虛擬漫游導游系統

摘 要：近年來，隨著計算技術的飛速發展，數字化潮流已是全球經濟發展的必然趨勢，虛擬現實技術逐漸引起人們的注意。虛擬現實（Virtual Reality）是一種可以創建和體驗感受虛擬環境的計算機系統，利用計算機模擬產生一個三維空間，讓使用者如身臨其境般體驗三維空間內的事物。

關鍵詞：虛擬現實；3DsMax；VRP；交互式漫游

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.111

1 引言

1.1 研究背景

隨著虛擬現實技術在各領域的不斷深入，對其提出了更高的要求。為滿足這些要求，虛擬現實技術研究都遵循了“低成本、高性能”的原則，并取得了迅速發展。

1.2 主要研究內容

本設計旨在利用3D建模技術對景點進行較為逼真的呈現，擬采用三種方法：（1）基于多邊形繪制的漫游系統的設計實現。 （2）利用3DS Studio， AutoCAD等軟件建立場景。（3）基于圖像的繪制設計。

2 相關技術基礎

2.1 3DsMax簡介

3DsMax是美國Autodesk公司開發的一款集電腦三維動畫、三維模型創建和渲染的優秀軟件，其全稱：3D Studio Max。現已廣泛應用于游戲開發、建筑、廣告設計等領域，是目前應用最為廣泛的三維動畫模型設計軟件之一。

2.2 3DsMax的建模方式

3DsMax的幾何建模方法主要有多邊形（Polygon）建模、樣條曲線建模（NURBS） 、細分曲面技術建模（Subdivision Surface）。建立一個三維模型可以通過多種不同技術和方法，但最終結果有優劣、繁簡之分。

2.3 VRP編譯器漫游技術簡介

VR-Platform（簡稱VRP）是由中視典公司開發、具有自主知識產權的一款國產三維虛擬現實軟件平臺，可廣泛的應用于城市規劃、室內設計等行業。

3 系統的開發流程

3.1 原始數據的收集

在數據收集階段，根據景點的實際情況，對所有建筑物進行模型等級分類，根據分類多次進行實地考察、測量和拍攝實物照片。

3.2 三維模型的建立

三維建模是虛擬漫游系統制作過程中的重要階段之一，本階段須完成虛擬漫游系統場景中所有三維模型的建立。在三維模型的基礎上，通過前期的數碼照片收集，制作貼圖紋理。最后整理和優化場景，進入烘焙和測試階段。

3.3 漫游系統功能的實現

本漫游導游系統利用中視典VRP虛擬現實軟件平臺實現虛擬漫游功能。在計算機安裝VRP軟件，然后將烘焙好的虛擬場景從3DsMax導入到VRP編輯器中，在VRP編輯器中進行編輯，實現實時景點漫游和場景的人機交互。

3.4 人機交互

人機交互功能是虛擬漫游系統的另一大特點。漫游系統的交互性取決于運行界面的設計和腳本語言的編寫。簡潔明了的交互界面不僅能夠提高用戶的漫游興趣，同時也能夠幫助用戶快速的了解系統設計者的意圖，使系統得到充分使用。后臺腳本語言的編寫決定了漫游系統的人機交互功能，是虛擬漫游系統制作中相當重要的環節。利用VRP腳本編輯器編寫后臺腳本語言，為虛擬場景添加各種交互功能。加入碰撞檢測后，場景將會更加真實，最后編譯并生成可執行程序以及web3D文件。

4 虛擬漫游導游系統的實現

4.1 模型的建立

室外漫游系統一般規模宏大、建筑物繁多，工作量主要集中在模型的建立上，同時由于模型數量較大，為保證場景質量與漫游效果，模型優化對漫游系統的實時性有著巨大的影響。在優化系統的同時，可以運用各種建模技巧，豐富場景內容，使虛擬場景更加逼真。

4.2 場景集成

場景集成是指將零散的建筑模型、自然景觀合并到一個大場景中，根據數碼照片對物體進行移動、縮放、旋轉、復制等操作以確定物體位置、大小現實世界所有的物體都有自己特有的比例大小，要使創建的虛擬場景更加的真實，模型的比例能夠符合現實世界就顯得非常重要了。

4.3 漫游實現

本虛擬漫游系統漫游部分的制作是利用中視典公司自主研發的虛擬現實漫游軟件VRP，主要實現虛擬場景的實時漫游功能和人機交互的設計。我們將優化好的三維模型場景導入到VRP編輯器之后，就可調用VRP的函數。

4.4 VRP場景貼圖優化技術

在制作大場虛擬漫游場景時，如果沒有優化好烘焙貼圖的尺寸大小，會導致烘焙后烘焙貼圖信息量太大，直接將該虛擬場景導入VRP編輯器之中可能會出現兩個問題：一是因為烘焙后貼圖量太大，造成VR場景無法導入VRP編輯器之中；二是能夠導入到VRP編輯器中，但是由于烘焙貼圖信息量太大，使其占用計算機內存非常大，不能流暢漫游虛擬場景。出現這兩個情況時，就需要在將已經烘焙過的虛擬場景導入到VRP編輯器之前，將所有烘焙貼圖進行貼圖的格式壓縮，然后再向VRP編輯器中導入

4.5 可執行程序的編譯

整個虛擬漫游場景的數據設置好后，下一步也就是最后一步將該場景打包編譯成可獨立執行的EXE文件，我們都知道EXE文件是可以直接訪問程序的文件，而不需依賴于其他任何應用軟件，所以編譯后的EXE文件可以非常方便的在其他計算機上演示。

4.6 漫游系統的測試

漫游系統保持了較好的渲染速率，實時性良好，可通過鼠標鍵盤實時控制漫游路徑和視點變換。

5 結束語

通過此項目的開放，我們最終可以生成一個Web版的漫游系統，并將其發布至網絡中。這樣，可以提高游客對景點的興趣，使有意向在此旅游投資的商人更直觀的了解景點的風土人情。通過對景點的漫游，不同地域的人們能更方便的了解這一景點的具體情況，從而吸引更多潛在的旅游資源，具有很高的經濟價值。

參考文獻：

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[2]劉海燕.城市旅游形象規劃設計初探——以泰安市為例[D].碩士學位論文，天津大學，2005：8-9.

[3]范波濤，賈燕.虛擬現實中虛擬場景的建模技術[N].山東大學學報（工業版），2004：53-54.

作者簡介：潘良（1994-），男，山東五蓮縣人，本科，研究方向：軟件工程。endprint