虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統的構建方法

張燦

摘要：本文詳細的分析了現有的各種先進的技術，對虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統進行了詳細的分析，希望能夠進一步地對我國現有的中藥材體系進行進一步的完善，通過這種方法來進一步的提高資源和信息的使用效率，從而提高我國中藥材的管理水平。

關鍵詞： 虛擬數字化 中藥材 3D模型庫 展示系統 構建方法

本文所述的虛擬現實化的系統有著非常重要的意義，它能夠實現資源和信息大范圍的共享，虛擬現實技術甚至可能會將藥材的各種生產環境以及特性更好的展現出來，將藥材的各種特性最終在電腦屏幕上顯示出來。在這個過程中還能夠進一步的改變藥材生產過程中的溫度、光照等各種不同的因素，甚至還可以將藥材的各種微觀結構與藥材更好地結合起來。

1虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統的構建意義

根據相關的數據統計，目前我國記載的中藥材有很多種，在這些藥材中植物藥材占據很大的部分，其它一些民間的藥材也有很多。中藥材的品類非常多，而且不同種類的中藥材的形狀差異非常大，在對中藥材進行管理的過程中很多問題都會顯示出來。虛擬現實技術是現有的信息技術的一個重要的分布，而且這個技術也是現有仿真技術的一個重要的發展方向。混合現實技術的主要作用是能夠將現有的虛擬物體與現實的物體更好地結合起來，從而發掘現實物體的更多優勢。本文對現有中藥庫展示過程中的一些問題進行分析，最終發現將混合現實技術應用于虛擬數字化中藥材3D模型庫更有利于系統的研發活動。目前我國很多高校都已經在中藥標本館的基礎之上進一步的實現虛擬數字化，進一步的開發出各種虛擬現實的系統，構建了一個更為完善的中藥材模型庫，實現了中藥材標本的資源共享。目前我國中藥教學的數字化的發展趨勢能夠為高校的學生和社會群眾提供更好的研究標本，與此同時，也能夠大力地宣傳各種中藥知識，提高社會公眾對于中藥的認識程度，推動我國中藥產業的長久發展。

2虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統的構建方法

2.1構建完備的中藥材3D模型庫

虛擬中藥材主要就是在現有的各種技術的基礎之上，結合現有的計算機技術與真實的藥材標本進行進一步的匹配所構建出的三維數字模型。這種新型的構建方法能夠構建出一個虛擬的藥材，這種虛擬的藥材不僅能夠更加直觀地體現出所需要藥材的顏色和形狀，與此同時也能夠直接的體現出藥材的各種物理特性，從而直接對中藥材的各種性質進行直接的表達。這種新型的展示方法能夠利用模型對中藥材進行全方位的展示。本文主要是通過中藥材虛擬模擬3D建構，對現實的系統進行進一步的虛構。中藥材虛擬現實系統更加有利于加深人們對于中藥材的理解。

虛擬化中藥材3D模擬庫的建構主要包括以下幾個方面：首先第一個方面就是要建立一個更加完備的中藥材3D模型。其次，第二個方面就是要對中藥材的3D模型進行進一步的優化。第三個方面就是要建立一定的虛擬數字化中藥庫，目前中藥庫內包含了很多種常見的中藥品種。這些不同類型的中藥品種都有非常強的借鑒意義。近些年來，根據真實的中藥的形狀也建立了比較準確的中藥材3D模型，更加完整的展現出中藥的性質。在另一個方面，這種體系有利于中藥材的分類，有利于對現有的中藥材的數據進行綜合的收集。

2.2構建虛擬數字化中藥展廳

目前我國已經建立了很多個中藥標本館，而且經過統計，國內也有一定數量的中藥材3D模型庫，這些新建的數據庫和最新應用的技術能夠對我國現有所存在的各種中藥材以及相應的標本進行進一步的數字化處理，使更多的人能夠在線的查詢不同種類中藥材的作用并提供各種信息服務，這種制作方法能夠將傳統的中藥標本進一步的網絡化，使越來越多的線上的網絡人能夠實時地查詢到不同種類的中藥材。這種方法結合了現有的計算機技術，使中藥的查詢功能不僅局限于某一個地區，而是使越來越多的人能夠了解到中藥材的知識。使我國的中藥逐漸地走向世界、走向更加廣闊的天地。在此基礎之上，也有利于更大范圍的實現信息的互相溝通和交流，有利于對資源進行共享。目前我國也有數字化的中藥庫構建的虛擬展廳，這種展廳能夠進行一定的模型構建。這種新型的模型能夠和虛擬現實進行進一步的配合。在虛擬展廳中必須要選取一些關鍵性的位置，特別是在展廳之內必須要全方位的對各種中藥材進行觀察和體驗，選取一些比較有代表性、容易擺放的標本來進行展覽。而且在進行展覽的過程中還要有錯誤提示的功能，一旦觀看的人發現哪個地方標本擺放錯誤以及標本的介紹錯誤就可以顯示出錯提示，及時的對現有的錯誤進行糾正。與此同時還可以在展覽的藥材下面擺放一定的語音或者字幕介紹，觀看展覽的人還可以通過控制的方法來進一步的對虛擬空間內的標本進行移動和擺放，通過這種方法來進一步的實現虛擬展廳的選取。結合觀看的人的意見可以進一步的對現有的標本的位置進行重新的設置。與此同時，虛擬現實頭盔也要完整的配備，保證各種物質能夠在虛擬現實空間中進行操作，操作者能夠使用各種工具來搜索虛擬現實中的各種標本，并對這些標本進行刪除和排序。還可以對這些標本進行一些顏色變化和亮度調整等一些基礎性的管理工作。但這些虛擬空間中還有一些菜單選項列表，擺放人還可以根據菜單選項列表選擇不同的類別來進行擺放，對不同種類的中藥材進行更換，保證中藥材的位置能夠更加科學合理的設置。

2.3構建一個多功能的教學功能體系

目前我國很多中藥材的植物種類非常繁多，而且不同類型的中藥材的特征和結構都很復雜。要想對這些中藥材進行一個更加詳細的分析就必須首先要加深對于這些植物類藥材的理解。中藥材3D模型庫的建立能夠進一步的擴展中藥材所具備的教學功能，使中藥材成為教學過程中不可缺少的一部分。目前中藥材的學習是很多不同類的學科比如中藥學、中藥調劑學等技術性學科的教學必不可少的一部分。如果能夠將虛擬現實技術引入到中央教學領域將有非常重要的意義，它將有利于中藥教學的數字化教學，使學生更加直觀清晰地觀看到中藥的具體結構和形式，更加符合社會的發展需求。而中藥材虛擬現實系統的研發也能夠最大程度的降低教學過程中的各種資源的浪費，減少教學過程中的危險性，彌補現有我國教學材料存在的各種不足，這種新型的教學模式在實踐教學中有著重要的意義，有利于推動我國中藥教學朝著更加多樣化的方向發展。

3虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統的作用

3.1有利于中藥虛擬現實交互系統的研發

系統的研發主要包括以下幾個部分：首先第一個部分就是中藥的展示和鑒別，觀看者能夠依靠各種虛擬場景對現實進行建模，從而有利于提高對于不同類型的中藥的鑒別能力。第二，有利于各種中藥的制作、混合的現實場景的教學，觀看者能夠及時的學習這些制作方法并進一步的對制作步驟進行優化。第三，有利于對中藥的鑒別和制作等現實的制作方法與虛擬制作場景進行對照。

3.2進行虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統設計

這個部分主要包括以下幾個方面：首先第一個設計的方面就是虛擬數字化現實系統的基本構成。虛擬數字化系統的其中的一個重要的組成部分就是它的結構和設計，這部分直接影響所設計的模型庫的質量。其次，虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統也是一個重要的設計部分。

3.3利用各種器材來獲取中藥材的紋理圖像

這個技術的主要核心技術包括了對各種數據進行采集、對各種數據進行處理并進行模型的構建過程。這個過程主要包括了首先對三維數據紋理進行掃描，并對現有的初始化模型進行處理，采用一個反向的建模基礎來對現有的幾何造型進行構建。除此之外，還可以利用現有的技術對各種中藥材標本模型進行優化和調整，使模型和標本能夠更加的與現實的中藥材相貼合，使最終所制作出的標本和模型更加的符合實際情況。利用現有的先進的儀器能夠在相同的條件下從不同的角度對中藥材表面的數據進行更加清晰的判斷，保證所獲得數據的準確性。并在這些數據之內選取一個更為合適的數據輸出點，選擇一些特征明確而且容易處理的數據進行處理，在處理的過程中，可以利用網絡大數據手段進行處理，準確地計算出不同藥材的幾何模型，并將最終所獲取到的藥材的圖像用軟件進行進一步的加工和處理，并與實際的藥材圖像進行對比，通過這種方法來獲得藥材的模型。

4結束語

虛擬數字化中藥材3D模型庫展示系統能夠更加清晰的展示出實物的組織和特征，有利于觀看者達到真實的觀看感。這個系統也有利于提高現有中藥材的管理水準，這個系統廣泛使用也有利于推動我國中藥產業的大幅度發展，吸引更多的外來投資來推動產業共同發展。與此同時，此系統也有利于高校教學的應用，學生能夠更加直觀的學習到重要的結構和作用，對推動我國經濟的發展有著重要的意義。

基金項目：江蘇工程職業技術學院2019年校級教學改革研究課題：“五維一體”共享式課程教學資源庫建設與應用推廣——以《3D模型制作》課程實施為例，編號：GYJY201903

參考文獻：

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