基于virtools的汽车虚拟展示及定制系统设计

摘 要：目前，个性化定制已成为汽车行业的发展趋势，如何让广大用户通过网络方便参与汽车个性定制，数字化虚拟技术为其实现提供可能。本文基于virtools虚拟现实工具，结合数字虚拟展示技术，尝试进行汽车个性化定制系统设计，其目的是为客户提供一种真实地、实时交互地汽车定制方式。文中概述了该系统的构架、交互界面、及实现技术。

关键词：虚拟展示 汽车个性定制 virtools

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（a）-0006-02

目前，个性化定制已成为汽车行业的发展趋势。在国外，高端汽车定制服务已经比较普及，国内汽车企业虽已经起步，但尚未发展成熟。个性化定制是一种近年来才产生的、利用信息网络技术来进行产品个性化定制的全新生产销售模式。目前的定制方式主要通过填写订单参数来实现。这种方式主要靠效果图、文字注解和动画为主要展示手段，信息表达与交互方式比较受局限，客户不能立即看到定制结果。尽管许多企业发开了电子商务网站提供在线订购，但多数网站只提供既定产品的二维效果图，不能反映整体产品的全貌，缺乏人机交互感。随着虚拟现实、网络、数据库等技术的发展，使客户通过互联网络在虚拟环境下进行汽车的个性化定制将成为可能。

本课题目标是设计一套可虚拟展示汽车且提供个性化定制功能的系统，能够用于汽车销售大厅的客户信息终端，同时考虑网络电子商务平台的在线展示及定制的可能。

1 汽车虚拟展示系统

1.1 系统架构

本课题基于virtools汽车虚拟展示及个性化定制系统设计，经过分析系统应具备两大功能：一是汽车的虚拟展示，即创建一个仿真汽车模型，向用户展示360°汽车全貌，用户可转换视角观察汽车外观及内饰，可观察不同色彩方案、不同轮毂及玻璃的视觉效果，可打开车门、车灯、引擎盖、后备箱等；二是定制功能的交互，即用户可在系统中选择搭配相应汽车部件，可实时查看定制结果，如用户可实时观察并更换车身颜色、车窗颜色、车顶盖、轮毂、尾翼等定制效果。为增强用户体验，系统还设计加入音效和车模来增强虚拟展示的逼真效果。（见图1）

1.2 系统界面与交互的设计

在设计该系统界面时，依人机交互原理合理布局，做到按功能划分，遵循用户的操作经验有逻辑、有条理布置各功能按钮。在考虑交互次序和对应效果时，使用低保真原型多次迭代以求最佳体验。界面的视觉效果依照高品质、精致的写实主义风格进行设计。

2 基于virtools的技术实现

汽车个性化定制最佳交互方式是基于虚拟现实技术进行实时交互三维展示，而这需要通过将三维模型数据导入虚拟现实工具来实现。系统的实现技术为：基于3Dmax构建三维模型数据，基于virtools来实现其虚拟展示及交互。具体流程为：（1）用3DMAX构建3D模型，保存为.nmo格式导入virtools中；（2）在virtools中添加行为模块，编辑脚本，加入界面设计元素，实现预定交互功能；（3）系统的。

2.1 基于3Dmax构建三维模型数据

为顺利实现与virtools的数据对接，在构建三维模型时需注意：（1）使用英文命名数据文件；（2）尽量减少面片，避免导入virtools后出现破面或缺损；（3）为了降低引擎运算量，尽可能将物体群组，简化virtools阶层架构，使场景管理更容易；（4）合理使用贴图避免不必要的细节建模。

模型构建之后为了效果逼真需要添加材质，然而virtools支持的材质非常有限，且常常丢失材质，使用烘培技术可解决这一问题。贴图烘焙技术（Render To Textures）即把光照信息和高光等效果渲染成贴图，而后把这个贴图再贴回场景的技术。最终模型数据保存为.nmo格式导入virtools中。

2.2 基于virtool实现虚拟交互展示

以下分虚拟交互展示及虚拟定制两部分进行简述。

（1）虚拟交互展示模块的技术实现。

针对鼠标控制旋转、缩放查看功能，需以汽车为目标建立一个摄像机，对摄像机进行远、近、上、下的位置限定，旋转和拉伸摄像机的镜头。具体可以用mouse camera orit模块程序代码来控制，可实现以摄像机为视角的交互浏览。mouse waiter是用来判断鼠标动作的外部摄像机脚本。

为了实现开关引擎盖的体验，添加了发动引擎和关车盖的音效，使用的模块程序代码主要有：sequencer、wave player、bezier progression、multiplication和rotate等。

（2）交互定制模块的技术实现。

为了给车身、玻璃等部件换色，即更换材质颜色，用到的模块程序代码主要是switch on parameter、parameter selector和set diffuse。车体和车窗可以采用相同的模块程序代码，只需设置两个set diffuse，然后将颜色变换分别赋给车身和玻璃的材质。

车顶、轮毂和尾翼等部件的更换，采用的模块程序代码有switch on parameter、show和hide。以轮毂为例，先将全部轮毂模型都导入场景中，让其中一组可见，其余全部隐藏，并set ic锁定初始状态。

3 结论

汽车虚拟展示及定制系统的设计，为用户提供一种新的、即时的、交互的汽车个性化定制方式。该系统既能够用于汽车销售大厅的客户信息终端，也为汽车行业的网络电子商务平台的在线展示及定制提供可能。

系统优点为：（l）系统使用虚拟现实技术，改善了现有的定制系统缺乏交互性与直观性的状况；（2）模块化模型技术可以使文件量大幅减小，利用贴图烘焙又能使效果比较真实，同时减少即时渲染给硬件设备的运算压力；（3）系统对操作流程做相应优化，其交互界面给人良好的用户体验。

参考文献

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