基于網絡的手機定制系統的實現方法研究

摘要：首先分析了基于網絡的手機定制特點和現狀，并從用戶個性化在線配置角度分析了目前主要基于文本和二維圖形的網絡化定制系統中存在的問題，進而對其系統結構、三維模型構建、系統集成等關鍵問題進行了研究并分析了其中的關鍵技術。結合典型手機產品開發了原型系統，該系統用一種比VRML更加優越的新的Web3D實現技術——Cult3D實現了網絡三維產品的虛擬展示。經實際應用證明，該系統可有效地提高定制產品的客戶滿意度，進而提高企業的競爭力。

關鍵詞：定制；手機；虛擬展示；交互式；Cult3D

中圖法分類號：TP391文獻標識碼：A

文章編號：1001－3695(2006)09－0030－03

隨著信息技術和我國移動通信的發展，人們對手機的消費需求不斷增加。從我國目前現狀看，每年移動通信平均增長速度高達100%[1]。國內手機競爭日趨激烈，市場結構日益細化，用戶對手機的需求也越來越復雜，這些因素直接影響到手機設計風格的變化，而這種改變主要是由手機消費人群的改變引起的。以往的手機消費者主要集中在中高端客戶，這部分人群更注重手機的實用功能，對外觀的關注相對較少。但隨著手機普及率的提高，用戶群已經擴大到青少年人群，這部分客戶對手機外觀的關注度更高，因此外形設計和實用功能成為手機的兩大賣點。除此之外，高端技術、適宜的價格以及知名品牌等均影響著用戶的購買行為[2]，而吸引用戶的往往就是以上因素之一。因此，了解用戶需求并將這些需求反映到手機設計當中就非常必要了。尤其是隨著網絡技術的發展，僅通過文本或二維的電子商務形式已不能滿足用戶的需要[2]，而三維的、可視化的[3]、交互式的展示更能直觀地將手機全部信息以最高效的方式傳遞給用戶，直接對未來手機生產和銷售企業有著非常重要的現實意義。相關機構預測，在未來幾年，將會有20%的手機定制用戶群[4]。

1Cult3D技術特點［5，6］

Cult3D是由瑞典的Cycore公司推出的一種嶄新的流式網絡三維技術，其內核是基于具有跨平臺特性的Java，這使它不僅容易被Web設計者理解和被現有的瀏覽器識別，而且可利用Java來增強交互和擴展，為系統的進一步開發留有余地。相對于VRML而言，Cult3D在開發網上三維數字產品方面具有如下一些優點：

（1）渲染效率高

VRML文件直接以文本形式保存模型數據，導致其在展現高畫質對象時使文件體積呈幾何級數增大，而為了網絡實時傳輸的需要，采用優化器以減少面片或分段數等做法又直接導致渲染質量的下降。Cult3D則很好地解決了這一兩難問題，它采用自主的先進壓縮技術且支持多重陰影效果、貼圖和雙線性濾鏡，其文件體積小、下載速度快，并能保證良好的畫面質量，因此非常適于在非理想網絡環境下進行實時動態的產品展示。

（2）交互性好

在交互性能的實現上，Cult3D采用基于Java的內核，對三維虛擬對象的交互行為設計不僅可在其開發平臺上進行，還可利用Cult3DJavaAPI來自主開發和定制交互控制事件。而VRML需要借助EAI和SAI以及VRMLScript，JavaScript語言腳本進行開發。相比而言，Cult3D方法更加方便和有效，功能也更強大。

（3）跨平臺性

Cult3D技術生成的文件有著非常好的跨平臺性，它不但可以無縫地嵌入到HTML頁面中實現在線發布，還可以離線發布到AdobeAcrobat，MSOffice等應用程序中。用Cult3D創建的物體幾乎可在所有操作系統的網絡瀏覽器中被流暢讀取。

（4）開發環境優

VRML雖以文本文件格式保存便于再編輯，但未對數據進行有效封裝，在缺乏良好的可視化開發環境下，手工構造場景模型十分困難和煩瑣。而Cult3D的設計步驟簡單、開發效率高、實現速度快，集成開發環境更具人性化和條理化。

2手機定制系統分析

2．1手機定制系統模型

三維產品定制設計可以分為兩個階段，即面向大規模定制的產品開發階段和面向客戶需求的快速設計階段。其中，前一階段具體的體現通常是企業的產品平臺，后一階段則是根據客戶的個性化需求。在前一階段形成的產品平臺的基礎上通過變型設計或配置設計獲得個性化的產品，它是后一階段的基礎[7]。

圖1為基于平臺開發策略的手機定制設計流程模型。①在產品平臺的基礎上，針對細分市場的客戶群需求，將現有產品分成若干類型，通過對平臺小部分或局部（如色彩、功能）的改變，進行相關功能、結構或參數的任意組合設計，也可以直接選擇現有的滿意的產品。由于功能參數和組成模塊是產品平臺中的基本構成單位，因此基本能夠為特定客戶配置出最終的產品。②根據客戶需求將其定位在相應的客戶群內，以便利用該客戶群所對應的變型產品。在變型產品的基礎上利用現有的設計資源，以可替換件配置規則為主要工具進行滿足客戶個性化需求的產品快速配置。

2．2手機定制系統組件構成

由以上的分析可知，原型和拼裝是定制系統設計時的重點。根據手機的形態特征分為直板式、翻蓋式、滑蓋式三種。這三種手機按照其使用功能主要包括以下公有組件：顯示屏幕、鍵盤及天線。對于每一不同類型的手機又有不同的公有組件，如翻蓋手機中又包括上蓋、機身、單屏、雙屏。如圖2所示，將各種類型手機組件進行分類后，對其公有組件就可進行定制了。

2．3手機定制總體流程

通過對用戶進行需求分析可以明確：用戶通過該定制系統，選擇手機的形態、色彩、功能等定制模塊，進行組合優化，從而提交一套個性化的產品定制方案。因此，系統應包括手機選型、形態分類、手機定制、交互展示、定制提交這五個主要部分。手機選型模塊可以將眾多的手機從總體風格上劃分為原型、拼裝、委托三大類型。這樣的劃分可以從大的層面迅速區分用戶群，從而使手機的定制可以在不同的消費層級上深化。形態分類模塊是將各種手機的形態歸結成直板、翻蓋、滑蓋三種類型，使得用戶可以根據自己的喜好進行選擇。同時這也是對用戶選擇的一種約束，因為目前生產廠家不可能為某一客戶提出的任意一種手機外形進行生產，而經銷商也不能保證各種款式的手機均有存貨。手機定制模塊可以讓用戶從手機的色彩、材質、功能三個方面進行選擇與自由組合，最終獲得自己滿意的方案。交互展示模塊通過將手機交互模型嵌入到瀏覽器中，讓用戶能夠對其進行縮放、旋轉、改變顏色等，從而全面查看手機的內在與外在特性。定制提交模塊是讓用戶在確定定制方案后，向廠家或經銷商發送產品訂單，如圖3所示。

通過圖3可以設計出系統的邏輯結構。用戶進入主界面以后，在手機選型模塊里選擇定制類型；然后在形態分類模塊選擇手機的外形（直板、翻蓋、滑蓋），拼裝定制需要對組件庫中的組件進行選擇拼裝；接下來的工作流程非常相似，進入定制模塊，自由選擇色彩、材質和功能的定制方案，在交互展示模塊查看模型。當客戶滿意后，通過定制提交模塊完成整個定制過程，如圖4所示。

3手機定制系統的關鍵技術

3．1仿真模型的建立與交互展示技術

所有的建模均有不同的應用領域軟件，而虛擬模型要解決兩個關鍵問題[8]，即模型轉換和幾何模型的建立。現在比較成熟的如SolidWorks，UG，Pro/E，CATIA等主要面向制造業。而仿真模型需要專用的文件格式，用這類軟件開發的數字模型具有準確的集合尺寸，可用于指導生產加工，但是受文件格式的限制，不能或不便于直接在網上進行瀏覽。為此，可將這類3D數字模型通過該類軟件本身自帶的導出接口導出成IGES格式，然后導入到專業三維造型軟件（如3DMAX或Maya）中進行貼圖和渲染。在模型導入到Cult3D中之前，需要安裝插件Cult3DExporterfor3DMAX或Cult3DExporterforMaya，此輸出插件支持從主流動畫制作媒體中將模型文件導出為Cult3D中間文件格式，這樣3DMAX或Maya就能將3D模型輸出成Cult3DDesign的C3D格式。

在交互性能的實現上，Cult3D采用基于Java的內核，不但可以直接在Cult3DDesigner中完成基本的交互動態展示，還可以通過Cult3DAPI開發程序，利用JavaScript進行編譯。將它應用于Cult3D對象，使用戶可以利用熟悉的Web用戶界面如按鈕和下拉列表框控制Cult3D對象的外觀和行為，使用戶通過鼠標拖拽對象，從不同角度真實地了解到手機的外形、顏色和功能，甚至更換產品的顏色、紋理或將其組合或拆分，大大豐富了三維瀏覽時的交互效果。具體流程如圖5所示。

3．2手機定制系統的實現

手機定制模塊的功能是：讓客戶自由地選擇手機的形態、色彩、材質以及實時查看相應的價格。本系統采用B/S模式設計，綜合應用ASP（ActiveServerPages），JavaScript，HTML，網絡數據庫等技術構建一個提供Web服務的門戶網站。整個系統通過網絡環境集成產品搜索、在線展示、產品定制等核心功能，并通過信息管理、訂單管理、產品數據管理等完整的電子商務模塊完成B2C/B2B模式的定制。其中技術上主要實現微軟的ASP動態網頁技術與Cult3D網絡三維瀏覽技術以及網絡數據庫的集成，應用ASP及網絡數據庫技術實現定制結果的在線保存與訂單生成，Cult3D技術將定制的手機模型實現網上三維可視化展示和交互。客戶在完成產品的定制活動后，將激發訂單生成事件，用戶選擇通過表單形式（Form）發送到數據庫，然后由數據庫讀取相應數據在頁面上自動生成。服務器端通過表單來接收客戶的請求，并將訂單已經生效的信息反饋給用戶，這樣用戶就完成了客戶化的產品訂購過程，如圖6所示。

4系統的開發與應用

這次開發的定制系統屬于用戶界面原型系統，而對交互式系統來說，用戶最關心的往往是用戶界面，包括菜單格式、輸出格式和操作命令的使用等，所以人機界面設計就十分重要了。由于該定制系統面對的是一般的大眾人群，因此必須讓界面美觀簡潔、互動性強、易學易用。在這里，用戶依次選擇色彩、材質、功能等選項，同時會在相應的文本框中顯示出價格；選擇完畢后，點擊“手機總價格”查看整機定制的最終價格；然后點擊“虛擬產品展示”，則查看交互模型；最后點擊“定制確認”，提交訂單，完成定制。系統界面如圖7~圖9所示。

5結論

本文討論了基于網絡的手機定制系統開發過程中的若干關鍵技術和系統的主要構架，提出了模塊化和三維可視化瀏覽的定制設計方法。使用3DMAX和Cult3D建立產品模型，通過Cult3D實現場景交互，使用ASP技術實現客戶端與服務器端的通信及對數據庫的操作。建立了手機在線定制系統，使用戶在網上瀏覽手機三維全貌的同時，能有效地進行個性化選擇定制。

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作者簡介：

李曉玲(1971)，女，陜西西安人，講師，博士研究生，主要研究方向為計算機輔助工業設計、虛擬仿真；陸長德(1938)，男，內蒙古人，教授，博導，主要研究方向為計算機輔助工業設計；薛艷敏（1974），女，河南人，講師，博士研究生，主要研究方向為工業設計、電子商務及人機界面。