基于Flash的3D昆蟲標本科普館的開發與建設

陳寅　胡碧晗　安夢琪　李夢薇　閆路娜

摘要：為了滿足公眾對昆蟲科學知識的需求，進一步完善提升數字化昆蟲標本科普館的建設水平，以多年生物學實習教學累積的昆蟲標本為實驗對象，綜合運用3D全景掃描攝影、Flash動畫和Dreamweaver網頁設計等技術，完成了對館藏的111種昆蟲實體標本的3D動畫影像的制作，并在此基礎上，結合昆蟲的實景照片、文字信息等構建一個3D昆蟲科普館。可實現昆蟲特征瀏覽、3D立體形態展示、地理分布等功能，為今后數字化昆蟲科普網站的建設提供重要參考。

關鍵詞：昆蟲標本館;數字化;3D動畫;flash

中圖分類號：TP37 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）13-0234-03

昆蟲是當今地球上分布最廣、種類最多、數量最豐富的生物類群，它們不僅是生態系統中最重要的分解者，也為人類提供了許多食物、藥物和工、農業原料，成為人類生存和發展依賴的基礎[1]。目前國內關于昆蟲的網站雖然具有一定的數量且各具特點，國內的數字化昆蟲館建設起步較晚。其中開展比較早并具有一定影響力的有：中國科學院動物研究所的動物主題數據庫（http：//www.zoology.csdb.cn/），該網具有相對專業的水準，數據庫及檢索功能都很規范合理，特別適用于專業人士進行物種查詢[2]。國外比較重要的昆蟲網站有：insect image （wlqw.insectimages.org），KATYDID insect museum （wlqw.Insectmuseum. com）等，它們都是其各自博物館的官方網站[3]。這些網站不僅擁有大量清晰的圖片，而且都準確地注明了相應的昆蟲的學名及分類地位，可以使瀏覽者十分方便地查找到相應的內容。所以整合高校的生物資源進行昆蟲網站的建設，通過3D手段進行全方位細致的拍攝，建立一個較系統的昆蟲標本網站，該網站通過標本傳遞更多昆蟲信息，貼近高校生物教育以及達到公眾昆蟲科普的目的。昆蟲標本是是國家的財富，是人們認識昆蟲種類，了解其形態特征，開發利用昆蟲資源最直接、最重要的基本信息源。因此，加強昆蟲標本館建設不僅有利于昆蟲學科的發展，研究和保護地球物種遺傳多樣性的重要手段[4]，也是為科普行業增加一份力量。

1網站系統結構設計及構建方法

1.1設計方案

通過多年生物學實習教學累積的昆蟲標本，運用3D全景掃描攝影和Flash動畫制作技術，進行全方位影像記錄，同時結合文獻記載的昆蟲的形態特征、生活習性、分布區域等信息，來構建一個基于網絡的數字化3D昆蟲標本館。

該系統是基于Web技術開發的昆蟲相關知識的科普網站，在開發過程中使用Windows操作系統作為開發和調試環境，在Windows系統的云服務器中存放數據源。網站按照其功能分為昆蟲專區、物種詳解、服務管理等三大模塊，其網站整體系統框架及功能模塊如圖1所示。開發過程中前端網頁使用JQuery、CSS和JavaScript等技術進行開發。

1.2 構建方案

1.2.1 標本來源與錄入

標本主要來源于河北科技大學生物科學與工程學院標本館。

首先對標本館內標本進行統計，分類，共分得8類，111種。再選取保存完好的標本進行拍攝，運用3D全景掃描攝影和Flash制作技術，進行全方位影像記錄，輸出flash動畫。同時結合文獻記載的昆蟲的形態特征、生活習性、分布區域等信息制作一個昆蟲物種的專屬頁面。本研究使用的是廣州盈商電子科技有限公司開發的智能化360度產品拍攝設備——3D自動成像系統，具有拍攝快，成像清晰，輸出格式多等特點[5]。其依靠底部轉盤和一個固定的相機拍攝，采用圖片分段加載技術，加載迅速。可輸出FLASH、HTML、GIF、AVI等多種格式，適用于安卓、蘋果、Windows等平臺，是制作產品3D動畫圖像的便捷工具。

1.2.2 網站開發

主要使用HTML、CSS、JS等語言設計構建了靜態網頁網站;圖像采集利用3D自動成像系統拍攝昆蟲圖像，加以標記、修飾，形成具有一定交互性的flash動畫;Photoshop處理昆蟲圖片;Irfanview批量處理相同格式圖片的大小和質量;利用pixelmap在線制作昆蟲分布情況地圖。Web云服務器負責接收客戶端瀏覽器發送的網頁瀏覽請求，根據用戶的選擇向用戶提供網頁瀏覽數據服務，與用戶交互前端頁面采用HTML、CSS和JS結合實現，在交互過程中使用JQuery框架提高用戶體驗。

2 網站的實現

網站作為科普平臺，建成了蝶蛾專區、膜翅目專區等八個專區，專區下設有二級索引目錄，引入物種介紹，其中包含有昆蟲簡介、flash動畫等基本昆蟲信息，整個網站界面友好、美觀，便于各種人員進行相關信息的瀏覽。

3D昆蟲標本館網站（網址：www.3dkckp.com），已全面建成并實現了在線實時訪問，該網站包括登陸首頁和昆蟲專區、物種詳解、服務管理等模塊構成。

2.1 登錄首頁

3D昆蟲標本科普館網站首頁即登陸主頁面，如圖2所示，包含八個昆蟲專區（蝶蛾專區，膜翅目專區，半翅目專區，直翅目專區，甲蟲專區，蜻蜓專區，螳螂專區，其他）的入口。在網頁左下方還有服務功能展開模塊，提供諸如網站指南、返回首頁、聯系等管理服務。（如圖2）

2.2 昆蟲分區界面

點擊首界面各昆蟲分區的代表昆蟲圖片，即可翻開圖片并獲得各昆蟲專區包含的科、屬、種數等信息。雙擊昆蟲圖片，即可進入各昆蟲專區，如圖3所示，為直翅目專區的界面。點擊該網頁右上角的“具體種類”按鈕，可下拉菜單，搜索查找直翅目特定昆蟲，點擊該物種名稱，即可進入該物種主頁。（如圖3）

2.3 物種信息主頁

物種信息主頁主要介紹了特定物種的中文名、學名、分類地位、生活習性等生物學基本特征，并在網頁右側以多張物種實景照片的形式，輔助展示其形態特征。（如圖4）

2.4 昆蟲標本的3D動畫界面

昆蟲標本的3D動畫展示是本網站建設的核心內容，通過3D動畫的形式直觀展現昆蟲的立體效果。如圖5所示，Flash 3D動畫可展示昆蟲標本不同角度的圖像，通過雙擊Flash圖像，可以調取虛擬放大鏡，可用以觀察昆蟲標本的細微之處，且可以通過移動拖拽鼠標變換觀察部位。另外，點擊動畫下方控制按鈕，實現對圖像旋轉的加速或減速或改變旋轉方向，方便瀏覽者的交互觀察。（如圖5）

2.5 地理分布界面

該頁面用地圖和文字相結合的形式，介紹某物種在世界的地理分布情況。顯示的是碧鳳蝶的世界分布區域。（如圖6）

2.6 詩詞文章頁面

為營造輕松愉快的學習環境，本網站還構建了昆蟲相關詩詞文章頁面。通過古代的詩詞文章、相關傳說等方式，介紹與該昆蟲相關的知識趣聞，讓瀏覽者獲得更多的物種查詢樂趣（如圖7）。

3 小結與展望

本研究在對多年積累的昆蟲標本的整理基礎上，運用3D全景掃描攝影和Flash動畫制作技術，對實體標本進行全方位影像采集制作，同時結合文獻記載的昆蟲的形態特征、生活習性、分布區域等信息，利用Dreamweaver軟件開發構建一個科學性的數字化昆蟲標本科普館，為未來昆蟲科學知識的普及與傳播提供參考。

隨著科技的發展，互聯網、3D全景攝像等技術已廣泛被人們所熟知。因此，建設網絡的數字化、立體化的昆蟲標本館，不僅符合信息化時代特點，同時還可以有效地解決傳統昆蟲標本的不易保存和整理等問題，對昆蟲標本館的發展和國家珍稀昆蟲資源的保護都具有及其重要的意義。

參考文獻：

[1] 范一峰，王義平，黃俊浩.昆蟲標本圖片庫系統的設計與應用[J].實驗技術與管理，2011，28（11）：90-91.

[2] 趙帥，高旭淵，黃芊，等.昆蟲標本館的數字化建設[J].廣西植保，2013，26（3）：35-36.

[3] 楊紅珍，沈佐銳，劉芳，等.昆蟲數字化博物館的建設[J].昆蟲知識，200，44（3）：440-445.

[4] 黃大衛.昆蟲標本館建設與昆蟲系統學的未來[J].動物分類學報，1997，22（4：：338-343.

[5] 3D自動成像系統介紹[EB/OL]. http：//www.winbiz.cn/zh_cn/About.html.[2018-10-30]

【通聯編輯：唐一東】