基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方法研究

王傳霞+郝孝華

摘 要： 針對傳統室內裝潢虛擬設計中建模虛擬圖像效果差的問題，提出一種基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方案。采用先進的云端一體技術進行虛擬模型的數據采集，使用屬主建模方法進行建模，提高了建模的效率；引進Mip?MAP算法進行數據計算，提高了室內裝潢虛擬圖像的像素；通過與紋理圖案映射算法相結合，提高了室內裝潢虛擬圖像的逼真度和空間感，有效地解決了建模效果差的問題。為了驗證所提方法的有效性，設計了仿真實驗，結果表明，提出的基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方案能夠有效地解決建模虛擬圖像效果差的問題。

關鍵詞： APICloud技術； 室內裝潢； 虛擬設計； 虛擬現實； 數據采集； 映射算法； 圖像像素

中圖分類號： TN911?34； TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）02?0137?04

Abstract： Aiming at the poor modeling effect of virtual image in the traditional indoor decoration virtual design， an APICloud?based virtual design scheme of indoor decoration is put forward. The advanced cloud integrated technology is used for data acquisition of the virtual model. The owner modeling method can improve the modeling efficiency. The Mip?MAP algorithm is introduced for data calculation to improve the pixel of virtual image of the indoor decoration， and combined with the texture pattern mapping algorithm to enhance the fidelity and space sense of the virtual image of the indoor decoration， and improve the modeling effect effectively. In order to verify the effectiveness of the APICloud?based virtual design method of the indoor decoration， an experiment for the method was conducted. The experimental results show that the proposed APICloud?based virtual design scheme of indoor decoration can improve the modeling effect of virtual image.

Keywords： APICloud technology； indoor decoration； virtual design； virtual reality； data acquisition； mapping algorithm； image pixel

0 引 言

虛擬現實技術與云端一體技術（APICloud）是近年來發展比較迅猛的技術領域之一，這兩項技術從被發明起就得到了廣泛的關注和使用[1]。

對于虛擬現實技術和云端一體技術的使用會給該領域帶來一場前所未有的技術革命。在室內裝潢行業，許多工程師設計員都利用虛擬現實技術進行實體模擬，使用云端一體技術進行數據處理[2]。這樣既能夠進行真實的模擬，又能夠快速地對方案進行修改。虛擬現實技術與云端一體技術相結合與以往的二維呈現效果有許多的不同，平面的設計只能進行表體化的設計，虛擬現實技術與云端一體技術結合后能夠進行場景的優化，節省了大量的設計時間。虛擬現實技術與云端一體技術相結合，還能夠充分地發掘場景中的潛在美學，通過色彩搭配、光線優化、布局修飾等手段呈現出優越的效果[3?4]。傳統的室內裝潢虛擬設計中，由于使用的數據模型單一化，會造成建模虛擬圖像效果差的問題。綜上所述，本文提出基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方法，能夠有效解決建模虛擬圖像效果差的問題。

1 基于APICloud的室內裝潢虛擬設計

利用APICloud技術對室內裝潢的虛擬圖像進行優化設計，采用云端一體技術進行圖像數據的效果處理，結合相對應的Mip?MAP算法進行像素等屬性算法上的設定優化[5]。精確的紋理圖案映射算法能夠對室內景觀空間特征信息進行描素，能夠對室內的景觀效果以及光線進行優化[6?7]。呈現出的室內設計虛擬樣品圖像實際視覺效果與仿真虛擬圖像效果幾乎是一樣的。基于APICloud的室內裝潢虛擬設計流程如圖1所示。

1.1 屬主建模方法設計

根據上述設計的原理圖，使用屬主模型建立的方法進行虛擬模型的建立，首先進行節點的設置和數據矩陣的交換[8]，保證設計數據的有效性，通過對屬性編輯進行自定義取值，如下：

式中：Y，Y1，Y2，Y3分別代表設計的方位屬性、長度屬性、寬度屬性、高度屬性；X，X1，X2和X3分別對應進行虛擬模型建立后的實際長度、寬度、高度以及定位屬性。由于進行室內裝潢過程需要一定的景觀添加，因此還需要進行一次設置[9]，這次設置目的是保證最低的空間范圍內，在實際的室內裝潢過程必須保證一定的使用空間，極限空間為：

1.2 引入Mip?MAP算法endprint

為了保證布雅克比矩陣能夠進行連續的特征提取，使用Mip?MAP算法和直方圖解析法建立矩陣。在矩陣建立的過程中需保證匹配濾波模型的統一，可以表示為：

式中：表示連續的圖像數據。想要使用Mip?MAP算法，需要對σ進行校準，以便排除偏差帶來的干擾。根據矩陣方程的定義，可以得到序列矩陣計算式為：

圖像空間掃描得到數據的全息投影在建立的中心區域進行呈現。在使用前要保證信息數據不定性因素不能對像素產生干擾，檢驗方程式為：

式中：E表示掃描圖形的屬性特征；n表示選定特征提取；a，b表示方位疊加；R為一個設定值，對提取的圖像設置大小。經過特征提取及數據檢驗便可進行使用，特征匹配式為：

假設每一幀的畫面像素都是相同，建立了實際景觀與虛擬景觀的匹配關系，融合方程中的計算算子N進行場景的刻畫渲染，得到三維的虛擬景象屬性由特征決定。

1.3 圖案映射算法設計

在建立好的三維圖像中進行特征屬性的匹配是保證圖像的識別度的關鍵[10]，如果兩幅圖像進行連續提取，中間如果有屬性相同，那么使用紋理圖案映射算法可以有效地進行特征提取的同時，還可以提高屬性匹配速度，使用前需要進行對應的關系匹配：

式中：J代表對應關系系數；i與分別代表比例尺縮放尺度以及連接系數；E表示實際的匹配系數。通過衡量進行對應的匹配，公式為：

將匹配好的屬性關系代入瓊斯矩陣中，可以得到圖像映射矩陣方程如下：

由式（9）經過化簡，再進行對應匹配得到：

式中：I1～I4為虛擬圖像的呈現特征；=-為實際虛擬邊緣算子。進行建立后虛擬圖像還需要進行色彩修正和色差比對，矯正關系為：

實際的光線會產生一定的折射和散射，但是虛擬圖像想要進行精準的呈現需要進行色差比對，色差比對關系式為：

式中：λ= 632.8 nm是一個影折射常數；ΔL表示實際色澤差值。換算關系式為：

通過函數轉變得到：

并進行連接求出對應的變化范圍，在使用中需要進行修訂時，為了方便取值取值如下：

3 實驗驗證

為了驗證本文設計的基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方法的有效性，設計了對比仿真試驗。對某小區室內裝潢過程進行虛擬呈現。首先使用傳統的室內裝潢虛擬設計方法進行虛擬圖像建立，然后使用本文設計的基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方法進行虛擬呈現。為了保證實驗有效性同時同角度進行虛擬圖像建立，設置校準方位差X為5.0；為了保證圖像的清晰度設置R=0.735；設置誤差精準度在0.036以下，設置L，，D分別為5.0，5.0，63.8。實驗結果如表1、圖2所示。

根據表1數據可以看出本文設計的基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方法能夠有效地提高清晰度，同時虛擬成像的時間較短還不需要進行修正，保證了虛擬成像的質量和效率。通過圖2可以明顯看出，使用本文方法，圖片更加清楚并且顏色更加逼真。

4 結 語

本文設計的基于APICloud的室內裝潢虛擬設計方法，能夠有效地解決傳統內裝潢虛擬設計中的虛擬圖像效果差的問題。通過本文的研究，希望能夠促進室內裝潢虛擬設計領域的發展。

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