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摘 要：21世纪是教育方式进步的新时代。在教育领域，传统的以平面教学为主的教学方式，不利于学生对一些立体结构的认知。而在课堂中引入3D模型，可以有效激起学生对课程的兴趣，取得更好的教学效果。文章将简略介绍网页3D在教学领域的应用现状和发展前景。
关键词：三维模型;教育;计算机;Web3D;改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 收稿日期：2019-03-26 文章编号：1674-120X（2019）20-0118-02
一、引言
Web3D 技术是基于互联网的 3D 图形渲染技术。目前，教学中的内容展示多以多媒体的二维展示为主，在三维展示方面具有很大的局限性，甚至大多数情况下是一片空白。
二、研究目的
（一）应用3D模型的教学优点
事实证明，多媒体辅助教学手段可以为学生提供形象逼真的教学情境，使学生全方位地学习知识，从而促进学生思维能力的发展。
研究表明，多媒体教学具有以下优点：
1.减轻教师备课压力
以往教师备课往往要花费很多时间，例如，在立体图形教学时，手写很难，且画出来效果也不是很好，还造成学生理解很困难。而用Web3D模型展示的方法就不一样了，通过计算机技术制作几何图形，简洁明了。
2.让教师讲课更生动，学生更爱听
以往的教师教学基本都是靠讲解 板书来完成，课堂枯燥无味，学生都不爱听，昏昏欲睡。但是通过3D模型的展示，可以给学生以新鲜感、代入感，可以有效提高学生的听课效率。
3.共享度高
若对各个学科建立相应的资源库，并存放在云端，则分散的资源将得到最大的共享。
（二）技术简介
传统的 3D 建模工作是一个极其复杂的过程，需要耗费极大的精力，这个工作无论是对学校，还是对教师来说都是无法承担的。对教师来说，他们不具备 3D 建模的能力，如果请其他人建模无疑会极大地增加其时间成本，得不偿失。并且教学所需的模型相当多，如果教师全部承担的话不切实际。而照片建模技术的发展，减少了手动建模的时间，提高了模型的精准度，也简化了工作流程，但是这些软件生成的 3D 模型是无法直接上传到网上的，还需要用其他 3D 软件进行渲染，设置交互性能，转化成可以上传到网站上的格式。这个过程中仍然面临着很多问题。
综上所述，基于 Web3D 的 3D 模型展示在教学领域具有巨大的发展潜力，但是仍然面临着许多问题，而解决这些问题将会对学生、学校，乃至整个教育有重要意义。
因此，该项目旨在通过对已有 Web3D 相关技术的优缺点的比较，对相关软件进行优化，并用脚本语言进行链接，从而设计一个带有教具三维模型展示功能的产品信息发布系统。 该产品信息发布系统能够输入教具的相关照片（或视频），直接输出成可以在屏幕上展示的格式，使学生能够与产品进行互动，对教学模型的内在、外在的属性有一个更加全面、直观的认识和了解，从而提高教学效果，便于教师开展教学工作。
三、研究内容
（一）软件分析
3D软件建模—3D软件渲染—3D软件导出是传统的3D建模流程。然而，传统的流程需要至少3个软件，且应用这些软件耗时久、效率低，同时对用户的计算机提出了较高的要求。于是我们首先选择最佳的 3D 软件衔接方案，并优化程序结构，利用脚本语言实现 3D 软件的衔接。
3D 建模软件 memento 需要输入大量的照片（30～40）才能生成精度较高的3D 模型，并且照片数量越多，质量越高，生成的 3D 模型效果越好，这就意味着需要花费较多的时间成本來对商品进行多角度拍摄。我们先通过拍摄一段视频，再通过视频截图软件每隔一段时间进行截图，这样大大节约了时间成本，同时也避免了由于卖家拍摄技术不高引起的 3D 模型精确度不高的问题。 3D 软件的衔接方案的选取，最基本的是保证其格式接口的连贯性，并且能够完成预期的目标，生成可以发布在网页上的.co 文件，最终确定的软件衔接方案如下：
在流程图中，通过Java语言与JavaScript语言编写程序，利用脚本语言实现软件的链接。
（二）商业模式
（1）通过实验，采集数据，制作最合理的档位式拍照支架（拟水杯），使生成的 3D 模型达到最佳效果。
（2）发掘衔接软件的市场潜力，确定其市场模式。 （学校选择普通定制则向网站支付小额费用，如选择特殊定制则向网站支付定制费。）
（3）团队和学校对产品的细节进行反复沟通，并对其进行修改，最终使学校满意，达成合作共赢。
（三）国内外研究现状和发展动态
1.国外研究现状
1997 年，Web3D 联盟成立于美国加利福尼亚州，从事非营利的研究工作。Web3D 联盟促进 X3D 标准部署在多个应用程序、3D 场景的通信使用。联盟成员合作开发 X3D 标准和工具，使它们在不同的市场上获得广泛采用，服务于学术界、政府、行业和个人。Web3D 联盟提供了强大的 ISO 标准的 3D 功能和长期的企业解决方案。
2.国内研究现状
2006 年 7 月北京电大设备与实验中心负责了北京市教委的“基于 web 的路由器配置虚拟仿真实验环境研究与实现”科研项目。该项目拟利用 Web3D技术开发基于互联网的虚拟仿真实验环境。
（四）创新点
（1） 将 Web3D虚拟现实技术与日常教学结合起来。
（2）通过 Java 语言，实现 obj 格式的文件向 html 格式的文件转换，解决.obj格式不能直接上传的问题。
（3）在产品生成后，将会不断加入模块化设计：如普通的静态教具，除了有基本的旋转缩放，还将会加入自动旋转的动画效果。对展开式教具，如地理地图、生物模型，将自动加入 PRESS 效果，后期加入教具嵌套。
（4）项目成熟后与 AR 技术等结合，实现更快、更便捷的模型生成，使教具的使用范围更加广泛。
四、结语
目前 Web3D 技术在游戏、电子商务、房地产、公共事业等行业发展较为迅速，三维网络游戏、基于互联网的虚拟实训室、网上看房系统、虚拟消防演习等虚拟产品的成功开发，获得了丰硕的经济效益与社会效益。该技术在发达国家应用较早，美国、日本和德国等发达国家已经获得了成功的应用经验，美国注重综合应用开发，日本注重在游戏产业的应用，德国注重工业领域应用。国内外的成功案例与开发经验印证了 Web3D 技术的优势，为该技术的推广提供了宝贵的经验。而Web 3D技术在我们的教育领域还是一片空白，有很大的发展潜力，具有广阔的市场前景。
Web3D 技术，目前已经形成了一定的市场，近年来也出现了部分从事三维网页开发的专业人员，可从整体来看，Web 3D技术还处于市场开发的初始阶段。虽然它暂时还难以和多媒体教学相提并论，但是我们有理由相信，随着技术的进一步发展和产品的进一步完善，它必定能够吸引市场的注意力，成为新的宠儿。因为在表现形式上它是以更贴近现实的三维环境来描述对象的，在内容展示、多媒体配套等方面，都要大大优于平面技术。 因此我认为，Web 3D技术在教育领域有很大的发展空间。
参考文献：
[1]刘海艳，陆映峰.基于三维网页技术的Unity3D教学管理系统的设计与实现[J].商情，2019（9）：218.
[2]李双远，李
关键词：三维模型;教育;计算机;Web3D;改革
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 收稿日期：2019-03-26 文章编号：1674-120X（2019）20-0118-02
一、引言
Web3D 技术是基于互联网的 3D 图形渲染技术。目前，教学中的内容展示多以多媒体的二维展示为主，在三维展示方面具有很大的局限性，甚至大多数情况下是一片空白。
二、研究目的
（一）应用3D模型的教学优点
事实证明，多媒体辅助教学手段可以为学生提供形象逼真的教学情境，使学生全方位地学习知识，从而促进学生思维能力的发展。
研究表明，多媒体教学具有以下优点：
1.减轻教师备课压力
以往教师备课往往要花费很多时间，例如，在立体图形教学时，手写很难，且画出来效果也不是很好，还造成学生理解很困难。而用Web3D模型展示的方法就不一样了，通过计算机技术制作几何图形，简洁明了。
2.让教师讲课更生动，学生更爱听
以往的教师教学基本都是靠讲解 板书来完成，课堂枯燥无味，学生都不爱听，昏昏欲睡。但是通过3D模型的展示，可以给学生以新鲜感、代入感，可以有效提高学生的听课效率。
3.共享度高
若对各个学科建立相应的资源库，并存放在云端，则分散的资源将得到最大的共享。
（二）技术简介
传统的 3D 建模工作是一个极其复杂的过程，需要耗费极大的精力，这个工作无论是对学校，还是对教师来说都是无法承担的。对教师来说，他们不具备 3D 建模的能力，如果请其他人建模无疑会极大地增加其时间成本，得不偿失。并且教学所需的模型相当多，如果教师全部承担的话不切实际。而照片建模技术的发展，减少了手动建模的时间，提高了模型的精准度，也简化了工作流程，但是这些软件生成的 3D 模型是无法直接上传到网上的，还需要用其他 3D 软件进行渲染，设置交互性能，转化成可以上传到网站上的格式。这个过程中仍然面临着很多问题。
综上所述，基于 Web3D 的 3D 模型展示在教学领域具有巨大的发展潜力，但是仍然面临着许多问题，而解决这些问题将会对学生、学校，乃至整个教育有重要意义。
因此，该项目旨在通过对已有 Web3D 相关技术的优缺点的比较，对相关软件进行优化，并用脚本语言进行链接，从而设计一个带有教具三维模型展示功能的产品信息发布系统。 该产品信息发布系统能够输入教具的相关照片（或视频），直接输出成可以在屏幕上展示的格式，使学生能够与产品进行互动，对教学模型的内在、外在的属性有一个更加全面、直观的认识和了解，从而提高教学效果，便于教师开展教学工作。
三、研究内容
（一）软件分析
3D软件建模—3D软件渲染—3D软件导出是传统的3D建模流程。然而，传统的流程需要至少3个软件，且应用这些软件耗时久、效率低，同时对用户的计算机提出了较高的要求。于是我们首先选择最佳的 3D 软件衔接方案，并优化程序结构，利用脚本语言实现 3D 软件的衔接。
3D 建模软件 memento 需要输入大量的照片（30～40）才能生成精度较高的3D 模型，并且照片数量越多，质量越高，生成的 3D 模型效果越好，这就意味着需要花费较多的时间成本來对商品进行多角度拍摄。我们先通过拍摄一段视频，再通过视频截图软件每隔一段时间进行截图，这样大大节约了时间成本，同时也避免了由于卖家拍摄技术不高引起的 3D 模型精确度不高的问题。 3D 软件的衔接方案的选取，最基本的是保证其格式接口的连贯性，并且能够完成预期的目标，生成可以发布在网页上的.co 文件，最终确定的软件衔接方案如下：
在流程图中，通过Java语言与JavaScript语言编写程序，利用脚本语言实现软件的链接。
（二）商业模式
（1）通过实验，采集数据，制作最合理的档位式拍照支架（拟水杯），使生成的 3D 模型达到最佳效果。
（2）发掘衔接软件的市场潜力，确定其市场模式。 （学校选择普通定制则向网站支付小额费用，如选择特殊定制则向网站支付定制费。）
（3）团队和学校对产品的细节进行反复沟通，并对其进行修改，最终使学校满意，达成合作共赢。
（三）国内外研究现状和发展动态
1.国外研究现状
1997 年，Web3D 联盟成立于美国加利福尼亚州，从事非营利的研究工作。Web3D 联盟促进 X3D 标准部署在多个应用程序、3D 场景的通信使用。联盟成员合作开发 X3D 标准和工具，使它们在不同的市场上获得广泛采用，服务于学术界、政府、行业和个人。Web3D 联盟提供了强大的 ISO 标准的 3D 功能和长期的企业解决方案。
2.国内研究现状
2006 年 7 月北京电大设备与实验中心负责了北京市教委的“基于 web 的路由器配置虚拟仿真实验环境研究与实现”科研项目。该项目拟利用 Web3D技术开发基于互联网的虚拟仿真实验环境。
（四）创新点
（1） 将 Web3D虚拟现实技术与日常教学结合起来。
（2）通过 Java 语言，实现 obj 格式的文件向 html 格式的文件转换，解决.obj格式不能直接上传的问题。
（3）在产品生成后，将会不断加入模块化设计：如普通的静态教具，除了有基本的旋转缩放，还将会加入自动旋转的动画效果。对展开式教具，如地理地图、生物模型，将自动加入 PRESS 效果，后期加入教具嵌套。
（4）项目成熟后与 AR 技术等结合，实现更快、更便捷的模型生成，使教具的使用范围更加广泛。
四、结语
目前 Web3D 技术在游戏、电子商务、房地产、公共事业等行业发展较为迅速，三维网络游戏、基于互联网的虚拟实训室、网上看房系统、虚拟消防演习等虚拟产品的成功开发，获得了丰硕的经济效益与社会效益。该技术在发达国家应用较早，美国、日本和德国等发达国家已经获得了成功的应用经验，美国注重综合应用开发，日本注重在游戏产业的应用，德国注重工业领域应用。国内外的成功案例与开发经验印证了 Web3D 技术的优势，为该技术的推广提供了宝贵的经验。而Web 3D技术在我们的教育领域还是一片空白，有很大的发展潜力，具有广阔的市场前景。
Web3D 技术，目前已经形成了一定的市场，近年来也出现了部分从事三维网页开发的专业人员，可从整体来看，Web 3D技术还处于市场开发的初始阶段。虽然它暂时还难以和多媒体教学相提并论，但是我们有理由相信，随着技术的进一步发展和产品的进一步完善，它必定能够吸引市场的注意力，成为新的宠儿。因为在表现形式上它是以更贴近现实的三维环境来描述对象的，在内容展示、多媒体配套等方面，都要大大优于平面技术。 因此我认为，Web 3D技术在教育领域有很大的发展空间。
参考文献：
[1]刘海艳，陆映峰.基于三维网页技术的Unity3D教学管理系统的设计与实现[J].商情，2019（9）：218.
[2]李双远，李