摘 要

随着我国城镇化进度不断提高，越来越多的人们有购房和家装的需求，但如何家装则成为了人们的一个问题。但计算机技术，特别是3D技术的发展，为这一问题带来了新的解决途径。

利用WebGL技术，本文设计并实现了一个虚拟家装户型装修系统，用户可以根据自己的想法自由地进行室内设计。本系统对于提高人们生活水平具有重要意义。通过虚拟家装户型装修系统，用户可以方便地通过浏览器进行室内规划设计，极大地降低了用户家装设计的难度和时间精力金钱损耗，同时也能让用户对室内装修更满意。对于让提供该服务的企业，该系统可以明显提升用户的满意度，进而吸引更过的顾客。

本系统针对用户当前在家装设计上的痛点，结合当前可用技术，为用户提供了实时预览、表面设计、家具管理和资源管理四个模块的功能。用户可以通过实时预览实时、多角度地查看当前设计效果，可以通过表面设计实现对墙纸和地板的颜色、纹理的更换，可以通过家具管理来完成对家具包括添加、移除、移动和旋转在内的各方面管理，还可以通过资源管理对家装设计资源进行添加删除。本系统让用户基本可以顺利地完成家装设计。

关键词： WebGL；虚拟家装；设计实现

Abstract

With the progress of urbanization in China continue to improve, more and more people have the needs of buy house and apartment decoration, but how decorate apartment has become a problem for people. With the development of computer technology, especially 3D technology, has brought a new solution to this problem.

Using WebGL technology, this paper designs and implements a virtual apartment decoration system, the user can freely according to their own ideas for interior design. The system is of great significance to improve people's living standards. Through the virtual apartment decoration apartment decoration system, users can easily through the browser for indoor planning and design, greatly reducing the difficulty of home furnishing design and spare less time, energy and money, but also allows users to more satisfied with the interior decoration. For enterprises that provide the service, the system can significantly improve the user's satisfaction, and thus attract more customers.

The system provides users with real-time preview, surface design, furniture management and resource management functions for the user's current pain in apartment decoration design, combined with the currently available technology. Users can real-time preview real-time, multi-angle view of the current design results, through the surface design to achieve the wallpaper and the floor of the color, texture replacement, furniture management can be used to add, remove, move and rotate furniture, and through the resource management of apartment decoration design resources to add and delete. The system allows users to basically complete the apartment decoration design.

Key words: WebGL; Virtual Apartment Decoration; Design and Implementation

目录

摘要 i

Abstract ii

目录 i

第1章 绪论 1

1.1 本课题研究背景 1

1.1.1 家装设计行业发展背景 1

1.1.2 计算机3D技术发展背景 1

1.2 本课题研究现状 2

1.2.1 国内家装设计行业发展现状 2

1.2.2 计算机3D技术发展现状 2

1.3 本课题研究内容及意义 3

1.3.1 研究内容 3

1.3.2 研究意义 3

1.4 本课题章节安排 3

第2章 相关开发技术介绍 5

2.1 WebGL 5

2.2 谷歌酷容浏览器 6

2.3 Bower依赖管理器 6

2.4 three.js开发库 6

2.5 Collada 3D模型 7

第3章 虚拟家装户型装修系统可行性和需求分析 8

3.1 系统可行性分析 8

3.2 系统功能性需求分析 9

3.3 系统非功能性需求分析 12

3.3.1 性能需求 12

3.3.2 安全性需求 12

3.3.3 可靠性需求 12

3.3.3 易用性需求 12

第4章 虚拟家装户型装修系统整体设计 13

4.1 系统总体设计 13

4.2 系统总体功能设计 14

4.3 系统模块设计 14

4.3.1 实时预览模块设计 14

4.3.2 表面设计模块设计 15

4.3.3 家具管理模块设计 16

4.3.4 资源管理模块设计 16

第5章 虚拟家装户型装修系统具体实现 17

5.1 虚拟家装户型装修系统实现条件 17

5.2 实时预览模块实现 17

5.3 表面设计模块实现 20

5.4 家具管理模块实现 21

5.5 资源管理模块实现 24

第6章 总结与展望 26

6.1 论文总结 26

6.2 论文展望 26

参考文献 28

致谢 29

第1章 绪论

1.1 本课题研究背景

伴随着中国城市化的快速发展，越来越多的年轻一代有着在城市中购房的需求。购房同时带来的还有对家装设计的需求。与此同时，计算机3D技术的不断成熟，也为传统的家装带来了更多的变革的可能性。室内装修与计算机技术两个看似互不相关的领域，如果能够产生联系，利用计算机技术提供更好的室内装修体验，室内装修又促进计算机技术的发展，利用技术造福人类，反过来又促进急速发展。这将为提高我国人民群众的生活幸福度和我国的计算机水平做出很大的推进。

1.1.1 家装设计行业发展背景

由于我国不断推进城镇化建设，大量的人口涌入城镇。据《国家新型城镇化规划（2014-2020）》报告显示，“截止至2013年，我国的城镇化率为53.7%，这与发达国家80%的城镇化率还有相当大的差距^[1]”。因此在今后相当长的一段时间内，我国的城镇化还将继续快速推进。快速发展的城镇化为城镇带来了大量的外来人口。这又带来了对城市商品房的旺盛需求，也进一步促进了对家装设计行业的发展。

同时，随着人们对生活质量的重视程度开始上升，越来越多的人们愿意在美化生活环境，提高生活水平上耗费时间和金钱。而家装的好坏，是决定生活环境优劣很重要的一个方面。这也从另一方面加速了家装设计产业的发展。众多企业开始关注互联网家装这个领域^[2]。

1.1.2 计算机3D技术发展背景

3D，即三维空间。这是一种随着计算机图形图像显示技术的成熟而衍生出来的新的显示技术。它利用了人体双眼的三维视觉特性，使得人们可以产生物体空间关系的感知。这一技术可以让人们在观察图形图像时有更强的真实感和沉浸感。在计算机性能越来越好的发展趋势下，3D技术的发展空间不断拓展，性能瓶颈已经逐渐消失。同时3D技术相关的理论也在不断完善，人们对这一领域的关注度不断提升^[3]。3D技术正在为人们带来越来越好的体验。

1.2 本课题研究现状

1.2.1 国内家装设计行业发展现状

目前国内家装设计行业依然普遍采取传统的方案。户主对家装设计的主要方式有以下几种。