基于虚拟现实技术的智能交互系统设计与实现

基于虚拟现实技术的校园漫游系统设计与实现

摘要：随着计算机及网络技术的发展，虚拟现实技术已成功应用到高校、工程设计、医学等各行各业。对基于虚拟现实技术的数字校园漫游系统的设计与实现做出了系统的分析，重点论述了数字校园、视景的漫游以及系统的设计与实现，具体探讨技术视线碰撞检测的方法。这不仅对学校的资源管理具有重要的指导意义，同时也对学校的宣传以及日后的发展带来深远的影响。

关键词：虚拟现实；校园漫游；设计；实现；分析

1数字校园相关技术分析

数字校园即是指数字信息化的校园，主要以计算机网络和通讯为核心技术，以信息的获取与知识的共享为重要手段，是网络化、数字化、智能化有机结合的新型的、开放式的教育环境。数字化校园主要包括校园的设施数字化、校园的漫游智能化以及可视化等方面的内容，同时也能够对过去进行反演，从而对现实进行决策以及对以后做出有效的预测。

1.1三维场景的建模原理分析

三维场景建模是虚拟校园漫游系统的主要构成部分，而一个虚拟的环境是否逼真则主要来自其视景生产系统的质量，它将直接影响仿真的效果和相似度，同时也是直接影响虚拟现实系统沉浸感的一个重要因素。

1.2建模工具软件的分析

Multigen Creator是一个系列软件，主要为开发的一个实时建模以及图形数库的生产工具，具有强大的多边形建模和矢量建模等功能，提供了多种专业选项及插件，能够较为方便的进行实体模型的建立以及管理工作。

Vega主要是为应用在实时视景仿真以及声音仿真等领域的世界上较为先进的软件环境平台，对于复杂的应用，能够提供便捷的创建、编辑和驱动工具。且性能稳定易用，支持多种数据调入，能提供高效的CAD数据转换。

1.3三维建模相关技术分析

针对三维模型来说，主要是涉及到的数据包括了数字化的地图数据以及三维模型尺寸数据等，同时也包括了建筑图纸以及全校航拍图来获得数字化的地形图数据。三维建模最主要的四个环节是：首先，创建物体的层次结构。这是由于具有层次结构的文件比无层次结构的文件执行效率高。具体可将物体和相关的实体进行组合形成物体组和相关组，在此基础之上嵌套建立起物体的层次结构。其次，对模型进行优化。尽量减少多边形的数量是可视化仿真建模的基本原则之一。最理想的效果就是用最少的多边形来表达视角上很真实的模型。第三，植物建模。根据校园内各种植物在所选取的视野范围内的地理位置、生长密度等特征，可分别采用十字交叉或多十字交叉模型。第四，合理运用实例。当数字校园的场景中相同的某个实际物体比较多时，可通过引用同一个实例的方法来解决相同几何体的模型问题从而降低模型数据的存贮空间。

Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ·软件开发　

基于Ｕｎｉｔｙ３Ｄ的虚拟现实交互系统的设计与实现　

以真实空间场景为基础，依　托地理信息技术、三维建模技术，　借助游戏引擎，构建出三维可视　化模型景观。此外，通过引入漫　游逻辑、导航逻辑等控制逻辑，　允许使用者于虚拟场景中进行漫　游、导航等操作　系统具备真实　感强、界面友好、可交互等特征，　满足现代校园在对外宣传、对内　引导、校园规划、信息化管理等　方面的需求。　

【关键词】虚拟校园游戏引擎三维建模　

虚拟Ｊ。见　史（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ，简称ＶＲ）足人　炎　探索ｒ１然、认识ｒｊ然过　中创造Ｊ　。ｔ－，逐　文／魏　坤　

１概述　近年水，校同的信息化建设得以迅速发　展，　虚拟校园是校园信息化建设的重要组成　部分。传统的虚拟校园大多建立　维地图及　影像资料｝：，难以满足当代校　对外宣传、　对内ｔｊＩ导、校园规划、信息化管理等力’面的需　求　而最新的虚拟现实技术具有真实感强、可　交瓦、多设备兼容等特点，将其应用于虚拟校　同的建设ｌ｝ｌ叮弥补传统虚拟校　嘲有的　足。　针对　述背景，本史利用虚拟观实拽　术，使ｆ｛】１　３Ｄ　Ｍａｘ进行　维模型卡句建．借助　Ｕｎｉｔｙ３Ｄ构建Ｈ｛虚拟场景，并通过ｃ撑编　，　引入斗１｛Ｊ、　的控制逻辑，构建…＇ｒ兼具真实感及　交１ｆ　的虚拟校【　ｄ。虚拟校园支持漫游、导航　等揲作，并：·叮部署任／１：ｌ司平俞　为校同宜传、　规划、竹息化镑理等方而提供服务。　步形成ｆｎ种ＪＩ　Ｊ　ｊ－．认　Ｉ然、模拟Ｉ　Ｉ然，进ｌｍ　，地遁Ｊ、　卡ｌ】利川Ｉ＇Ｉ然的　Ｉ、　：力法和科学技　２系统设计　术　利ｆ１ｊ虚拟脱实技术，Ｉ，Ｊ＿以舆　场最为螭础，　依托地　信息技术、ｉ维建模技术及游戏０ｌ擎，　２·１构建流程　础，以实际需求为导向，没ＩＩ系统Ｊ　儆块的　功能。系统的阡发流程ｌ　要分为　个　分：　构建、一维席拟场璇搭挫及控制逻　一ｊＩ入　此外，开发完成的系统还ｒ叮部辫］Ｉ　、ｒ台之　，具符跨　台棣容的特一　。　１　…＇ｒ系统　Ｊ】：发的Ｉ　要流　。　２．１．１模型构建　一ｉ维模　的｝＝ｊＪ建，ｊ法Ｉ｛渐趋Ｊ。成熟　Ａｕｔｏｄｅｓｋ公－　摊【】５的３Ｄ　Ｍａｘ软ｆ牛，ｙＪ快速ｆ』Ｊ　建　维模　提供解决方　案，足ＩＩ前ｉＩ｛流行的　维建模软什之‘。　要卡勾缱　维模　先　瑶获取馍　的参　数信息。通常地，可通过建筑　纸、　地　测、　卫星地图测距等力式获取到场疑内擞　的　Ｉ　标　及轮廓信息　本文采川Ｉ　ｉ地　ｔ　Ｊ　丈地观测纰　合的方法进行参数化建模。３Ｄ　Ｍａｘ＿芷十Ｉ彩边　形建模、ＮＵＲＢＳ　ｆｌ｛１线建模、　”　模等彩种　迩模方　，ｊ　，以多边彤建坝最为伟ＪＩ　Ｊ　彩　边彤址模以点、线、　为操纵刘象，通过刈　｝备模型的编辄，将琏小的儿¨体转换　ｌ』　构址　旅』Ｌｆ　感　Ｊ交　ｊ　性的虚拟　实场景。　系统）ｉ：发过程．｝　以软什ｆ　程方法学为基　’　ｌ　

基于虚拟现实技术的多媒体交互设计与优化研究

随着科技的飞速发展，虚拟现实技术越来越成为了未来的趋势。基于虚拟现实技术的多媒体交互设计和优化研究，正在成为近年来研究领域中的一个热门话题。本文将从多媒体交互和虚拟现实技术的融合，以及现有的研究成果等方面展开阐述和讨论，旨在为相关领域的研究工作者和爱好者提供一些参考。

1、多媒体交互

多媒体交互是指用户通过多种数字媒体进行信息交流和互动的过程。它基于计算机和网络技术，配合音、图、文等多种形式的数字媒体，为用户提供了更加直观、丰富、灵活、便捷的交互方式，是近年来发展最迅速的领域之一。在多媒体交互中，评价指标十分重要。例如，互动性、用户体验、操作界面、视觉效果、传达信息等是比较基本的指标。这些指标的好坏，直接决定了产品的可操作性和用户满意度。然而，虚拟现实技术的发展全面提升了多媒体交互的表现力和交互效应。

2、虚拟现实技术

虚拟现实技术是指通过计算机技术模拟出现实世界的场景和感觉的技术。它基于虚拟环境、虚拟设备和虚拟场景，让用户具有身临其境的感觉，实现一种新型的真实体验。虚拟现实技术的核心是“沉浸感”，通过模拟出真实场景中的外部和内部体验，让用户感到身在其中，与虚拟场景实现真正的互动。虚拟技术的发展，几乎占据了当前技术领域的半壁江山。应用方面，被广泛应用在游戏、教育、军事、医疗、交互式设计等诸多领域。

3、虚拟现实技术和多媒体交互的融合

虚拟现实技术和多媒体交互之间有着紧密的联系和融合。虚拟现实技术可以大幅度地增强产品的直观性和互动性，从而更好地满足人类的认知需要，给用户带来更加广阔的视觉和体验感受。例如，在游戏、教育、建筑、医学等领域应用，虚拟现实技术和多媒体交互完美地结合，给用户带来了更加高质量的体验。从某种意义上讲，多媒体交互是虚拟现实技术丰富体验的载体，而虚拟现实技术则是多媒体交互不断进化的技术基础。

4、基于虚拟现实技术的多媒体交互设计研究

随着虚拟现实技术和多媒体交互的融合越来越深入，都已成为了当前多媒体交互中的热点研究领域。在基于虚拟现实技术的多媒体交互设计研究中，一些话题和问题备受关注。例如，如何利用虚拟现实技术和多媒体交互技术的优势，更好地处理用户的互动请求和操作响应，进而提高产品的使用价值。如何合理设计界面、图像、动画等元素，提高产品的美观度和易用性，从而既凸显了设计师的艺术美感，又符合人类视觉习惯。另一个问题是如何平衡虚拟现实环境下的自由和可控制性，进而使得产品既不会过于走极端，也不致于受到无序因素的影响。

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基于虚拟现实技术的湖湘文化旅游系统设计与实现

作者：梁金峰 陈小霞 李华新

来源：《软件导刊》2017年第04期

摘要：基于虚拟现实技术对湖南省衡阳市石鼓书院的湖湘文化景区进行了虚拟再现。通过使用3ds MAX和Zbrush软件以及Unity3D游戏开发引擎，建设具有漫游和交互功能的景区虚拟旅游系统，其中重点对石鼓书院的禹碑亭长廊、石鼓书院大门、李忠公祠、武侯祠、大观楼和合江亭进行了详细的三维建模和Unity3D建筑可视化交互设计。

关键词：虚拟现实；湖湘文化景区；3ds Max；Zbrush；

中图分类号：TP319

文献标识码：A

文章编号：16727800（2017）004008603

1虚拟景区与旅游

虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）也称灵境技术或人工环境，是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统，这种系统生成各种虚拟环境，作用于用户的视觉、听觉、触觉，使用户产生身临其境的感觉，沉浸其中[1] 。虚拟现实技术的应用领域相当广泛，目前主要应用于旅游、娱乐、教育、艺术以及军工等方面。 虚拟景区与虚拟旅游是在现实旅游景观造型的基础上，通过模拟仿真来构建一个能使用户产生沉浸感，并具有交互性的虚拟环境[2]。我国虚拟旅游景区表现形式有3种，分别是二维虚拟旅游景区、三维虚拟旅游景区和 360°全景漫游虚拟旅游景区。与旅游发达国家相比，我国虚拟景区起步较晚，虽然发展速度较快，但整体水平不高，交互性不强，吸引力不够。目前国内虚拟旅游系统由于在景点还原表现形式上的缺陷，导致旅游系统交互性不强，用户只能被动接受景点图片，无法主动对景区进行深入的交互和探索，导致旅游系统对用户的吸引力大打折扣。

2虚拟旅游系统设计思路 地处衡阳的石鼓书院是湖湘文化的重要发源地，本文以石鼓书院为蓝本，设计开发一个虚拟旅游系统，实现传播湖湘文化的目的。 所谓虚拟旅游系统就是用户与虚拟旅游景区的交互平台，除了构建虚拟景区环境外，还需要一个角色在虚拟环境中被用户控制，通过鼠键控制人物视角，遍历整个旅游景区。本例以3ds MAX软件构建三维虚拟旅游景区，再加以Unity3D等游戏引擎在电脑中再现现实世界。湖湘文化虚拟旅游系统三维模型设计与实现过程如图1所示。湖湘文化虚拟旅游系统的实现包括虚拟旅游环境的开发和虚拟交龙源期刊网