觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)設(shè)計

劉奧琦 袁曉紅

摘 ?要：觀光農(nóng)業(yè)園作為農(nóng)村經(jīng)濟新的增長點，由于目前階段不具備遠程體驗性等問題，限制了觀光農(nóng)業(yè)園的發(fā)展。因此，設(shè)計了基于Sketch up和Virtools軟件技術(shù)的觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)，開創(chuàng)了遠程可交互虛擬場景漫游體驗功能。利用Sketch up軟件進行地形、植物、建筑物以及水體的構(gòu)建，在漫游平臺上進行碰撞檢測、場景簡化以及背景制作。在Virtools平臺上運行實驗，設(shè)計的漫游系統(tǒng)再現(xiàn)了現(xiàn)場場景，實現(xiàn)了客戶遠程瀏覽體驗的功能。

關(guān)鍵詞：觀光農(nóng)業(yè)園 ?漫游系統(tǒng) ?虛擬場景漫游

中圖分類號：N945.23 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0029-02

觀光農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)融合后的一種新型產(chǎn)業(yè)，是目前服務(wù)業(yè)中的熱點問題，也是未來旅游業(yè)、農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要方向。因此，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，構(gòu)建新型觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一種趨勢，對于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。

1 ?觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)軟件設(shè)計

1.1 觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)軟件總體框架設(shè)計

觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)的建立初期應(yīng)先進行數(shù)據(jù)的收集和整理工作，利用遙感技術(shù)獲取的圖像，將農(nóng)業(yè)園區(qū)的地形地貌圖進行預(yù)處理，為園林的場景模型建立做好前期工作[1]。利用Sketch up軟件以及對實體物體進行構(gòu)建。通過建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，場景數(shù)據(jù)庫將前期工作中的數(shù)據(jù)按照一定邏輯結(jié)構(gòu)進行分類和優(yōu)化管理，方便后期工作中對數(shù)據(jù)的調(diào)取。最后開發(fā)觀光農(nóng)業(yè)園虛擬系統(tǒng)的仿真功能、控制調(diào)度中心、交互模塊、監(jiān)測功能等，搭建易于操作的用戶界面，實現(xiàn)觀光農(nóng)業(yè)園漫游功能。

1.2 觀光園林漫游平臺設(shè)計

觀光農(nóng)業(yè)園漫游數(shù)據(jù)庫建立后要將各種數(shù)據(jù)模型組合在虛擬現(xiàn)實平臺上，由于數(shù)量龐大會對平臺造成很重的負擔，因而要對模型進行技術(shù)優(yōu)化[2]。

（1）碰撞檢測。碰撞檢測可以模擬觀光園林的真實場景，決定著系統(tǒng)的仿真效果。通過攝像機與地面以及攝像機與地面物體的碰撞進行檢測。定義地面為Floor屬性，物體定義為Object Keep On Floor，將這個組合模塊加入Camera Script中，通過設(shè)置高度保證攝像機始終在地面上相同高度移動。

（2）場景簡化。對于相同場景不同部分使用不同的描述模型（LOD），由于人眼看到的物體細節(jié)程度不同，可以采用LOD模型進行簡化處理，在漫游系統(tǒng)根據(jù)投射影像的大小決定LOD模型。場景簡化可以節(jié)省存儲空間，簡化了運行流程[3]。

（3）背景系統(tǒng)制作。在Virtools中創(chuàng)建燈源，添加10行6列的數(shù)組，添加光暈特效圖后，在腳背中添加“LensFlare”BB，在“LensFlare”BB加入數(shù)組和光效圖，運行Virtools，調(diào)整燈源位置可以實現(xiàn)太陽光效果。在3D studio Max中做一個類似天空的模型，將云模型Mesh中創(chuàng)建腳本“Texture Scroller”BB，調(diào)整滾動速度，實現(xiàn)動態(tài)云朵功能。將音樂片段和行為模塊一起放入Level Script中進行設(shè)置，選取音樂檔案加入場景，控制音量和循環(huán)方式，實現(xiàn)背景音樂與漫游系統(tǒng)進行融合。

2 ?觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 建模數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選型

數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器不涉及大量的非空間數(shù)據(jù)存儲和保存，但對整個系統(tǒng)的安全性要求較高。系統(tǒng)采用了Dell poweredge2576服務(wù)器，搭載了四核Xeon E5261處理器，2.44GHz主頻，12MB緩存，8G內(nèi)存，硬盤空間5×200GB SAS硬盤。該服務(wù)器具有較高安全系數(shù)，自帶數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。

2.2 地圖服務(wù)器選型

地圖服務(wù)器需要大量的存儲空間來保存數(shù)據(jù)，同時需要進行復(fù)雜的運算流程，對服務(wù)器硬件配置要求較高。系統(tǒng)采用了Dell poweredge R980服務(wù)器，1.60GHz前端總線，8G內(nèi)存，ECC雙內(nèi)存列、全緩沖內(nèi)存條，硬盤空間7×400GB SAS硬盤，支持熱插拔。該服務(wù)器具有較強的數(shù)據(jù)存儲和運算能力。

2.3 用戶體驗端配置設(shè)計

用戶終端是觀光園林漫游系統(tǒng)的客戶端，一般需要進行空間數(shù)據(jù)分析和圖形運算能力，對顯示配置要求較高。系統(tǒng)采用了聯(lián)想揚天T4900V計算機，搭載了英特爾第七代酷睿i7-7700HQ處理器、8GB DDR4內(nèi)存、266G SSD+1TB機械硬盤，獨立顯卡NVIDIA GTX 1050Ti，顯存512MB。

3 ?對比實驗

將設(shè)計的漫游系統(tǒng)導(dǎo)入Virtools平臺進行實驗。具體Virtools參數(shù)設(shè)計如表1所示。

運行實驗程序后，在平臺對接性、交互性、沉浸性、易修改性、輸出性能方面與沒有采用Virtools平臺的傳統(tǒng)的觀光園林系統(tǒng)進行了對照。結(jié)果如表2所示。

從表2中實驗數(shù)據(jù)可以得出，采用了采用Virtools的漫游系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)的有顯著的優(yōu)勢，特別是在平臺對接、交互性、沉浸性方面。

4 ?結(jié)語

園林漫游系統(tǒng)是以農(nóng)業(yè)資源為核心，借助虛擬現(xiàn)實等科技以及相關(guān)硬件設(shè)施，對傳統(tǒng)園林進行創(chuàng)新性的規(guī)劃和設(shè)計，從而形成了集旅游觀光、科普教育以及休閑娛樂功能為一體觀光景點。加強對觀光農(nóng)業(yè)園漫游系統(tǒng)設(shè)計工作的研究具有重要意義。

參考文獻

[1] 張園園，劉桂陽.觀光農(nóng)業(yè)園虛擬仿真設(shè)計[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2016（36）：138.

[2] 郭蕊，楊立新，侯陽，等.基于Quest3D虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計的研究[J].農(nóng)業(yè)科技與信息：現(xiàn)代園林，2019（11）：23-26.

[3] 張曉寧，趙曉春，王翔，等.基于Virtools的園林三維漫游系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2018，25（4）：175-178.