CN102402749A - 基于3d的虚拟购物街应用技术 - Google Patents

Abstract

基于3D的虚拟购物街采用虚拟社区加B2C购物的模式，在这里很多想法将不在受到现实的制约，顾客可以身临其境的享受顶级的购物环境并扮演自己钟爱的角色，通过拟真的互动，和店员“面对面”交谈，并且对每一件商品进行无障碍试用，还能与线上朋友一起购物，在虚拟的线上社区中完成真实的购物。是集购物、娱乐、商务、交流、游览于一体的大型综合一站式服务网络平台。本发明的目的是为政府、企业、消费市场构建数字化平台，融合文化创意元素，构建文化商业圈对外品牌形象；为企业品牌提炼新的核心内容，提升商圈服务公众消费需求能力，促进形成全新服务产品链，实现文化商业圈自身经济有效提升，提高公众消费便捷度和文化认知度。

Description

基于3D的虚拟购物街应用技术

一、技术领域

基于3D的虚拟购物街采用虚拟社区加B2C购物的模式，在这里很多想法将不在受到现实的制约，顾客可以身临其境的享受顶级的购物环境并扮演自己钟爱的角色，通过拟真的互动，和店员“面对面”交谈，并且对每一件商品进行无障碍试用，还能与线上朋友一起购物，在虚拟的线上社区中完成真实的购物。是集购物、娱乐、商务、交流、游览于一体的大型综合一站式服务网络平台。本技术适用于文化创意产业聚集区和特色商业街，为政府、企业、消费市场构建数字化平台。

二、背景技术

(一)引擎架构

架构图(如图1)是以区为单位的，所有区的架构是一样的。上面虚线框的ServerGroup和旁边方框内的架构一样。图上的所有xN的服务器，都是多台一起的。红线，绿线，和蓝线图上也有图示，这里就不多介绍了。关于Agent Server大家也能看出来，其实就是Gate。这里主要介绍下图上的标记了号码的位置的数据连接的内容和意义。

这是一条WebService的管道，在用户激活该区帐号，或者修改帐号密码的时候，通过这条通道来插入和更新用户的帐号信息。

2-这也是一条WebService管道，用来获取和控制用户该该组内的角色信息，以及进行付费商城代币之类的更新操作。

3-这是一条本地的TCP/IP连接，这条连接主要用来进行服务器组在登陆服务器的注册，以及登陆服务器验证帐户后，向用户服务器注册帐户登陆信息，以及进行对已经登陆的帐户角色信息进行操作(比如踢掉当前登陆的角色)，还有服务器组的信息更新(当前在线玩家数量等)。

4-这也是一条本地TCP/IP连接，这条连接用来对连接到GameServer的客户端进行验证，以及获取角色数据信息，还有传回GameServer上角色的数据信息改变。

5-这条连接也是一条本地的TCP/IP连接，它用来进行公共信息服务器和数个游戏服务器间的交互，用来交换一些游戏世界级的信息(比如公会信息，跨服组队信息，跨服聊天频道等)。

6-这里的两条连接，想表达的意思是，UserServer和GameServer的Agent是可以互换使用的，也就是玩家进入组内之后，就不需要再切换Agent。如果不怕乱套，也可以把登陆服务器的Agent也算上，这样用户整个过程里就不需要再更换Agent，减少重复连接的次数，也提高了稳定性。(毕竟连接次数少了，也降低了连不上服务器的出现几率)在这个架构里面，GameServer实际上是一个游戏逻辑的综合体，里面可以再去扩展成几个不同的逻辑服务器，通过PublicServer进行公共数据交换。

UserServer实际上扮演了一个ServerGroup的领头羊的角色，它负责向LoginServer注册和更新服务器组的信息(名字，当前人数)，并且对Agent进行调度，对选择了该组的玩家提供一个用户量最少的Agent。同时，它也兼了一个角色管理服务器的功能，发送给客户端当前的角色列表，角色的创建，删除，选择等管理操作，都是在这里进行的。而且，它还是一个用户信息的验证服务器，GameServer需要通过它来进行客户端的合法性验证，以及获取玩家选择的角色数据信息。

(二)技术特性

1-大型室外渲染。如图2所示，可以在游戏场景中建立大型场景，为用户提供了更好得环境体验。DIF模型技术为无缝室内室外提供了可靠得技术支持。集成的GeoTerrain使用高度图生成器以演算方式生成漂亮的连续地形。高度图生成器包含多个算法和断层生成器，山峰与峡谷的局部平滑，隆起和侵蚀效果等等。

2-多重地形纹理融合。在地形上赋予多种材质，每张TEXTURE之间用ADD方式混合(也可以用其他方式，如MODULATE乘法，来制造出不同的效果)。

地形由于十分庞大，需要大量顶点，所以往往占用很多内存空间，为了在地形贴图上节约空间，所以使用了地形纹理的Alpha混合和阴影。看上去不同地点的纹理好像互不相同，地表纹理十分丰富，但其实真正用的贴图是很少的。这样可以产生地表纹理变化多端的视觉效果。

3-静态场景阴影(MissionLight)。静态DIF可计算出场景阴影，对建筑与地面得渲染有很好的表现效果。MissionLight能够提供高质量的柔和阴影。

为了高效处理静态光照，技术平台采用了一种称为“动态遮蔽映射”(dynamic MissionLight)的技术，该技术可以很好地处理静态光照下的投影，但阴影的边缘存在粗糙的锯齿，而且被拉伸的贴图也带来了大量的失真。为了解决阴影贴图边缘的锯齿问题，技术平台又引进了“百分比渐近过滤”(percentage closer filtering，简称PCF)，这样可以一定程度上减弱阴影边缘的锯齿状失真。

4-动态阴影技术。如图3所示，模型可以实现动态阴影技术，与光照效果可产生实时阴影得渲染效果。真正意义上得全实时动态阴影。技术平台的灯光套件增强了光照和模型渲染，通过增加内建的灵活的灯光编辑器和工具，明显提高了游戏的效果和设计效率。新的场景灯光对象可以配置为静态的或动态的，全局光或是聚光灯光，可以照亮多个内景，模型对象以及地形。

5-场景管理器。如图4所示，可以对技术平台的场景模型进行编辑管理。场景管理器可以对天空盒，粒子效果，天气效果，3D音效等等进行管理。

6-界面编辑器。如图5所示，技术平台内置集成界面编辑器，对于界面的建立与调整有很好的效率提升。界面编辑提供了设备INPUT事件处理。

7-模型换装与换肤。如图6所示，技术平台支持模型得换装与换肤，功能应用广泛，角色换装与3D商铺的招牌广告，均可以利用该技术实现DIY交互。一套模型多套纹理贴图。角色只有一个模型，该模型包含了各种服装搭配所需的Mesh模型体，是该角色网格全集.当用户换装时，会动态显示、隐藏一些网格细节。比如发型：有短发、中发、长发；37开、辫子等。这些都是已经做好跟蒙皮完成后的模型一起导出。只是运行时根据用户配置决定显示具体发型对应的网格。

8-动作的混合技术。如图7所示，技术平台网格引擎可以应用多块骨骼的蒙皮动画来提供动态的灵活的角色行为，并且具有多重细节层级.其它的特性包括动态阴影图，网格顶点塌陷动画，和动画混合。通过“混合层”管理动作进行混合处理，设置分别控制各部分骨骼混合标记，当更新骨骼框架时，根据设置，骨骼执行混合后的行为。混合动作用于与其他Sequence动作进行合成，在程序中进行混合，从而显示出新的动作。混合动作属性具有相对性。

9-模型绑定技术。模型间通过自身的NODE节点设置MOUNT位置与方向，使得多个模型可以绑定在一起，并且可以执行正常的模型动作。该技术普遍应用于角色使用道具或者与场景的交互。

10-视频与流媒体。技术平台针对引擎的视频技术进行了大幅度得优化和扩展。现可支持界面视频播放与3D场景内视频播放。采用流式传输的方式在Internet播放的媒体格式。互联网传播最广的流媒体介质。在网络上传输音/视频等多媒体信息，目前主要有下载和流式传输两种方案。A/V文件一般都较大，所以需要的存储容量也较大；同时由于网络带宽的限制，下载常常要花数分钟甚至数小时，所以这种处理方法延迟也很大。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动延时即可进行观看。当声音等时基媒体在客户机上播放时，文件的剩余部分将在后台从服务器内继续下载。流式不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点。

11-音乐与音效。音乐的播放可支持多种格式音频，流媒体文件的支持是互联网得一大趋势。技术平台提供了2D与3D音效的播放。为用户提供多种并全面服务技术。游戏除了创意之外，在游戏的音效上也是需要具备相当高的水准。3D音效更能在声音的距离感上有很好的体验效果。

12-人工智能(AI)。平台拥有专门的人工智能设计。人工智能就其本质而言，是对人的思维的信息过程的模拟。游戏世界中，会使用到很多对于人的行为与思维的模拟，这在游戏开发中是高端技术。人工智能大多可划分为四类，即机器“像人一样思考”、“像人一样行动”、“理性地思考”和“理性地行动”。不同类型的NPC使用的“智能”能力也不相同。

13-物理系统(PhysX)。在PhysX设计之初，它是只支持CPU和PPU物理加速的，不过在被收购之后，NVIDIA通过CUDA架构将其重新编译，并打包进NVIDIA的驱动程序中进行发布。通过CUDA通用接口，PhysX引擎将NVIDIA GPU中的Thread Scheduler(线程管理器)模拟成Control Engine(控制引擎CE)，而Streaming Processors来模拟Vector ProcessingEngine(矢量处理引擎，VPE)，其中CE控制引擎负责任务的指派，相当于PhysX中的主管机构，而真正的物理运算任务则是由VPE矢量引擎来完成，最后通过Data Movement Engine(数据移动引擎DME)输出。通过HAL翻译层来实现软、固质体动力(Soft or Rigid Body Dynamics)、通用碰撞侦测(Universal Collision Detection)、有限元素分析(Finite Element Analysis)、流体动力(Fluid Dynamics)、毛发模拟(Hair Simulation)以及更先进的布料模拟(Cloth Simulation)、自然模拟(Natural Motion)等在内新颖技术。

三、功能简介

1-室内装饰与装潢。用户可以通过平台提供的功能针对室内进行装饰和装潢。室内可应用于个性房间的DIY，商铺内可应用于店铺的装修。

2-角色服饰与发型的更换。技术平台内为用户角色提供了强大的换装技术，用户可以自由设计自己的虚拟角色。

3-交互动作。角色间相互执行动作会很好的增加产品的互动性与趣味性。交互动作包括个体动作与群体动作。

4-好友SNS(Social Networking Services，社会性网络服务)交流。技术平台为好友功能量身定制了SNS的交互方式。可以通过自己的好友了解和认识更多的朋友。传销式的推广方式可以使产品在短时间内聚集大量用户数。这在3D产品内是首创。

5-上传与下载。技术平台可支持用户对于多媒体文件的上传和下载，包括流媒体视频，流媒体音频，图片。平面与影音均有专门的功能体现。

6-高清视频。在平台内，可播放高清视频，将社区类的客户体验带入3D世界中，使得3D平台更具竞争力。

7-音频与广播收听。音频的播放与广播的收听，为用户提供更多的休闲体验。

8-相册与博客。平台为用户提供了相册管理与博客撰写的功能。社区产品中，可以作为个性空间的图文记录；3D商铺中，可以作为商家对于产品的介绍方式。

9-公告板。用户可以为相框或者公告板替换自己喜欢的图片。即可以作为个性化展示，也可以为他人提供商品的浏览。

10-交通工具。场景内可以添置汽车，摩托车，飞机等虚拟交通工具，用户可以亲自驾驶这些交通工具，使得畅游虚拟现实3D世界，变得更加轻松有趣。充分体现3D环境下的景区游览与虚拟世界中的交通便利性。

四、发明内容

本发明的目的是为政府、企业、消费市场构建数字化平台，融合文化创意元素，构建文化商业圈对外品牌形象；为企业品牌提炼新的核心内容，提升商圈服务公众消费需求能力，促进形成全新服务产品链，实现文化商业圈自身经济有效提升，提高公众消费便捷度和文化认知度。

为了达到上述目的，本发明通过对3D引擎原有框架重构、改写和优化，对引擎网络部分、整体客户端结构进行全部重写，包括网络通信，流媒体播放等。可以轻松实现数万人同时在线。针对虚拟现实制订了多种功能，对开发过程中易遇到的问题预留了不同的解决方案，能确保在有效的时间内完成目标工作，大大节省了开发时间。

技术修改也预留了很多扩展性的接口，虚拟社区类的平台通常需要很好的二次开发能力和扩展性能，现有的技术平台为第三方开发商以及用户提供了多种DIY功能，多媒体管理也大大增强了用户动手的能力。另外，经过重写的平台可针对不同的操作平台进行很好的扩展。如今可支持的开发平台已经包括PC、MAC、XBOX、XBOX360、WII、手机。经过优化过的平台，是专门为虚拟社区类产品量身打造的。其中包含了现实世界中，对虚拟世界场景内的交互，虚拟世界中的换装、个性空间的装饰、家具的摆放、SNS好友、虚拟世界中场景浏览、多媒体资源(图片，音频，视频)的管理、媒体资源的播放等等功能。

最后所应说明的是，上述仅用以说明本发明的技术方案而非限制，并对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (1)

1.虚拟购物街以3D图形引擎为基础，由多名优秀技术人员对引擎原有框架重构、改写和优化，对引擎网络部分、整体客户端结构进行全部重写，包括网络通信，流媒体播放等。可以轻松实现数万人同时在线。针对虚拟现实制订了多种功能，对开发过程中易遇到的问题预留了不同的解决方案，能确保在有效的时间内完成目标工作，大大节省了开发时间。技术修改也预留了很多扩展性的接口，虚拟社区类的平台通常需要很好的二次开发能力和扩展性能，现有的技术平台为第三方开发商以及用户提供了多种DIY功能，多媒体管理也大大增强了用户动手的能力。另外，经过重写的平台可针对不同的操作平台进行很好的扩展。如今可支持的开发平台已经包括PC、MAC、XBOX、XBOX360、WII、手机。经过优化过的平台，是专门为虚拟社区类产品量身打造的。其中包含了现实世界中，对虚拟世界场景内的交互，虚拟世界中的换装、个性空间的装饰、家具的摆放、SNS好友、虚拟世界中场景浏览、多媒体资源(图片，音频，视频)的管理、媒体资源的播放等等功能。

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