代文浩 王星東 李金偉

摘 要：以河南工業(yè)大學(xué)第一餐廳為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)量和拍照等手段采集餐廳的幾何數(shù)據(jù)和紋理數(shù)據(jù)，利用Photoshop對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過(guò)3DS Max建立第一餐廳的內(nèi)部和外部三維模型并進(jìn)行優(yōu)化，然后導(dǎo)入SuperMap平臺(tái)構(gòu)建整體的三維虛擬場(chǎng)景，最后利用C#來(lái)實(shí)現(xiàn)餐廳的漫游、屬性查詢、餐廳窗口的快速查詢、導(dǎo)航以及分析等功能。

關(guān)鍵詞：3DS Max；三維建模；SuperMap；虛擬餐廳

中圖分類號(hào)：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）20-0012-02

Research on Three-dimensional Catering Service System

DAI Wenhao WANG Xingdong LI Jinwei

（College of Information Science and Engineering， Henan University of Technology，Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： Taking the first restaurant of Henan University of Technology as the research object， the geometric data and texture data of the restaurant were collected by means of measurement and photography， and the data were processed by Photoshop. The internal and external three-dimensional models of the first restaurant were established and optimized by 3DS Max. Then the SuperMap platform was imported to construct the overall three-dimensional virtual environment. Finally， C# was used to realize the functions of roaming， attribute query， fast query， navigation and analysis of restaurant windows.

Keywords： 3DS Max；3D modeling；SuperMap；virtual catering

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被提出后，在國(guó)內(nèi)外得到了迅速發(fā)展。美國(guó)是研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最早的國(guó)家，美國(guó)航天局實(shí)驗(yàn)室通過(guò)模擬太空的真實(shí)環(huán)境創(chuàng)建了三維太空空間系統(tǒng)[1]。清華大學(xué)師生運(yùn)用3D技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)字媒體技術(shù)對(duì)圓明園進(jìn)行了逆向復(fù)原[2]。東北林業(yè)大學(xué)利用360°全面景象的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛擬校園的開(kāi)發(fā)，提供漫游、景觀信息查詢和顯示功能[3]。南京信息工程大學(xué)開(kāi)發(fā)出了實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)[4]。

本設(shè)計(jì)基于3DS Max建模技術(shù)和SuperMap平臺(tái)構(gòu)建河南工業(yè)大學(xué)第一餐廳的餐飲服務(wù)系統(tǒng)。具體功能為：用戶以第一人稱的角度來(lái)瀏覽餐廳，還可以通過(guò)飛行管理按鈕來(lái)設(shè)置飛行路線；用戶可與系統(tǒng)交互進(jìn)行餐飲信息查詢，并引領(lǐng)用戶漫游到美食所在位置；還能為用戶提供溫度分析、時(shí)間分析、日銷售分析和價(jià)格分析。

1 三維模型的構(gòu)建

1.1 數(shù)據(jù)采集與處理

第一餐廳三維模型需要的數(shù)據(jù)包括整個(gè)餐廳的高度、長(zhǎng)寬、位置等信息以及內(nèi)部設(shè)施的尺寸、位置信息。用相機(jī)對(duì)第一餐廳進(jìn)行拍攝，然后用Photoshop處理，獲取第一餐廳的材質(zhì)和紋理圖片。在采集模型信息時(shí)要考慮物體整體信息的完整性，要從多個(gè)角度拍攝。在拍攝餐廳內(nèi)部物體時(shí)，要注意拍攝的角度、圖片的大小、物體在圖片中的位置等。對(duì)于餐廳內(nèi)每個(gè)窗口出售的飯菜進(jìn)行記錄并將數(shù)據(jù)制成Excel表格。

1.2 三維模型的建立

將精簡(jiǎn)后的餐廳一層CAD圖作為餐廳外部模型的基礎(chǔ)輪廓導(dǎo)入3DS Max中，凍結(jié)CAD圖后，利用三維捕捉命令捕捉邊緣，利用可編輯多邊形的拉伸、擠出等修改器命令來(lái)使模型具有輪廓。參考前期拍攝的紋理利用UVW貼圖，利用UVW調(diào)整和UVW編輯等修改命令調(diào)整貼圖，讓模型更加真實(shí)。對(duì)模型中重合的點(diǎn)和線進(jìn)行焊接，并刪除模型中多余的面，最后使用3DS Max中三維捕捉和移動(dòng)命令來(lái)調(diào)整模型的位置，直到餐廳外部模型建立。

構(gòu)建模型的時(shí)候，在保證模型足夠精細(xì)的同時(shí)，還要確保系統(tǒng)的運(yùn)行速度足夠流暢。在對(duì)第一餐廳內(nèi)部模型建模時(shí)主要是采用多邊形建模的方法。對(duì)模型不協(xié)調(diào)的地方進(jìn)行修改，利用修改器中的編輯幾何體等命令對(duì)模型進(jìn)行調(diào)整。

餐廳的三維模型在制作完成后，為了增加其逼真效果，需要對(duì)所有模型進(jìn)行材質(zhì)和貼圖處理。本系統(tǒng)采用位圖貼圖，把用Photoshop等修好的紋理圖片添加到材質(zhì)編輯器中，把材質(zhì)賦予模型，然后使用位圖初步貼圖，用修改器命令中的UVW貼圖和UVW變換進(jìn)行調(diào)整。在餐廳內(nèi)部和外部的模型制作及貼圖完成后，把內(nèi)部和外部的模型組合在一起，利用3DS Max中的縮放工具來(lái)適當(dāng)修改某些模型的尺寸，用移動(dòng)工具調(diào)整模型的位置，最終得到河南工業(yè)大學(xué)第一餐廳整體的三維模型。

2 功能開(kāi)發(fā)

2.1 場(chǎng)景漫游

場(chǎng)景漫游是餐廳三維餐飲服務(wù)系統(tǒng)中的一項(xiàng)基本功能，用戶以第一人稱的角度來(lái)瀏覽餐廳，還可以通過(guò)飛行管理按鈕來(lái)自己設(shè)置飛行路線。餐廳虛擬場(chǎng)景構(gòu)建完后設(shè)置飛行路線，以確保用戶能漫游到每個(gè)場(chǎng)景。餐廳三樓如圖1所示。

2.2 查詢和導(dǎo)航

系統(tǒng)不僅要有瀏覽和展示功能，還要能查詢，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了菜單查詢和快速查詢。菜單查詢?nèi)鐖D2所示。

在主界面美食區(qū)的早餐等查詢按鈕上添加shitangZaoCan.cs腳本，使腳本具有遍歷屬性表的功能，在早餐查詢這個(gè)按鈕的catch（ ）事件中找到目標(biāo)菜品的屬性，通過(guò)設(shè)計(jì)的Output（ ）窗體顯示，當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊菜品名稱時(shí)就能出現(xiàn)目標(biāo)所在窗口的基本信息。

在主界面美食區(qū)的早餐等查詢按鈕上添加shitangKuaiCha.cs腳本，在腳本中添加Run時(shí)間，把腳本綁定到飛行路線上，在“馬上過(guò)去”這個(gè)按鈕的ShiTangChuang_Load（ ）事件中找到飛行路線并添加這個(gè)腳本，當(dāng)用鼠標(biāo)點(diǎn)擊“馬上過(guò)去”時(shí)就能根據(jù)匹配的飛行路線帶領(lǐng)用戶到達(dá)目標(biāo)窗口。

2.3 分析功能

分析區(qū)主要提供簡(jiǎn)單的分析功能，如圖3所示，主要通過(guò)采集餐廳的數(shù)據(jù)以達(dá)到總體分析的目的。分析模塊包括溫度分析、時(shí)間分析、日銷售分析和價(jià)格分析。

價(jià)格分析可顯示一餐內(nèi)三層不同價(jià)格的菜品各占比例。時(shí)間分析則動(dòng)態(tài)顯示不同時(shí)間段所對(duì)應(yīng)的人流量。溫度分析可以顯示出22 ℃以上不同溫度所對(duì)應(yīng)的人流量。日銷售分析可以列出當(dāng)天最受歡迎的菜品名稱及銷量。

3 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)以河南工業(yè)大學(xué)第一餐廳為研究對(duì)象，利用3DS Max、Phototshop等軟件構(gòu)建了第一餐廳的三維模型。該模型主要在SuperMap iDesktop 8C平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了第一餐廳的三維模型可視化展示，以C#編程語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)功能，最終完成了第一餐廳的三維餐飲服務(wù)系統(tǒng)。此系統(tǒng)不但可使用戶漫游，還可實(shí)現(xiàn)餐廳的導(dǎo)航、菜品查詢和數(shù)據(jù)分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]周超.基于Unity3D的虛擬校園設(shè)計(jì)[D].武漢：湖北大學(xué)，2014.

[2]李艷.虛擬世界里，“萬(wàn)園之園”輝煌重現(xiàn)[N].科技日?qǐng)?bào)，2017-04-19（001）.

[3]李健偉.三維虛擬數(shù)字校園系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2007.

[4]於永東，路明月，許笛，等.基于GIS的三維虛擬校園設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].南京信息工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（1）：81-86.