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基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计近年来，随着科技的迅速发展与虚拟现实技术的日益成熟，越来越多的领域开始运用虚拟现实技术，为人们带来了全新的视觉体验。
其中，基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计成为了数字艺术与科技融合的重要表现形式。
本文将以此为切入点，探讨基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计的特点、应用价值以及未来的发展方向。
首先，基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计具有独特的特点。
相较于传统的展览方式，虚拟现实技术能够打破时间和空间的限制，创造出全新的展览形式。
通过虚拟现实技术，观众可以身临其境地感受展览内容，与展品进行互动，增强了观众的参与感和体验感。
其次，基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计具有广泛的应用价值。
首先，在艺术领域，虚拟现实技术为艺术家创作提供了更多的可能性。
艺术家可以运用虚拟现实技术创造出想象力丰富的数字作品，将观众带入一个全新的艺术世界。
其次，在教育领域，虚拟现实技术可以为学生提供更加直观、生动的学习体验。
通过虚拟现实技术，学生可以身临其境地体验历史事件，触摸到遥远的文物，增强学习的趣味性和深度。
此外，在旅游、医疗等领域，虚拟现实技术也正逐渐成为改善用户体验的有力工具。
然而，基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计也面临着一些挑战与问题。
首先，技术的成本和可用性仍然是一个限制因素。
虚拟现实技术依赖于高性能的硬件设备，同时制作与维护虚拟现实展览所需要的人力成本也相对较高。
其次，由于虚拟现实展览与传统展览形式不同，需要对观众提供相应的教育与培训，以确保他们能够正确理解与使用虚拟现实展览。
此外，虚拟现实展览也存在一些技术上的限制，如延迟、图像质量等问题，需要不断进行技术改进与创新。
针对以上问题，未来基于虚拟现实技术的交互式数字展览设计有望取得更多的突破与发展。
首先，随着技术的不断进步与成本的下降，虚拟现实技术将更加普及，使更多人能够体验交互式数字展览。
其次，人工智能、机器学习等技术的发展将为虚拟现实展览带来更多的可能性，使得展览更加个性化和智能化。
基于虚拟现实技术的三维场景模拟与交互设计近年来，随着技术的不断创新和发展，虚拟现实技术在各个领域中得到了广泛的应用。
其中，基于虚拟现实技术的三维场景模拟与交互设计成为了一个热门话题。
本文将探讨虚拟现实技术在三维场景模拟与交互设计中的应用，并介绍其重要性与优势。
首先，虚拟现实技术提供了在真实感观环境下进行体验的机会。
通过虚拟现实头盔、手柄等设备，用户可以身临其境地感受到三维场景中的视觉、听觉、触觉等多种感官信息，这使得场景的模拟更加真实且生动。
比如，在游戏开发中，利用虚拟现实技术可以打造出逼真的游戏场景，使玩家沉浸其中，得到更好的游戏体验。
其次，虚拟现实技术在三维场景模拟中具备很高的灵活性。
传统的三维场景设计需要经过复杂的建模、渲染等工序，而虚拟现实技术可以通过简单的调整参数即可实现三维场景的模拟。
这为设计者提供了更大的创作空间，并且节省了开发周期和成本。
虚拟现实还可以通过实时动态调整场景中的元素，使得场景的模拟更加灵活多变。
此外，基于虚拟现实技术的三维场景模拟与交互设计还具有良好的教育和培训效果。
虚拟现实可以模拟各种现实场景，例如医学手术、飞行模拟、危险环境训练等。
通过模拟实际操作场景，用户可以在虚拟环境中进行实践操作，提高自己的技能水平。
同时，虚拟现实还可以提供实时反馈和指导，帮助用户纠正错误和改善操作，从而达到更好的培训效果。
在游戏设计领域，基于虚拟现实技术的三维场景模拟与交互设计已经取得了巨大的成功。
众所周知，游戏一直以来都是虚拟现实技术应用的重要领域之一。
通过虚拟现实技术，游戏可以提供更加逼真的画面和更加流畅的操作，给玩家呈现出一种身临其境的感觉。
游戏开发者可以将虚拟现实技术与三维场景模拟相结合，使玩家感受到真实的游戏世界，并与游戏中的对象进行互动。
这为游戏创作和用户体验提供了更多可能性。
除了游戏领域以外，基于虚拟现实技术的三维场景模拟与交互设计在其他领域也有广泛的应用前景。
例如，在建筑设计中，设计师可以利用虚拟现实技术将建筑模型进行三维化展示，帮助客户更好地理解设计方案。
基于虚拟现实的交互式展览系统设计与实现随着科技的发展和新兴技术的不断涌现，虚拟现实已然成为当今人们生活中的一种新型经验。
虚拟现实作为一种高科技的新型技术，具备无限的潜力，其应用范围正在不断扩大。
其中，在展览行业中，基于虚拟现实的交互式展览系统也正在逐渐被人们重视和应用。
本文将重点阐述基于虚拟现实的交互式展览系统设计与实现，并对其优缺点进行分析。
一、基于虚拟现实的交互式展览系统的优点1、具备高度的沉浸式体验虚拟现实展览系统可以为参观者提供高度沉浸式的体验，使得参观者可以像身临其境一般去感受展品。
在实现虚拟现实交互式展览系统中，通常采用数据制作虚拟场景及展品，使得游客可以在虚拟环境中自由探索，以达到更好的用户体验。
2、提高观展效率传统的展览需要游客一个一个站在展品前仔细观看，而在虚拟现实中，游客可以通过VR眼镜或其他交互工具，自由选择地方、时间以及观看的顺序，观展效率大大提升。
而且，基于虚拟现实的展览系统还具有互动性和情感体验，游客乐于进行深度体验和参与其中。
3、大大降低展览成本基于虚拟现实的展览系统还可以大大降低展览所需要的费用。
使用基于虚拟现实技术展示展品，不需要制作和保管实物展品，也不需要负担展出的运输、保险等费用。
相对于传统的有形展品，使展览设计更环保，更灵活，更多样化，大大降低展览成本。
二、基于虚拟现实的交互式展览系统的缺点虚拟现实的展览系统，尤其需要注意以下缺点：1、技术门槛高相对于传统展览，基于虚拟现实的展览需要较高的技术门槛：比如对展品的模拟设计、演示模拟技术、虚拟环境下的程序开发以及动画特效制作等，这些技术都需要展览方具备或者认购相应的技术。
2、硬件设备成本高基于虚拟现实的展览需要使用高级VR眼镜等硬件设备来帮助用户体验。
目前这些硬件设备价格较高，使得很多参观者无法体验到虚拟现实交互式展览的沉浸体验。
而且对于机构方面而言，改善观展的设备，比如VR眼镜或其他交互设备，进一步增加了展商的投资。
基于虚拟现实技术的3D可视化与交互设计研究近年来，随着科技的快速发展，人们对于科技成果的需求也日益增加。
其中，虚拟现实技术凭借其独特的体验感和交互性，越来越受到人们的关注。
在此背景下，基于虚拟现实技术的3D可视化与交互设计研究备受关注。
一、虚拟现实技术的背景与介绍虚拟现实技术是一种可以创建模拟环境，实现人与计算机之间交互的技术。
虚拟现实技术最早出现于20世纪80年代，但是直到近年来才真正开始进入人们的视野。
虚拟现实技术为用户提供了更加真实的虚拟体验，可以模拟现实世界中的各种场景，并且用户可以通过交互方式控制虚拟环境中的各个元素。
二、3D可视化设计的特点与应用3D可视化设计是建立在虚拟现实技术基础上的一种设计形式。
相比于传统的2D设计，3D可视化设计可以将设计作品从平面向立体转化，使得作品更加真实可触。
3D可视化设计被广泛应用于游戏开发、建筑设计、工业设计、影视制作等领域。
以游戏开发为例，游戏需要通过绘制各种场景和角色来带给玩家更加真实的游戏体验。
通过3D可视化设计技术，游戏制作人员可以将游戏场景、人物、动作等元素都呈现为立体的形式，使得玩家在游戏中更加身临其境。
在建筑设计方面，3D可视化技术也能够起到很大的作用。
传统的建筑设计往往需要通过平面图和设计方案来说明建筑的设计风格、布局等，而通过3D可视化设计技术，建筑设计师可以将建筑的外观、内部布局呈现出来，使得业主和建筑师能够更加直观地了解设计效果，从而减少了后期的重新修改设计方案的工作。
三、交互设计的特点与应用交互设计是虚拟现实技术中的重要组成部分，它是用户与虚拟环境之间进行信息交流和控制的手段。
交互设计需要考虑用户的需求和特点，以最大程度地优化用户的交互体验。
在游戏开发中，交互设计扮演着重要的角色。
游戏玩家需要通过交互方式控制角色在虚拟环境中的运动和行为，同时也需要对虚拟环境中的各种元素进行交互操作。
通过精心设计的交互方式，游戏制作人员可以让玩家更加自然和快捷地操作游戏。
基于虚拟现实的三维交互设计研究第一章：绪论虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术在近年来迅猛发展，已经被广泛应用于游戏、教育、医疗、建筑、设计等领域。
其中，基于虚拟现实的三维交互设计技术因其可以让用户更加直观地感受到虚拟环境中的物体、空间和交互体验，成为最为热门的应用领域之一。
本文旨在通过对基于虚拟现实的三维交互设计研究的分析和探究，为该领域的发展提供一些思路和参考。
第二章：基于虚拟现实的三维交互设计的现状和发展趋势虚拟现实技术的发展一直处于快速变化的状态。
基于虚拟现实的三维交互设计技术伴随着VR的发展而发展。
随着技术的飞速发展，基于虚拟现实的三维交互设计已经不再局限于游戏领域，而是扩散到了各个领域，例如教育、设计、工业、医疗等等。
可以预见，随着技术发展和用户需求的不断提升，基于虚拟现实的三维交互设计技术将在未来进一步发展，成为更多领域的重要应用手段。
第三章：基于虚拟现实的三维交互设计的实现原理实现基于虚拟现实的三维交互设计需要运用到多项技术，例如：图形学、计算机视觉、传感器技术、模拟物理学等。
这些技术均可帮助实现虚拟环境的三维模型创建与展示、用户动作捕捉与传输、设备交互界面功能设计及其实现等诸多技术应用。
第四章：基于虚拟现实的三维交互设计应用案例分析随着VR技术的不断普及和发展，基于虚拟现实的三维交互设计技术已经被广泛应用。
下面我们将介绍一些典型应用案例。
4.1 游戏领域随着VR游戏市场的不断扩大，越来越多的游戏厂商开始采用基于虚拟现实的三维交互设计技术。
例如，《全面战争：罗马》VR版本采用的就是三维交互技术打造了令人震撼的战斗场景和交互体验。
4.2 教育领域基于虚拟现实的三维交互设计技术被广泛应用于教育领域，例如基于VR的物理实验室、三维模拟人体解剖图等，帮助学生更好的理解和掌握知识。
4.3 工业领域在工业生产中，基于虚拟现实的三维交互设计技术可用于虚拟现实仿真、培训、产品设计等领域。
基于虚拟现实技术的交互式展览设计研究虚拟现实技术的快速发展已经深刻影响了诸多领域，其中之一便是展览设计。
基于虚拟现实技术的交互式展览设计为参观者提供了更为丰富、沉浸式的体验。
本文将重点探讨这种技术在展览设计中的应用，并分析其所带来的益处和挑战。
一、基于虚拟现实技术的交互式展览设计简介虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是一种通过计算机生成的虚拟环境，能够模拟现实中的感官体验。
交互式展览设计结合了VR技术和展览设计的理念，为参观者提供了一种全新的展览体验。
通过佩戴头戴式显示器、手柄等设备，参观者可以身临其境地体验展览的内容，与虚拟环境互动。
二、基于虚拟现实技术的交互式展览设计的应用1. 重新创造历史：使用VR技术，可以再现过去的历史场景。
参观者可以穿越时空，亲身体验不同时代的生活场景，如古罗马竞技场的战斗、文艺复兴时期的艺术盛宴等。
这种体验不仅可以使参观者对历史有更深入的了解，还能增强参观的趣味性和互动性。
2. 拓展展览空间：传统的展览受到空间限制，而基于虚拟现实技术的交互式展览设计可以解决这个问题。
参观者可以在虚拟环境中自由漫游，观赏展品、参与活动，无需在现实空间中排队等候。
这样一来，展览的面积和容纳量将大大增加，为更多的参观者提供机会。
3. 提供互动体验：交互是现实和虚拟世界之间的桥梁。
基于虚拟现实技术的交互式展览设计可以为参观者提供各种互动体验。
例如，在一个科技展览中，参观者可以使用手柄或者手势控制设备来与虚拟物体进行互动，触发音效或者视觉效果。
这种互动性不仅可以增加参观者的参与感，还可以更好地传达展览的主题和信息。
4. 创造虚拟展览的可能性：借助虚拟现实技术，展览的主题和形式将有更多的创造空间。
比如，通过VR技术可以打破时间和空间的限制，将来自不同地区的艺术品集结在一起，形成一个虚拟的国际艺术展览。
这种展览的形式无论是对艺术家还是参观者都具有很大的吸引力和创新性。
三、基于虚拟现实技术的交互式展览设计的益处1. 提供沉浸式的体验：参观者可以通过佩戴VR设备真实地感受到展览内容，沉浸其中。
基于虚拟现实技术的三维交互界面设计与开发近年来，随着虚拟现实技术的不断发展和普及，其在各个领域都得到了广泛的应用。
其中之一就是在三维交互界面设计与开发领域，虚拟现实技术可以为我们带来全新的交互体验和更高效的设计方案。
本文将从三个方面来探讨基于虚拟现实技术的三维交互界面设计与开发。
一、虚拟现实技术在三维交互界面设计中的应用基于虚拟现实技术的三维交互界面设计，可以为用户带来更加真实的操作体验，同时也可以更好地展现设计师的想象力和创意。
例如，在虚拟现实环境下，用户可以通过手势、语音等非常规的方式与界面进行交互，而不再局限于传统的鼠标、键盘等设备。
另外，利用虚拟现实技术，可以让用户更好地了解产品的设计和功能，从而更加精准地满足用户需求。
二、基于虚拟现实技术的三维交互界面开发实践在实践中，虚拟现实技术的应用需要综合考虑硬件和软件的支持。
例如，开发基于虚拟现实技术的三维交互界面，需要使用专业的虚拟现实设备，如头戴式显示器、手套等，同时也需要具备专业的3D建模、动画制作等技能。
除此之外，还需要考虑界面的交互逻辑和用户体验，设计合理的交互方式和操作流程，使用户能够轻松上手，从而提高用户的使用体验。
三、基于虚拟现实技术的三维交互界面设计的优势基于虚拟现实技术的三维交互界面设计，可以带给我们更加真实的感受，提高用户的沉浸感和参与度。
在交互过程中，用户可以更加自由地操作和掌控环境，享受到与传统界面相比更加灵活、直观的体验。
同时，虚拟现实技术可以为设计师提供更多的自由度，使其可以更加自由地发挥创意和想象力，从而创造出更具有创新性和差异化的设计。
结语基于虚拟现实技术的三维交互界面设计与开发，是一个具有广阔前景和很高社会价值的领域。
在未来，不仅可以广泛应用于产品设计、教育培训、医疗健康等领域，也可以为社会和人类带来更多的福利和发展机遇。
与此同时，也需要不断加强技术研究，提高技术支撑水平，以便更好地满足用户需求和市场发展需求。
基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统随着虚拟现实技术的快速发展和广泛应用，交互式三维建模系统成为了建筑设计、工业设计、游戏开发等领域中不可或缺的工具。
基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统，使得用户可以更直观地进行三维模型的设计、操作和浏览。
本文将探讨基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统的优势、应用场景以及未来发展方向。
首先，基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统具有许多优势。
首要的一点是它可以提供更真实、更沉浸式的用户体验。
通过虚拟现实头显设备，用户可以进入一个虚拟的三维环境中，沉浸于其中。
这种沉浸感使得用户对于设计细节的把控更加准确，能够更加直观地感受到模型的效果。
其次，基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统可以大大提高设计效率。
传统的三维建模软件通常需要通过鼠标或键盘进行操作，这样的方式往往对于非专业人士来说具有一定的学习曲线。
而基于虚拟现实技术的交互式系统可以提供更直观、自然的操控方式，用户可以直接用手势或者控制器来控制模型的移动、旋转、缩放等操作，使得操作更加简单高效。
此外，基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统可以促进多方合作和沟通。
在设计过程中，设计师、工程师、客户等多方之间的沟通和协作非常重要。
传统的设计软件往往需要通过文件共享或者屏幕共享的方式进行沟通，存在一些局限性。
而基于虚拟现实技术的交互式系统可以实时展示设计成果，设计师和客户可以共同进入虚拟环境中，实时交流并进行调整，从而提高合作效率。
基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统在多个领域中得到了广泛的应用。
在建筑设计领域，设计师可以利用虚拟现实技术提供的真实感来感受建筑的尺度、空间以及材质等因素，从而更好地调整设计方案。
工业设计师可以使用交互式三维建模系统来创建产品样机，与客户进行交互，并对设计进行实时调整。
游戏开发人员可以用该系统来进行场景的建模和调整，以提供更好的游戏体验。
未来，基于虚拟现实技术的交互式三维建模系统还有着广阔的发展空间。
基于虚拟现实的三维场景模拟与交互设计研究近年来，随着科技的发展和应用，虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术逐渐成为人们关注的焦点。
虚拟现实技术可以通过模拟现实环境，使用户具有身临其境的体验。
因此，基于虚拟现实的三维场景模拟与交互设计成为了一个热门的研究领域。
首先，对于基于虚拟现实的三维场景模拟来说，一个重要的研究方向是如何实现真实感的模拟。
虚拟现实技术可以通过提供逼真的视觉效果、真实场景的声音和触觉反馈等方式，让使用者感受到与真实世界相似的体验。
因此，研究者可以通过优化图像渲染技术、改善音频效果和设计更加真实的交互手段来提高虚拟场景的模拟效果。
其次，基于虚拟现实的三维场景模拟与交互设计也需要关注用户体验。
用户体验是衡量虚拟现实技术成功与否的一个重要标准。
在虚拟场景中，用户可以自由移动和与场景中的物体进行交互。
因此，良好的用户界面设计和交互方式设计是至关重要的。
研究者可以通过优化用户界面的布局和交互方式，以及提供符合用户习惯的操作手段来提高用户的满意度。
另外，基于虚拟现实的三维场景模拟与交互设计还可以应用于多个领域。
例如，在教育领域，通过虚拟现实场景的模拟，学生可以更加直观地了解抽象的知识点，增强学习效果。
在医疗领域，虚拟现实技术可以被用于手术模拟和康复训练，对医生和患者都具有重要意义。
虚拟现实技术还可以应用于旅游、游戏等领域，为用户提供更加丰富和真实的体验。
另一个重要的研究方向是虚拟现实的三维场景交互设计。
虚拟现实技术能够提供沉浸式的体验，用户可以自由地与虚拟场景中的物体交互。
然而，在虚拟环境中设计出具有良好交互性的场景并不容易。
研究者可以通过使用自然手势识别技术、虚拟现实设备的改进和创新来实现更加直观和智能的交互方式。
例如，可以利用手势识别技术实现用户在虚拟场景中的自由移动和物体操作，提高用户的交互体验。
此外，基于虚拟现实的三维场景模拟与交互设计还需要考虑虚拟场景的内容创作和更新。
面向虚拟现实中的三维模型交互与编辑技术研究随着科技的不断发展，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术正以其强大的沉浸感和逼真的交互体验，逐渐影响和改变人们的生活。
而在虚拟现实的体验中，三维模型的交互和编辑技术则起到了关键的作用。
本文将针对面向虚拟现实中的三维模型交互与编辑技术进行研究，探讨其现状、挑战以及未来发展方向。
一、三维模型交互技术的现状1. 手势交互技术：虚拟现实中最常见的交互方式之一是手势交互。
通过追踪用户手部动作，系统可以捕捉手势、手指的位置和动作，从而实现对三维模型的交互操作。
例如，用户可以通过手势放大、缩小、旋转和移动三维模型，以便更好地观察和编辑模型。
2. 头部追踪技术：虚拟现实设备中通常配备头部追踪传感器，可以实时跟踪用户的头部动作，并将其反馈到虚拟环境中。
这使得用户可以通过转动头部来观察和控制所处的三维空间，进一步提升了沉浸感和交互感。
3. 控制器交互技术：除了手势和头部追踪技术，虚拟现实设备通常还会配备控制器，以提供更复杂和精确的交互能力。
控制器可以具备按钮、摇杆和触摸板等元素，用户可以通过按键或触摸来进行选择、平移、旋转等操作。
4. 眼动追踪技术：眼动追踪技术通过追踪用户眼睛的运动和注视点，可以更加准确地获取用户的意图和关注点。
在三维模型交互中，眼动追踪技术可以用于精确定位用户的焦点位置，从而实现更直观、高效的操作方式。
二、三维模型编辑技术的现状与挑战1. 模型建模与设计：在虚拟现实中编辑、创建和设计三维模型是非常重要的一项技术。
目前，已经存在许多虚拟现实编辑工具，如Tilt Brush、Gravity Sketch等，它们提供了强大的绘制、模型变换和造型工具。
然而，对于复杂、精细的三维模型，仍然面临创建时间长、难以控制的问题。
2. 碰撞检测与物理模拟：在三维模型编辑过程中，碰撞检测和物理模拟是关键的技术之一。
为了使虚拟环境中的物体与用户之间的交互更加真实和自然，需要实时检测物体之间的碰撞，并进行逼真的物理模拟。
基于ShiVa3D的在线三维虚拟场景交互式展示研究摘要：虚拟场景交互式展示是集视听感受为一体的实时虚拟空间仿真，用户通过必要的设备和技术实现交互体验。
为提高三维虚拟场景展示的真实感、沉浸感、实用性，设计了一种支持虚拟漫游、虚拟对象属性查询、语音交互和手势交互相结合的在线虚拟展示系统，介绍了基于ShiVa3D引擎分析系统的开发流程和实现方法。
关键词：Web3D技术；ShiVa3D引擎；虚拟展示；语音交互；手势交互0 引言网络通信技术的发展促使网络带宽和网络用户不断增加，基于Internet实现实时在线的三维虚拟场景交互式展示已成为可能，同时用户可以通过电脑和智能手机等多种终端设备访问在线三维虚拟场景。
旅游景点、文化遗址、商业楼盘、购物商城等场景的在线交互式虚拟展示成为当前研究的热点问题，但现有的在线虚拟场景往往存在规模较小、内容较少、交互方式单一等问题。
ShiVa3D是一款支持多种操作系统平台的3D游戏引擎，包含所见即所得的场景编辑器、多平台发布工具、网络多用户服务器等，支持实时地形编辑、动态复合对象（Compound Dynamic Body）建模、大规模虚拟场景管理与优化、Web浏览器展示、C/C++/LUA脚本编程等，基于XML协议和SOAP协议实现网络应用程序与各种数据库和服务器的兼容。
为提高大规模在线虚拟场景展示的实时性和流畅性，丰富虚拟场景的内容及其用户交互方式，本文采用ShiVa3D引擎实现对巴东古县城的复原和在线虚拟交互式展示。
1 在线虚拟交互式展示系统设计以巴东古县城为例，设计了一种在线三维虚拟场景交互式展示系统，主要有虚拟场景漫游、视角切换、语音交互控制、手势交互控制、虚拟对象属性查询等功能。
虚拟场景漫游包括交互式漫游和固定路径漫游两种模式，主要用于用户观察虚拟场景的室内和室外情景，是系统的核心功能。
视角切换、语音交互控制和手势交互控制可改变以往单一的鼠标或键盘交互方式，增强系统的趣味性和交互的自然性，使用户全方位、多视角体验虚拟场景的丰富内容。
对于感兴趣的历史建筑、虚拟文物、历史事件和历史人物，用户可通过属性查询功能浏览相关信息的文字描述、图片或视频演示等。
如图1所示，基于ShiVa3D引擎的在线三维虚拟场景交互式展示系统开发包括系统设计、虚拟场景构建、交互式展示、发布与测试4个阶段。
系统设计主要是在分析ShiVa3D引擎特点的基础上，设计系统的功能和技术实现方案；虚拟场景构建是通过利用ShiVa3D引擎的地形编辑工具制作3D地形、绘制地表的虚拟植物和树木，利用ShiVa3D引擎自带的3D模型制作和动画编辑工具制作几何形状简单的3D模型和动画，同时导入利用第三方建模工具所制作的3D静态模型和动画；对于虚拟场景中的各种3D模型和动画采用ShiVa3D引擎提供的模型管理与优化功能进行处理，提高系统整体性能和实时性；交互式展示主要是通过碰撞检测技术和ShiVa3D脚本编程实现虚拟场景漫游的各种交互式控制，如鼠标和键盘交互控制、语音交互控制、手势交互控制等；最后一个阶段是利用ShiVa3D多平台发布工具将开发完成的系统发布为Web格式文件，用户只要安装插件ShiVa Players即可通过Web浏览器在线体验流畅的三维虚拟场景，并根据测试结果解决前面三个开发阶段存在的问题和不足。
2 三维虚拟场景构建地形、建筑物、人物、花草树木等虚拟场景元素的建模，不仅可采用Maya、3DSMax、Solidworks等常用3D建模工具，而且可采用相关专业模型制作软件，如3D树模型制作工具TreeGenerator等。
巴东古县城包括30多个民宅、2个小桥、1个县衙、1个寺庙等静态对象，以及许多历史人物、家禽、小鸟等动态对象。
巴东古县城虚拟场景的构建流程是：首先，利用Maya、3DSMax等常用3D建模工具制作各种建筑物和特殊花草树木的静态模型，以及动态对象的3D动画设计；其次，利用巴东古县城的历史地形图和ShiVa3D引擎的地形制作工作直接生成逼真的3D地形；最后，向虚拟场景中导入植被、树木、建筑物、人物动画、动物动画等3D模型对象，并调整模型的位置、设置3D动画的播放方式。
2.1 地形建模利用ShiVa3D的地形编辑器（Terrain Editor）构建虚拟场景地形，包括基本3D地形的建模和通过地形纹理设置模拟虚拟场景中的花草树木等植被对象两个基本步骤。
第一步，利用Terrain 菜单中的Create 命令创建一个平坦的地形，然后利用地形编辑工具在平坦的地形上绘制噪声，使得地形有起伏和地表纹理；第二步，利用地形编辑器中的Paint工具绘制地表植被，如被风吹动的草、树木、道路等。
完成地形建模之后，便可得3D地形（图2）。
2.2 外部模型导入虽然可利用地形编辑器创建3D地形以及部分花草树木和道路，也可利用动态复合模型构建工具制作一些简单的3D模型和动画，但这并不能满足复杂虚拟场景展示的要求，仍需利用第三方建模工具制作一些精细的复杂3D模型和动画。
ShiVa3D引擎支持的3D模型文件格式主要有dae、dwf和bsp，需要在Maya、3DS Max等建模软件中安装模型导出插件ShiVaTools导出dae格式的3D模型或动画文件；将制作完成的3D模型或动画导出为ShiVa3D支持的任何一种格式之后，便可利用Data Explorer工具栏中的Import->Model命令将其导入到虚拟场景中，并设置其几何尺寸、大小、空间位置等参数。
在巴东古县城这个大型三维虚拟场景构建过程中，会多次重复使用某些3D模型或动画，如部分民宅、树木、飞鸟、小鸡等，它们仅仅是位置、大小和方向不一样，模型几何形状、网格结构、纹理贴图等都完全相同，如果重复向虚拟场景中导入同一个3D模型或动画必然会造成三维几何对象数量的迅速增加，浪费大量的存储空间和计算资源。
由于通过模型实例化创建的模型对象并不会增加虚拟场景中几何模型的多边形数，可节省系统的大量内存和磁盘空间，减少对存储空间和计算资源的消耗，缩短在线虚拟场景展示系统的响应时延。
因此，通过一个指向模型的指针以及模型实例对象的空间移动、旋转、缩放等变换实现3D模型的重用，即采用模型对象实例化来解决同一个模型在虚拟场景中重复使用的问题。
3 三维虚拟场景漫游与交互控制3.1 三维虚拟场景漫游三维虚拟场景漫游主要有交互式漫游和固定路径漫游两种方式。
交互式漫游具有很大的灵活性，主要由用户操作鼠标或键盘等输入设备实现漫游位置和方向的控制，漫游的视点类似于人眼在虚拟场景中的化身，系统根据场景中虚拟摄像机的位置、相对高度、视角等参数自动进行场景分析和路径选择，并根据实际情况实时绘制虚拟场景。
一般可定义前进、后退、左移、右移等基本漫游动作，这时视点的方向保持不变。
ShiVa3D引擎采用的是Z轴向上的左手坐标系，沿Z轴方向将视点平移一段距离F，F的值大于0时是前进，小于0时是后退；沿X轴方向将视点平移一段距离R，R的值大于0时是右移，小于0时是左移。
按照这种漫游控制方法，通过空间向量分解运算即可计算得到视点的新空间坐标。
路径漫游是按照事先设置好的固定路径、视角参数等进行三维虚拟场景的漫游，如图3所示。
视点的高度、运动速度、运动路径等设置成功之后，系统便会实时更新视点的空间位置并绘制相应视角范围内的虚拟场景。
由于用户与虚拟场景的交互以及虚拟物体的运动，虚拟对象可能与其他物体经常发生碰撞，为保持虚拟场景的真实感和逼真性，需要及时、准确地检测这些碰撞，并根据系统需求做出响应，否则物体之间就会发生穿透现象，严重破坏虚拟场景的真实感。
在虚拟场景交互式漫游系统中，作为用户视点化身的虚拟摄像机以及场景中的相关物体，如地形、建筑、树木、人物等都需要添加适当的碰撞器，同时采用适当的碰撞检测方法探测不同对象之间是否发生了碰撞。
近年来，国内外相关研究者提出和改进了许多碰撞检测算法，在虚拟场景漫游中应用最广的是层次包围盒法。
层次包围盒法是利用体积略大而几何形状简单的包围盒将目标对象包裹起来，在进行碰撞检测时，先进行包围盒相交判断，当包围盒之间发生相交时就表示发生了碰撞，ShiVa3D引擎就是采用这种方法实现虚拟场景中虚拟对象的碰撞检测。
导入3D静态模型和3D动画之后，可对需要添加碰撞检测功能的模型和动画主体设置碰撞检测器（Collider）属性。
3.2 基于语音和手势的交互控制语音和手势是人们日常生活中最常用的互动交流工具，也是一种最自然的交互方式。
传统通过鼠标、键盘等硬件设备实现的人机交互缺乏沉浸感，语音识别技术和手势识别技术的发展促进了它们在数字电视机、虚拟展示、网络游戏方面的应用。
一方面，在噪音较大的环境中，语音交互的效果很差；另一方面，目前比较成熟的语音输入法和语音交互方式都需要不断地下达语音输入开始的指令，如按下说话按钮或长按说话按钮。
根据手势交互的工作原理，可将其分为接触式和非接触式两大类。
接触式手势交互主要是利用多点触控技术识别用户手指在屏幕上的动作，从而判断用户所发出的交互指令，往往局限于使用触摸屏的终端用户。
非接触式手势识别主要是利用摄像头采集到的静态手部形状特征判断用户的指令内容，或利用光笔等手持设备、微软Kinect平台等体感交互设备识别用户的手部运动轨迹，根据用户手部运动轨迹判断指令内容，主要缺点是手部运动轨迹信息采集设备昂贵。
为此，通过语音交互和手势交互的结合，利用摄像头和话筒即可实现自然的三维虚拟场景交互控制，具体方案是：（1）伸开五指表示开始输入语音，握紧拳头表示停止语音输入。
（2）竖起大拇指表示前进、竖起小拇指表示后退，竖起无名指表示右移，竖起中指表示左移，同时竖起中指和无名指表示打开系统主菜单。
（3）当周围环境噪音较大时采用手势交互方式，当用户不方便将手部对准摄像头时采用语音交互方式。
4 总结与展望本文基于ShiV a3D引擎设计并实现了一个复杂三维虚拟场景的在线交互式展示系统，主要采用了大规模复杂虚拟管理与优化技术、层次包装盒碰撞检测技术、语音和手势相结合的交互控制技术等，能够给用户提供自然的人机交互、逼真的三维虚拟场景、流畅的漫游体验等。
随着计算机性能的不断提升，基于语音交互和手势交互相互融合的人机交互方式将为虚拟展示和网络游戏带来更自然、更逼真的虚拟体验，面向3D网络游戏的体感交互模型与技术值得进一步研究。
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