i3d

I3D,英文全稱為“Interactive three dimensions”,亦稱之為“互動式3D”，是指一種可以在本機或Web上實現實時人機互動的三維計算機圖形及其技術。簡單地說，I3D技術就是VR（虛擬現實）技術和人機互動技術的融合後產物，其實現需要相關的硬體和軟體（有時還需要感測器）等共同完成。

基本介紹

• 中文名：創意3D
• 外文名：Ideal 3D
• 簡稱：i3d
• 開發商：浙江優創信息技術有限公司
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定義

I3D，英文全稱“Ideal 3D”,中文叫做“創意3D”，是浙江優創信息技術有限公司歷時3年開發研究的平台軟體，目前包括：1、I3D PS（演示大師）2、I3D PI（互動大師）3、I3D PE（體驗平台）4、I3D DPM2000 （大屛融合系統）5、I3D DS（立體成像系統）6、I3D BG （體感支撐平台）系列產品，後續還在繼續開發中。

I3D主要技術標準

互動式3D遵循互動式電子技術手冊(Interactive Electronic Technical Manual，IETM)的要求。互動式電子技術手冊是為了應對新產品在設計、生產、操作、維護和訓練過程中產生的大量技術信息數據的挑戰而提出的一種提高產品全生命周期技術信息管理能力的關鍵技術。IETM綜合運用多媒體、資料庫、網路等技術，將內容複雜的操作、維修和訓練等信息，按照有關標準組織管理起來，對新產品操作、維護及訓練具有重 要的輔助作用。目前IETM在國外軍事及民用領域都已有廣泛的套用，已經成為工業信息化技術研究和套用熱點之一。

I3D還遵循S1000D規定。S1000D是由歐洲航空航天和國防工業協會(ASD)和美國航空工業協會(ATA)共同制訂的國際標準。S1000D在美國及北約的軍事及民用領域有著廣泛的套用，是目前發展最快的IETM 國際標準。S1000D提出了2個核心概念：數據模組(Data Module, DM)和通用 資源資料庫(Common Source Data Base，CSDB)，用來保證IETM間的信息共享與交換。S1000D將IETM中的信息劃分為描述性信息、維修步驟信息、故障隔離信息、維修計畫信息、機組成員信息、零部件信息、戰場損傷評估和修覆信息、布線信息、過程控制信息、饋電路信息和數據處理信息等多類信息。這些技術信息以DM的形式存儲在CSDB中， 並以XML作為文檔交換格式。在S1000D中，3D模型與音頻、視頻、動畫一起作為多媒體對象，可以像插圖、表格一樣插入數據模組，存儲在公共源資料庫(CSDB)中。3D模型是指使用3D動畫、CAD和VR技術，實現系統部件的裝配、拆卸和功能演示的可視化。3D模型可以是產品的整體視圖，也可以是零部件的互動式動畫或腳本動畫。

I3D主要技術

VRML技術

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）是一種計算機界面技術。從本質上講，虛擬現實就是一種先進的計算機用戶接口，它通過給用戶同時提供諸如視覺、聽覺、觸覺等各種直觀而又自然的實時感知互動手段，最大限度地方便用戶操作，從而減輕用戶的負擔，提高整個系統的工作效率。虛擬現實利用計算機生成一種模擬環境（如飛機駕駛艙、操作現場等），通過多種感測設備使用戶“投入”到該環境中，實現用戶與該環境直接進行自然互動的技術。這裡所謂的模擬環境就是利用計算機生成的具有表面色彩的立體圖形，它可以是某一特定現實世界的真實體現，也可以是純粹構想的世界。

20世紀80年代初，美國VPL Research公司創始人Jaron Lanier提出了虛擬現實的概念。之後Aukstakalnis和Blatner對虛擬現實作了如下定義：虛擬現實是人們對計算機及其複雜的數據進行可視化以及互動操作的一種方法。虛擬現實技術是指利用計算機系統和虛擬現實硬體和軟體所構成的虛擬現實環 境，並通過多種虛擬現實互動設備使參與者投身於該虛擬現實環境中。“在該環境中直接與虛擬現實場景中事物進行互動，產生身臨其境的感受，使人在虛擬空間與自然世界得到同樣感受，在虛擬現實環境中，真實感受視覺、聽覺、觸覺以及智慧型感知的直觀而又自然的效果”。虛擬現實技術作為計算機領域的前沿科技，是融合了寬頻網路、多媒體和人工智慧的高新技術，是把握未來網路、多媒體以及人工智慧的關鍵技術。其套用最初主要集中於飛行模擬訓練、虛擬戰場環境仿真、數據模型可視化、娛樂，現在已經擴展到人們生產生活中的許多方面。

虛擬現實VR(Virtual Reality)是近幾年來信息技術迅速發展的產物，它是一門在計算機圖形學、計算機仿真技術、人機接口技術、多媒體技術和感測技術的基礎上發展起來的交叉學科。它是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機系統，其基本方法和目標是集成並利用高性能的計算機軟、硬體及各類感測器，創建一個使參與者處於一個身臨其境的、具有完善的互動作用能力、能幫助和啟發構思的信息環境。

3DMAX 技術

3D Studio Max，常簡稱為3ds Max或MAX，是Autodesk公司開發的基於PC系統的三維動畫渲染和製作軟體。其前身是基於DOS作業系統的3D Studio系列軟體，最新版本是2012。在Windows NT出現以前，工業級的CG製作被SGI圖形工作站所壟斷。3D Studio Max + Windows NT組合的出現一下子降低了CG製作的門檻，首選開始運用在電腦遊戲中的動畫製作，後更進一步開始參與影視片的特效製作。

Quest3D

Quest3D是一個容易且有效的實時3D建構工具，能在實時編輯環境中與對象互動。在Quest3D里，所有的編輯器都是可視化、圖形化的。您可以將檔案存成螢幕保護程式、執行檔案或網頁。

包含多種.X輸出器，如MAX,MAYA,Lightwave,AutoCAD等；

可輸入檔案格式：WAV, MP3, MID, 3DS, X, LWO, MOT, LS,MD2, JPG, BMP, TGA, DDS, PNG等。

Flash技術

嚴格意義說是是基於二維的套用。由於它檔案量小，形式新穎動人，在網際網路上頗受青睞。

1．模擬物體的三維展示

分別拍攝展示物體在某個二維平面里的各個角度照片，一般拍攝十幾幅即可，當然拍的越多越精細。然後把這些序列照片處理好以後導入到FLASH中作成一個MC，然後在場景中，通過按扭和ACTIONs cript控制MC的播放，達到使物體前後旋轉的效果，還可以加上放縮和滑鼠互動功能。

2．模擬場景的三維展示

分別拍攝展示場景在環視360度里的各個角度照片，一般拍攝十幾幅即可，然後把這些序列照片處理成一張前後連續的圖片，導入到FLASH中作成一個MC，然後在場景中，通過按扭和ACTIONs cript控制MC的位置，達到使場景前後旋轉的效果，還可以加上放縮和滑鼠互動功能。

3．點線面的三維模擬

在FLASH中通過精確控制點的位移來達到模擬三維空間的真實效果，還可以加上貼圖顯得更加真實，較為複雜。

視頻的播放在網路上播放專業視頻，一直讓人頭痛，FLASH支持*.MOV視頻的導入，再配上聲音，也能以假亂真。

Cult3D技術

Cult3D 是一種嶄新3D 網路技術，並不在新的語言上有所創新，而是利用現有的技術。Cult 3D由兩部分組成，一部分編寫3D 素材，另一部分用於解讀3D素材, 將最終結果無縫地嵌入到Html中。它讓你把圖象質量高和速度快並有實時互動的物體送到所有的網際網路用戶手上。是全新的Web3D技術，一個跨平台的3D引擎，其目的是在網頁上建立互動的3D物件。利用Cult3D技術可以製作出3D立體的產品，利用Cult3D可以以視覺的方式呈現不同的事件和功能的互動性，互動能力強，採用流的形式，檔案較小，效果較好。可以旋轉，放大，縮小，體現真實的物體屬性。對於窄帶網的套用，Cult3D展示產品最好的解決方案之一，Cult3D的檔案量非常小(20K-200K)，卻有近乎完美的三維質感表現。對於一般的瀏覽器只需安裝一個外掛程式，即可即時瀏覽。

SVG

SVG是一種開放標準的矢量圖形描述語言。使用SVG，可以在網頁上顯示出各種各樣的高質量的矢量圖形，支持很多您想像得出的功能：幾何圖形、動畫、漸變色、濾鏡效果等。最關鍵的是：它是完全是用普通文本來描述的！也就是說：這是一種專門為網路而設計的基於文本的圖像格式。這種文本又是基於xml（Extensible Markup Language）的！前途的確不可限量。

今後的網路上將會有更多標準格式的圖形檔案存在：GIF、JPEG、PNG、SVG。SVG標準是由眾多廠商和W3C（World Wide Web Consortium）共同制定的，目的就是為了要在網路上創建一種新的、大家認同的、可擴展的、開放的圖形格式。這些廠商都是業內知名的企業：包括Adobe、Apple、Autodesk、BitFlash、Corel、HP、IBM、ILOG、INSO、Macromedia、Microsoft、Netscape、OASIS、Open Text、Quark、RAL (CCLRC)、Sun、Visio、Xerox等。他們也紛紛推出了自己開發的相應的瀏覽軟體和外掛程式。而且他們的很多主流產品也都開始支持SVG輸入或者輸出。

（1）基於xml標準

xml是公認的下一代網路標記語言，擁有無窮的生命力。SVG則是在最開始設計的時候就基於xml，這使得它具有一種先天的優勢，並且同HTML、CSS、DOM、XSL、Javas cript、CGI一樣，成為新的標準。

（2）高質量的圖像

由於基於矢量，使得圖像的質量得到大大的提高。放大、縮小以及各種特效都比點陣圖的表現 要好，在列印的時候，完全可以以印刷質量輸出圖片。

（3）靈活易用的檔案格式

SVG主要由3個部分組成：矢量圖形、點陣圖和文字。而由於檔案格式是文本的，那么更改起來是非常方便的，在頁面運行的過程中，我們也可以對很多部分做修改。而其中的圖形描述可以被任何人重複的使用。

（4）支持互動

由於支持SMIL（synchronized multimedia integration language），用戶可以自由的同SVG中的元素完成一些互動的動作，從而完成既定的目標，這一點是目前的圖片所完成不了的。

（5）文本就是文本

現在，您將有機會查找"圖片"中的字元，是不是很不可思議呢？

（6）其它

可以內嵌字型、圖片；眾多開發工具支持；可以輕易的同網頁上的腳本做互動；檔案相對來說，相當小等等。

JPEG2000

JPEG 全名為Joint Photographic Experts Group，它是一個在國際標準組織(ISO)下從事靜態影像壓縮標準制定的委員會。它制定出了第一套國標靜態影像壓縮標準：ISO 10918-1 就是我們俗稱的JPEG 了。

JPEG 2000， 正式名稱為"ISO 15444" ，同樣是由JPEG 組織負責制定。

JPEG2000的原理：

JPEG 2000 與傳統JPEG 最大的不同，在於它放棄了JPEG 所採用的以離散餘弦轉換(Discrete Cosine Transform) 為主的區塊編碼方式，而改採以小波轉換(Wavelet transform) 為主的多解析編碼方式。小波轉換的主要目的是要將影像的頻率成分抽取出來。

JPEG2000的優點：

1、JPEG2000 作為JPEG升級版，高壓縮（低比特速率）是其目標，其壓縮率比JPEG 高約30% 左右。

2、JPEG2000 同時支持有損和無損壓縮，而JPEG 只能支持有損壓縮。無損壓縮對保存一些重要圖片十分有用。

3、JPEG2000 能實現漸進傳輸，這是JPEG2000的一個極其重要的特徵。也就是我們對GIF 格式影像常說的"漸現"特性。它先傳輸圖像的輪廓，然後逐步傳輸數據，不斷提高圖像質量，讓圖象由朦朧到清晰顯示，而不必是像現在的JPEG 一樣，由上到下慢慢顯示。

4、JPEG2000 支持所謂的"感興趣區域"特性，你可以任意指定影像上你感興趣區域的壓縮質量，還可以選擇指定的部份先解壓縮。這樣我們就可以很方便的突出重點了。

I3D套用

工業創意設計

當今世界，市場競爭愈演愈烈，製造企業都面對著一個急需解決的實際問題，那就是一件產品往往要經過多次反覆的試製才能進入市場，產品開發時間太長。以往已經實施的技術和過程變革，仍無法在縮短上市時間上取得實質上的突破，不能適應當今市場瞬息萬變的需求。而納金網的3D產品設計和仿真系統則可以有效的幫助傳統設計與製造企業解決這個問題。

計算機三維仿真是以多種學科理論為基礎、以計算機及其軟體為工具進行實驗研究的方法體系，它體現了實驗思考的方法，用以探索複雜系統深層次的機理和規律性，具有科學的先驗性，可以幫助求出已經建立的數學模型和改進現有的模型，已成為替代實物製造和實際測量的重要工具。

傳統的方法是由工程師設計出產品，並製造出原型，然後進行測試和驗證。如果產品達不到規定的要求，就反反覆覆地進行了這一過程，直到滿意為止。而憑藉3D設計與展示技術，工程師可以先在計算機上建立產品模型，對模型進行分析，然後改進產品設計方案，用數字模型代替原來的實物原型，進行分析、試驗、改進原有的設計。這樣常常只需製作一次最終的實物原型，使新產品開發一次獲得成功。例如，拉鏈製造企業可以套用納金網的“拉鏈三維仿真系統”進行拉鏈外觀和內部結構的創意設計。如圖所示，在三維方式模擬拉鏈的開合過程中，系統會根據特定的設計給出拉鏈的各項性能指標，顯著起到了縮短開發新產品周期，降低成本的目的，提高了產品的質量與市場競爭力。

當然，用戶也可以通過靜態參數輸入對話框變更靜態參數，以修改原先的設計方案，包括對拉鏈色彩、外形、材質和內部細微結構的改進，如上圖所示。

用戶還可以線上檢測自己設計方案各項專業技術指標，為改進提供參考依據。如圖所示：

企業通過這種虛擬形式下的產品開發，就能對客戶的需求變化作出快速靈活的反應，實時呈現設計製作的效果圖。並且完全按照規定的時間、成本和質量要求快速的將產品推向市場。

互動式三維電子商務平台

企業的商品以三維互動的形態展示在用戶的面前，讓用戶能身臨其境地真是感受到商品的每一個細節，用戶可以依據自身的喜好，對所展示的商品進行分拆、組裝，或更換其顏色、材質和式樣，甚至可以進行線上試穿（鞋服類的）、試用（家居類的），如圖所示。試想，用戶在選中自己喜歡的家居產品時，他（她）可以在虛擬的類似自家居室環境裡試行擺放、並任意改變商品顏色，以尋求最合適的顏色匹配和擺放方式，這是一種多么至酷的體驗啊.

倘若用戶想購買創新的工業設備，以配合該企業的技術革新活動，他（她）再也不用耗時費錢往現場跑了，他（她）只要登錄納金網上的商品展廳，就可以一覽無餘——不論是選定設備的外觀還是它的內部結構，連細節都不會錯過。如果用戶要看商品外觀，他（她）只要按住滑鼠左鍵並拖動，就可以從任意角度觀察商品，如圖所示；假設用戶還要細看商品的內部結構，他（她）可以點擊圖中左上角的“內部展示”圖示，用與觀察商品外觀相同的辦法觀看。

技術可視化

企業可以製作自己的三維動態“產品手冊”或說明書，將產品的外觀、構造、性能、優越性和操作特點一一演示給自己的用戶。也可以將這類演示資料用於企業內部的新進員工培訓，以及引進新技術、新設備的套用前培訓。

工業自動化套用

工業企業可以套用I3D技術實現工業自動化線上操控。如物料配比、溫度設定、水位異動等技術的精確控制可視化和實時線上操控。

礦難營救指揮套用

工礦企業可以套用I3D技術實現危機可視化管理。如，井下瓦斯超標預警，礦井結構異常變動預警，井下人員作業位置跟蹤，最佳逃生和營救路線指揮等可視化的、實時的、動態的指揮管理系統。

人物仿真套用

將人像仿真系統與基於I3D技術的展示系統相結合，實現遠程採購服裝、鞋帽的三維可視化互動和用戶線上自我設計的功能。

I3D手機嵌入式軟體

這是一款套用Web3D和全息技術的手機嵌入式軟體。藉助於I3D技術，用戶來電顯示的圖像將是三維全息影像。

歷史文物保護套用

I3D技術目前已經開始套用於重大歷史文物的保護方面，主要的套用方法，是套用I3D技術在計算機虛擬環境中再現文物的真實形態，保存文物的各類數據。當文物因天災人禍毀滅時，人們可以通過I3D技術及其歷史數據，還原現實。

軍事指揮套用

將I3D技術和WEB技術、感測技術相結合，目前已經被國內外軍事領域廣泛套用。例如美國的紅旗軍事演習指揮系統。

醫學臨床研究

I3D技術的套用，為醫學臨床實驗提供了仿真的互動環境，可以避免不必要的實體臨床。

電力行業培訓

通過I3D PS（演示大師）、I3D PI（互動大師）、I3D PE（體驗平台）可以進行工程仿真、事故仿真以及操作仿真，已經在多個變電站套用。例如寧波市供電局高壓試驗培訓模擬系統、浙江省教培多媒體設備檢修課件系統等。

金融行業培訓

I3D PS（演示大師）、I3D PE（體驗平台）的套用，可以為金融行業提供現場再現、業務培訓、系統重用等要求。目前已套用：餘姚信用社業務流程演示系統。

設備三維展示

通過對I3D PS（演示大師）、I3D PI（互動大師）、I3D PE（體驗平台）的套用，可以對複雜的產品結構進行拆封分析。一般套用於展會、產品發布會、展廳、商場等。例如：GIS設備演示系統

水利行業

通過對I3D PE（體驗平台）的套用，可以實現水利工程的實時可視化狀態顯示及遠程互動控制。

旅遊行業

可以通過I3D PE（體驗平台）的套用，對導遊專業的學生進行更直觀的培訓，也可以用於景區的宣傳，方便顧客事先通過虛擬場景進行體驗。

房地產行業

通過I3D PE（體驗平台）的套用，地產商可以通過地產漫遊讓購房者直觀的看到樣板房、通過仿真技術讓顧客親眼看到幾年後才建成的小區，體驗小區優美的風景，還可以讓顧客在電腦上選戶型。

場景演練

通過I3D PE（體驗平台）的套用，提前展示真實場景風貌，輔助審批設計，虛擬漫遊、身臨其境感受活動現場。主要套用於大型活動開幕式和應急演練。