中国人民解放军某部数字史馆建设方案


1、总体要求

此次研究院数字史馆建设应遵循整体性、稳定性、保密性、可拓展性等基本原则。

a)  整体性

数字史馆建设应从整体出发全面考虑,追溯到1965XXXX组建,1967转隶第二炮兵,2013XXXX2016年更名为XXXXXX院,2017年整合组建XXXXXX院等各个历史阶段。内容涵盖文字、图片、音频、视频,3D虚拟展现等,功能涵盖实时浏览、沉浸式3D全景浏览、实时解说、动态交互、后台管理发布等功能。

b)  稳定性

数字史馆将在XXX网和XXX公网上分别部署,此次开发建设应从部署设计、设备选型、软件开发等环节严格遵守国家、军队以及行业相关标准要求,确保系统稳定运行。

c)  保密性

数字史馆涉及我院整个发展历程和诸多涉密信息,应对涉密信息作降密处理,对重大科研成果版块,一律回避涉密内容和数据;对获奖科研成果,一律不用课题名称;对涉及单位名称的,一律使用代号。同时根据用户权限,严格控制用户浏览访问的数据权限。

d)  可拓展性

在考虑硬件设备满足需求的同时,应兼顾未来持续改进完善的使用需求和计算机技术未来发展,保持设备性能在3~5年内仍可满足常规使用需求;软件平台应提供灵活开放的数据接口,确保未来系统功能的持续完善和不断改进。

建设需求

此次数字史馆建设采用沉浸式自主漫游方式,利用3D引擎和三维技术搭建虚拟展馆,用户可通过第一人称控制的方式,自由地行走参观并可以互动体验展品与展项,凸显3D沉浸式技术的信息传播优势。

2.1 功能需求

a)    网站信息浏览。

具备自动浏览、手动浏览、地图导航、快速导航等四种模式,支持各类信息的检索与查询,支持文字图片的随意放大或缩小浏览具备知识链接查询功能

b)    三维实景展示。

通过3D建模技术制作构建实景数字史馆,支持720度缩放展示、情景再现、视频点播、伴随讲解等功能(见图1)。

图1 三维实景展示

c)    Flash等动画设计。

提供FLASH控件类型,支持FLASH动画播放,同时FLASH也可以通过脚本实现与三维场景互动开发(见图2)。

图2 Flash等动画设计

d)    丰富的展现形式和交互效果。

通过脚本来控制视频的播放、暂停、显示和隐藏等功能。也可以在展项中加入语音介绍,支持wav、midi、mp3、ogg等音乐格式的文件,支持FLV、MPG、MOV或AVI等视频格式。在场景窗口中嵌入文字、图片、网页、视频,语音解说等,结合各种多媒体展示手段,对展品的规格、背景文化进行拓展介绍。支持图文内容、实物展品等实时语音解说(见图3)。

图3 图文展现

e)    后台发布管理。

在不改变原有建模结构的情况下,用户能够对规定区域内展示的内容进行管理和实时更新,可更改文字、图片、视频的内容,可增加文字、图片、视频的数量,可改变图片、文字的大小和摆放位置(见图4)。

图4 后台管理

f)    支持实时导航

通过导航图,参观者将对展馆内部各展区的布局有一个清晰的印象,能明确自身所处位置,方便参观者在浏览过程中快速确定自己的位置,防止迷失方向。通过三维导航图,参观者可以快速的进入到展区中选定的一个目标地点(见图5)。

 

实时导航

g)    支持自主漫游

以第一人称视角、或选择角色以第三人称视角登陆到展馆内部,可通过键盘方向键控制在场景中自主漫游,身临其境的进行参观活动(见图6)。

自主漫游

h)    支持720度实时视角观摩

通过720度观摩,参观者可以自由的旋转缩放感兴趣的物品,从而零距离接触展项。类似单体枪械展示或者实际可以操作的展项,也可以在详细展示中进行操作,包括类似武器、文物展品的剖析等。将展品进行三维仿真,游客可通过鼠标自主操控,旋转调整三维模型的方位及距离远近,与展品进行720度零距离交互观看(见图7)。

三维全景展示

i)    虚拟导游设计

网上虚拟展馆设置在线虚拟导游,导游会对展馆的概况、游览的说明及展项进行介绍。系统提供自动游览和自由游览两种游览方式。自动浏览时,展项设置行走触发,到展品面前时导游词自动播放(见图8)。

虚拟导游设计

2.2 技术需求

2.2.1 网站技术规范

a)    首页制作原则上采用标准网页和Flash场景动画两种技术相结合的方法,应广泛采用网络三维动画互动技术。

b)    平台采用DIV+CSS技术制作,简洁大方,色彩适度,符合WEB2.0标准。

c)    页面宽度为970像素,标志统一置于左上角,标题名称统一为“XXXXXX院网络军史馆”,并与标志统一置于网页顶部醒目位置。

d)    上传的文字、图片、视频资料等要以便于浏览为宜,文字字号不小于12pt,图片采用JPG或GIF格式,视频文件要转换为适于网络播放的FLV格式。

e)    采取B/S结构,支持主流浏览器。

2.2.2 三维建模技术

a)    三维引擎可采用VR-Platform、Unreal Engine3、Virtools、unity3d、Quest3D、CryEngine等主流虚拟现实引擎。

b)    三维实景必须设计成沉浸式浏览模式,可实现自主点击和自动浏览两种参观模式。

c)    三维场景刷新帧率:不小于30帧每秒(渲染500万以上的三角面片);不少于40帧每秒(渲染300万以上的三角面片)。

d)    3D模型一般均按照高精度模型制作,模型的展现精度可根据终端设备配置和网络传输速度自适应匹配。

2.2.3 媒体显示技术

a)   背景音乐贯穿整个参观过程。

b)   配音在点击后播放。

c)   在网上史馆中融入视频播放窗口。

d)   在网上史馆中融入翻书效果。

e)   影像数据格式:支持MIF、TIF、BMP、JPG、GIF、SIT等格式。

2.2.4 场景设计要求

考虑到后期内容添加、布局上应为后期内容拓展预留空间。因此三维虚拟史馆总体设计为多层结构。

一层为序厅、历史沿革、光辉历程内容;二层为专题展厅,例如历任领导、将星闪耀、亲切关怀、英模荣誉、烈士名录、警示录、未来展望等内容。可适度预留部分空间,便于后期新增主题的虚拟布展、内容扩充。(详见数字史馆设计方案脚本)。

场景中浮雕和油画等内容需由开发方自主创新设计,形式新颖、重点突出、主题鲜明、内容全面准确,整体风格体现军种特色。

2.2.5 主要色调

红色:军旗色,充满军旅气息,代表朝气和活泼,体现艺术的动感和感染力。

灰色:象征着庄重、大气,代表着人民解放军的庄严神圣。

灯光烘托上采用暖色调,实时光影效果,地面反射,墙面灯光效果。

2.2.6 操作功能菜单-场景导航

以导航图的形式展示出场景及内部构造的方位构成,黄色箭头能够实时显示在场景中的位置以及方向,导航图内分别标有各个展厅入口的位置的热点触发按钮,点击能够切换到对应展厅,以方便控制自主漫游线路。

2.3   性能指标要求

a) 信息处理能力

系统可根据终端设备配置和网络带宽自适应,浏览播放流畅,无卡顿;

二维地图刷新时间≤2秒;

三维地图刷新时间≤3秒;

信息平台系统常规操作响应时间≤1秒;

一般查询时间≤2秒。

b) 数据存储查询能力

数据存储容量≥10TB

数据查询响应时间≤2秒;

检索方式≥2种,字段检索和全文检索。

c) 系统负载能力

同时支持在线用户数≥300人;

系统支持用户并发数≥200人;

系统连续工作时间≥4000小时。

d) 信息载入能力

各类信息浏览支持文本、图片、音频、视频等多媒体显示;

信息页面载入时间≤1秒;

点击播放音频后等待时间≤1秒;

点击播放视频后等待时间≤2秒。

2.4 其他需求

a)  数据库管理要求

数据库管理具有身份验证、权限设置、操作审计等安全措施;

数据录入手段简单、方便;

删除、覆盖等关键数据操作具有确认提示信息。

b)  可扩展性要求

预留数据类型扩展接口,可扩展数据类型;

系统设计采用模块化结构,可扩充模块功能。

c)  安全保密要求

系统运行的网络环境符合军队的安全保密技术体制和要求;

资料审批程序正规、符合保密要求。

d)  可用性要求

人机交互界面操作方便、使用灵活;

系统界面清晰,接口标准,可读性好,维护方法简单、便捷。

e)  用户体验要求

应有实时使用说明和详细提醒等功能,针对计算机操作不熟练者的应用体验角度,所有操作功能均可用鼠标左右键完成。

2.5 研制周期

合同签订2内。

总体设计

3.1 总体框架

根据“XXXXXX院数字史馆”建设设想,其基本框架由数据采集、创意设计、开发平台、前端展示、后台管理等五个部分组成(见图9)。

 9总体框架

3.1 实施步骤

a)   明确基本需求;

b)   确定详细需求(内容、界面、交互等需求);

c)   数据收集、整理以及实施计划的确认;

d)   展馆设计(对整个展馆进行规划设计,例如:场馆外景、布展设计,提供设计原型和图片小样);

e)   三维场景制作(利用3DS MAX、MAYA等工具对场馆进行建模、贴材质) ;

f)   将模型导入到3D开发引擎 ;

g)   在3D引擎中对模型进行整理调整、布局实时光照效果 ;

h)   内容与界面设计制作(文字编辑、图片编辑、视频剪辑、音效处理等,对启动界面、工具按钮等设计制作);

i)   制作交互(通过C#、javascript、playmaker等技术制作交互内容) ;

j)   测试试运行(通过SDK发布成WEB形式,供用户浏览访问) 。

 

3.2 建设模式及基本内容

数字史馆应在局域网络平台进行技术研发。主要分3D虚拟展馆和平面网页展馆两种模式建设。

3.2.1 三维虚拟展馆

以三维第一视角方式浏览。主要包括虚拟空间建设、网络软件平台开发、维护系统建设以及文字、图片、语音、视频、展柜、实物镶嵌等。支持720度缩放展示、情景再现、视频点播、伴随讲解等功能,对展馆图文内容、实物展品等进行语音解说,嵌入相关宣传片、视频,实现在真实的三维展览空间中,用户可以自由行走参观并可互动体验。

3.2.2 平面网页展馆

采用点击网页链接、平面阅读的形式浏览,通过建立导航栏可分别浏览不同类别的网上信息,实现浏览统计、全站检索、交流讨论、技术支持等功能模块。

3.2.3 基本内容

页面设置包括网站首页、展馆概况、展览展示、客户留言、参观导向、内容检索。主页面适当设置一些动画效果,突出参观者浏览时的视觉感。实物模型均可实现720度旋转。研究院数字史馆为虚拟馆,需要设计一个独立建筑,室内展陈面积1900余平方米。可分为上下两层。一楼为主要布展“前言”“历史沿革”“发展历程”等内容;二楼主要布展“重大科研成果”“典型英模”“重要荣誉”“历任领导”等内容。具体内容如下:

一楼门厅内为“序厅”:

a) 序厅中央设主题雕塑(科研助力导弹腾飞);(需设计雕塑)

b) 序厅雕塑前设“前言”(以书卷形式展现内容);

c) 序厅正面墙设“院训院风”(忠诚、敬业、求是、创新);

d) 厅左右两侧设大型浮(可用院办公楼大厅东西两侧墙壁浮雕)

一楼“序厅”与“正厅”连接通道:

a) 通道侧墙设“历史沿革”(以图表形式展示);

b) 通道另一侧墙设油画(反映科研人员集智攻关)。需创作油画一副)

一楼正厅(第一展厅):

第一部分

a) 展出图片、实物166副(件),展柜7个。

b) 播放录像2处,一处为部队转隶后当事人口述历史录像需采访录像);一处为H场景(约7分钟)。

c) 制作Y三维互动场景一处。

d) 实物模型4个(D1D2D3D4)。

第二部分

a) 展出图片、实物249幅(件),展柜8个。

b) 播放录像1处,***飞行弹道显示(约4分钟)。

c) 沙盘1处,为D3阵地和发射场三维穿越式场景一处,(有动作,配音效,可互动)。--反映1978年和1980年两次缩时发射。

d) 实物模型2个,一个是“ZD-2000”第一代汉字微型计算机,一个是***探测设备。

第三部分

a) 展出图片、实物247幅(件),展柜9个,展台5个。

b) 播放录像1处,为***演习场景、发射视频(约4分钟)。

c) 播放幻影成像录像1处,为**8技术示意(约8分钟)。

d) 三维火箭发射场景一处,为D15发射测试过程演示(可互动)。

e) 实物模型4个(D11D15D21、长剑10导弹)。

第四部分

a) 展出图片、实物252幅(件),展柜7个,展台4个。

b) 播放录像1处(约4分钟)

c) 幻影成像展示XXXXX侦查过程。

d) 学科专业和实验室布局动画示意图

e) 实物模型3个(XXXX,XXX,XXX

第五部分

a) 展出图片、实物336/件,展柜8个,展台9个。

b) 播放录像1处(约4分钟),XXX当选院士。

c) 场景1处(有音效、可互动),反映监理远程专家值班制度和外场试验建设。(或新型阵地设计方案)

d) 实物模型2个(******)。

另外可预留一至两个展示区。

二楼正厅(第二展厅):

重大科研成果

a) 展出图片、实物30幅(件),展柜5个。

b) 制作获得国家级(特级和一级)奖励项目展台4个。

c) 制作其他科研成果证书展柜5个。

d) 制作科研成果电子展示屏1个。

(以上电子屏展示项目,能够后台增加新内容)

历任领导

a) 制作电子屏滚动屏显示历任领导名录。

(以上电子屏展示内容,能够后台增加新内容)

典型英模

a) 展出图片、实物30幅(件),展柜5个,雕塑1个。

b) 制作先进单位(受全国、全军和火箭军表彰单位)电子屏滚动展示。

c) 制作先进单位锦旗、证书展柜3

d) 制作***雕塑三维模型(已有的人物模型)

e) 制作先进个人电子屏

f) 制作革命烈士墙

(以上电子屏展示内容,能够后台增加新内容)

人才荟萃

a) 展示图片、实物30幅(件),展柜2个。

b) 录像3个(分别采用******院士录像和2018年院年终晚会给30年科技贡献奖颁奖录像)

c) 制作科技人才电子屏展示内容

d) 制作将星璀璨电子屏展示内容

(以上展示电子屏内容,能够后台增加新内容)

3.3运行环境

a)  网络环境

数字史馆采用B/S架构,根据平台内数据密级的不同,信息平台分别运行于“xxxx网”和 “xxxx公网”,服务器部署于XXXXXX院中心机房,“xxx网”部署平台加载秘密级及以下数据,“xxx公网”部署平台加载机密及以下数据,用户通过网络终端浏览器访问信息平台。

网络带宽:XXX100M网络接入;XXXX办公网≥1000M网络接入

b)   硬件环境

服务器初步采用1高性能国产服务器,硬件配置如下:

CPU核心数≥4核,主频≥2.5GHz

内存≥32G

应用服务器硬盘容量≥5TB,数据库服务器硬盘容量≥20TB

c)   软件环境

操作系统:64Windows server 2008

Web服务器:Tomcat 7

数据库:Oracle 11g

Java运行环境:JDK 8

终端浏览器:firefox(火狐浏览器)51.0及以上。

3.4部署与应用方式

a)  部署方案

XXX”和“xxx公网”分别用1台服务器部署该系统。此外,可以通过外挂磁盘阵列设备的方式实现数据存储扩展。

b)  应用方式

系统完成部署后,将分别在“xxxx网”、“xxx公网”上设立相应链接。部署的系统将对外开放秘密级以下相关文字、图片、音视频、3D展馆等内容和相关功能,终端均可以访问浏览该平台。

c)  数据采集方式

所需要的信息资源由项目组提供数据录入标准和途径,涉及各单位的信息资源,由相关单位按照数据采集标准准备相关表格,统一录入系统;涉及到研究院的信息资源,由项目组统一录入数据。

3.5关键技术及解决途径

a) 实时渲染技术

光影是三维场景是否具有真实感的最重要因素,因此对于光影的处理是数字展馆建设的核心技术之一。可以利用3dsMax中各种全局光渲染器所生成的光照贴图,使得场景具有非常逼真的静态光影效果。支持的渲染器包括scanline , radiosity, lighttracer, finalrender, vray,mentalray

b) 超大规模的场景组织和渲染能力技术

通过多种优化算法,保证大规模场景的组织与渲染效率。无论是场景的自主漫游、自动漫游,还是场景中的热点交互,其加载速度均要保证一定的流畅性。

c) 高压缩比传输技术

在保证可视质量前提下保证200:1的压缩比传输技术,使得大型场景的在线浏览轻松自如。

d) 动态下载技术

支持网络数据动态加载,实现场景大量数据的实时计算,提升数据加载速度。

e) 数据库关联技术

通过ADO数据库接口,与SQL/SERVERACCESS数据库进行连接,从数据库中存取模型、动画、贴图以及各种数据查询信息,以实现场景数据的后台动态更新,信息检索、信息查询等功能。


项目方案