绘画软件进行手工绘制、另一种是对建筑物的各个观察面进行拍照,然后用扫描仪扫描成相关贴图材质。第一种方法的颜色可限定在256色内,其压缩的比例较大,贴图文件较小,生成的场景文件也较小,适合网上传递和实时性的要求。后一种方法视觉效果好,但文件的压缩比例较小,贴图文件较大,生成的场景大,在网上传递和实时性方面不如前一种方法好。无论用哪一种方法都需考虑贴图的分辨率和尺寸,为了便于下载和渲染,在质量和大小允许的情况下,一幅贴图限为320×240(或240×320)像素、分辨率为72dpi,用JPEG压缩(采用最高压缩比)后约为20K字节。

根据以上所述的贴图制作方法,虚拟场景中的对象模型可分为以下几类:

由简单几何体组成的简单模型:该类模型常用作远处物品的替身,在LOD方法中采用;
赋予手绘贴图的模型;
赋予照片材质的模型;
赋予手绘和照片混合材质的模型;
⑤具有全部细节的精致模型。

（二）、信息表达

三维虚拟商品模型是用来表现一个商品的所有信息，它代表了商品的外形信息与客户的交互信息，同时还有交易环境的一些信息，体现了商品的商务性，交互性，模型的基本信息是对模型本身的一些说明，大致包括名称，分类等信息，模型的分类与模型代表的商品所属分类相同，在基本信息这里加上分类，是为了方便模型的操作，更加具体对模型进行规划。三维外形信息，这部分信息是用来描述商品的外形，三维外形信息也即是几何对象，在三维建模方面，许多三维建模软件己经做了许多工作，有比较成熟的数据格式。我们用数据库把模型的信息和商品的信息联系起来，那么在展现三维虚拟商品时，通过对数据库的访问来取得商品模型的信息。

（三）、商务信息

三维虚拟商品模型，除了展示商品的三维外形，还提供了商务活动中所需要的商务信息，提供了商品的价格，数量，生产厂家等信息。当用户获得这个模型的时候，他就几乎获得了模型代表的商品的所有信息，操作直观、简洁、方便，这样三维虚拟商品模型作为商品信息提供给客户的时候，只需要提供模型文件即可，不需要提供额外的数据文件，客户就可以获得需要的信息。

（四）、交互功能

商品交易是买卖双方的行为，在现实社会中是这样，在电子商务中也是如此，作为交易过程中的核心，商品对二者沟通起到了关键作用，买东西当然要付款，在电子商务中，是一个虚拟的网上世界，供需双方不能直接会面，那么三维虚拟商品模型作为商品代表所要起的作用就更加重要了，要支持交易，必须提供双方交互过程中所需要的信息，比如某些商品是可以示范怎么用的，三维虚拟商品模型体现了商品的交互性，提供了这些用于进行交互的信息，从而促进了客户与商家进行交易的可能，同时记录了客户活动，对于商家来说，这是非常重要的客户信息资源。 目前网络支付形式多种多样，如银行卡网上银行支付、信用卡支付或是支付宝、财付通等第三方支付，这里我们以使用较多的第三方支付系统支付宝来的简单。

六、举例说明。

在使用支付宝支付功能之前必须先前往银行开通支付宝功能，支付需要发送购物车内信息到支付宝接口，信息包括买卖双方信息和物流信息，具体信息，购物车系统发挥作用，通过购物车既可以把多个产品的总金额发给支付宝外接服务。 三维虚拟商品具体的应用位置是位于电子商务的平台，整个流程如下:消费者通过电子商务进行商务活动的时候，比如进入虚拟商场进行购物，他所浏览的这个环境就是其实就是由各种三维虚拟商品模型构建起来的。，当他选中某一个商品的时候，其实就是选中了一个具体的三维虚拟商品模型，而选中的模型根据相应的信息和动作给予一定的反馈，反馈从客户端发出请求服务器得到请求，进行相应的处理，完成操作，把结果返回，电子商务起到与客户进行交互的平台作用。

七、未来展望

当前，信息化正在对人类社会发展产生着巨大而深远的影响，网络正逐步深入到社会生活的各个方面。各国也都在把加强信息网络作为强国富民的发展战略。如何充分利用网络的信息资源优势，开发新型智能化的网络应用服务，以适应未来信息化社会发展的需要，是每一个国家都在思索的课题，这也是网络交易热潮得以掀起的一个时代契机。有需求才有发展，有发展才有进步，随着大众对电子商务的进一步了解，或多或少地表现出对电子商务的更进一步要求，以获取更多的商务信息，随着电子商务的普及和人们对产品信息在电子商务上的要求逐步增加，相应Web3D技术在电子商务上的应用会越来越成熟，其应用前景也越来越广一阔，Web3D技术应用于电子商务中在国内还处于起步阶段，但是这并不影响它的发展势头Web3D技术的应用价值和它的市场潜力已经得到了认证，它有较强的模拟性，随着网络性能和速度的提高，Web3D技术将越来越被电子商务网站和消费者的青睐，电子商务3D化也是信息化社会发展的必然。 着眼于电子商务的发展，许多的问题还没有得到解决，而3d化电子商务平台虽然带给了大家新的一种网络消费体验，但是作为一个电子商务平台，还是需要面对该行业发展的问题，逃脱不了电子商务发展过程中遇到的瓶颈。本文在分析三维虚拟商品的基础上，以Web 3D技术在电子商务的应用，将三维虚拟商品的展示平台应用于电子商务网站，本文一方面论述了商品以二维形式展示时的不完整性和不可靠性问题，同时也表明了Web3D技术在电子商务上应用的现实可行性和广阔的应用前景，Web3D化的电子商务平台的发展前景是值得肯定的，相信随着开发人员的努力，在体验方面将会做的越来越好，越来越人性化。

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作者：

浙江工商大学 徐勇

2007年3月1日 计算机应用技术 硕士论文