论文总字数：31598字

摘 要

随着信息技术的飞速发展，我国对科技园园区的信息化服务的需求日益增加，大多数园区现有的信息化程度和水平很难满足现代化管理的需要，也很难提供现代化的服务手段和管理模式，为企业创造和挖掘更高效的盈利模式。目前，大多数科技园园区在管理信息化中的问题主要体现为信息展示不直观、不及时。为此，本文以三维园区展示为切入点，研究了相关技术，详述了如何结合Web3D技术与服务器技术，并在此基础上，针对科技园的实际需求，实现直观、及时和高效的科技园园区信息化展示与服务平台。

全文主要对以下几个方面进行研究：

1. 以东南大学国家大学科技园为蓝本，深入探究科技园区对于信息化展示与服务平台的确切需求，并对需求的核心要点进行整理与总结，以此作为出发点分析如何将三维展示与园区的管理及服务进行有效结合，并在此基础上绘制系统E-R图。
2. 对Web3D技术（Java3D、Cult3D、WebGL、Unity3D）、服务器技术（Java、PHP、SSH框架）、数据库技术（Access、Mysql、SQL Server、Oracle）进行调查、分析、测试、比对，并根据需求选取开发技术的最佳组合方案3DS Max Unity3D SSH Mysql。选定后完成开发平台与开发环境的搭建。
3. 完成系统架构，并针对每一个系统模块与功能进行详细地设计，包括三维场景建模、用户交互、单点登录、用户自主搭建三维场景、数据库设计等。详述开发流程并给出重要功能的伪代码。
4. 运行系统并对系统功能进行黑盒测试，包括主流浏览器（IE浏览器、火狐、Chrome、360浏览器）的兼容性测试以及网络测试，针对系统运行过程中出现的问题设计优化及解决方案。

本文提出的基于Web3D技术的科技园园区综合管理平台，真正将虚拟现实技术应用到科技园区的管理与服务中，不仅能够提高园区的管理效率，降低管理成本，更能够树立园区形象，提升园区的核心竞争力，这将是未来科技园区信息化建设的重要发展方向。

关键词：三维建模，3DS Max，Web3D，Unity3D，SSH

Design and Realization of Synthetical Management Platform for

Science and Technology Park

Abstract

With the development of the information technologies, the demands on the informationization service of the Science and Technology Park (STP) increase sharply in China. Nowadays, a large amount of the STPs are not able to accommodate these modernization demands with the current informationization degree. And they can’t provide modern service and management for companies.At the moment, most science park still can not release information intuitively and timely. This paper studies the techonology of 3D display of STP and illustrates how to build a intuitive, timely and efficient informatization platform of STP. In this paper, the author referes to Web3D technology and server technology, and take the actual demand of science park into account.

This paper focuses on the following aspects:

1. Collect and analyze the demands of STP of Southeast University, based on which the author studies how to integrate management platform with 3D display and draw the E-R graph.
2. Select the optimal portfolio(3DS Max Unity3D SSH Mysql) and build development environment after comparing Web3D technology(Java3D、Cult3D、WebGL、Unity3D), server technology(Java、PHP、SSH) and database technology(Access、Mysql、SQL Server、Oracle).
3. Architect system and design every details of system module and function, including 3D modeling, interactive design, SSO, building 3D models independently for users and databse design. Detail development process and the pseudo-code.
4. Perform black-box test on the system, including compatibility testing on mainstream browsers(IE, FireFox, Chrome, 360) and network testing, after which propose optimization scheme for the problems.

The Synthetical Management Platform based on Web3D applies VR to the management and service of STP. The platform can not only improve management efficiency and lower cost, but also promote image and enhance core competence. This leads the future of the informationization construction of STPs.

Keywords: 3D modeling, 3DS Max, Web3D, Unity3D, SSH

目录

科技园园区综合管理平台的设计与实现 I

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 4

1.1 研究背景 4

1.2 Web3D研究现状 5

1.2.1 Web3D应用 5

1.2.2 Web3D发展 6

1.3 研究意义 6

1.4 本文结构 8

第2章 系统的需求分析 9

2.1 需求概要说明 9

2.2 功能分析 9

2.3 系统E-R图 11

2.4 技术分析 13

2.4.1 技术概述 13

2.4.2 技术对比与选择 14

2.4.3 开发平台与环境 16

第3章 系统的分析与设计 17

3.1 系统整体设计 17

3.2 功能设计 18

3.2.1 三维场景设计 18

3.2.2 交互设计 20

3.2.3 扩展功能设计 24

3.3 数据库设计 26

第4章 系统测试与运行结果 28

4.1 系统测试 28

4.2 系统运行结果 31

4.3 系统优化 36

第5章 总结与展望 37

参考文献 38

致谢 40

绪论

研究背景

科技园区在美国诞生，经过六十多年的发展如今已遍布世界各个国家与地区。作为一种结合先进科学技术与地方经济的有效手段，各个国家、地区乃至大学、国有投资公司都利用自身的资源兴建科技园，这大大推动了科技园区的发展。上世纪九十年代以来，互联网的飞速发展与信息技术的普及，使得科技园区的建设规模不断壮大，发展模式更加现代化、多元化。在过去的多年中，我国科技园区向国外学习了先进的信息化建设与发展经验，从盲目的推出信息化项目到选择符合自身特色的发展方案，我国的科技园区信息化建设不断发展、不断创新。可以说，信息化已经成为了科技园区企业未来发展的有力助推器。一个园区的信息化配套环境与信息化服务水平，是衡量一个园区综合竞争力的重要因素。

目前，国内大部分科技园区的信息化水平已达到了综合性系统应用阶段，超过90%的科技园区都建立了专门的机构用以开展园区信息化建设与信息化服务工作，并通过提高园区信息化水平来缩减运营成本、提高运营效率、拓宽市场，进一步提升园区的核心竞争力。然而，多数园区在信息化建设的道路上仍面临着一些急需解决的问题，包括：

1. 园区展示不直观

每个科技园区都希望能够吸引更多更好的企业、公司入驻自己的园区，但是很多科技园园区的主要宣传手段仍然停留在文字、照片、视频甚至是PPT、Excel图表等二维平面化的方式。当有企业或者公司想要了解一个科技园区时，只能通过上述的方式或者亲自前往科技园区进行现场考察。如过仅仅采用上述的二维平面化方式对科技园进行考察，就只能对科技园区的情况作出大概的了解，而无法全面地了解科技园园区的实际运营状况；如果到科技园进行现场考察，往往又费时费力，并且一旦有考察不同地区的多所科技园区的计划，就需要投入大量的时间、人力、金钱、精力。这是科技园的管理人员所不愿见到的，也是企业或者公司的管理人员所不愿面对的。

1. 信息发布不及时

想要入驻科技园区的企业或者公司都会先对科技园进行一段时间的调查了解，在这期间，企业或者公司的管理人员都希望能够实时地获取科技园区的最新信息，如科技园区房屋的使用情况，已入驻科技园的公司或者企业的状况，空闲房间的位置、面积、租金等具体信息以及租期临近的房间的具体信息等。但是，截止目前，对于绝大多数的科技园区来说，想要实时地了解上述有关科技园区的最新情况，只能通过致电科技园区工作人员的方式。这意味想要入驻科技园区的企业或者公司需要经常性地致电科技园区的工作人员并询问相同的问题以获取最新的信息，而科技园区的工作人员也需要保持联系方式的畅通。

在科技园区的实际运营中，其管理人员与工作人员可能面临着更棘手的情况。例如，某公司想要入驻某科技园区，公司管理者致电科技园区管理者咨询科技园区的相关情况，但科技园区管理者只能回答有关科技园区的管理政策与福利方面的问题。这是因为科技园区管理者主要负责的是科技园区的整体战略与方针，而科技园区的日常事务往往是由普通工作人员负责处理。这时，科技园区管理者需要先联系其普通工作人员来获取房间的租借情况、位置、租金、面积等信息，再将这些信息告知公司管理者。如果公司管理者没有马上入驻科技园区的想法，而是希望先进行预约，并在十月入驻科技园区，那么他就会希望在获取当前空闲房间信息的同时，也获取租期在十月份到期的房间的信息。这时，科技园区的工作人员就需要查找租借记录来获知十月份到期的房间信息，再将这些信息告知公司管理者。这不仅仅流程繁琐、费时费力，并且一旦公司管理者更改了计划，想要提前到九月份就进行入驻，那么上述流程又需要重复进行。

Web3D研究现状

Web3D将三维技术与互联网技术融合到一起，用户仅仅需要连接到互联网就可以进入虚拟三维场景，并借此了解真实世界。通过将Web3D应用到商业、娱乐、教育、经济等各个领域，可以真正实现足不出户而知天下，这是对互联网资源最为有效地扩充[1]。

Web3D应用

Web3D发展至今，应用范围已十分广泛，涵盖了建筑、网上教学、电子商务、地质、交通、游戏、旅游等上百种领域。其中，在如下几个领域，Web3D做出的贡献尤为突出。

1. 建筑展示

建筑展示是Web3D应用最为成功的领域。用户通过互联网与虚拟三维场景进行交互，可以准确直观地了解到真实的建筑情况。比如，使用Web3D技术搭建成的网上虚拟展览馆，将所有现实中的建筑和物体放在互联网中，用户可以身临其境般参观展览馆[2,3]。房地产商建立好小区三维模型后，想要买房的人就可以在线选择房型和家居[4,5]。此外，三维校园也是如今各高校宣传自身的一个重要手段[6]。

1. 教育

在教育领域中，Web3D主要以两种形式推动了教育模式的发展。其一，通过Web3D增加教学内容的生动性和趣味性，传统的多媒体技术很难激发学生长期的学习兴趣，而Web3D所带来的真实感不仅能够帮助学习深入理解所学内容，更能够激发学生学习的自主性[7-10]；其二，利用Web3D搭建虚拟仿真实验平台，学生在三维仿真实验系统中，可以方便地更换实验条件，及时地获取实验结果[11,12]。

1. 电子商务

以前，用户在网上购物时，只能浏览商品的文字介绍和图片，再通过点击相关按钮完成购买操作，这样的购买体验是无法与现实购物体验相比的，使用Web3D后，用户可以在虚拟三维商场中观看虚拟三维产品，这是网上购物体验方面非常大的突破[15]。

除了以上几个方面，在地质信息可视化[14]以及游戏领域[16]，Web3D也都发挥着重要作用，尤其是在游戏领域，Web3D所提供的真实感与沉浸感，都是突破性的革新。

Web3D发展

Web3D从最早的VRML，再到后来的X3D，到如今已发展出了几十种开发技术，其中最主要的有：

1. X3D

X3D是由VRML发展而来的三维标记语言，使用其建造的三维场景层次逻辑清晰，且容易拓展，在Web3D发展之初被定为国际标准，目前许多虚拟校园的搭建都使用了X3D技术[19,20]。

1. Java3D

Java3D充分利用Java语言本身提供的强大功能，不仅有丰富的API，更能够设计出复杂的交互操作，使用Java3D 可以实现Web端的数据可视化以及复杂的建模仿真[22,23]。

1. WebGL

WebGL在为Html5页面提供三维展示的同时充分考虑了交互设计的问题，所以WebGL将OpenGL整合进了Javascript中，为用户设计三维网页提供了非常大的方便[26]。

1. Unity3D

虽然Unity3D是一款专业的游戏引擎，但是很多三维展示平台也都是由Unity3D开发，因为Unity3D不仅为开发人员提供了可视化界面与丰富的建模资源，还提供了强大的交互接口，且Unity3D是跨平台的。使用Unity3D可以开发三维教育平台[27]、三维展馆[29]、三维游戏[24]以及其他可交互的三维系统。

Web3D技术需要在网上传输三维模型数据，所以如何减少数据大小，提高展示效果，是搭建三维场景时需要考虑考虑的问题，也有许多相关的研究，如远程渲染[30]、使用柱面投影提高渲染效率[34]以及网格数据压缩方法[35]等。

研究意义

科技园区三维展示是科技园区信息化建设不可或缺的重要组成部分，利用Web3D技术与服务器技术可以十分有效的对科技园区进行宣传、展示与信息发布，还可以通过与园区现有的信息数据进行对接进而提高园区整体的运营效率，从而从根本上解决园区展示不直观、信息展示不及时等问题。科技园园区综合管理平台搭建完成后将会为科技园区带来巨大的影响，这些影响将体现在科技园区日常运营与管理的方方面面，其中最主要的影响有以下几点：

1. 方便有入驻科技园想法的浏览者直观地了解科技园区

科技园区的三维模型是经过资料搜集、照片采集后，通过利用园区的建设图纸与房屋租借情况表，采用真实的建筑尺寸数据进行搭建的。这样做的好处是三维场景能够直观、清晰地展示出整个科技园园区的真实建筑情况，从而使得浏览者能够对科技园园区产生零误差、领错乱的视觉理解与空间感知。此外，科技园园区综合管理平台还提供了用户漫游的功能，通过变换位置与转换视角，浏览者可以全方位无死角地浏览科技园区的每个位置，这给了许许多多想要了解科技园但又无法亲临科技园的浏览者一个全新的选择。

1. 有效提高科技园区的管理与运营效率

以往科技园区的管理者想要获知园区的实时运营情况，如房屋租借情况、剩余房间信息以及已入驻的公司信息等，只能通过相关的Word、Excel数据表或者直接联系负责这方面的工作人员来获得。这种方式麻烦不说，由于每当有信息需要更新，园区的工作人员都需要修改相应的文档，有时可能会由于文档更新不及时而造成决策上的失误。科技园园区综合管理平台将房屋信息与公司信息等数据存储在服务器端的数据库中，科技园区管理者可以很方便的使用浏览器或者手机访问科技园园区综合管理平台并获取需要的信息，这些信息是动态而准确的。此外，当系统进一步完善之后，科技园区管理者可以通过点击模型中的摄像头观看园区的监控画面，无论在国内还是国外，只要能够访问互联网，就可以实时监控园区的运营状况，进而作出正确的决策。

1. 浏览者能够及时获取科技园区的相关信息

通常，有入驻科技园区计划的企业或者公司除了要了解科技园区的相关福利政策外，还希望能够实时地获知园区的发展情况、可租借的房间信息。本系统的一大亮点就是采用了房屋透明设计的方式，并使用不同颜色代表房屋的不同状态，如灰色代表空闲，蓝色代表使用中，橘色代表已预约。浏览者通过三维展示页面可以清楚地获知当前房屋的租借情况。此外，通过页面的交互操作，浏览者还可以查看到某个月份就租期到期的房间。对于感兴趣的房间，浏览者无需进行任何操作就可以清楚地了解到其方位、采光、楼层等情况，点击该房间，还可以获取房间的面积、租金等信息。这为有特殊需求的企业或者公司提供了非常大的便利，其管理人员只需要坐在办公室中就可以通过比较各个房间选取自己满意的房间并进行预约。

1. 是科技园区信息化建设的重要组成部分，有助于园区文化的建设与传播

科技园区是企业或公司的人们工作、活动、创新创造的地方，可以说，一个科技园区的园区文化建设离不开园区里面的企业与公司，而三维科技园区是展示园区面貌与园区文化的重要平台。每一个园区里的人都可以通过三维展示获知园区内企业与公司的最新信息，这对于促进企业及公司间的交流与园区文化的传播都具有重要的作用。

1. 有利于树立和提高科技园区的形象，增强竞争力，吸引更多的企业或公司

科技园区中企业及公司的数量与质量决定着科技园区未来的发展能否走向良性循环。因此，如何提高科技园区的宣传质量、增强园区的竞争力//提升园区的知名度，是科技园区在发展的道路上不得不考虑的问题。借助于Web3D技术的科技园园区综合管理平台不仅有助于园区扩大宣传范围、增强宣传效果，还进一步提现了园区特点、提高了园区信息化程度。三维展示使人们更好更全面地了解到科技园区的服务特色，从而吸引更多优秀的企业或者公司成为科技园区的一份子。

1. 科技园区三维展示实现的效果，是传统手段如文本、图形、视频等二维平面技术所无法达到的

在互联网中进行科技园区三维展示，为园区提供了一种最直观最清晰的展现方式。通过这种虚拟的三维展示，科技园区真正实现了信息的可交互、高流通，并保证了信息的及时性与可靠性。在未来，这种表现方式将不仅仅用于园区自身的管理或者面向用户的展示，还会用于园区自身的规划与建设，这对于促进园区的现代化建设与可持续发展将发挥至关重要的作用。

本文结构

本文共分五章，每章的主要内容如下：

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