交互式多媒体软件的设计与开发
来源:用户上传
作者: 白伟伟 余佩
摘要：作为多媒体技术和虚拟现实技术的杰出产物，交互式多媒体软件在商业、教学等领域发挥着日益突出的作用。介绍了交互式多媒体软件的相关概念，并以摄像机交互演示软件为例，提出了一种基于Virtools的交互式多媒体软件的设计与开发方法。
关键词：交互式多媒体软件；多媒体技术；Virtools
中图分类号：TP316.5文献标识码：A文章编号：16727800（2012）009009702
1交互式多媒体软件概述
交互式多媒体软件是指在多种软硬件平台的支撑下，将文本、图形、图像等多种形式的信息进行合理化整合，形成具有双向交互功能的软件产品。
交互式多媒体软件最根本的特征是交互性。这一特征使用户由被动接收信息变为主动去控制信息的流向以及速度等，满足了用户的参与意识，体现了用户的主体性，给予人们参与、互动、创造的体验。非线性是交互式多媒体软件的另一个重要特征。交互式多媒体软件突破了线性限制，用户可以根据自己的个人情况选择先了解什么，后了解什么，使信息的获取更灵活。
交互式多媒体软件的应用极其广泛，现已渗透到教育教学、商业展示、电子出版等多种领域。教育教学领域是交互式多媒体技术应用最为成熟的领域之一，交互式多媒体课件、交互式教学平台都得到广泛应用，日益成为计算机辅助教学、远程教育的重要手段。在商业展示领域，传统的产品展示多使用实物图片或视频的方式，虽然画面可能更为真实，但无法让购买者根据自己意愿了解产品，产生更强的购买欲望，而交互式多媒体软件突破了这一瓶颈，使用户可以自由随意地了解产品的细节。
2交互式多媒体软件的设计
在设计交互式多媒体软件的界面时除考虑美观以外，更重要的是要注意界面的组件、布局要能保障交互行为的顺利进行。就该软件而言，交互界面可以尽量简洁大方，不能仅为追求界面的美观性，引入较多干扰信息，造成界面污染。
在进行内容设计之前首先要对产品的用户需求进行大致分析。摄像机交互演示软件的功能主要有：一是在教育教学领域作为摄像机学习的虚拟实验器材；二是在新型摄像机即将面世时，作为产品展示和体验的工具。因此，该产品的用户主要是摄像机初学者及潜在购买者。这些用户的使用目的都是对摄像机产品的结构、功能、操作有所了解，所以，在该软件产品的设计中要兼顾结构、功能、操作这三方面的内容。
在该交互式多媒体软件中，三维模型是整个软件的核心，模型的真实性与精细程度直接影响软件的整体效果和用户的体验感受。因此，该软件设计最核心的部分便是高精细建模，这就要求模型要足够精细，必要的细节要充分表现，能给用户最真实的视觉感受，在最大程度上满足用户的探究欲望。
交互式多媒体软件的重点是交互，该产品设计的关键便是交互功能的设计。该设计即是为满足用户对摄像机产品结构、功能、操作的了解。具体设计如下：①通过键盘对摄像机进行移动、旋转、缩放，从而向用户全方位展示摄像机结构；②通过鼠标光标移动显示介绍部件名称及使用方法的菜单，使用户对摄像机各部件功能有所了解；③通过鼠标点击打开、关闭LCD显示器或镜头盖，调节聚焦环、变焦环、IRIS刻度盘，并在LCD显示器上显示调节效果，安装、卸载电池、P2卡等。这一系列交互功能使用户可以对摄像机的基本操作进行练习。
3交互式多媒体软件的开发
3.1开发平台
Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级三维动画软件，它可以提供完美的三维建模、动画、特效和渲染功能。Maya软件提供的建模方法有Nurbs建模、Polygon建模、细分建模等，开发者可以根据自己的建模习惯及模型特点选择合适的建模方法。此例中选择Polygon建模建立摄像机模型，可以保证较高的精细程度，操作也相对简单方便。
Virtools是法国交互三维开发解决方案公司Virtools开发的一款虚拟现实开发软件。它不需要编写代码，直接通过用鼠标拖放、连接互动行为模块（BB）实现交互，大大降低了软件开发难度。Virtools开发的作品除了可以编译成单机运行的可执行文件以外，还可以保存为网页格式，这对于软件的发布与推广是非常有益的。
3.2建立模型
摄像机的整体结构看似复杂，但只要根据它的结构特点把它分解为若干独立的小部分则会大大简化建模过程。在制作过程中，可以先做形状较为规则的部件；之后不规则的部件则由规则的形状通过加线、挤压等变换而来。在分别将各个部件制作成型后，将它们组接起来，并对细节部分进行完善，最后对一些部件进行组合或者合并。
在摄像机粗模建成后，根据模型不同部件的材质特点，如摄像机机身为亚光塑料材质，镜头为玻璃材质，选择不同的材质球，在属性编辑器中设置色调、亮度、反射率等参数后将其赋予机体相应的部件。这一部件的材质特点便表现出来了。
材质的添加并不能体现模型的全部特点，因此还需添加纹理。首先，从Maya中依次导出要贴图的部件并导入Unfold 3D等专业软件进行展UV；将展UV后的物体重新导入Maya并替代模型中的同一物体；从Maya的UV编辑器中导出该部件的UV坐标，然后导入Photoshop等绘图软件中，绘制物体的表面特征与细节；最后，将绘制好的贴图赋予该物体。
在添加灯光时不仅要保证照亮模型的所有细节，同时要有助于营造立体感。为了达到更好的视觉效果，场景中往往需要多个灯光的配合，如采用三点布光，在一些特殊的情况下往往还要加上一些效果光。
通过上述一系列步骤之后，模型建立工作就完成了。将其从Maya中导出为Virtools软件可以识别的.nmo格式文件。
3.3实现交互
将从Maya中导出的.nmo格式文件导入到Virtools软件中，接下来进行交互功能的实现。
通过键盘按键对模型进行移动、旋转和缩放。其中，移动和旋转要用到的BB有Switch on Key、Translate、Rotate。Switch on Key是通过键盘按键来控制相应动作的BB。缩放过程用到的BB有Switch on Key、Bezier Progression、Set Zoom。Bezier Progression用来控制缩放速率；Set Zoom用来设置焦距值。 通过鼠标光标移动显示模型各部件简介菜单。该过程用到的BB有Keep Active、2D Picking、Op、Binary Switch、Delayer、Hide以及Show。其中，Keep Active是使整个流程始终保持等待的活跃状态，即使流程已执行过。
通过鼠标点击打开关闭LCD显示器和镜头盖。使用到的BB有Mouse Waiter、2D Picking、Op、Test等。2D Picking可以得到鼠标所在物体的名称及屏幕上的位置参数，把得到的参数进行传递从而触发相应的预设动作。
通过鼠标点击安装卸载电池与P2卡。使用到的BB主要有Wait Message、Move To。Wait Message为等待鼠标点击动作，Move To将电池或P2卡送到指定位置。通过鼠标点击调节按钮或旋钮并演示前后效果变化是根据鼠标的单击或双击动作决定旋钮的调节方向，同时，在LCD显示屏上显示相应调节后的效果图。
脚本编辑好后，通过“Trace”命令观测模块执行情况，通过该测试找出流程不能正常执行的故障点并改正，可采用两种方法进行软件发布，一种是以.vmo格式保存，同时选择Create Web Page，以.html格式导出，只需要安装播放插件便可以网页的形式使用软件；另一种是使用Virtools Make Exe插件将其转换成.exe格式，并应用软件封装工具制成客户端可执行程序，安装在用户计算机中便可直接使用。至此，该交互式多媒体软件的制作便完成了。
4结语
随着交互式多媒体软件应用的日益广泛，交互式多媒体软件的界面将更加追求个性化设计，如信息呈现方式的多样化、人机交互的艺术化。与此同时，交互式多媒体软件的设计理念和交互理论的运用也将更为成熟，创作和开发工具也将呈现多样化的趋势。总之，随着交互式多媒体技术的日益成熟，交互式多媒体软件必将更为完善，更能满足用户的个性化需求。
参考文献：
[1]邓永坚.MAYA光与材质的视觉艺术[M].北京：人民邮电出版社，2008.
[2]陈志刚.产品三维数字化原型的交互式展示设计研究[D].无锡：江南大学，2010.
[3]杨久俊，顾邦军.基于Virtools的虚拟实验设备的设计与开发[J].科技信息，2011（2）.
[4]张剑利.以 Virtools为基的交互式产品虚拟展示技术研究[J].现代制造工程，2010（5）.
（责任编辑：余晓）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-4289987.htm
