增強現實技術在虛擬校園建筑漫游中的設計與呈現

摘要：增強現實技術是未來科技發展的新方向已經是不爭的事實，很多相關研究和應用都在不斷的突破和更新，該技術通過體感裝置在現實與虛擬之間架起了一座橋梁，讓人們獲得了前所未有的體驗感。本文對增強現實技術在虛擬校園建筑漫游中的設計與呈現進行方案實施分析，闡述了增強現實技術對于全面提升用戶的體驗的創新與改革的意義所在，并對未來的發展前景進行了展望。

關鍵詞：增強現實;技術;建筑漫游

一、引言

增強現實是在信息化時代以迅雷不及掩耳之勢席卷全球，成為科技追逐的寵兒，具有無可比擬的優勢和前景。增強現實極大的拉近了人們對現實世界和虛擬世界認識的界限，人們借助增強現實設備能在特定空間中獲得超越時空的虛擬體驗，并通過虛擬信息來提升認識和探索未知世界的能力，具有非常廣闊的應用價值。目前國內外高科技企業都增大對增強現實技術的研究投入力度，其中蘋果CEO庫克就預言增強現實是未來科技的大趨勢之一，必將在眾多數字化行業產生深遠的影響。

二、虛擬校園漫游系統的現狀

增強現實大幕在國內正徐徐張開，從剛結束的第四屆中國互聯網+大學生創新創業大賽，北京理工大學梟龍科技團隊帶來的AR智能眼睛項目獲得了季軍，給評委耳目一新的感覺，充分展現了增強現實廣闊的應用前景。目前虛擬校園漫游系統需要通過三維軟件制作出現實校園的全部場景，通過三維引擎系統可以實現訪問者自主參觀學校主要建筑，還可以改變視點進行細節觀察和漫游。從視覺體驗來看，虛擬技術完全能實現用戶的需求，但是無法擺脫用戶對電腦的依賴，融入感和沉滲感并不強。而增強技術將解決此類問題，從而實現用戶視覺、聽覺、嗅覺以及真實的運動體驗，讓用戶通過增強技術關聯的體感裝置在有限空間里真實遨游學校，體驗學校文化。

三、增強現實技術在虛擬校園建筑漫游中的設計與呈現

1、增強現實技術實現虛擬校園建筑漫游的思路

虛擬現實建筑漫游系統已經在建筑等行業廣泛應用，并取得了顯著的商業效果。增強現實技術要在虛擬現實的基礎上加以突破，其核心是拋開對電腦屏幕或投影的依賴，從目前以幾何、物理建模為主，向生理、行為、智能建模發展;全視角觀察和對環境溫度的感知以及味覺體驗等。在實現用戶通過體感裝置和特定空間構建的虛擬校園建筑漫游中，尚存在若干重大技術瓶頸，例如：真實場景數據的獲取同時與虛擬模型的無縫融合，非剛體物理建模及自由交互與實時逼真響應，行為、智能與演化模型，模型的可建模性、復雜性與可信性，真三維顯示與自然化人機交互機制等。通過分析虛擬校園建筑漫游的技術難點，從而明確思路準備進行下一步的技術開發和研究。

2、增強現實技術實現虛擬校園建筑漫游的技術呈現

著名科學家錢三強說過：科學經歷的是一條非常曲折非常艱難的道路。增強現實技術的發展同樣處于探索階段，要實現虛擬校園建筑漫游的技術需要付出艱辛的努力，而高校是推動虛擬現實技術基礎研究的重要力量，因為那里聚集了大量的學者和精英。增強現實技術實現虛擬校園建筑漫游的基本框架是這樣的，首先用戶佩戴可視化裝置，并在特定的空間，進行校園漫游探索，而且可以隨時切換要去的地方，如從圖書館到實驗室，只需在眼前虛擬屏幕進行地點確認，即可進入導航模式引領參觀者前往。你只需要簡單地將屏幕拉到自己的視野范圍內并調整尺寸，這也會減少人們對于電視、電腦、手機和平板電腦等展示設備的依賴。而且這個屏幕的虛擬世界和真實世界是相互融合的，用戶的視角將是360°無死角，真實感和臨場感是目前通過電腦顯示畫面無法達到的。具體的制作過程是首先進行素材拍攝，接下來就開始使用AutoCAD繪制建筑圖平面圖，然后導入到3DMAX進行三維建模、材質、燈光、渲染以及動畫輸出。VRay燈光及材質要進行日景、黃昏、夜景不同風格的表現。3D MAX建筑動畫的工藝流程，建筑動畫制作標準，轉像機特效，物體動畫，人物基本動作的調節，復雜地形的建模與貼圖繪制，不同天氣狀況的表現，多角度攝像機鏡頭的切換與輸出等。增強現實技術能夠實時地將虛擬模型及場景與現實世界相匹配，并與之做出各種交互。

3、增強現實技術實現虛擬校園建筑漫游的推廣

任何事物的發展都是要經歷一條曲折的道路，而技術是改變世界的利器。增強現實技術實現虛擬校園建筑漫游系統可以在高校進行試點推廣，讓學生和家長能在虛擬實驗室感受學校環境和特色，360°全方位多視角對學校進行暢游和觀光，從而增強對學校的認可度，也展現學校的辦學實力和整體風貌。同時增強現實技術需要專門的研究人才和試驗基地，學校是進行技術和項目推進的最好場所，也為增強現實技術可持續發展奠定堅實的基礎。增強現實技術的推廣以校園實訓基地和孵化器為依托，為教學研究人員和學生提供發揮才能的舞臺，通過他們集體的智慧創造新的突破。增強現實拓展的終極目標不是終于學校，而是起點，默默耕耘的廣大教科研教師的職責可謂任重而道遠。

四、小結

增強現實目前在技術上仍有很多難點尚未攻克，科技轉化為商業化任重道遠，國家文化部門大力扶持釋放的信號給各大研究機構和企業以足夠的信心，因而加大投入增強技術的研發力度，增強現實的發展可以滲透到各行各業，如航空航天、國防軍事、裝備制造、智慧城市、醫療健康、公共安全、文化教育等。增強現實目前要解決的是怎樣將相關研究項目落地并快速的產生經濟效益，這也是需要我們共同努力的方向所在，假以時日，增強現實必將滲透并改變我們的生活，這對于實現中華民族的振興和強國之路具有深遠的戰略意義。

參考文獻

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作者簡介：王中州（1972.7）男，漢族，籍貫：陜西西安人，廣州城建職業學院 講師，碩士學位，專業：軟件工程，研究方向：計算機動畫創作