三維虛擬漫游

 三維虛擬漫游
        虛擬漫游是在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境，能使用戶具有身臨其境的沉浸感，具有與環(huán)境完善的交互作用能力，并有助于啟發(fā)構(gòu)思。虛擬漫游已不僅僅被關(guān)注于計算機(jī)圖象領(lǐng)域，它已涉及更廣的領(lǐng)域，如展廳展館、電視會議、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布計算技術(shù)，并向分布式虛擬現(xiàn)實發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為新時代設(shè)計開發(fā)的重要手段。

虛擬觀光旅游

       這種虛擬漫游可以使游客足不出戶地游歷世界各地名勝和風(fēng)光。異地漫游的對象，除久負(fù)盛名的名勝和宏偉建筑群等景物景點以外，還包括被進(jìn)行虛擬漫游式檢查的管道縱橫的復(fù)雜車間和廠房。因此，虛擬的漫游對象制作時，對真實數(shù)據(jù)的測量精確度要求很高。

在名勝景點虛擬漫游系統(tǒng)的開發(fā)方面，我國科技工作者制作的敦煌莫高窟博物館參觀系統(tǒng)、中國的故宮以及西湖風(fēng)光虛擬游覽系統(tǒng)都具有一定代表性。

       真實地形地景的虛擬漫游和真實景點虛擬觀光漫游一樣，都屬于基于真實數(shù)據(jù)的而且已經(jīng)存在著的真實場景虛擬漫游，只不過兩者獲取真實景物數(shù)據(jù)的方式和傳感器不大相同而已。

       這種虛擬漫游在軍事上很有用處。它的效果是傳統(tǒng)軍用沙盤或電子沙盤無法達(dá)到的。目前多為特定作戰(zhàn)或重點保護(hù)區(qū)域的視景形式的漫游。這種視景的制作是真實地景、地物的再現(xiàn)。制作過程一般為兩步：第一步根據(jù)衛(wèi)星或航空拍照中的高程數(shù)據(jù)制作某一戰(zhàn)區(qū)的地形視景，局部可精確到山脈、河流、機(jī)場、橋梁、房屋的顯現(xiàn)；第二步根據(jù)航拍素材為上述地形貼上一層紋理，從而大大增強(qiáng)地形、地景的視覺真實感。如果場面很大，場景還要進(jìn)行無縫拼接。這種大視野全時空虛擬漫游，已成為當(dāng)今作戰(zhàn)準(zhǔn)備、駕駛員訓(xùn)練、指揮模擬訓(xùn)練等方面不可缺少的先進(jìn)手段。
                       
虛擬場景

       虛擬建筑是指客觀上并不存在是完全虛構(gòu)的，或者雖有設(shè)計數(shù)據(jù)但尚未建造的建筑物。虛擬建筑場景漫游是一種應(yīng)用越來越廣泛、前景十分看好 的技術(shù)領(lǐng)域。在建筑設(shè)計、城鄉(xiāng)規(guī)劃、室內(nèi)裝潢等建筑行業(yè)，在虛擬戰(zhàn)爭演練場和作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練方面，在游戲設(shè)計與娛樂行業(yè)，乃至在促進(jìn)未來新藝術(shù)形式誕生等方面，它都大有用武之地，而且代表著這些行業(yè)的新技術(shù)和新水平。

虛擬戰(zhàn)爭演練場和作戰(zhàn)指揮模擬訓(xùn)練

       戰(zhàn)場虛擬仿真和指揮模擬訓(xùn)練具有虛擬仿真技術(shù)的各種優(yōu)點，例如安全性、可重復(fù)性、經(jīng)濟(jì)性、戰(zhàn)場環(huán)境難度可調(diào)性、方便對抗模擬、容易實現(xiàn)各種戰(zhàn)術(shù)設(shè)定等等。

虛擬漫游設(shè)計

       整個漫游系統(tǒng)如前所述是以建筑場景的建立為基礎(chǔ)的，其設(shè)計與實現(xiàn)方法可歸納為三種：基于多邊形的直接繪制法（簡稱直接建模法）、場景模型導(dǎo)入法和基于圖像的繪制方法。

基于多邊形繪制的漫游系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

       這種方法適合于場景組織不復(fù)雜、多邊形數(shù)目比較少的較規(guī)范、較簡單或簡化的場景繪制。例如建筑物遠(yuǎn)觀或大場景的建筑點綴等等。

基于模型導(dǎo)入的漫游系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

       基于幾何建模及模型導(dǎo)入的技術(shù)，通常利用造型軟件（如3DS Studio, AutoCAD等）手工搭建三維模型，建立場景。這種方法需要耗費大量的時間建立模型，工作量很大，一般涉及到測量現(xiàn)場、定位和數(shù)字化結(jié)構(gòu)平面或者轉(zhuǎn)換現(xiàn)存CAD數(shù)據(jù)；其次很難校驗其結(jié)果是否精確。其漫游場景是由計算機(jī)根據(jù)一定的光照模型繪制，色彩層次沒有自然景觀豐富，帶有明顯的人工痕跡，即使采用貼圖渲染也不能逼真地再現(xiàn)現(xiàn)實世界。

由于建模軟件的功能日益強(qiáng)大，設(shè)計中人們的分工日益明確，人們可以利用日益精細(xì)的建筑模型和豐富的模型庫資源來加快設(shè)計，這一基于幾何建模的模型導(dǎo)入技術(shù)已成為當(dāng)今游戲設(shè)計等領(lǐng)域的主流技術(shù)。

基于圖像的繪制技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)漫游系統(tǒng)

       這種技術(shù)首見于Quick Time系統(tǒng)。它采用實時圖像圖形處理來生成三維觀察效果，用方向不受約束的圖像（包括360度漫游所需的信息）代替了電影片段，用實時圖像代替了電影播放。這種方法的一個缺點是在景點切換時會有跳躍。

基于圖像的虛擬場景漫游技術(shù)，利用在某一固定位置所抓取的一個環(huán)境的360度全景圖像，通過展現(xiàn)全景圖像的相應(yīng)部分來實現(xiàn)相互的調(diào)整。全景圖像是利用一系列局像拼接起來的，能夠進(jìn)行全視野、360度全方位環(huán)視漫游的圖像環(huán)境?；趫D像的虛擬場景漫游技術(shù)的實現(xiàn)，是利用攝影設(shè)備連續(xù)掃描周圍空間的真實圖像。要求精度高時，要利用激光掃描儀來獲得真實圖像數(shù)據(jù)。與在三維圖形世界中的漫游相比，這種系統(tǒng)可以避免復(fù)雜的三維建模工作，所以更適合復(fù)雜的自然風(fēng)光、地景的漫游。

       目前，虛擬建筑場景漫游的大難點在于建模逼真度和繪制實時性的矛盾。由于這種漫游所看到的景象離觀察者近，就要求繪制非常逼真。因此，建模時構(gòu)造要精細(xì)，會消耗很多時間。同樣，由于計算機(jī)性能的制約，構(gòu)造出來的模型越復(fù)雜，在繪制時要達(dá)到實時效果就越困難，實時性太差就會使觀察者無法接受。

       這對矛盾是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)普遍存在的。一般來說，需要在精確程度和繪制速度兩方面取一個折衷值，即滿足一定的繪制真實感，又不造成觀察者的動態(tài)不適感。也可以運(yùn)用多層次細(xì)節(jié)（LOD）方法為場景生成不同的細(xì)節(jié)層次，可大大減少繪制的計算量。還可以采取一些場景預(yù)處理辦法，例如用輻射度方法，可在漫游時省去許多計算光照的計算量。

虛擬建筑漫游體驗

       虛擬建筑場景漫游系統(tǒng)也是一種虛擬現(xiàn)實和虛擬漫游系統(tǒng)，它也同樣可以充分體現(xiàn)出VR系統(tǒng)特有的讓人多感覺器官感知和令人神往的優(yōu)越性。這不僅要在設(shè)備上具有頭盔顯示器等條件，而且要在制作上（比如立體成像、頭盔跟蹤）采用相適應(yīng)的技術(shù)和方法。這樣，虛擬建筑場景漫游作品也將使觀察者像體驗美國猶他州大型VR娛樂場一樣，令人陶醉其中，流連忘返。

       虛擬漫游的一個表現(xiàn)形式就是建筑漫游,它綜合了虛擬漫游的多維性,以及三維動畫等技術(shù),通過自動性把建筑的內(nèi)外結(jié)構(gòu),以及居住文化的各個方面通過音光聲美等方式展現(xiàn)出來,是建筑開發(fā)商和銷售商的得力工具。

應(yīng)用舉例

       虛擬漫游是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重要分支，隨著虛擬漫游技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)普及到建筑、旅游、游戲、航空航天、醫(yī)學(xué)等眾多領(lǐng)域。接下來就以虛擬漫游在房地產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用“地產(chǎn)漫游”來舉例說明。地產(chǎn)漫游，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ)，集影視廣告、動畫、多媒體、網(wǎng)絡(luò)科技于一身，發(fā)展至今已經(jīng)成為新型的房地產(chǎn)銷售方式。

通過地產(chǎn)漫游這種先進(jìn)的銷售方式，購房者可以：

（1）通過地產(chǎn)漫游可以讓購房者看到直觀的樣板房形象

（2）在銷售處放上電腦運(yùn)用VR技術(shù)能讓購房者在電腦上親眼看到幾年后才建成的小區(qū)

（3）通過地產(chǎn)漫游觀賞到優(yōu)美的小區(qū)環(huán)境設(shè)計

（4）在電腦上選戶型

通過地產(chǎn)漫游這種先進(jìn)的銷售方式，可以給地產(chǎn)商帶來：

（1）地產(chǎn)漫游用于項目方案報批的直觀載體，降低與政府部門之間的溝通成本，提高溝通的效率。

（2）開發(fā)商還可以在虛擬現(xiàn)實的技術(shù)中，通過地產(chǎn)漫游任意截取圖片或片段制作廣告，從而降低廣告投入成本。

（3）應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，目標(biāo)客戶可以在地產(chǎn)漫游虛擬現(xiàn)實演示系統(tǒng)中自由行走、任意觀看，沖擊力強(qiáng)，能使客戶獲得身臨其境的真實感受，大大促進(jìn)了合同簽約的速度。

（4）據(jù)美國著名的不動產(chǎn)網(wǎng)站的數(shù)據(jù)顯示，有虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示的地產(chǎn)漫游房產(chǎn)，比沒有虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示的房產(chǎn)，訪問率增加40%，購房效果增加28.5%。

（5）地產(chǎn)漫游可以使方案具有多用途功能，地產(chǎn)漫游還可以用于網(wǎng)上廣告作產(chǎn)品銷售推廣、公司品牌推廣、售樓現(xiàn)場展示、公司網(wǎng)站和房地產(chǎn)項目網(wǎng)站展示、作為公司的歷史資料永久保存、用于商業(yè)項目長期招商、招租、用于各類評比活動。一次性投入，可以應(yīng)用在項目報批、建設(shè)、銷售、招商招租等各個環(huán)節(jié)，并可以永久使用。

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