更全的杂志信息网

基于VR和AR的三维产品展示系统的设计与实现

更新时间:2009-03-28

虚拟现实技术利用计算机图形学原理与技术将视觉、听觉、触觉等多感知融合为一体,是一种能将多种信息交汇、沉浸性很强的技术.它可以将多种数据信息进行可视化处理,达到人机一体,所见即所得的逼真效果.此外,纹理映射技术、贴图拼合技术等的发展也大大提高了模型的真实性,增强了场景的可观赏价值和艺术气息.增强现实技术(AR)强调在真实的场景中融入一些虚拟信息的能力,达到观察者与真实世界的不隔断,从而形成虚实结合的效果.目前,虚拟现实、增强现实技术在城市规划、医学教育、教育培训、房地产宣传、娱乐游戏、工业设计、工程训练、虚拟培训、军事航天等领域得到了广泛的应用,它也因此被公认为是未来能影响人们生活的重要新兴技术之一[1].

以三维产品展示系统为例,系统利用Virtools软件重构虚拟展览馆环境,360°全方位展现馆内各种陈列品,达到展览馆的数字信息呈现和虚拟漫游效果,满足相应的功能需求[2],采用三维注册技术,实现虚实结合的效果.

1 三维产品展示系统虚拟现实(VR)部分的系统结构

1.1 系统功能设置

系统通过设置相应的按键控制虚拟人物的行走方向,通过第一人称摄像机和第三人称摄像机两种视角进行自由切换,达到漫游的功能,同时,实现小地图的位置与三维场景的关联,用户可以快速浏览虚拟场景的任何角落.此外,通过加载子网页,可以显示三维场景的特定物体的相关信息,丰富系统的信息量.当信息量比较大时,可以通过数据库调用所需的物体相对应的文字和图像信息.

1.2 系统总设计流程图

根据展示系统实际功能需要,系统按照图1所示的流程进行构建.

她真羡慕他,起码他还有爱,而且他爱的人已经不在。如果她还在,可能他们现在也成为了一对怨偶,可是她不在了,这样他的爱才得以永生。

  

图1 系统构建流程图

首先,通过3DS MAX软件进行三维虚拟展厅实物建模.为了让场景导入到Virtools中得到逼真的效果,表面纹理贴图烘焙时应采用高分辨率的图片,因此纹理贴图必须进行细节处理,并采用光子图的方式提高烘焙效率,力求达到理想的效果[3].

[1]刘 玮.基于VRML的虚拟住宅小区的设计与研究[D].青岛:中国海洋大学,2009.

1.3 总体内容设计

(1)角色摄像机互动.场景主要通过第一人称摄像机和第三人称摄像机两种方式控制角色(Character)的运动来实现人物场景漫游,用户可以使用键盘来控制人物的移动,然后带到移动视点.如设置人物第三人称视角,主要为摄像机设定初始值,添加“Keep At Constant Distance BB(3D Transformations/Constraint)”“Set Orientation BB(3D Transformations/Basic)”脚本,在 Keep At Constant Distance BB 和 Set Orientation BB中选择漫游角色,并设置相关参数,如图2所示.

纹理通过表现方式可以分为颜色纹理、几何纹理和过程纹理3种,其中展示厅里面的悬挂画涉及到的文字、图案、花纹等为颜色纹理,墙壁、木质框架等表面呈现凹凸不平的细节为几何纹理.纹理映射根据空间还分为二维纹理映射和三维纹理映射.本实例中主要采用解析过程迭代函数产生纹理以适用于场景中的木材和大理石纹理,其余的模型均采用优化纹理映射技术来实现纹理的无缝拼接.

  

图2 摄像机关联参数

小地图的制作主要利用虚拟角色的X,Z坐标值与世界坐标中心的X,Z值的差值,将其合成二维的平面坐标,利用缩放二维坐标确定虚拟人物的具体位置[5].当场景范围比较大而且可能随时更新时,主要通过Virtools数据库实现信息的调用,将物体的文字信息以及图像信息以数组的形式存放于SQL Server数据库中;通过使用Grid Path Solver,Pick Data,Add Row检测物体与角色摄像机是否发生碰撞,调出相应的信息.

步骤 2:如果则(Vinter)是下一个中继,否则(Vintra)是下一个中继,输出下一个中继,转到算法1中的步骤3.

  

图3 Object Slider BB参数设置

(3)键盘鼠标互动设计.键盘互动主要通过给角色添加 “Unlimited Controller BB(Characters/Movement)”“Keyboard Mapper BB(Characters/Keyboard)”组件,使用键盘指定键控制相应的消息,如下、左、右、上四个键盘按键,控制虚拟人物的行走方向,无信息对应的Animation信息接收信号设为Wait,即人物站在原地不动,具体参数设置如图4所示.

  

图4 键盘参数设置

参考文献:

1.4 小地图及数据库的设置

(2)碰撞检测.为了使场景符合真实的环境效果,主要通过设置碰撞检测来解决漫游时出现穿墙、穿透物体等不符合常理的问题.将需要进行碰撞检测的物体归并到碰撞群组中,添加“Object Slider BB(Collisions/3D Entity)”组件给角色人物,设置Object Slider BB碰撞群组的半径大小以达到适合的范围,而角色人物与地板的碰撞处理主要通过增加地板属性,添加 “Enhanced Character Keep On Floor BB(Character/Constraint)”到人物脚本编辑区中,实现人物与地面的绑定,从而不会出现人物漂浮空中的效果[4],具体参数设置如图3所示.

1.5 系统生成与发布

通过Virtools做出的漫游系统可以以HTML网页格式展示,用户可以随时随地了解所需要的信息.需要注意的是,在发布HTML网页程序时应注意尽量不要使用中文名称,并且文件路径也不要有中文,否则会出现网页的链接名为乱码的现象.若要生成EXE可执行文件,需要加载外挂的插件VirtoolsMakeExe.exe文件和CustomerPlayer.exe文件来实现[6].系统部分模块运行效果如图5所示.

  

图5 系统场景运行效果

2 纹理映射

怀旧、孤独与反抗——新时期新疆汉语文学创作的内源性动因论………………………………………………闫炜炜(6):102

职业高中是培养社会所需人才的基地,所以教学方式一定要满足时代发展的最新特征,特别是会计电算化和数字化。一来是因为现代先进的教学手段,可以有效吸引学生更专注的课堂注意力,提高职业高中会计教学的效率和质量;二来让学生在学校就掌握现代会计的操作流程,更有利于学生尽早适应社会,为学生日后的就业前景奠定夯实的基础。

3 三维产品展示系统AR展示部分

三维注册技术(Registration)采用基于特定标识物的方式,可以建立实景环境的三维信息,确定用户(或相机)在实景中的三维方位,感知环境的三维信息,从而可将虚拟物体加入到用户的视野中.通过获得实景中更多的三维信息,正确处理虚实物体的遮挡判断、碰撞检测、光影关系,最终使得计算机生成的虚拟景物或者系统提示信息和真实场景融合为一体,从而实现对现实的“增强”效果.AR技术让产品达到三维再现,为用户提供更丰富有效的信息显示,增强场景中人机交互的沉浸感,从而带来更新的虚实交互的体验.部分效果展示如图6所示.

  

图6 AR产品效果之一

4 结论

1.为了最大程度、最及时传递信息、政府应当加强对在巴企业的保护力度,通过对在巴中方企业数量、地点、项目类别、人员等具体情况登记核实,一旦出现紧急情况,可以马上通知。同时发挥好中方在巴大使馆和领事馆的作用,成为政府和企业之间沟通交流的桥梁,发挥好政府的情报搜集优势。2.在巴企业之间建立日常的联系机制,由于企业一般处于恐怖主义危险的最前线,通常周边环境较为复杂,但同时也可以发现、搜集到最新的情报信息,有了这种机制,在巴中方企业就可以相互交流知会,提前最好准备,扩大了防范的力量。不仅应该加强中方企业间的情报联系,也应该加强与当地企业的情报融合,企业间共同抵制,效果会更好。

鼠标单击物体弹出对应的信息内容主要通过加载子网页的方式实现,通过添加脚本window.open(’tu01.html’,’newwindow’,’height=400,width=400,top=150,left=150,toolbar=no,menubar=yes,scrollbars=yes,resizable=yes,location=no,status=no’),当鼠标点击tu01的物体时,对应弹出子页面的内容,内容以网页的形式现实,可以更好更全面地展示用户所需要的所有信息.

以三维产品展示系统的设计作为基本点,利用交互软件Virtools及其相关的图像、视频等技术构建虚拟场景,最终实现角色与场景的交互功能,在此基础上采用AR技术实现产品的三维再现.虚拟场景的交互性比较好,沉浸感强,具有所见即所得的效果,但是在数据库的开发上,还偏向于简单的文字、图像信息的存储和调用上,如何利用数据库更好地实现查询、最优路径等是今后需要解决的重点.

其次,当三维场景模型已经构建完毕时,使用“减面删面”的方法对场景进行优化处理,精简3D文件,将其面数控制在合理范围内.利用Virtools进行加载子页面设置,并将最终场景输出为cmo文件,利用html加载cmo文件,达到网上发布的效果.

[2]张 钰,刘玉文.基于VR技术的三维数字展览馆的设计与实现[J].蚌埠学院学报,2016,3(5):15-16.

[3]高德基.基于虚拟现实的船舶主机遥控系统的仿真[D].江苏:江苏科技大学,2014.

[4]徐之路.基于Virtools的虚拟图书馆的设计与开发[D].上海:华东师范大学,2011.

[5]李金凤.基于虚拟现实技术的校园视景仿真系统的研究与应用[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2011.

[6]郭 艳.基于3ds Max和Virtools的虚拟校园漫游系统设计与实现[D].成都:电子科技大学,2014.

根据普查工作的特点及评价通常的分级标准,将普查绩效状况的参照等级分为Z个等级,用ukij表示xij对第k 个等级的隶属度(k=1,2,…,Z;i=1,2,…,5;j=1,2,…,n),则得到Z种等级的5维模糊复合物元RZ5:

 
钱庆平,杨烈君,章立亮
《宁德师范学院学报(自然科学版)》2018年第01期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号