虛擬展示在旅游景區(qū)中的應用及研究

摘要：虛擬展示的發(fā)展代表了當今數字發(fā)展的趨勢。隨著當今市場的變化及全球經濟的發(fā)展，旅游越來越成為一種時尚，但對于大多數沒有時間的上班族來說，由于旅游成本和假期的原因，入境游成為一種奢侈，所以，以虛擬展示為基礎的虛擬景區(qū)能很好地解決這種問題。所謂“數字虛擬景區(qū)”是指利用現代計算機數字技術，模擬真實景區(qū)，實現在計算機和互聯網上再現景區(qū)真實場景。根據技術和模擬程度的不同，“數字虛擬景區(qū)”可以分為2D虛擬景區(qū)（二維）和3D虛擬景區(qū)（三維）兩種。該論文主要研究的是采用3D游戲引擎來實現旅游景區(qū)的虛擬展示。

關鍵詞：虛擬展示 旅游景區(qū) 3D游戲引擎

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2015）03-0129-02

本次論文研究的是采用3D游戲引擎來實現旅游景區(qū)的虛擬展示。主流的虛擬展示系統（如CULT3D）存在畫面不流暢，輔助功能不強，系統實現復雜等諸多問題。而以3D游戲引擎為技術支撐的虛擬展示則能在計算機的世界中，將“景物真實，動作真實，感覺真實”這些效果很好地表現出來。

13D游戲引擎及客戶端等相關技術的應用

在游戲開發(fā)中，核心的技術是構架游戲的引擎，它是決定游戲質量的關鍵。游戲引擎是指為制作游戲需要而事先編制好的一系列同游戲初始化，圖形處理，角色控制，碰撞測驗等有關的API函數（一般以DLL庫的形式提供），它相當于游戲程序員的開發(fā)工具包，這樣游戲程序員就不必從最底層開始編寫游戲，只要調用游戲引擎中相關的AAPI函數。

游戲引擎在虛擬景區(qū)展示中的引用則是利用高清攝像機，將景區(qū)的全貌照下來，然后通過相關的圖片處理以及構建3D模型的方式將景區(qū)的全貌以立體的方式呈現出來，接著就是將處理的效果在游戲引擎中進行畫面展示方式的效果以及劇情方面的處理。

2 數字虛擬景區(qū)的實現方案描述

2.1 圖形及聲音方面

虛擬景區(qū)要展現給用戶，畫面是極其重要的，也就是圖形方面；然后就是解說，對于一般的游客來說，光有畫面的呈現，他們對景區(qū)最多也只能會是表面層次的了解，而對于像“龍門石窟”這類歷史性旅游勝地來說，則在展示中更需要有“解說”這一角色的存在，也就是聲音方面。

全景圖的生成。

所謂全景圖，就是視點位置固定而視線環(huán)視一周所觀察到的所有幀經過處理后所構成的圖。全景圖空間以全景圖作為基本組成單位，在一個視點處存儲多幅不同深度的全景圖。多幅全景圖之間漫游，是通過不同視點間的“平滑跳動”來實現的。全景圖可用全景相機拍攝或用普通相機拍攝后再加以鑲嵌。此方法無須繁瑣的場景建模工作，能實時地顯示構建的環(huán)境，因而不用專門的硬件加速就可獲得真實感很強的圖像和實時的交互速度。

全景圖是其中最簡單的形式：試點固定、波長不變和時間不變。全景圖技術的核心是圖像拼接技術。全景圖技術實現簡單，對計算量和存儲量要求都很低，非常適合應用于旅游景點虛擬展示系統。它是先依據真實的旅游景點，然后建造虛擬環(huán)境，以攝影技術為基礎，可以提供照片級別的細節(jié)，如圖1所示。

同時，為了滿足用戶在畫面方面對景區(qū)更完整的了解，我們在景區(qū)拍攝照片也需要是多方面的。在時間方面，分為白天，中午，晚上，以及春夏秋冬等多個時間點的景色；在天氣方面，分為晴天，陰天，下雨天，下雪天（比如像張家界的雪景）等多種環(huán)境的景色；在視角方面，分為近景（比如像兵馬俑這一類不可以近距離接觸的景觀，我們就可以用高清攝像機多拍一些特寫，給用戶一個實地觀察不到的近距離畫面），遠景（比如故宮這一類不能夠—次性觀察全貌的景觀），同時，為了增加用戶“觀賞”的層次性（比如男女老少，以及用戶的不同喜好），我們可以用photoshop等工具對景色畫面進行一些處理，到時候可以呈現給用戶類似于喜慶、懷舊、魔幻等不同風格的感覺，增強旅游的故事氛圍。

接下來是聲音方面。因為本方案模擬的是一個真實的場館所以其中必有各種各樣的聲音效果，而且在一個多媒體系統中，聲音效果起著舉足輕重的作用。為此，本方案將利用游戲引擎的聲音模塊來實現逼真的音效。如同圖形模塊—樣，此模塊也是利用現有的聲音API，如Microsoft公司的Direct-Sound以及Creafve Lab公司的OpenAL（開放音頻庫OpenAudio Library）來實現的。

這些聲音除了真實世界固有的聲音以外，我們會為用戶配上景點“解說員”。這位“解說員”類似于景區(qū)語音自動講解器，每到一個景點就會出現相應的解說，但又要勝于它。為了增加用戶的“私人定制”的感覺，用戶可以選擇男性解說以及女性解說，同時用戶還可以與這個“解說員”進行簡單的交流互動，就像智能手機里面的小娜一樣。

2.2 交互方面

在互聯網中，當計算機播放媒體程序的時候，編程人員可以發(fā)出指令控制該程序的運行，而不是程序單方面執(zhí)行下去，程序在接受到編程人員相應的指令后而相應地做出反應，這一過程及行為，我們稱之為交互。在該方案中，交互指的是用戶對虛擬景區(qū)的互動。

用戶角色創(chuàng)建以及景區(qū)相關設定。

首先，用戶申請一個賬號（申請過程有年齡和性別以及語言等方面的選項），接著用戶通過客戶端進行登錄，景區(qū)選擇之后，然后會出現系統選定及自定義兩個選項，系統選定主要是系統根據用戶前期的申請資料來為用戶判定一個角色進入景區(qū)，這樣主要是為了那些追求簡單化及快速瀏覽的游客。還有一個是自定義選項，當用戶點擊該選項之后，用戶就能為自己的角色，景區(qū)時間，天氣，環(huán)境氛圍，解說員等方面進行設定，玩過極品飛車的都知道進入游戲之前，都要給自己的車型，以及賽道進行設定，在這里，也是一個道理。通過這些選擇之后，能極大地增加用戶與虛擬角色的融入性，從而能更好地融入這個虛擬景區(qū)，進而到達身臨其境的感覺。角色選擇方面有性別、年齡；時間方面有春夏秋冬、上午、中午、下午、傍晚、晚上；天氣方面有晴天、陰天、下雨天、下雪天；環(huán)境氛圍方面有喜慶、懷舊、魔幻、自然等；解說員有性別及解說語種。（圖2）

虛擬景區(qū)游覽

經過上面的用戶角色創(chuàng)建以及景區(qū)相關設定之后，接下來就是進入虛擬景區(qū)。同樣，進入景區(qū)之后也可分為系統選定路線以及自定義兩種。系統選定路線主要是針對于那些追求簡單直接的用戶，而選定的這些路線是系統根據最先的設定以及后期游客行走最多的路線來調整的，這些用戶在虛擬景區(qū)中的虛擬人物會沿著這些路線進行游玩。然后就是自定義選項了'進入自定義之后，用戶可以選擇纜車模式或者步行模式。纜車模式就不多說了，主要說說步行模式。為了用戶更全面，更立體的全新體驗，用戶可以用第一視角或者第三視角通過鼠鍵控制路線和觀看方向，同時還可以對畫面進行拍攝，為了便于查看自己所在景區(qū)的方位，可以參考大型游戲中的小地圖模式，并且可以通過點擊小地圖來控制行走路線。當然，用戶還可以對速度進行適當調節(jié)。

用戶對虛擬景區(qū)的個人構想。

為了進一步提升用戶的體驗，在自定義模式中，用戶在行走過程中是可以選擇是否存在疲勞，如果選擇會疲勞模式的畫，系統會根據你的個人資料以及結合景區(qū)路線和用戶行走方式，速度等因素判定你是會需要坐下來休息。用戶還可以對景區(qū)的相關布置進行個人的構想，比如累了，發(fā)現沒有適合坐的地方，就可以建議在某些地方建設一些座椅或者亭臺，或者說你覺得這個地方比較危險，而又沒有相應的防護措施和警示標語，就可以建議設置一些防護措施?？蛻舳斯ぷ魅藛T能夠通過搜集這些游客的建議，然后統計出比較有價值或者用戶要求比較多的地方轉告給該景區(qū)。所以，用戶對虛擬景區(qū)的個人構想既能提升旅游過程中的用戶體驗，也能為景區(qū)的建設及規(guī)劃帶來一些幫助。

2.3 界面設計

在界面設計方面，我們可以借鑒大型的3D游戲，大地圖游玩，小地圖定位。（圖3）

用戶通過操控鼠標和鍵盤來運行自己的角色。圖4是簡化交互視圖。

用戶點擊景區(qū)分布時，該景區(qū)的主要景點就以圖片的形式散步在窗口內，然后，用戶就可以進入自己最感興趣的景點。為了盡量減少左下方小地圖對用戶“游玩”過程的干擾，用戶只有點擊—下景區(qū)導航，小地圖才會出現，然后當用戶點擊小地圖中的一個點時，用戶的角色便會朝那個方向前進。只要用戶再點—次景區(qū)導航，小地圖便會消失。這個設置功能和進入景區(qū)之前的設定功能有前后呼應的作用，也就是用戶在行進過程中也能對自定義里面的項目進行設定。接下來是幫助菜單，這個是一個比較人性化的設定，前面說了，用戶在游玩過程之中可以對解說進行設定，但為了游玩的流暢性，解說不可能把所有的細節(jié)都解說到位，所以當用戶對有的沒解說到的地方有疑問的時候，就可以點擊幫助，然后就會出現很多文字性的提示，用戶再點擊這些提示，就會聽到自己想了解的。最后就是拍照功能了'當用戶看到自己喜歡的地方時，可以通過點擊拍照來進行畫面截圖。

3 方案的實現和運行

下面以一個三角視圖體現該方案的實現和運行。（圖5）

為了虛擬景區(qū)的穩(wěn)定長遠發(fā)展，必須要有持續(xù)的資金來運營及管理。所以用戶需付費購買賬號才能進入景區(qū)。同時這些費用除了游玩之外，用戶還可以上傳照片給工作人員，然后可以將用戶P到自己喜愛的景點里面，讓用戶得到更全面的享受。

4 總結

該論文主要研究的是采用3D游戲引擎來實現旅游景區(qū)的虛擬展示。

首先闡述的是技術支撐，即3D游戲引擎及客戶端等相關技術的應用。用戶通過客戶端登錄的方式進入以3D游戲引擎為支撐的虛擬旅游景區(qū)。

然后是對數字虛擬景區(qū)的實現方案的詳細描述。分別從四個方面進行說明。圖形——全景圖生成技術，聲音—虛擬解說員，交互——類似于大型3D游戲角色創(chuàng)建，界面設計——借鑒大型3D游戲，大地圖游覽，小地圖定位。

最后是方案的運行，即描述用戶，景區(qū)制作及管理，景區(qū)三方之間的關系，通過互利合作來推進該方案的運營加管理。