基于Web的3D虚拟人智能导诊系统设计
王伟东1，余华强2，赵法信2
【摘 要】为了实现全天候的在线智能导诊功能，通过设计3D虚拟人，采用x3Dom结合.net和数据库技术，增强在线虚拟人表情和动作的真实感，提高虚拟人的智能化程度，实现基于Web的3D虚拟人智能导诊系统，可有效提高就诊效率，提升服务质量. 【期刊名称】湛江师范学院学报 【年(卷),期】2012(033)006 【总页数】4
【关键词】Web 3D；虚拟人；智能导诊
医疗部门由于病情的分类众多，医疗设备和医务人员的分工比较明确，各个诊室分布在多个楼层中，一般患者难以快速地根据病情找到合适的诊室和医务人员，一次就诊也常常要分别到多个诊室里进行.有了全天候的在线智能导诊功能，患者或家属就可通过自助终端电脑或智能手机，上网快速找到所需诊室和医务人员.文献［1］中设计了基于Web的平面地图导诊，但在交互反馈的人性化方面还有待改进，目前三维呈现技术已在网页上得到了较广泛的应用，文献［2］采用Web 3D技术实现了虚拟博物馆实现了交互的漫游功能，但主要是采用位置的交互.现在X3D［3］成为继VRML之后最通用的强大 Web 3D标准，已经通过ISO认证，成为国际通用标准，具有良好的跨平台性，能够很好地实现基于Web的远程在线实时交互，它的最大特点是由程序驱动，有效地减少了对浏览器资源的占用，提高了运行的响应速度.但是它也存在一些不足：1）在网页上实现可交互的三维场景，对计算机的硬件和网络都要求很高［4］.2）难
以实现让用户通过文字或语言指令等与3D模型进行对话和交互［5］.3）X3D的制作工具和开发环境相对比较落后，缺乏完善的功能开发包［6］.针对上述的这些问题，为了使在线导诊功能的交互界面更加亲切、更加接近于真人导诊的效果，本文采用Web 3D技术实现实时交互的3D虚拟人进行智能导诊.
1 系统的总体设计
在总体架构上，为了便于普遍地推广应用，基于Web的3D虚拟人智能导诊系统采用B／S架构，有效地兼容各种常用的设备和系统，可以在自助终端的电脑或者在智能手机上通过Web浏览器来使用.
为了增强在线场景和虚拟导诊角色的真实感，采用3ds Max来设计场景和3D虚拟人角色，并转化为通用的X3D格式，将它以编码的形式嵌入网页中，使其在Web浏览器中呈现，以便可以实时地交互，控制显示的方位，做出一些动作和表情.
让用户可以通过文字或语音与3D虚拟人进行导诊相关的实时对话交互.例如：3D虚拟人能根据用户的指令做相应的动作或表情.能根据用户的提问内容进行智能分析判断，回答用户的导诊相关问题，并且能做出相应的动作或表情.还可以设计3D虚拟人具有一定的学习和成长能力.与用户的对话交互功能主要采用语音识别［7］API结合了分词、语义模糊匹配［8］、知识库［9］等技术，使得在线3D虚拟人具有一定的专业导诊智能和知识成长［10］的能力.
如图1所示，根据用户权限设计系统的总体功能主要有：对医务人员，可以录入楼层、诊室位置等信息，各诊室的医务人员情况及能诊治的各病情内容等.对患者或家属，可以根据病情来咨询就诊的医务人员和诊室、咨询诊室位置和医务人员情况等.3D虚拟人都能以字符或语音形式应答，并做出相应的动作或表
情.
2 系统各功能实现过程中的关键技术
2.1 基于Web的3D虚拟人呈现技术
3D虚拟人在Web上的呈现，以往一般是采用VRML实现，但同一3D模型用VRML格式的文件会比X3D格式的占用浏览器的资源大得多，且交互功能较弱.所以系统采用X3D实现3D虚拟人的Web呈现.首先，利用3ds Max设计出3D虚拟人模型和场景，为提高运行速度在不影响总体外形的情况下，要尽量减少三维模型面的数量，导出为.wrl文件后，再转换为.x3d文件，然后以HTML5的代码格式进行标准化，在相关网页中调用官方网站的x3Dom.js和x3Dom.css文件，用x3Dom技术实现在Web上呈现3D虚拟人. 2.2 与用户对话功能的实现技术
患者或家属用户在系统的网页界面中输入一行字符，或说一句较标准的普通话语音，系统通过调用语音识别API进行语音识别后，结合分词、模糊匹配、知识库等技术，处理后按照设定的规则从数据库中提取出相应的信息，以字符和语音形式进行回馈，从而实现系统与用户的简单对话. 2.3 按指令做动作表情功能的实现技术
如图2所示，当用户选择了“指令模式”之后，就可以利用预定的文字或语音指令来控制3D虚拟人做出各种相应的动作和表情，实现逼真的拟人化效果.首先设计出多种动作和表情的模型，在模型代码中修改好表情代码的标识，然后嵌入到网页代码中，用Java Script在网页代码中设计好与动作或表情模型的匹配，从而实现了利用指令控制3D虚拟人做各种表情和动作. 2.4 根据问题的内容做出相应表情和动作的实现技术
基于Web的3D虚拟人智能导诊系统设计
