成曼 鐘雅婷 吳嘉臣 劉辰陽

摘 要 以楓香溪會議會址為例，以三維激光掃描為基礎(chǔ)，運用3D建模技術(shù)，研究并完成了基于Unity 3D平臺的楓香溪會議會址的修復(fù)工作。以楓香溪紅色文化為背景，以電子雜志為媒介，實現(xiàn)了楓香溪紅色文化電子雜志的制作。運用“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，將虛擬現(xiàn)實修復(fù)完成的楓香溪會議會址與普及率高的電子雜志相結(jié)合，最終實現(xiàn)了楓香溪會議會址的數(shù)據(jù)保存與修復(fù)，對楓香溪紅色文化的宣傳與推廣起到了一定的推動作用。

關(guān)鍵詞 楓香溪會議;3D建模;Unity 3D;電子雜志;“互聯(lián)網(wǎng)+”

中圖分類號 G2 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-0360（2019）08-0041-02

楓香溪位于貴州省銅仁市，1934年中國共產(chǎn)黨在這里召開了楓香溪會議。會議促使黔東地區(qū)成為了貴州高原上的第一塊紅色革命根據(jù)地，為中國革命在黔東地區(qū)的發(fā)展重新指出了一條光明的道路。保護革命建筑，是我們義不容辭的責(zé)任。為了推廣楓香溪紅色文化，弘揚培育愛國情懷，我們決定對楓香溪進行會址修復(fù)和電子媒體推介。

在項目開發(fā)過程中，首先利用三維激光掃描儀對楓香溪會議會址進行數(shù)據(jù)掃描采集，并使用Scene場景降噪技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行去噪與拼接處理。在3Ds Max中建立會址建筑的三維模型，并導(dǎo)出與Unity 3D可以兼容的模式。然后根據(jù)點云數(shù)據(jù)排布建筑物模型并添加光照渲染。漫游場景布置完成后，通過給每一個構(gòu)件模型添加Mesh Collider組件來實現(xiàn)碰撞效果。完成后，進行人機交互功能的設(shè)計。最后生成單機版可執(zhí)行文件和網(wǎng)頁版的瀏覽文件[1]。最后利用電子雜志軟件對楓香溪會議相關(guān)信息進行整理、設(shè)計和排版，進行成果檢查并發(fā)布電子雜志。

1 數(shù)據(jù)采集與處理

地面三維激光掃描測量系統(tǒng)的工作過程是重復(fù)采集數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，并區(qū)分由空間點組成的點云圖像。

本文以楓香溪會址為掃描對象，使用FARO X330三維激光掃描儀，實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)的獲取，為建筑的三維測繪提供了良好的參考。

接下來，處理點云的工作需要用到Scene軟件。因為在進行會址掃描的過程中，無法避免地會掃描到一些在項目中不需要的點云數(shù)據(jù)，稱之為噪點。所以，在將掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Scene軟件后，首先要進行的工作是刪除噪點，使剩余的有用數(shù)據(jù)更加清晰直觀。然后，將數(shù)據(jù)調(diào)整至同一高度，并切換視圖對其進行擬合調(diào)整。最后，點擊“布置掃描”進行數(shù)據(jù)的整理。

在布置好的各測站點進行掃描工作時，無法避免地會掃描到重合的區(qū)域，從而產(chǎn)生重復(fù)數(shù)據(jù)，增加軟件運行的負(fù)擔(dān)，因此在導(dǎo)出數(shù)據(jù)時需要對其進行精簡。項目利用Arena 4D對點云進行去噪以及最后的修復(fù)工作。

2 建模階段

本人在對會址進行建模時使用的軟件是3Ds Max。以處理好的點云數(shù)據(jù)為建模的基礎(chǔ)，按照相同的比例盡可能真實地建立會址房屋的三維模型。首先，把數(shù)據(jù)較大的楓香溪會議會址點云圖切分為數(shù)據(jù)較小的單體建筑點云圖，以保證其導(dǎo)入3Ds Max中不會出現(xiàn)卡頓的情況。通過點云數(shù)據(jù)可以了解到楓香溪會址單體建筑的尺寸大小，房屋中門窗、柱等各構(gòu)件的排布，準(zhǔn)確地進行建模工作。這樣繪制出的三維建筑模型可以高效地復(fù)原建筑的外形輪廓，相較于平面上單調(diào)的二維圖片，建立三維模型可以給人更直觀、更真實的視覺效果[2]。

建模完成后，對建筑各部分進行貼圖，貼圖圖片來自對房屋本身的拍攝，目的是：還原其本身的色彩效果，使模型更加逼真。

3 Unity 3D漫游場景的建立

3.1 場景設(shè)計

在Unity 3D軟件開發(fā)中，首先，利用地形編輯器，通過對照點云數(shù)據(jù)創(chuàng)建概念地形場景。其次，采用向場景添加天空盒子的方式，在Unity 3D的Assets文件里面導(dǎo)入SkyBox素材，增加天空渲染效果，整個漫游場景更加生動逼真。

3.2 3D模型導(dǎo)入

在基本的Unity場景設(shè)計完成后，下一步工作是將要把房屋模型導(dǎo)入Unity 3D中。

首先，我們把做好的3D單體模型保存后歸檔，然后將模型導(dǎo)出為.FBX格式的文件，放入歸檔文件夾，匯總后作為會址的模型庫保存;需要注意，為了防止在導(dǎo)入過程中出現(xiàn)讀取錯誤，3D模型保存路徑中不得出現(xiàn)中文，必須全為英文。最后在Unity 3D的Assets文件夾下新建一個模型文件夾，將.FBX格式的文件導(dǎo)入文件夾內(nèi)，再將其拖拽至漫游場景中，對照點云進行房屋的排布，盡可能地做到還原場景。

3.3 添加碰撞系統(tǒng)

Unity 3D的碰撞系統(tǒng)是一個建筑類漫游場景內(nèi)最基本的功能之一，它呈現(xiàn)了物體碰到障礙物時的物理反應(yīng)。在添加了碰撞系統(tǒng)后，當(dāng)?shù)谝蝗朔Q視角移動到墻體時，就不能繼續(xù)前進。

其原理是：當(dāng)?shù)谝蝗朔Q靠近碰撞構(gòu)件時，軟件本身會根據(jù)碰撞檢測算法計算出其尺寸，通過比較第一人稱和碰撞物體的大小，來判斷第一人稱能否通過[3]。添加了碰撞系統(tǒng)后的漫游場景更符合人們的認(rèn)知。

其操作如下：首先，要創(chuàng)建一個碰撞體對象Collider;其次，調(diào)整碰撞膠囊體的尺寸和角度，以匹配要添加碰撞系統(tǒng)的構(gòu)件;最后，去掉屬性編輯欄的Mesh Renderer，完成操作。

3.4 交互功能的實現(xiàn)

借助計算機輸入、輸出設(shè)備，通過有效的形式實現(xiàn)人與計算機對話的技術(shù)稱為人機交互技術(shù)。在這個項目中，我們采用了Playmaker插件來幫助Unity 3D實現(xiàn)人機交互中視角轉(zhuǎn)換的功能。項目使用的Unity 3D軟件自帶第一人稱視角，將其拖入到場景后，在面板中修改其屬性使其達到一個符合大眾認(rèn)知的狀態(tài)。在進入Unity場景后，用戶就可以利用鍵盤上的方向鍵以及鼠標(biāo)使用第一人稱視角觀看場景，仿佛置身實地，使用戶有了更真實的漫游體驗感。在此項目所建立的場景中，用戶可以在楓香溪會址中隨意“行走”，甚至可以進入到房屋中，觀察房屋的構(gòu)造、布置等。

4 網(wǎng)頁版可執(zhí)行文件的發(fā)布

Unity 3D引擎支持多平臺發(fā)布，并可以作為iOS、Android、windows單機版、windowsweb版等多個版本發(fā)布。首先打開Unity 3D文件，單擊“File”—“Build Settings”，然后進入網(wǎng)頁發(fā)布前的配置窗口，最后選擇“Web Player”或“WebGL”導(dǎo)出漫游的網(wǎng)頁版。導(dǎo)出后會得到.html和.unity3d兩個格式的文件，利用Web Player插件就可以運行.html文件。漫游在網(wǎng)頁中的操作方法與在Unity 3D中相同，此處不再介紹。

5 電子雜志排版與設(shè)計

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，人們越來越追求高效率的快餐式生活。電子雜志作為一種電子傳媒媒介應(yīng)運而生，它融合了圖像、音頻等，具有很強的視覺沖擊力和內(nèi)容吸引力，具有網(wǎng)絡(luò)開放性、信息海量、查閱方便的優(yōu)勢，將我國紅色革命文化傳播方式轉(zhuǎn)變?yōu)榇蟊娀瘋鞑?。為了突破宣傳單一化的限制，讓用戶能隨時隨地方便地了解楓香溪會議，本人采用電子雜志的形式對楓香溪紅色文化進行推廣。

首先，將收集到的內(nèi)容進行整合，確定雜志各板塊的內(nèi)容，主要分為會議介紹及網(wǎng)頁漫游、楓香溪歷史紀(jì)錄片、紅三軍革命路線時間軸、革命故事和會議精神。其次，我們將收集到的圖片與視頻資料利用Ps、Pr進行處理，提高圖片的清晰度和電子雜志的美觀度，簡化宣傳視頻。最后，進行順序的編排，盡量給予讀者流暢連貫的閱讀體驗。

本文提出的利用電子媒體推介以及數(shù)字化保護技術(shù)宣傳推廣楓香溪文化的方案，是目前為止在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下較為良好的參考方案。以三維激光掃描為基礎(chǔ)，結(jié)合3D建模技術(shù)，完成了基于Unity 3D平臺的楓香溪會議會址的修復(fù)工作;以電子雜志為媒介，對楓香溪紅色文化的宣傳與推廣起到了一定的推動作用。關(guān)于楓香溪會議的會址修復(fù)與電子媒體推介所運用的技術(shù)涉及范圍廣泛，但是由于自己在三維技術(shù)方面造詣略淺，所以在很多地方還有需要改進的地方。在以后的工作中，還可以三維建模方面進行完善和優(yōu)化。

參考文獻

[1]馬宏，彭永鵬.大灣苗寨虛擬漫游系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].信息技術(shù)與信息化，2018（4）：42-46.

[2]肖曉維，馬宏，郭森權(quán)，等.大灣苗寨虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用研究[J].信息技術(shù)與信息化，2017（5）：102-107.

[3]程罡，吳江濤.三維游戲場景設(shè)計與制作[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.