觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉奧琦 袁曉紅

摘 ?要：觀光農(nóng)業(yè)園作為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)新的增長點(diǎn)，由于目前階段不具備遠(yuǎn)程體驗(yàn)性等問題，限制了觀光農(nóng)業(yè)園的發(fā)展。因此，設(shè)計(jì)了基于Sketch up和Virtools軟件技術(shù)的觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)，開創(chuàng)了遠(yuǎn)程可交互虛擬場(chǎng)景漫游體驗(yàn)功能。利用Sketch up軟件進(jìn)行地形、植物、建筑物以及水體的構(gòu)建，在漫游平臺(tái)上進(jìn)行碰撞檢測(cè)、場(chǎng)景簡(jiǎn)化以及背景制作。在Virtools平臺(tái)上運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)的漫游系統(tǒng)再現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)了客戶遠(yuǎn)程瀏覽體驗(yàn)的功能。

關(guān)鍵詞：觀光農(nóng)業(yè)園 ?漫游系統(tǒng) ?虛擬場(chǎng)景漫游

中圖分類號(hào)：N945.23 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）12（b）-0029-02

觀光農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)融合后的一種新型產(chǎn)業(yè)，是目前服務(wù)業(yè)中的熱點(diǎn)問題，也是未來旅游業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。因此，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建新型觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種趨勢(shì)，對(duì)于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重要意義。

1 ?觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

1.1 觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)軟件總體框架設(shè)計(jì)

觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)的建立初期應(yīng)先進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和整理工作，利用遙感技術(shù)獲取的圖像，將農(nóng)業(yè)園區(qū)的地形地貌圖進(jìn)行預(yù)處理，為園林的場(chǎng)景模型建立做好前期工作[1]。利用Sketch up軟件以及對(duì)實(shí)體物體進(jìn)行構(gòu)建。通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫將前期工作中的數(shù)據(jù)按照一定邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類和優(yōu)化管理，方便后期工作中對(duì)數(shù)據(jù)的調(diào)取。最后開發(fā)觀光農(nóng)業(yè)園虛擬系統(tǒng)的仿真功能、控制調(diào)度中心、交互模塊、監(jiān)測(cè)功能等，搭建易于操作的用戶界面，實(shí)現(xiàn)觀光農(nóng)業(yè)園漫游功能。

1.2 觀光園林漫游平臺(tái)設(shè)計(jì)

觀光農(nóng)業(yè)園漫游數(shù)據(jù)庫建立后要將各種數(shù)據(jù)模型組合在虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)上，由于數(shù)量龐大會(huì)對(duì)平臺(tái)造成很重的負(fù)擔(dān)，因而要對(duì)模型進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化[2]。

（1）碰撞檢測(cè)。碰撞檢測(cè)可以模擬觀光園林的真實(shí)場(chǎng)景，決定著系統(tǒng)的仿真效果。通過攝像機(jī)與地面以及攝像機(jī)與地面物體的碰撞進(jìn)行檢測(cè)。定義地面為Floor屬性，物體定義為Object Keep On Floor，將這個(gè)組合模塊加入Camera Script中，通過設(shè)置高度保證攝像機(jī)始終在地面上相同高度移動(dòng)。

（2）場(chǎng)景簡(jiǎn)化。對(duì)于相同場(chǎng)景不同部分使用不同的描述模型（LOD），由于人眼看到的物體細(xì)節(jié)程度不同，可以采用LOD模型進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，在漫游系統(tǒng)根據(jù)投射影像的大小決定LOD模型。場(chǎng)景簡(jiǎn)化可以節(jié)省存儲(chǔ)空間，簡(jiǎn)化了運(yùn)行流程[3]。

（3）背景系統(tǒng)制作。在Virtools中創(chuàng)建燈源，添加10行6列的數(shù)組，添加光暈特效圖后，在腳背中添加“LensFlare”BB，在“LensFlare”BB加入數(shù)組和光效圖，運(yùn)行Virtools，調(diào)整燈源位置可以實(shí)現(xiàn)太陽光效果。在3D studio Max中做一個(gè)類似天空的模型，將云模型Mesh中創(chuàng)建腳本“Texture Scroller”BB，調(diào)整滾動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)云朵功能。將音樂片段和行為模塊一起放入Level Script中進(jìn)行設(shè)置，選取音樂檔案加入場(chǎng)景，控制音量和循環(huán)方式，實(shí)現(xiàn)背景音樂與漫游系統(tǒng)進(jìn)行融合。

2 ?觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 建模數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選型

數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器不涉及大量的非空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和保存，但對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全性要求較高。系統(tǒng)采用了Dell poweredge2576服務(wù)器，搭載了四核Xeon E5261處理器，2.44GHz主頻，12MB緩存，8G內(nèi)存，硬盤空間5×200GB SAS硬盤。該服務(wù)器具有較高安全系數(shù)，自帶數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。

2.2 地圖服務(wù)器選型

地圖服務(wù)器需要大量的存儲(chǔ)空間來保存數(shù)據(jù)，同時(shí)需要進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算流程，對(duì)服務(wù)器硬件配置要求較高。系統(tǒng)采用了Dell poweredge R980服務(wù)器，1.60GHz前端總線，8G內(nèi)存，ECC雙內(nèi)存列、全緩沖內(nèi)存條，硬盤空間7×400GB SAS硬盤，支持熱插拔。該服務(wù)器具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和運(yùn)算能力。

2.3 用戶體驗(yàn)端配置設(shè)計(jì)

用戶終端是觀光園林漫游系統(tǒng)的客戶端，一般需要進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析和圖形運(yùn)算能力，對(duì)顯示配置要求較高。系統(tǒng)采用了聯(lián)想揚(yáng)天T4900V計(jì)算機(jī)，搭載了英特爾第七代酷睿i7-7700HQ處理器、8GB DDR4內(nèi)存、266G SSD+1TB機(jī)械硬盤，獨(dú)立顯卡NVIDIA GTX 1050Ti，顯存512MB。

3 ?對(duì)比實(shí)驗(yàn)

將設(shè)計(jì)的漫游系統(tǒng)導(dǎo)入Virtools平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。具體Virtools參數(shù)設(shè)計(jì)如表1所示。

運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序后，在平臺(tái)對(duì)接性、交互性、沉浸性、易修改性、輸出性能方面與沒有采用Virtools平臺(tái)的傳統(tǒng)的觀光園林系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)照。結(jié)果如表2所示。

從表2中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，采用了采用Virtools的漫游系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)的有顯著的優(yōu)勢(shì)，特別是在平臺(tái)對(duì)接、交互性、沉浸性方面。

4 ?結(jié)語

園林漫游系統(tǒng)是以農(nóng)業(yè)資源為核心，借助虛擬現(xiàn)實(shí)等科技以及相關(guān)硬件設(shè)施，對(duì)傳統(tǒng)園林進(jìn)行創(chuàng)新性的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，從而形成了集旅游觀光、科普教育以及休閑娛樂功能為一體觀光景點(diǎn)。加強(qiáng)對(duì)觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的研究具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 張園園，劉桂陽.觀光農(nóng)業(yè)園虛擬仿真設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2016（36）：138.

[2] 郭蕊，楊立新，侯陽，等.基于Quest3D虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究[J].農(nóng)業(yè)科技與信息：現(xiàn)代園林，2019（11）：23-26.

[3] 張曉寧，趙曉春，王翔，等.基于Virtools的園林三維漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，25（4）：175-178.