基于VR技術(shù)的虛擬游覽場(chǎng)景的快速構(gòu)建

郭萍?劉津玉?全源?吳翹楚?史英睿

VR 技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，可以創(chuàng)建出具有交互性的虛擬場(chǎng)景，本文對(duì)基于 VR 技術(shù)的虛擬游覽場(chǎng)景的快速構(gòu)建進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

一、引言

隨著城市的交通發(fā)展，道路的建設(shè)也變得更加復(fù)雜，為了使道路利用率提升，緩解交通問題，需要采取有效的措施進(jìn)行改善。VR技術(shù)作為一種能夠形成虛擬場(chǎng)景的技術(shù)，在城市的交通游覽中可以發(fā)揮出良好的作用，通過虛擬游覽場(chǎng)景的建立為交通游覽的情況進(jìn)行模擬，進(jìn)而得到交通建設(shè)改善的參考依據(jù)，使交通發(fā)展得到進(jìn)步。

二、VR 技術(shù)概述

VR技術(shù)全稱叫做虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是一種具有綜合性特點(diǎn)的信息技術(shù)，其中結(jié)合了數(shù)字圖像處理、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)一級(jí)傳感器技術(shù)等內(nèi)容，能夠?qū)θ说囊曈X、聽覺等進(jìn)行模式， 使人能夠在在形成的虛擬境界中感受虛擬場(chǎng)景，還能夠通過語言以及動(dòng)作等來需虛擬場(chǎng)景進(jìn)行交互，增加了場(chǎng)景的生動(dòng)性，還能夠建立一種適合人類特點(diǎn)的信息空間，因此具有良好的應(yīng)用前景。這種技術(shù)在應(yīng)用中可以使人體驗(yàn)到身臨其境的感受，在三維的模擬場(chǎng)景中進(jìn)行互動(dòng)和想象，具有良好的效果，所以逐漸在多個(gè)領(lǐng)域廣泛使用。

三、城市虛擬游覽場(chǎng)景的建模

虛擬游覽場(chǎng)景應(yīng)用可以使虛擬地形場(chǎng)景形成，這種技術(shù)在城市的建設(shè)發(fā)展中起到了重要的作用。虛擬地形環(huán)境指的是采用真實(shí)場(chǎng)景的幾何數(shù)據(jù)等，結(jié)合建模功能，創(chuàng)建一個(gè)能夠與實(shí)際的場(chǎng)景之間極為相似的虛擬場(chǎng)景，同時(shí)能夠進(jìn)行人機(jī)交互，一般建立出來的場(chǎng)景為三維形式。虛擬場(chǎng)景的建立需要具有真實(shí)特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)與真實(shí)的場(chǎng)景中的幾何精度等保持相同，在環(huán)境表現(xiàn)上具有良好的效果，能夠建立出非常逼真的地形場(chǎng)景。當(dāng)前，地形三維可視化技術(shù)的研究也有了一定的成果，在一體化城市微觀游覽虛擬系統(tǒng)的應(yīng)用中具有良好的應(yīng)用效果，同時(shí)能夠?qū)⑷S的場(chǎng)景創(chuàng)建的分辨率提升，可滿足虛擬游覽場(chǎng)景創(chuàng)建的多種需求。此外還包括感地形生成技術(shù)以及三維實(shí)時(shí)交互技術(shù)，這些技術(shù)都屬于多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)的內(nèi)容。在地形三維可視化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中， 包括兩種方式，其中一種為面繪制技術(shù)，另一種為體繪制技術(shù)，體繪制技術(shù)具有離散性特點(diǎn)，計(jì)算量比較大，同時(shí)對(duì)硬件有著較高的要求，因此在實(shí)時(shí)繪制的地形三維模型中利用的為面繪制技術(shù)。三維地形可視化技術(shù)可以劃為三類分形地形仿真、曲面擬合地形仿真以及基于真實(shí)地形數(shù)據(jù)的多邊模擬，為虛擬游覽場(chǎng)景的構(gòu)建提供有效的支持。

四、城市虛擬游覽三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)處理

城市空間指的是將地表作為基礎(chǔ)，向空中以及地下延伸的空間，其中包括三個(gè)部分，分別為地表、地上以及地下， 同時(shí)將城市的地物劃分為地表、地上以及地下地物，在創(chuàng)建立體空間的時(shí)候需要結(jié)合這三個(gè)部分進(jìn)行。一般地表的地物中包括地形、植被、建筑等內(nèi)容，地下包括地鐵以及其他設(shè)施等。在城市的空間中還包括界線、降雨量以及人口分布等內(nèi)容，這些也包含在城市的虛擬三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)之中。圖像建模技術(shù)是借助圖像來形成不同視點(diǎn)位置的場(chǎng)景，其中的數(shù)據(jù)采用的是柵格圖像數(shù)據(jù)。圖形建模技術(shù)的真實(shí)性比較強(qiáng)，同時(shí)與空間的屬性信息有所聯(lián)系，通過在側(cè)系統(tǒng)中建立拓?fù)潢P(guān)系來實(shí)現(xiàn)，但是這種算法的使用還不完善，采用圖形建模技術(shù)進(jìn)行虛擬場(chǎng)景創(chuàng)建需要較多的幾何數(shù)據(jù)，所以應(yīng)用的實(shí)際效果不理想。圖像建模技術(shù)能夠排除數(shù)據(jù)帶來的影響，應(yīng)用中國(guó)采用紋理映射技術(shù)就可以進(jìn)行建立三維虛擬場(chǎng)景，不需要較多的數(shù)據(jù)，但是在利用中形成的虛擬場(chǎng)景的交互性比較弱，與屬性數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系上存在一定的難度，創(chuàng)建的游覽虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性比較擦汗。為了更好的實(shí)現(xiàn)虛擬游覽場(chǎng)景的建立，應(yīng)將兩者之間的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行互補(bǔ)，使虛擬場(chǎng)景能夠具有更好的呈現(xiàn)效果。

五、城市虛擬游覽三維場(chǎng)景建模軟件

虛擬場(chǎng)景建立作為VR技術(shù)中的一種，可以通過建模語言進(jìn)行創(chuàng)建，在虛擬場(chǎng)景之中，人們可以進(jìn)行走動(dòng)以及游覽， 并且能夠體會(huì)到和現(xiàn)實(shí)一樣的感受。在場(chǎng)景建立之后，系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)的對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行調(diào)度管理，同時(shí)在顯示器上繪制出實(shí)景畫面，借助虛擬場(chǎng)景模型的優(yōu)化功能，可以使場(chǎng)景呈現(xiàn)的效果加強(qiáng)，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)性特點(diǎn)。為了更加真實(shí)的呈現(xiàn)出虛擬游覽場(chǎng)景，需要對(duì)虛擬的場(chǎng)景進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，其中包括三維地形建模以及實(shí)體建模。在建模的過程中，建筑作為其中的重要內(nèi)容，通常在建筑建模之中，可以將建筑劃分為不同的樓體，針對(duì)不同的樓體進(jìn)行不同的方式建模。例如，針對(duì)簡(jiǎn)單的建筑可以將其外觀拍攝下來，采用PS進(jìn)行編輯處理，之后使用VRML的幾何體拼貼的方式進(jìn)行建模，而對(duì)于比較復(fù)雜的建筑場(chǎng)景，可以使用 3DSMAX 軟件建模。

六、結(jié)語

VR技術(shù)作為一種先進(jìn)的技術(shù)，在虛擬場(chǎng)景建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，當(dāng)前的城市虛擬游覽場(chǎng)景構(gòu)建可以借助VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)，通過多種技術(shù)和軟件的使用能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬的三維場(chǎng)景的設(shè)計(jì)和形成，同時(shí)這項(xiàng)技術(shù)還需要進(jìn)行不斷的完善，進(jìn)而有更好的應(yīng)用效果。（作者單位：沈陽師范大學(xué) 國(guó)際商學(xué)院）