三维在线虚拟旅游系统的设计与开发

摘 要：结合当代旅游市场需求，采用photoshop+3DSMAX+VR-platform的开发平台，建立了具有景点漫游、地图导航、全貌展示、细节展示、全角度游览等功能的基于VRP技术的三维在线虚拟旅游系统。阐述了三位在线虚拟漫游系统的总体设计和实现过程，着重介绍了在线旅游漫游系统中系统模型的制作和三维交互功能的实现。

关键词：虚拟旅游系统；三维交互；VR-platform

随着数字化时代的到来，虚拟现实技术快速发展。旅游与计算机以及网络相结合更符合消费趋势，三维在线虚拟旅游系统由此产生。利用虚拟现实技术，全方位重构虚拟景区，利用网络送到无法抽身旅游的游客身边。此系统具有多视角、多功能、可交互性、可进行信息实时更新等创新点，可以直接利用虚拟人物在景区中漫游，并结合更新的实时信息以及便捷的交互操作，使人们足不出户游遍天下，与此同时减少了景区的过度开发现象。为此，笔者根据当今时代旅游业的发展需求，利用3DSMAX、photoshop、VR-platform等开发平台，设计并开发了多功能的三维在线虚拟旅游系统。

一、系统开发过程及功能介绍

虚拟旅游系统开发过程如下：首先进行三维模型信息采集；之后搭建模型，构建场景信息，制作材质纹理最终实现三维场景建模；一系列的场景构成了三维场景数据库；将这些模型导入到VRP中利用VRP进行场景搭建和镜头录制；利用VRP、信息管理数据库以及设定的交互操作和信息的随时更新最终构成旅游系统。本虚拟旅游系统具有自由漫游、动画展示、信息查询、定位查询、视角变更的功能。

（一）系统开发的总结性描述

三维在线虚拟旅游系统为达到仿真的效果，首先采用3DSMAX 创建三维立体模型，用photoshop处理图片，贴图后对模型赋予材质纹理并使用渲染。最后导入到VRP中将模型合成并进行视图的仿真制作形成场景。

（二）已实现功能的介绍

该系统具有在线虚拟漫游、景点导航、信息查询、场景再现四大模块。通过三维在线虚拟旅游系统，游客可以在景区内通过设定好的路径如真实旅游般行走，也可以自主导航，从不同的角度全方位观察景区的各个风貌，使用户有沉浸感，并达到了交互，这就是虚拟漫游模块。景点导航为游客展示三维或者二维的导航地图。信息查询功能完成了查询景点有关的一系列信息的工作。场景再现则提供景区的各种不完整的场景的恢复以及春夏秋冬等不同时节景区的各种美丽风貌，甚至可以再现一些已经不复存在的历史人文景观。

二、系统实现过程

（一）三维场景搭建

根据景区提供的景区建筑物，道路，树木等信息在建模软件（即3DSMAX）中搭建一系列物理模型并进行所需要的处理。（1）数据采集及处理。数据采集主要包括地理位置，三维信息采集，图片信息采集，音频信息采集，景观的属性信息等的采集。1）景区的模型类型主要包括环境模型、建筑模型，植物模型和运动模型。首先确定各个景点的具置。对于建筑模型确定建筑物的组成结构自下向上进行制作。建模时可利用“复制堆积建模法”和“组合建模法”[1]等不同的建模方法。注意要在对真实物体高度概括且精简控制模型面数同时高度还原模型本身。对于模型中的植物模型主要由材质来完成，即用opacity透明贴图。2）对建好的模型进行纹理材质的制作，首先将纹理材质的照片利用photoshop进行处理。之后制作纹理材质。在对动态景观的表现上面，我们使用到动态贴图。（2）模型的优化处理。一是保证效果的情况下减少面的数量。二是减少模型的个数，对于材质相同的，距离较近的模型合并处理。三是管理纹理，我们利用photoshop编辑制作纹理时，纹理大小采用2的N次幂，并且不超过一定大小，在对待具有相同纹理材质的模型上使用相同的贴图材质。[3]（3）灯光。3DSMAX灯光是在3D场景中产生实际灯光照明作用的对象，模拟真实世界中不同种类的光源。[2]添加灯光增强场景的清晰度，先布置主光，然后辅光，还有背景和装饰光等。（4）烘焙。贴图烘焙技术（Render To Texturs），简单地说就是一种把3DSMAX光照信息渲染成贴图的方式，而后把这个渲染后的导入到VRP中。

（二）功能实现方法

实现功能主要使用VR-Platform，其过程主要是。（1）模型导入与场景编辑。利用VRP-for-Max将模型导入。还可以增加一些场景特效和附加对象。利用VR-Platform 编辑器提供的日照分析与天空盒，既能简单地完成在室外场景加虚拟天空和光晕，还可以增加背景音乐。（2）导航图的制作。首先记录下平面图的坐标值，之后对场景顶视图截图并保存，最后在创建导航图功能下将图片和坐标值输入完成后，场景即实现实时导航。（3）相机制作及碰撞检测。在VRP中可设置行走相机、飞行相机等。添加碰撞检测，在碰撞检测前会进行多次过滤：“场景过滤”――“碰撞组过滤”――“动/静物体过滤”――“包围盒过滤”――“碰撞检测”，排除碰撞检测时出现的计算冗余。[4]（4）导游功能。利用“鼠标触发事件”达到查询相关景物属性和信息的功能。鼠标触发事件连接到数据库，实现信息查询功能。（5）生成文件。设计程序运行界面。最后通过编译生成器生成读理科置信的EXE文件，这样就完成了在线旅游漫游系统。

三、结语

三维在线旅游系统有广阔的应用前景，它不仅面对全球的景区和游客，还可以利用这项技术开发商区漫游展示、校园漫游、城市漫游等系统，有丰富的使用价值和广泛的应用领域。未来一定会成为旅游的一大主流方式。

参考文献：

[1] 翟旭峰，朱杰杰，潘志庚.3DSMAX建模及其在虚拟现实中的应用[J].计算机仿真，2004（04）.

[2] 罗永慧.数字楼盘漫游系统的设计与实现[J].长江大学学报，2013（7）.

[3] 苏同向.虚拟现实技术在风景园林设计中的应用[D].南京林业大学，2006.

[4] 陈瑾怡.基于VR-Platform 的虚拟校园研究与实现[D].东华理工大学，2012.