青阳腔数字虚拟馆的研究与开发.docx

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青阳腔数字虚拟馆的研究与开发

JIUJIANGUNIVERSITY

毕业论文

题目青阳腔数字虚拟馆的研究与开发

英文题目TheResearchandDevelopmentof

QingYangQiangDigitalVirtual

Museum

院系信息科学与技术学院

专业计算机科学与技术

姓名宁文盼

班级学号A081115

指导教师代君

二○一二年五月

摘要

中国是一个多民族的国家，悠久的历史和灿烂的古代文明为中华民族留下了极其丰富的文化遗产。

当前，随着经济的全球化和社会的现代化，我国文化遗产的保护显得越来越重要。

青阳腔因形成于青阳县而得名；青阳腔与徽州腔驰名于明清两代，誉为“徽池雅调”，成为“天下时尚”的新调。

然而，由于战争、瘟疫和外来文化冲击等多种原因，青阳腔日渐式微，基本上已从舞台上消失，濒于灭绝，急需抢救、保护和传承。

数字虚拟馆是可以在互联网上“参观的”的数字化的展示物和展馆，是采用计算机技术设计的虚拟馆。

青阳腔数字虚拟馆的开发可以让人们更好的了解青阳腔，更加了解青阳腔保护的紧迫性。

本虚拟馆主要用3dsMax、flash和photoshop进行开发设计。

本文主要讲述青阳腔数字虚拟馆的主要开发过程，通过对青阳腔数字虚拟馆的设计过程和开发过程，从实践出发对青阳腔数字虚拟展示方式及效果进行了研究与开发。

关键词:

数字虚拟馆,青阳腔,多媒体网站

Abstract

Chinaisamulti-ethniccountry,longhistoryandsplendidancientcivilizationoftheChinesenationhasleftbehindrichculturalheritage.Nowadays,withtheglobalizationoftheeconomyandsocialmodernization,ourculturalheritageprotectionisbecomingmoreandmoreimportant.QingyangcavityduetoforminQingyangcountyandthename;QingyangandHuizhouintheMingandQingDynastiescavitycavitycelebratedthetwogeneration,knownas"ChiYaemblemtone",become"theworldoffashion"newtone.However,duetothewar,plagueandtheimpactofforeignculturesandmanyotherreasons,Qingyangcavityisdeclining,basicallyhavegoneawayfromthestage,wasonthebrinkofextinction,bebadlyinneedofrescue,protectionandinheritance.DigitalvirtualmuseumisontheInternetcan"see"thedigitaldisplayandexhibitionhall,istheuseofcomputertechnologytodesignthevirtualmuseum.QingyangcavitydigitalvirtualmuseumdevelopmentcanmakepeoplebetterunderstandQingyangcavity,moreunderstandingoftheurgencyoftheprotectionoftheQingyangchamberof.

Thisvirtualmuseumwith3dsMax,flashandPhotoshopdevelopmentanddesign.ThispaperismainlyaboutQingyangcavitydigitalvirtualmuseummaindevelopmentprocess,throughtotheQingyangcavitydigitalvirtualmuseumdesignprocessanddevelopmentprocess,startingfromthepracticeofQingyangcavitydigitalvirtualdisplaymethodandeffecttoundertakeresearchanddevelopment.

Keywords:

DigitalVirtualMuseum,QingyangCavity,MultimediaWebsite

目录

摘要I

AbstractII

1绪论

1.1课题背景

（1）

1.2课题研究的意义

（2）

1.3课题研究的基本内容和目标（3）

2开发工具的选用与介绍

2.13DMax的介绍（3）

2.2flash的介绍（4）

2.3Photoshop的介绍（6）

3概念设计

3.1课题分析（7）

3.2课题策划（7）

3.3虚拟展览馆的规划（8）

3.3数字虚拟馆的框架介绍（8）

4详细设计

4.1素材的收集阶段（10）

4.23dsMax建模阶段（10）

4.33dsMax材质和灯光阶段（19）

4.43dsMax动画阶段（25）

4.5flash网站构建阶段（26）

5测试与维护

5.1细节的完善（37）

5.2性能测试（37）

5.3扩展及发展方向（38）

致谢（40）

参考文献（41）

1绪论

虚拟展馆从进入新世纪以来便逐渐成型。

在中国，从08年的奥运会、10年的世博等国际化大型展览，再到日常大大小小的展览展示活动中，虚拟现实的应用日渐臻熟。

网上虚拟展馆不仅仅是现实世界中实体展馆的简单复制，而是实体展馆社会价值的补充和扩展，比起实体展馆，它除了方便之外，要更详细，更具体，充满光线变化且多角度。

和实体馆相比，网上虚拟展览馆更加方便，展现方式更加多样化，而且还可以和游客互动[1]。

虽然现今的世界已然变成一个地球村，但并非每一个人都可以花费昂贵的交通住宿费用去参观和游玩每一个景点，尤其是科技馆、博物馆等知识含量高而分散的场所。

网上虚拟展馆则可以让每一个人都“走遍世界”，不管是大英博物馆，还是法国的卢浮宫，又或者中国的故宫，轻轻点击鼠标，便可以完成游览的过程，虽然对于发烧友们来说可能还是有不能身临其境的遗憾，但对于广大普通民众而言，既能达到满足心愿的目的，也使自己获得知识，对于孩子的教育也是颇为有益[2]。

对于博物馆方来说，也可以收取低廉的门票或植入广告作为收入的补充。

当然，随着网上虚拟展馆开发技术的成熟，其商业价值也将会得到进一步的利用和开发。

届时，各种大型的商品展览会将在网络上召开，成为商品展览会的重要的和经常性的运用，人们足不出户挑选商品的希望将会实现——不是平面的，而是立体且更具互动性的，到时你会发现，你似乎真的在某条大型步行街上逛游。

总之网络三维虚拟展馆将成为未来最具价值的展示手段。

这一点，是毋庸置疑的！

1.1课题背景

2010年，具有158年历史的世博会在中国上海首次以三维游园的形式搬到网上时，人们还质疑此举是否有些哗众取宠，但不久之后，质疑之声被一片赞叹之声所取代，网上世博会弥补了世博场馆被拆永不复苏的憾事，让观众不受时间与地域的限就可身临其境般地游玩整个世博园区。

与实体展馆相比较，网上展馆从自主性、便利性、互动性、呈现方式、空间量等等方面均有所超越，比如从便利性上，利用网上展馆，不出门便可以随时浏览。

而实体馆则需到目的地，并且有些场馆还需要购票入场；从互动性上，网上展馆可以利用多媒体技术，以文字、声音、图片、视频及3D模型等等多种手段，充分调动起游客的积极性，而实体馆则仅仅是通过导游或辅助设备进行一些简单的互动[3]。

因此网上的虚拟展馆以各种优势快速发展，而且所用的技术也越来越成熟,展示的方式越来越多样化。

本虚拟馆利用很多的多媒体技术和互动性，能够充分展示青阳腔的文化特色，让更多的人感受下青阳腔，更加了解青阳腔文化，也是对青阳腔的一个传承。

1.2课题研究的意义

青阳腔作为中国的传统戏曲，在明代广为流传，创造了独特的腔、滚结合的歌唱形式——滚调，实现了戏曲上的重大变革，在我国戏曲发展史上启者承上启下的作用。

而且青阳腔是徽剧的前身，徽剧又是京剧的前身，所以说青阳腔是京剧的鼻祖，被誉为戏曲的活化石，对我国戏曲的发展做出了重大贡献。

如今政府对非物质文化遗产的保护加大了重视，青阳腔作为我国第一批国家级非物质文化遗产，越来越受到瞩目。

为了让更多的人感受到青阳腔文化的魅力，了解杰青阳腔的文化特色，建设更多的青阳腔展览馆就很有必要了，但是相比数字虚拟馆，实体馆的开发成本太高，而且还需要消耗大量的人力资源和物质资源，展览过后拆除还是个问题，造成巨大的资源浪费。

与实体馆相比虚拟展览馆有如下优点：

（1）与传统展览展会形式相比，网络展览馆具备多重优势。

首先是节约低耗。

（2）网络展馆展浏览便捷。

网络展览不受时间、空间限制，不需要购票入场，只要有网络的地方，用户即可以随时随地上网浏览展览内容。

（3）网络展拥有更广泛的受众。

网络展览打破必须前往实体展馆才能观看的局限性，能够吸引更多的用户在线参展浏览。

（4）网络展览具备展期长效的优势。

它不受场地限制，理论展期可以无限延伸，能够较长时间保存，并可以供用户下载客户端，长期浏览体验功能。

（5）网络展览与观众之间的互动性强。

可利用多媒体技术，以文字、声音、图片、音频、视频及三维、虚拟现实等多种手段，丰富用户体验方式，并能实现在实体展览中无法实现的体验效果，充分调动起观众的参展积极性。

1.3课题研究的基本内容和目标

本课题主要实现的是在互联网上展示几个展览馆，每个展览馆都有不同的内容。

用户可以点击按钮进入展览馆，浏览和参观里面的内容，起到虚拟展览的目的。

由于进入和出去的过程都是三维动画，所以人们浏览网页的时候会觉得自己是在浏览一个三维的空间，这样能够更好的展示青阳腔文化。

而且里面有很多多媒体方面的展示，用户能更好的接受展示的内容和吸引更多的人浏览。

首先展览几个展览馆和展览馆所在的地形需要在3dsMax中制作好，并赋予材质和打上灯光，然后通过渲染出图，把弄好的图片放到flash中做出网页。

每个进入退出展馆的动画也需要在3dsMax中渲染出逐帧动画，然后在放到flash里面链接调用。

有了这些就可以把大体的框架在flash中做好。

之后的内容很多是多媒体方面的展示，就需要flash和photoshop，有的展示物体和道具就还需用到3dsMax进行制作。

2开发工具的选用与介绍

本课题主要用到的软件如下：

3dsMax、flash、Photoshop。

3dsMax主要是用于设计展馆的模型还有渲染动画，flash主要用于构建交互，Photoshop是用作素材处理。

2.13dsMax的介绍

3DStudioMax，常简称为3dsMax或MAX，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。

其前身是基于DOS操作系统的3DStudio系列软件，最新版本是2012。

在WindowsNT出现以前，工业级的CG制作被SGI图形工作站所垄断。

3DStudioMax+WindowsNT组合的出现一下子降低了CG制作的门槛，首选开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作，例如X战警II，最后的武士等。

在应用范围方面，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。

拥有强大功能的3dsMax被广泛地应用于电视及娱乐业中，比如片头动画和视频游戏的制作，深深扎根于玩家心中的劳拉角色形象就是3dsMax的杰作。

在影视特效方面也有一定的应用。

而在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3dsMax的使用率更是占据了绝对的优势。

根据不同行业的应用特点对3dsMax的掌握程度也有不同的要求，建筑方面的应用相对来说要局限性大一些，它只要求单帧的渲染效果和环境效果，只涉及到比较简单的动画；片头动画和视频游戏应用中动画占的比例很大，特别是视频游戏对角色动画的要求要高一些；影视特效方面的应用则把3dsMax的功能发挥到了极致[4]。

3dmax（简称max）软件，由国际著名的Autodesk公司的子公司Discreet公司制作开发的，它是集造型、渲染和制作动画于一身的三维制作软件。

从它出现的那一天起，即受到了全世界无数三维动画制作爱好者的热情赞誉，max也不负众望，屡屡在国际上获得大奖。

当前，它已逐步成为在个人PC机上最优秀的三维动画制作软件。

2.2flash的介绍

Flash，是一种创作工具计算机软件，目前最新的零售版本为AdobeFlashCS5.5Professional（2011年发布），现在已经有FlashCS6Professional提供测试版本的下载。

AdobeFlashProfessionalCS5为创建数字动画和交互式Web站点提供了功能全面的创作和编辑环境。

Flash广泛用于创建吸引人的应用程序，它们包含丰富的视频、声音、图形和动画。

可以在Flash中创建原始内容或者从其它Adobe应用程序（如Photoshop或Illustrator）导入它们，快速设计简单的动画，以及使用AdobeAcitonScript3.0开发高级的交互式项目。

设计人员和开发人员可使用它来创建演示文稿、应用程序和其它允许用户交互的内容。

Flash可以包含简单的动画、视频内容、复杂演示文稿和应用程序以及介于它们之间的任何内容。

通常，使用Flash创作的各个内容单元称为应用程序，即使它们可能只是很简单的动画。

您也可以通过添加图片、声音、视频和特殊效果，构建包含丰富媒体的Flash应用程序。

Flash的前身是FutureSplashAnimator（也有被称为SchockwaveAnimator），在出现时它仅仅作为当时交互制作软件Director和Authorware的一个小型插件，后来才由Macromedia公司出品成单独的软件。

曾与Dreamweaver（网页制作工具软件）和Fireworks（图像处理软件）并成为“网页三剑客”。

Flash随着互联网的发展，在Flash4版本之后嵌入了ActionScript函数调用功能，使互联网在交互应用上更加便捷。

该公司及旗下软件于2007年被Adobe公司收购并进行后续开发。

（Macromedia最后一个版本为Flash8，Adobe收购后第一个发布的版本为FlashCS）

但是AdobeFlashProfessional仅仅是FlashCS5工具套件当中的一个产品。

除了FlashProfessional之外，Adobe还提供了FlashCatalyst和FlashBuilder。

FlashCatalyst是一个设计工具，它无需编写代码即可快速创建富有表现力的界面和交互式内容。

FlashBuilder（以前称为FlexBuilder）是适合于开发人员（而不是动画师或设计师）创建交互式内容的以代码为中心的环境。

尽管开发平台不同，这3种工具最终都将生成相同的结果——Flash内容（SWF文件）。

FlashSWF文件在浏览器上的Flash播放器中、浏览器外面的桌面上的AIR（AdobeIntegratedRuntimem，Adobe集成运行环境）中或者在移动电话上运行。

Flash特别适用于创建通过Internet提供的内容，因为它的文件非常小。

Flash是通过广泛使用矢量图形做到这一点的。

与位图图形相比，矢量图形需要的内存和存储空间小很多，因为它们是以数学公式而不是大型数据集来表示的。

位图图形之所以更大，是因为图像中的每个像素都需要一组单独的数据来表示。

要在Flash中构建应用程序，可以使用Flash绘图工具创建图形，并将其它媒体元素导入Flash文档。

接下来，定义如何以及何时使用各个元素来创建设想中的应用程序。

Flash是一个非常优秀的矢量动画制作软件，它以流式控制技术和矢量技术为核心，制作的动画具有短小精悍的特点，所以被广泛应用于网页动画的设计中，以成为当前网页动画设计最为流行的软件之一。

2.3Photoshop的介绍

Photoshop是adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一，集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意，图像输入与输出于一体的图形图像处理软件，深受广大平面设计人员和电脑美术爱好者的喜爱。

Photoshop的功能特色如下：

从功能上看，Photoshop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。

图像编辑是图像处理的基础，可以对图像做各种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。

也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。

这在婚纱摄影、人像处理制作中有非常大的用场，去除人像上不满意的部分，进行美化加工，得到让人非常满意的效果。

图像合成则是将几幅图像通过图层操作、工具应用合成完整的、传达明确意义的图像，这是美术设计的必经之路。

photoshop提供的绘图工具让外来图像与创意很好地融合，成为可能使图像的合成天衣无缝。

　校色调色是photoshop中深具威力的功能之一，可方便快捷地对图像的颜色进行明暗、色编的调整和校正，也可在不同颜色进行切换以满足图像在不同领域如网页设计、印刷、多媒体等方面应用。

特效制作在photoshop中主要由滤镜、通道及工具综合应用完成。

包括图像的特效创意和特效字的制作，如油画、浮雕、石膏画、素描等常用的传统美术技巧都可藉由photoshop特效完成。

而各种特效字的制作更是很多美术设计师热衷于photoshop的研究的原因。

3概念设计

概念设计包括课题分析、课题策划和展览馆的功能规划，首先是对课题分析要达到怎样的效果，然后是对课题的设计过程进行策划，之后规划出每个功能模块和整个虚拟馆的框架。

3.1课题分析

首先，作为网络上的数字虚拟馆，最最基本的功能是要把你的内容通过各种多媒体手段展示出来。

对于本课题，需要展示它的文字介绍，图片信息，影视资料和青阳腔文化的一些道具。

这样可以从多个方向让人们了解青阳腔文化。

文字介绍主要包括青阳腔的起源、发展、特点、现状和对青阳腔的保护工作，图片展示包括青阳腔的一些剧照、脸谱、道具。

影视资料包括展示一些青阳腔的视频介绍，经典的青阳腔戏曲。

然后是展示青阳腔的一些道具，文化产品和其他能够代表青阳腔文化的东西。

然后这些东西通过网络这个媒介向人们展示出来，这样就需要把上面所需要展示的东西做到网站上面去，为了展示的东西更有吸引力这样就需要加入三维技术。

3.2课题策划

首先，需要收集素材，想要设计出展览馆来展示青阳腔文化就需要收集青阳腔文化的一些文字素材和图片素材，非物质文化展览馆的一些素材，以及需要用的的材质素材，制作网站的图片素材。

第二步，利用收集的素材对展览馆进行设计，在3dsMax中设计出每个展览馆的室外模型和室内模型，然后对模型进行灯光和材质处理。

渲染出效果图，和每个过场动画。

第三步，利用Photoshop对素材和效果图进行处理，为之后的flash提供所需的图片。

第四步，利用flash把网站的框架搭建好，在把素材导入，之后实现每一个功能。

3.3虚拟展览馆的规划

为了把每个功能模块划分开来，整个虚拟馆分成三个展览馆，分为文化馆、实物馆、互动馆，每个馆负责一定的功能模块。

文化馆包括：

文字展区、图片展区、影视展区。

文字展区展示的是关于青阳腔的文字介绍、文化背景、发展传承、青阳腔的主要特色、青阳腔的现状以及保护工作。

图片展区主要展示青阳腔的一些剧照、脸谱、道具图片。

影视展区用来播放青阳腔的影视资料。

实物馆主要展示的是在3dsMax建模好的一些青阳腔的文化产品、道具和其他能代表青阳腔文化的东西。

互动馆里面是一些小游戏，为了给浏览者轻松一下。

然后是对每个分馆进行规划，文化馆外形设计为中式建筑，里面有一个大厅和三个展厅分别对应文字展区、图片展区、影视展区，大厅为每个展区的入口。

实物馆也设计成中式建筑，室内为一个大的展厅放置各种虚拟物体。

互动馆设计成中式的Q版建筑，室内也是一个展厅，有互动游戏。

3.4数字虚拟馆的框架介绍

青阳腔数字虚拟馆的主页是群山环绕的三个分馆和一个大门入口，点击大门经过一个过场动画之后进入到三个展览馆的入口。

主页图如图3-1所示。

图3-1主页

三个展馆的入口有三个按钮，点击后分别进入到文字馆、实物馆、互动馆。

展馆入口如图3-2所示。

图3-2展馆入口

点击每个展馆的入口按钮后会进入到每个展馆，总的参观流程图如图3-3所示。

图3-3流程图

4详细设计

青阳腔数字虚拟馆的详细设计包括以下几个阶段：

素材收集阶段：

收集青阳腔文化的一些文字素材和图片素材，非物质文化展览馆的一些素材，以及需要用的的材质素材，制作网站的图片素材；

3dsMax室内室外建模阶段：

对三个展览馆的外形、所在地形、门、桥梁等模型进行建模设计以及每个展览馆室内设计出模型；

3dsMax灯光和材质阶段：

对模型赋材质和灯光；

3dsMax动画阶段：

利用摄像机推拉制作每个过场动画，并渲染出图；

Photoshop网站素材整理阶段：

对构建flash网站所需的一些素材进行调整、整理；

Flash网站构建阶段：

利用上面所得到的东西构建flash网站；

测试和维护阶段：

测试和维护构建的flash网站。

4.1素材的收集阶段

通过网络收集一些网络展览馆的展示方式以及特点，另外利用搜索工具收集一些古代建筑的图片素材和非物质文化展览馆的图片素材

收集了一些青阳腔文化的一些文字资料，加深了解青阳腔文化。

收集了一些需要在3dsMax中需要的模型图片，材质图片。

4.23dsMax建模阶段

这个阶段整个项目的基础，很重要和很有难度。

首先需要参考收集的资料，设计出每个展览馆的外形和室内陈设构造，这需要了解古代建筑的一些构造和展览馆的结构。

首先是主页地形的模型设计，在3dsMax中创建一个平面，长宽各为450m，然后转变成可编辑多边形进入点级别，调整点的位置，使地形看起来平滑一点，之后利用NURMS细分把面数增加，增加到10000个面左右。

然后在修改面板里面利用推拉和松弛工具在平面上制造山地和河床[5]。

推拉工具制作山地如图4-1所示。

图4-1推拉工具制作山地

制作好了地形后开始对各个展览馆进行建模。

开始文化馆的建模，首先制作文化馆的屋顶，中式建筑的屋顶比较复杂，先创建一个长方形，再把它转变成可编辑多边形，进入到点级别，调整点的位置做成一个顶梁。

顶梁上的石头装饰是利用二维线条画出其轮廓，用二维线条画出石头装饰的轮廓如图4-2所示。

图4-2用二维线条画出石头装饰的轮廓

对二维线条的点进