基于VRML的虛擬樓盤漫游系統(tǒng)

田志軍

（云南師范大學(xué)商學(xué)院，云南昆明 650106）

0 引 言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）簡稱虛擬技術(shù)，又稱靈鏡技術(shù)，是20世紀(jì)末才興起的一門綜合性信息技術(shù)。虛擬技術(shù)是一種以虛擬的信息世界取代客觀世界中的客體，使人獲得與某一客觀世界中一樣的感受和知覺的技術(shù)［1］。

虛擬樓盤整合了虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、地理信息系統(tǒng)、圖形圖像技術(shù)、計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)等領(lǐng)域的高新技術(shù)。綜合應(yīng)用這些技術(shù)融合各個建筑單體組建地理空間屬性特征，為用戶營造一個能夠提供模擬視聽感官刺激的具有很強(qiáng)真實(shí)感的樓盤場景，提供了一個直觀的綜合了解樓盤基本情況的平臺。文中借助虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言VRML實(shí)現(xiàn)虛擬樓盤漫游系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓一個還未開發(fā)的樓盤在虛擬環(huán)境中完全地構(gòu)建出來。在虛擬建模過程中運(yùn)用現(xiàn)實(shí)的樓盤數(shù)據(jù)進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，使其在規(guī)格上和實(shí)際的樓盤是相一致的。還能虛擬出樓盤周邊的環(huán)境和交通情況，讓顧客了解到更多的信息。

在實(shí)際建設(shè)樓盤的過程中，可以讓實(shí)際的施工過程和虛擬觀景中的模型相比照，這樣就避免施工時數(shù)據(jù)偏差造成的誤差，做到實(shí)際建模外觀效果和虛擬中的一樣。虛擬的建模就像一張活的圖紙讓實(shí)際的建筑達(dá)到預(yù)想的效果。另一方面，在樓盤的推銷過程中，可以將虛擬的樓盤掛到公司的網(wǎng)站上去，讓購房客戶在家就能身臨其境地觀看到樓盤的戶型和周邊環(huán)境。這也是將來房地產(chǎn)推銷方法的一個本質(zhì)上的改革方向。

1 虛擬樓盤系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 小區(qū)構(gòu)建

首先在3DMax中構(gòu)建出小區(qū)的大體模型，將格局在3D中一一建模，為VRML建模提供位置。在創(chuàng)建虛擬場景中，需要應(yīng)用坐標(biāo)變換，VRML中有兩種坐標(biāo)系統(tǒng)，即局部坐標(biāo)系、多坐標(biāo)系系統(tǒng)，在虛擬構(gòu)建中可用局部坐標(biāo)系、多坐標(biāo)系系統(tǒng)，也可以兩種坐標(biāo)系混用。無論局部坐標(biāo)系還是多坐標(biāo)系系統(tǒng)，都可以用Transform節(jié)點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)建和變換，在使用坐標(biāo)變換過程中，要理解局部坐標(biāo)系和多坐標(biāo)系的概念。VRML文件顯示的是三維空間的物體，生成的物體是在一個右手螺旋法則的三維坐標(biāo)系中。人的眼睛即觀察點(diǎn)的坐標(biāo)（0，0，10）就是默認(rèn)坐標(biāo)。

小區(qū)的建模不是一蹴而就的，是不同的VRML建模合并而成的。在小區(qū)中有樓房、草坪、樹木、汽車等，這些都是用VRML建模而成的模型，再通過嵌入到總體的坐標(biāo)系統(tǒng)中給出每個模型相應(yīng)的坐標(biāo)就能讓模型出現(xiàn)在相應(yīng)的位置上，從而形成虛擬的小區(qū)。

小區(qū)建模系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 小區(qū)建模系統(tǒng)圖

1.2 室內(nèi)構(gòu)建

戶型內(nèi)部的建模是通過節(jié)點(diǎn)transform和節(jié)點(diǎn)box完成的，不同形狀的立方體拼接起了房屋內(nèi)部的墻面、地板、玻璃、門，具體的戶型平面圖如圖2和圖3所示。

圖2 大戶型平面圖

圖3 小戶型平面圖

在室內(nèi)通過不同的房間在不同的坐標(biāo)點(diǎn)引用不同的．wrl文件，這樣就形成了房間的格局。此處的．wrl文件都是由3D建模，然后導(dǎo)出為VRML文件的。

室內(nèi)的大部分物體如沙發(fā)、電視的背景墻、浴缸、櫥柜、客廳吊燈都是利用3DMax進(jìn)行建模，在采集工作中通過網(wǎng)上的采集將沙發(fā)、櫥柜等已經(jīng)完成的3D模型導(dǎo)入到VRML中，形成室內(nèi)的格局構(gòu)建。

2 交互與實(shí)現(xiàn)

2.1 房屋中聲音的使用

在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中聲音就是環(huán)境的一部分，在虛擬現(xiàn)實(shí)過程中添加聲音讓其更能效仿真實(shí)環(huán)境。在VRML中，雖然聲音不是必要的，但對虛擬場景適當(dāng)?shù)囊肼曇裟苁沟铆h(huán)境更加接近于現(xiàn)實(shí)。

在室內(nèi)環(huán)境的設(shè)計(jì)中，引入和控制聲音的節(jié)點(diǎn)Sound，利用Sound節(jié)點(diǎn)的域source的節(jié)點(diǎn)型域值A(chǔ)udio Clip具體地引入聲音文件，給場景添加聲音。

2.2 房屋中的交互

房屋中的交互事件用到了兩個主要節(jié)點(diǎn)分別是OrientationInterpolator和TimeSensor節(jié)點(diǎn)。

OrientationInterpolator節(jié)點(diǎn)允許對旋轉(zhuǎn)值進(jìn)行關(guān)鍵幀動畫插值操作。通常方向插值器從時間傳感器接受set＿fraction事件，并且將輸出值送到Transform的rotation域或者Viewpoint節(jié)點(diǎn)的orientation域。由于時間傳感器發(fā)出0和1之間的分?jǐn)?shù)，插值器通常也使所有key值均在此范圍內(nèi)，但并不限于此特定的范圍。

TimeSensor節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生事件。它能被用來生成動畫（通常與插值器一起），能在一個指定時間引發(fā)一個動作或者以固定時間間隔產(chǎn)生事件。cycleInterval的值指定了一個時間長度T，即傳感器從0．0到1．0時刻的間隔。改變T的大小可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)動的快慢。Loop域是一個開關(guān)量，指轉(zhuǎn)動循環(huán)的狀態(tài)，True指無限循環(huán)，F(xiàn)alse指只循環(huán)一次?？蛷d交互設(shè)計(jì)思路：這里通過設(shè)置事件，視點(diǎn)定義一個視覺狀態(tài)，然后建立路由將事件與事件之間連接起來。讓事件在節(jié)點(diǎn)間傳遞，OrientationInterpolator節(jié)點(diǎn)域是個幀集，事件在節(jié)點(diǎn)中的傳遞就形成了動畫效果。

2.3 給小區(qū)添加視點(diǎn)

在VRML中，設(shè)計(jì)者創(chuàng)建好了場景，一般說來它是不變的，或者設(shè)置了動畫，也是在一定的規(guī)律下變化。如果在這個場景中可以像在現(xiàn)實(shí)中那樣改變?yōu)g覽者的視點(diǎn)，會使得對于已經(jīng)創(chuàng)建好的場景有不同的視覺感官。VRML中一方面可以借助于瀏覽器提供的功能比如旋轉(zhuǎn)、平移等連續(xù)地改變觀察視點(diǎn)，也可以在VRML場景中對于瀏覽的空間預(yù)先定義好觀察視點(diǎn)，事先確定不同的觀察位置和角度，使瀏覽者有所選擇，能夠在不同的視點(diǎn)間切換獲得不同的觀察效果。顯然，這時視點(diǎn)的變化是突變的，和現(xiàn)實(shí)中的情況有所不同。在現(xiàn)實(shí)生活中，視點(diǎn)的變化往往是連續(xù)的，沒有這種跳變的情況。

創(chuàng)建視點(diǎn)要使用節(jié)點(diǎn)Viewpoint，通過該節(jié)點(diǎn)一方面設(shè)置觀察的位置和朝向，另一方面設(shè)置觀察的視角大小，通過節(jié)點(diǎn)便于觀察視點(diǎn)的設(shè)定，使瀏覽者對于觀察的場景有不同的選擇。

3 結(jié) 語

提出了利用VRML及相關(guān)軟件來構(gòu)建虛擬樓盤系統(tǒng)，為瀏覽者提供了一個三維可視化高的畫面對校園進(jìn)行訪問，使用VRML是因?yàn)閂RML能提供較為完善的節(jié)點(diǎn)來構(gòu)建具有真實(shí)感的三維場景，其文件短小的特點(diǎn)有利于在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，極大地推動了虛擬現(xiàn)實(shí)在互聯(lián)網(wǎng)上的發(fā)展。

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［2］ 王昊鵬，賈書洪．VRML三維造型的視點(diǎn)控制方法研究［J］．長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，29（4）：170－173．

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［8］ 張青，雷良育．面向視景仿真的虛擬校園實(shí)時交互和漫游系統(tǒng)［J］．?dāng)?shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012（1）：87－88．