足不出戶，一探古今，打造線上3D數字博物館!

  • 2021 年 7 月 27 日
  • 筆記

隨着3D技術的不斷革新，為了讓更多的用戶領略歷史之美，越來越多的博物館開始舉辦線上展覽。通過模擬不同的環境、燈光投影、360°無死角放大縮小展品，觀眾可以享受到身臨其境的沉浸體驗。不僅如此，給展品加上BGM或者語音解說，幫助觀眾更加了解展品的詳細背景，讓演示場景更有代入感。

效果示意

看完如此逼真的效果展示，是不是想知道究竟是怎麼實現的呢？

通過Android Studio的Kotlin工程實現 3D場景構建、物品展示以及聲音播放功能，就可以做到。

一、準備3D模型

華為移動服務最新開放的3D物體建模服務（3D Modeling Kit），助力輕鬆建模。我們只需使用手機相機，通過拍攝物體的不同角度圖像，便可實現物體的3D幾何模型和紋理的自動化生成，為應用提供3D模型構建、預覽等能力。具體操作指導可參考《5分鐘給商品建立3D模型，我是如何做到的？》

二、製作3D物體視圖

接下來我們將準備好的展品3D模型，通過華為圖形引擎服務創建一個可交互的3D物體視圖，如圖所示：

↓↓↓

↓↓↓

集成華為圖形引擎服務

軟件要求：JDK1.7及以上版本

• minSdkVersion ：設置為19或以上

• targetSdkVersion：設置為19或以上

• compileSdkVersion：設置為19或以上

• Gradle 3.5及以上版本

在build.gradle文件中配置以下內容：

buildscript {
    repositories {
        ...
        maven { url '//developer.huawei.com/repo/' }
    }
    ...
}

allprojects {
 repositories {
  ...
  maven { url '//developer.huawei.com/repo/' }
 }
}

在應用級build.gradle文件中配置以下內容：

dependencies {
    ...
    implementation 'com.huawei.scenekit:full-sdk:5.1.0.300'
}
示例工程使用了Kotlin的viewBinding功能從而略過了視圖初始化樣板代碼。可在應用級build.gradle文件里加入如下代碼來啟用viewBinding功能：
android {
    ...
    buildFeatures {
        viewBinding true
    }
    ...
}

build.gradle文件同步完成後，就能在工程中使用圖形引擎服務了。

本文中，我們僅需要使用該服務即可展示物品的3D圖像，並且與之進行交互。如果還需要使用其他功能，可以參閱華為圖形引擎服務官方文檔。

創建3D視圖

創建自定義視圖的目的很簡單，確保視圖初始化完成後，第一個模型能自動加載到視圖裡。通過默認的SceneView手動實現模型加載，如下所示：

import android.content.Context
import android.util.AttributeSet
import android.view.SurfaceHolder
import com.huawei.hms.scene.sdk.SceneView

class CustomSceneView : SceneView {
    constructor(context: Context?) : super(context)
    constructor(
        context: Context?,
        attributeSet: AttributeSet?
    ) : super(context, attributeSet)

    override fun surfaceCreated(holder: SurfaceHolder) {
        super.surfaceCreated(holder)
        loadScene("qinghuaci/scene.gltf")
        loadSpecularEnvTexture("qinghuaci/specularEnvTexture.dds")
        loadDiffuseEnvTexture("qinghuaci/diffuseEnvTexture.dds")
    }
}

展示物品需添加相關模型文件，打開工程文件夾，在「src/main」路徑下創建「assets」文件夾，將3D模型文件保存，比如：

surfaceCreated中的loadScene()、loadSpecularEnvTexture()和loadDiffuseEnvTexture()方法用於加載物品。創建surface後，第一個物品將加載到surface中。
接下來，打開用於展示3D模型視圖的XML文件，本工程中為activity_main.xml。在該文件中，創建剛才構造的CustomSceneView。下方代碼使用了箭頭圖片用以在不同的物品模型間切換。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="//schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:app="//schemas.android.com/apk/res-auto"
    xmlns:tools="//schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    tools:context=".MainActivity">

    <com.example.sceneaudiodemo.CustomSceneView
        android:id="@+id/csv_main"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="match_parent"/>

    <ImageView
        android:id="@+id/iv_rightArrow"
        android:layout_width="32dp"
        android:layout_height="32dp"
        android:layout_margin="12dp"
        android:src="@drawable/ic_arrow"
        android:tint="@color/white"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

    <ImageView
        android:id="@+id/iv_leftArrow"
        android:layout_width="32dp"
        android:layout_height="32dp"
        android:layout_margin="12dp"
        android:rotation="180"
        android:src="@drawable/ic_arrow"
        android:tint="@color/white"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" />

</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

一切準備就緒，應用打開之後就能看到第一個展品：青花瓷花瓶了。

增加切換功能

現在，我們通過切換功能來查看多個展品3D模型。
在MainActivity中，配置如下信息：

private lateinit var binding: ActivityMainBinding
private var selectedId = 0
private val modelSceneList = arrayListOf(
    "qinghuaci/scene.gltf",
    "tangyong/scene.gltf",
)
private val modelSpecularList = arrayListOf(
    "qinghuaci/specularEnvTexture.dds",
    "tangyong/specularEnvTexture.dds",
)
private val modelDiffList = arrayListOf(
    "qinghuaci/diffuseEnvTexture.dds",
    "tangyong/diffuseEnvTexture.dds",
)

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)
    val view = binding.root
    setContentView(view)
    binding.ivRightArrow.setOnClickListener {
        if (modelSceneList.size == 0) return@setOnClickListener
        selectedId = (selectedId + 1) % modelSceneList.size // 確保ID處於模型列表的範圍內。
        loadImage()
    }
    binding.ivLeftArrow.setOnClickListener {
        if (modelSceneList.size == 0) return@setOnClickListener
        if (selectedId == 0) selectedId = modelSceneList.size - 1 // 確保ID處於模型列表的範圍內。
        else selectedId -= 1
        loadImage()
    }
}

private fun loadImage() {
    binding.csvMain.loadScene(modelSceneList[selectedId])
    binding.csvMain.loadSpecularEnvTexture(modelSpecularList[selectedId])
    binding.csvMain.loadDiffuseEnvTexture(modelDiffList[selectedId])
}

在onCreate()中，創建了一個簡單的邏輯，查看下一個/上一個模型。物品文件路徑以字符串的形式保存於各個硬編碼列表中。可以自行修改這個邏輯，使模型呈現更富動態。其中selectedId表示正在展示的物品模型ID。
這樣，就實現了利用SceneView來展示3D模型，效果如下：

三、為展品增加講解詞

在加載不同的3D模型時，我們可以通過華為音頻服務播放該展品對應的講解詞，為用戶提供展品詳細介紹。
集成華為音頻服務

軟件要求：

• JDK版本1.8.211及以上版本

• minSdkVersion：設置為21

• targetSdkVersion：設置為29

• compileSdkVersion：設置為29

• Gradle 4.6及以上版本

可以看到，音頻服務相較於圖形引擎服務軟件要求更高，所以我們需要確保滿足音頻服務的使用要求。

首先，打開應用級build.gradle文件，添加音頻服務的相關配置。

dependencies {
    ...
    implementation 'com.huawei.hms:audiokit-player:1.1.0.300'
    ...
}

之前在配置圖形引擎服務時，已經添加了必要的庫，所以項目級build.gradle不需要改動。
在activity_main.xml文件中，添加一個簡單的播放按鈕。

<Button
    android:id="@+id/btn_playSound"
    android:layout_width="wrap_content"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:text="Play"
    app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
    app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" />

這個按鈕可以用來為展示中的物品播放聲音。
然後，在MainActivity中添加以下配置：

private var mHwAudioManager: HwAudioManager? = null
private var mHwAudioPlayerManager: HwAudioPlayerManager? = null

override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    ...
    initPlayer(this)
    binding.btnPlaySound.setOnClickListener {
        mHwAudioPlayerManager?.play(selectedId) //創建播放列表實例。selectedId：播放曲目的參數。

    }
    ...
}


private fun initPlayer(context: Context) {
    val hwAudioPlayerConfig = HwAudioPlayerConfig(context)
    HwAudioManagerFactory.createHwAudioManager(hwAudioPlayerConfig,
    object : HwAudioConfigCallBack {
        override fun onSuccess(hwAudioManager: HwAudioManager?) {
            try {
                mHwAudioManager = hwAudioManager
                mHwAudioPlayerManager = hwAudioManager?.playerManager
                mHwAudioPlayerManager?.playList(getPlaylist(), 0, 0)
            } catch (ex: Exception) {
                ex.printStackTrace()
            }
        }

        override fun onError(p0: Int) {
            Log.e("init:onError: ","$p0")
        }
    })
}

fun getPlaylist(): List<HwAudioPlayItem>? {
    val playItemList: MutableList<HwAudioPlayItem> = ArrayList()
    val audioPlayItem1 = HwAudioPlayItem()
    val sound = Uri.parse("android.resource://yourpackagename/raw/soundfilename").toString() // soundfilename不包含文件擴展名。
    audioPlayItem1.audioId = "1000"
    audioPlayItem1.singer = "Taoge"
    audioPlayItem1.onlinePath =
        "//lfmusicservice.hwcloudtest.cn:18084/HMS/audio/Taoge-chengshilvren.mp3" //此處Demo使用歌曲示意
    audioPlayItem1.setOnline(1)
    audioPlayItem1.audioTitle = "chengshilvren"
    playItemList.add(audioPlayItem1)
    val audioPlayItem2 = HwAudioPlayItem()
    audioPlayItem2.audioId = "1001"
    audioPlayItem2.singer = "Taoge"
    audioPlayItem2.onlinePath =
        "//lfmusicservice.hwcloudtest.cn:18084/HMS/audio/Taoge-dayu.mp3"//此處Demo使用歌曲示意
    audioPlayItem2.setOnline(1)
    audioPlayItem2.audioTitle = "dayu"
    playItemList.add(audioPlayItem2)
    return playItemList
}

上述配置添加完成後，就能為展品播放講解詞了。本工程使用的聲音音頻為線上資源。如果需要播放本地音頻，可以參考官網指導。這樣，就能導入音頻文件，為物品播放聲音了。

至此，我們就可以創建一個360°可旋轉、放大縮小、帶有音效的展覽場景了。

最後，除了3D文物展示等應用場景，我們還可以把這些能力應用到很多相關行業，比如：

線上社交領域中的臉萌、視頻表情包、視頻虛擬背景；
電商購物領域的3D商品展示、家裝場景渲染、AR試穿；
影音領域的3D解鎖屏保/手機主題、3D特效渲染、直播表情包；
教育領域的3D教學、3D書籍、VR遠程教學。

欲了解更多詳情，請參閱：

3D物體建模服務 、 演示DEMO

華為圖形引擎服務官網 、 演示DEMO

華為音頻服務官網 、 演示DEMO

華為HMS Core官方論壇

解決集成問題請到Stack Overflow

點擊關注，第一時間了解HMS Core最新技術~

VirMach 便宜 VPS

QNews

QNews