基于VRP的交互式虛擬裝配設(shè)計(jì)

文軍輝

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)軟件VRP（Virtual Reality Platform），該軟件廣泛的應(yīng)用于城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原等眾多領(lǐng)域，為其提供切實(shí)可行的解決方案。VRP編輯器是制作虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的編輯器，其主要應(yīng)用于三維場(chǎng)景的模型導(dǎo)入、后期編輯、交互制作、特效制作、界面設(shè)計(jì)、打包發(fā)布的工具。我們通過模型制作軟件3DsMax，講整個(gè)浴室里所需的整體模型真實(shí)的展示出來，結(jié)合一般浴室的物體擺放位置，制作出一個(gè)模擬仿真的實(shí)時(shí)拆分與組裝的仿真設(shè)計(jì)，能夠有效的觀察出各個(gè)部件擺放的位置以及呈現(xiàn)的效果，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)浴室整體布局的滿意效果。

關(guān)鍵詞：VRP；虛擬裝配；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.022

1 設(shè)計(jì)的意義

眾所周知，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展各行各業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)日趨白熱化，房屋的裝修設(shè)計(jì)也是如此，想要在眾多的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手中脫穎而出，用戶的積極性成為整個(gè)過程的關(guān)鍵。以往，的裝修設(shè)計(jì)方案都是用是文字、效果圖、動(dòng)畫等，顯然無法使客戶產(chǎn)生視覺疲勞，感覺缺乏新鮮刺激；而且這些傳統(tǒng)的平面產(chǎn)品是一種單一被動(dòng)灌輸?shù)男麄?，感染力非常有限，因此，這種傳統(tǒng)形式的宣傳顯然已經(jīng)不再是最精準(zhǔn)的營銷語言。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷地發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的日趨成熟，VR技術(shù)已在房間裝修，設(shè)計(jì)上已被廣泛應(yīng)用，常見的虛擬裝配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般分為4個(gè)模塊：模型模塊、用戶交互模塊、環(huán)境虛擬模塊和輸出模塊。VR技術(shù)在裝修設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用會(huì)給客戶意想不到的效果。

2 需求分析

2.1 素材收集

通過在圖書館和網(wǎng)絡(luò)查閱的方式收集關(guān)于浴室裝配的所有資料，例如浴室洗漱臺(tái)的構(gòu)造，馬桶的結(jié)構(gòu)，3DsMax里面模型所用到的貼圖等。同時(shí)，也對(duì)現(xiàn)實(shí)中的浴室進(jìn)行調(diào)研，針對(duì)各個(gè)物體擺放的位置做了詳細(xì)的分析與整合，做出對(duì)應(yīng)的平面設(shè)計(jì)圖紙，以便后期制作所用。然后，又通過一些例子，收集針對(duì)于此項(xiàng)目的一些腳本上的要求、組合以及場(chǎng)景變換等設(shè)計(jì)理念制作出相應(yīng)的腳本，以便后期使用。

2.2 VRP技術(shù)

VRP（Virtual Reality Platform）虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用在旅游、工業(yè)仿真、房地產(chǎn)建筑漫游等行業(yè)技術(shù)已非常成熟。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（1）模型制作。模型：整個(gè)浴室房間的3維模型包括框架、浴缸、洗漱臺(tái)、馬桶、水管、噴頭等。通過3DsMax制作模型，需要提前對(duì)模型做出平面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出模型的三視圖，主視圖、側(cè)視圖、俯視圖，設(shè)計(jì)出模型等比例的長(zhǎng)寬高，準(zhǔn)備模型的貼圖等準(zhǔn)備。在模型制作的時(shí)候，需注意模型的仿真效果，盡可能的做到與真實(shí)物體等比例縮放，模型組成部分命名清晰，拆分明顯，以便后期VRP虛擬軟件的使用。

（2）系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)。菜單欄：文件、顯示、演示、相機(jī)列表、相機(jī)屬性、多通道、外設(shè)、工具、腳本、關(guān)于等。主界面按鈕：復(fù)位、熱水管拆裝、排污管拆裝、管道接頭拆裝、浴缸拆裝、小便池拆裝、洗手盆1拆裝、洗手盆2拆裝、馬桶拆裝、五金件拆裝等（圖1）。

（3）相機(jī)屬性。相機(jī)屬性的調(diào)節(jié)，通過對(duì)相機(jī)屬性的調(diào)節(jié)，來改變相機(jī)的位置、旋轉(zhuǎn)方向、縮放程度等，其中包含按鍵盤的“+”鍵或者“-”鍵，可控制鼠標(biāo)滾輪滾動(dòng)改變相機(jī)縮放速度大??；同時(shí)按鍵盤的“shift”和“+”鍵或者“shift”和“-”，可控制攝像機(jī)視角大??；同時(shí)按鍵盤的“Ctrl”和“+”鍵或者“Ctrl”和“-”，可控制攝像機(jī)視角寬高比；按鍵盤的“PageUp”鍵或者“PageDown”鍵，可調(diào)節(jié)攝像機(jī)觀察的立體效果；按鍵盤的“R”鍵，可重置攝像機(jī)屬性等（圖2）。

（4） 添加交互腳本。在函數(shù)中單擊【插入語句】按鈕，然后在彈出的【VRP命令行編輯器】對(duì)話框中選擇“顯示隱藏對(duì)話框”的腳本進(jìn)行編輯包括相機(jī)的切換和各個(gè)功能鍵的設(shè)置、并配置相應(yīng)參數(shù)。

（5）創(chuàng)建按鈕觸發(fā)函數(shù)。在VRP【腳本】函數(shù)中的 【腳本編輯器】中，可編輯鼠標(biāo)左鍵彈起、鼠標(biāo)左鍵按下、鼠標(biāo)移入、鼠標(biāo)移除等不通類型事件。每一種事件都可以執(zhí)行用戶自己定義的函數(shù)腳本。

4 總結(jié)

本文使用3DsMax軟件先制作出浴室中各物件的三維模型，再使用虛擬現(xiàn)實(shí)制作軟件VRP，建立了關(guān)于浴室虛擬裝配的系統(tǒng)框架，并對(duì)虛擬裝配系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。系統(tǒng)詳細(xì)的分析了虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)（VRP）在產(chǎn)品制作過程中的流程，并詳細(xì)的介紹了虛擬裝配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的四大模塊，模型模塊、用戶交互模塊、環(huán)境虛擬模塊和輸出模塊。通過對(duì)四大模塊的深入分析，能夠更加全面的了解在系統(tǒng)開發(fā)中，應(yīng)該著重注意的各個(gè)方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]王正盛，陳征.VRP11虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器標(biāo)準(zhǔn)教程[S].2011（04）.

[2]方浩，馬靜波.虛擬現(xiàn)實(shí)VRP深度交互實(shí)例精解[S].2012（06）.

項(xiàng)目：本課題為四川師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)項(xiàng)目“交互式虛擬裝配設(shè)計(jì)”（SYJS2014-22）的研究成果。