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        基于X3D的小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)

        2015-04-02 15:10:29
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2015年4期
        關(guān)鍵詞:模型系統(tǒng)設(shè)計

        楊 洋

        (沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 沈陽 110000)

        近年來,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在強大的社會需求的影響下,正在如火如荼的發(fā)展著?;ヂ?lián)網(wǎng)額應(yīng)用范圍在逐漸的拓寬,互諒網(wǎng)技術(shù)在不斷的完善,而本文將要介紹的X3D技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中一個精華和典范。該項技術(shù)在傳統(tǒng)的圖形編輯基礎(chǔ)上,結(jié)合了三維立體效果的概念,它融合了以往一些圖形制作技術(shù)的優(yōu)勢,并將這些優(yōu)勢進行了整合,因此,它的使用技能更加的完善。無論是信息數(shù)據(jù)的傳輸速度還是計算能力,都是空前的。利用該項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一些虛擬的編制,同時利用這一技術(shù)實現(xiàn)的圖形虛擬更加的真實,有一定的視覺沖擊效果,更能夠吸引人們的眼球。

        一、X3D技術(shù)在小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

        為了更好的說明X3D技術(shù)在小屋虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的實際應(yīng)用能力和應(yīng)用水平,我們進行了一個實際案例的分析,以某一個具體的小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)為基本的藍(lán)圖,詳細(xì)而具體的研究了在該技術(shù)的使用過程中,圖形的構(gòu)建模型是如何建立和創(chuàng)造起來的,相關(guān)的場景是如何設(shè)計和進行調(diào)整的、場景內(nèi)部的切換時如何完成的以及數(shù)據(jù)庫的建立以及數(shù)據(jù)庫的具體使用,當(dāng)然對于這項技術(shù)的研究,我們還不能夠僅僅停留在技術(shù)層面,畢竟任何一項科學(xué)技術(shù)的完成其最核心的的還在于創(chuàng)新,因此,我們也關(guān)注了這一過程中創(chuàng)新思維和創(chuàng)新想法的融合,希望能夠取得一定的反響。為了更加清晰的論述上面的問題,我們將此次活動的具體研究內(nèi)容,進行了歸類和分析,具體包括以下幾個方面:

        (1)具體詳細(xì)的分析了X3D技術(shù)的工作原理,以及它在實際應(yīng)用中的主要表現(xiàn)形式和現(xiàn)在的使用基本情況。

        (2)利用X3D技術(shù)如何構(gòu)造一個小區(qū)虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)中的三維立體場景,以及在構(gòu)成三維立體場景的過程中所使用的基本方式。

        (3)構(gòu)建小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的過程中如何應(yīng)對技術(shù)上的難點,以及X3D技術(shù)中一些比較難以處理的交互功能。

        (4)未來X3D技術(shù)的研究方向,以及發(fā)展的潛力。

        二、X3D技術(shù)使用中主要的技術(shù)手段

        利用X3D技術(shù)構(gòu)建小區(qū)虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng),與傳統(tǒng)的模型構(gòu)建有些不同,它需要按照以下幾個步驟來完成:首先,以計算機為基本的應(yīng)用媒介,利用X3D技術(shù)中的建模應(yīng)用程序,根據(jù)某個小區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)值,進行程序的編訂,最終建立起該小區(qū)的主要模型;其次,將已經(jīng)構(gòu)建好的模型,與實際的建設(shè)現(xiàn)狀做對比,并結(jié)合需要重點突出強調(diào)的數(shù)據(jù),利用X3D技術(shù)中原有的剪輯功能,對建模過程中沒有處理好的地方進行重新的編輯和處理,以達到進一步優(yōu)化的效果。在條件允許的情況下,可以進行幾個不同的模型構(gòu)建,因為編輯人員的能力存在差異,同時使用的編輯技術(shù)在具體的操作中也有細(xì)微的差異,所以,構(gòu)建出的模型難免會存在差異,此時可以進行最優(yōu)化選擇,也可以進行優(yōu)勢的借鑒。

        三、小區(qū)模型的建立

        樓房模型的建立:

        在一個小區(qū)中,最主要最核心的物體就是高而大的樓盤,而一些開發(fā)商進行宣傳的目的就是介紹樓盤,進而使用戶滿意,實現(xiàn)銷售樓盤的最終目的,所以,樓房模型的建立是整個小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵。只有這個主體制作成功了,整個小區(qū)的構(gòu)建才能算是成功的。

        (1)進行廣泛而真實的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)收集

        小區(qū)模擬的過程中肯定要凸現(xiàn)樓房的核心地位和重要性,但是如果過分的夸大現(xiàn)有的樓房,那么消費者在購買之后發(fā)現(xiàn)虛擬的系統(tǒng)與現(xiàn)實系統(tǒng)存在很大差異,那么就會導(dǎo)致矛盾糾紛,這對于開發(fā)商來說是最不愿意看見的,也是最不希望發(fā)生的,因此,為了避免這種狀況的發(fā)生,就需要廣泛的收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息,使得構(gòu)建好的虛擬模型基本上與實際情況相互符合,在此基礎(chǔ)上再進行后期的制作和分析,以提升整體的視覺效果,吸引用戶的眼球。要想獲得最客觀最可靠的數(shù)據(jù),就必須進行實地考察,在實地考察的過程中,可以重點拍攝一些小區(qū)臨近區(qū)域或者是在小區(qū)的俯視圖中可以顯現(xiàn)出來的標(biāo)志性建筑物,對其進行高精準(zhǔn)度的圖片拍攝。同時還要獲取這些標(biāo)志性建筑的一些基本數(shù)據(jù),比如該建筑的高度到底是多少,構(gòu)建的年代是什么時候,建造的外形有哪些獨特的意義和象征性等等,然后將這些數(shù)據(jù)進行備份和存檔,用以備用數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)都是在建立小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中可以用到的,或者是整個模型的參照物,因此它的數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性直接關(guān)系到虛擬系統(tǒng)的科學(xué)性。

        (2)交通層模型的建立

        交通也是一個小區(qū)的重要構(gòu)成因素,許多用戶再買房的過程中更為擔(dān)心交通的情況,一個便捷的交通既能夠方便父母上下班,同時也能夠方便孩子上下學(xué)。因此,交通曾得模擬也是十分重要的,同時,交通的模擬要簡單清晰,用戶可以根據(jù)直觀的觀察,再最短的時間內(nèi)獲取最有有效地信息。由于這是一個相對而言比較簡單的構(gòu)圖模式,所以可以直接應(yīng)用程序中的簡單幾何圖形,再通過適當(dāng)?shù)难娱L和拉伸以及比較剪輯,即可呈現(xiàn)出比較直觀的交通模型。對于人行道的標(biāo)注也要清晰可見??傊?,對于交通的模擬可能是小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中一個比較簡單的操作環(huán)節(jié)了,正是因為它極為簡單,所以一些構(gòu)圖的工程師通常會忽略了它,希望以后的構(gòu)圖設(shè)計人員能夠?qū)ζ渲匾暺饋?,畢竟人們的工作和學(xué)習(xí)以及日常生活都離不開交通。

        (3)植被層模型的構(gòu)建

        對于樹木層的構(gòu)建,依據(jù)多地區(qū)樹木在形態(tài)種類方面的差異,可以有多種建模方式方法,考慮計算機中顯示的精細(xì)程度、計算機軟硬件及網(wǎng)絡(luò)延遲方面的影響,可以將樹木層的構(gòu)建分為六類方法:簡單型體造型、復(fù)雜型體造型、單面片造型、十字造型法、干葉分離法、廣告牌技術(shù)等。

        對于細(xì)節(jié)化程度要求較低的樹木,可以采用簡單型體造型來表現(xiàn)植物,如圓柱(Cylinder)、圓錐(Cone)、甚至球體(Sphere)都可以用來表現(xiàn)樹,這些簡單造型可以很好的解決顯卡顯示帶來的延遲,前端顯示比較流暢。

        (4)場景優(yōu)化設(shè)計

        優(yōu)化設(shè)計主要是將制作的模型全部導(dǎo)出為*.wrl格式的文件,之后使用InLine節(jié)點將模型連接到一個文檔中,再設(shè)置場景、燈光、視點、動畫等信息,以增加小區(qū)的真實效果。

        ①天空、地面和燈光設(shè)置

        一個藍(lán)藍(lán)的天空給人以健康舒適的感覺,因此在進行小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)建過程中,對于天空的虛擬設(shè)計也是十分重要的,尤其是近年來我們國家的環(huán)境污染愈來愈嚴(yán)重,一些地區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)長時間的霧霾現(xiàn)象,在這樣的社會背景之下,人們對于環(huán)境和天空的關(guān)注度iu更加高了,因此,在設(shè)計天空時需要尤為擔(dān)心,可以利用X3D技術(shù)中的已經(jīng)設(shè)計好的Background節(jié)點。夜景也是小區(qū)的一個重要構(gòu)成部分,尤其對于青年人來說,一個優(yōu)美的夜景是吸引他們的一個因素,而夜景的設(shè)計主要需要燈光設(shè)計來襯托,關(guān)于燈光的設(shè)計在X3D技術(shù)中也有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,可以根據(jù)不同的代碼選擇不同的燈光形式和不同的燈光顏色。

        ②動畫和視點設(shè)置

        在三維漫游功能設(shè)計中,采用X3D中的攝像機(Camera Viewpoint)節(jié)點、時間傳感器節(jié)點(Time Sensor)、位置插補器節(jié)點(Position Interpolator)、朝向插補器節(jié)點(Orientation Interpolator)以及控制時間傳感器的腳本程序完成。攝像機控制視野的角度及視界圍;時間傳感器控制漫游的速度與時長、漫游的起始與結(jié)束的時間;位置插補器控制虛擬場景中漫游位置,在系統(tǒng)中設(shè)定幾個漫游路線的拐點來控制場景漫游的位置變化,位置插補器節(jié)點(Position Interpolator)通過設(shè)定Position Interpolator下的Key Value來定位漫游路線中的位置三維坐標(biāo)(X,Y,Z),通過Key來設(shè)定設(shè)定變化的線性時間間隔;朝向插補器節(jié)點是用來控制虛擬場景中的漫游攝像機的朝向問題的。

        ③自由導(dǎo)航設(shè)置

        自由導(dǎo)航設(shè)置主要是鍵盤中的上下左右鍵操作系統(tǒng),進行前后行進操作,navigation視點導(dǎo)航節(jié)點可以提供有關(guān)瀏覽者如何在X3D虛擬世界里導(dǎo)航的信息,可以使用移動、行走、飛行等類型進行瀏覽,并且提供了一個虛擬現(xiàn)實的替身的信息,使用該替身可在虛擬現(xiàn)實世界空間里遨游馳。

        結(jié)語

        綜上所述,對于小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn),X3D技術(shù)無疑是最適合不過的,利用這一技術(shù)能夠使得小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的場景設(shè)計更加逼真,植被設(shè)計更加有立體感和視覺沖擊,能夠更好的吸引大眾的眼球。近年來我們國家的房地產(chǎn)事業(yè)正在蓬勃發(fā)展,方興未艾,一些房地長開發(fā)商需要憑借大量的廣告宣傳來進行樓盤的銷售,此時,進行小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的制作尤為關(guān)鍵,而高質(zhì)量的小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)更是房地產(chǎn)開發(fā)商提升自身競爭實力,最大限度吸引客戶的一個有效手段。雖然在現(xiàn)階段X3D技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對而言比較完善了,但是仍有一些盲點需要進行深入的探討,畢竟科學(xué)技術(shù)的研究是永無止境的,因此,希望更多的科研人員參與進來,共同促進X3D技術(shù)的完善和發(fā)展。

        [1]http://www.cin.gov.cn/ude/53103.htm.數(shù)字城市將帶給我們什么[Z].

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