虛擬現實技術在旅游中的應用

摘要:虛擬現實技術(Virtual Reality， VR)是綜合性與集成性極強的高新技術，近幾年發展迅速，并且逐步走向成熟，開發成本也在不斷下降，我們在虛擬建筑漫游的基礎上正在開發虛擬旅游作品。該文通過對VR的討論，分析VR在旅游中的應用，指出VR技術在旅游中發揮著重要的作用。

關鍵詞:虛擬現實;虛擬旅游;現實旅游;三維互動

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)33-9355-02

Application of Virtual Reality Technology in Tourism

TIAN Yin

(Suzhou Art Design Technology Institute， Suzhou 215104， China)

Abstract: Virtual Reality(VR) technologe is a high-level synthesis and integration. It is the rapid development in recent years and gradually matured. The development cost is falling. We are developing the VR tour works based on virtual roaming. This paper analyzes the application of VR in tourism， pointes out the important role of VR technology in tourism by discussing the VR.

Key words: virtual reality; virtual tour; reality tour; 3D interaction

所謂虛擬旅游，指的是建立基于現實旅游景觀，利用3D技術，構建一個虛擬的旅游環境。VR技術為用戶提供了一種新型的人機接口，它不僅使用戶能感受到景區空間及物體的逼真存在，而且還能與用戶互動，在虛擬旅游中，用戶可以選擇一種自己喜歡的身份進行游覽，突破物理空間和時間的約束，沉浸在這自由互動的三維信息空間中。

作為IT技術創新的領導者，IBM曾成功實施了梵蒂岡圖書館、永恒的埃及等數字化的文化遺產項目，IBM前不久還推出的《超越時空的紫禁城》在線旅游行業的三維化進程。加拿大UBC與我國萬方幸星數碼科技有限公司聯合開發的虛擬圓明園，運用虛擬現實技術再現了當年圓明園的一些風貌，使用戶對其有一種更直觀、更親近的認識。相關報道還有很多，這都說明了文化遺產、旅游資源的三維化虛擬現實的意義。

虛擬旅游是誕生在現代信息化時代，是以數字技術為支撐的，如何使虛擬旅游更逼真、更適應人的需求，這是我們研究的重點，除了功能設計之外，更重要的就是技術的靈活運用。

1 虛擬現實技術的應用

目前，我們將虛擬現實應用到旅游業的過程是結構設計、信息收集、信息數字化、虛擬交互設計與實現、產品發布，最終實現虛擬旅游體驗，設計流程如右圖。

旅游景點可以是現實中存在或不存在的，對于真實的景區是收集實際資料和照片，而對于規劃中的景區，則先設計規劃平面圖，按結構布局把它做成三維模型，再利用虛擬交互設計，硬件配備，實現旅游體驗。

1.1 虛擬建模技術

一個三維虛擬場景模型的構建一般經歷從設計、建模、貼圖、場景合成、環境設置、動畫、優化、模型導出等若干個階段。我們采用3DMax作為建模工具，因為3DSMAX建立的模型有很強的仿真立體效果，而且又方便導入到后期的虛擬軟件完成交互設計。

1.1.1 建筑建模

建筑建模如用效果圖的模型是不適合的，虛擬現實中的運行畫面每一幀都是靠顯卡和CPU實時計算出來的，如果面數太多，會導致運行速度急劇降低，甚至無法運行;模型面數的過多，還會導致文件容量增大，在網絡上發布也會導致下載時間增加。所以，虛擬旅游的模型采用的多邊形建模方法。

多邊形建模技術主要優點是簡單、方便和快速，而且節省“面數”，以適應虛擬旅游實時顯示的需要。在虛擬旅游作品設計中不僅要考慮景區的逼真性、虛擬互動的可行性，還要考慮虛擬旅游互動中的流暢性。考慮到硬件的限制和虛擬現實系統的實時性的要求，建模大都采用模型分割、紋理映射等技術，在能夠保證視覺效果的前提下，盡量采用比較簡單的模型，在模型創作過程中，對模型進行分割，分別建模，以利于虛擬旅游的實現。

1.1.2 植物建模

植物是景區的重要組成元素，植物模型復雜，量又多，不可能用常規的建模方式完成，在設計中除了個別的主要植物用模型外，其余大部分使用植物貼圖進行表現。

1.1.3 水體構造

水體同樣是景觀的重要內容，如噴泉，可以用粒子系統進行表現，但會降低系統的速度，我們在模型設計中僅使用平面，附上水體貼圖，水體的動態變化到后期虛擬軟件中進行設置。

1.2 優化技術

虛擬場景的優化是一個必不可少的環節，經調整和優化模型與貼圖，能很大程度地提高系統的運行速度和流暢性。

1.2.1 模型優化

適當分割對象的三角面，刪除不需要的面、線、點。保持模型面與面之間的距離，在表現細長條的物體時，盡量不用模型而用貼圖的方式表現。模型的數量不能太多，將物件群組化，還要合理分布模型的密度。

1.2.2 貼圖、材質優化

3DS MAX的出色的紋理貼圖，材質編輯能力，提供對模型表面材質和貼圖的處理途徑。雖然，虛擬現實后期編輯中也有【改變貼圖】的腳本，但如在3DS MAX中完成表面材質處理，進入后期編輯器就會方便很多。另外，材質的使用有時還需要跟烘焙操作結合在一起，不同類型的材質需要采取不同的烘焙方式。

調整紋理貼圖的大小、格式，并調整貼圖模式，以增加景物的細節水平及景物的真實感。貼圖大小采用2次方倍數，在被后期虛擬軟件讀取時，速度較快。

1.3 虛擬交互技術

虛擬旅游需具備極強的交互性能，用戶在場景中可以方便地與系統進行三維交互，在后期虛擬軟件中，使用腳本進行交互功能的控制。

1.3.1 攝像機的設置

攝像機就是人的眼睛，在虛擬旅游中用戶隨心所欲地在場景中漫游，這些功能是通過鍵盤按鍵或鼠標點擊實現的。有后期虛擬軟件中需要對不同的漫游方式創建攝像機，并將攝像機與按鍵或鼠標動作關聯。創建攝像機要與設計的虛擬旅游的方式相結合的，比如，第一人稱方式、第三人稱方式;游客自由漫游方式、自動漫游方式。規定路線的自動漫游是游客按照規定好的路線進行游覽，觀賞的景色是固定的、有序的，這種方式適合游客想初步了解景觀或對旅游地不太熟悉的情況下選擇的。而游客自由漫游是游客自己決定旅游的路線，自由行走，無規定旅游路線的限制，這樣游客更自主，娛樂性也強。

1.3.2 碰撞設置

在場景中漫游應符合常規，無論以某種方式行走，都不會走到場景以外其他地方，或陷入建筑物中，這就要求系統能實時、準確判斷對象間的碰撞，并作出合理的響應。有關物體的碰撞我們是在后期虛擬軟件中進行設置的，選擇攝像機會碰撞到的物體，設置相關參數。

1.3.3 多媒體效果設置

在虛擬旅游系統中提供導航圖，方便游客了解自己所處的位置，也可按地圖選擇想去的景點。不同的景點都配有音樂，視頻解說，游客也按需要開關、可以切換音樂，需要“導游”的解說時，也可選擇播放。虛擬場景中還可以適當增加活動的人物、小動物等，模擬現實旅游的效果。

2 虛擬旅游的意義

2.1 旅游廣告

在旅游宣傳中，長期以來人們是用抽象的概念表示非常豐富的旅游資源，如文字、平面圖、宣傳畫冊，有時也有用三維動畫、視頻光盤等傳達信息的，但用戶還只是被動的方式接受，無法自由地、更真實地全面了解信息。虛擬旅游景區的實現能為旅游者提供精確、詳細的信息，用戶以旅游者的角度，真實的感覺“進入”景區觀賞、互動，在游覽之前對于景區的質量和花費有明確的認知，激發旅游的興趣，鼓勵用戶真正去目的地游玩。

2.2 旅游規劃

借助虛擬旅游系統，把尚不存在的旅游景區表現出來，還可以利用VR的交互性能，實時修改某些景物，并能實時動態演示和控制設計和施工的過程。對各種方案及結果進行比較，使設計師的思維更加形象化，概念更易于理解，也方便領導作出決策。這是傳統手段如平面圖、效果圖、沙盤乃至動畫等所不能達到的。另外，可重復修改設計，直到在虛擬現實中達到預期效果，以就可減少甚至杜絕實際建成效果與設計意圖偏差很大的情況。這無疑對設計還是規劃部門都能大大提高成效。

2.3 教學應用

虛擬旅游還可以引入中小學的教育中，如學生學習地理、歷史知識時，配上相關的虛擬旅游作品，學生們就在像玩游戲一樣的情景，在現場氣氛中學習和掌握知識，可謂真正的寓教于樂。

對于導游的教學就更有效了，教學場景真實，可實現場景游覽、學生實習等，在互動中達到教學目標。另外，還能降低教學成本，省時間、省費用。

2.4 互動娛樂

世界上所有的旅游景點，一個人不可能一一去實地游玩，通過虛擬旅游能過把癮，用戶足不出戶，就能去觀賞風景名勝區，甚至在虛擬旅游中進行互動，增加娛樂性。

3 結束語

我們在虛擬旅游中做了些基本的工作，正在將虛擬現實技術應用于旅游中，特別是模型優化、虛擬互動等方面進行了探索。以后的工作將著重于研究如何創建高效和多樣的虛擬場景技術，結合后期虛擬軟件，擴展接口功能及交互性能，以提高其運行效率。

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