基于virtools的汽車虛擬展示及定制系統設計

摘 要：目前，個性化定制已成為汽車行業的發展趨勢，如何讓廣大用戶通過網絡方便參與汽車個性定制，數字化虛擬技術為其實現提供可能。本文基于virtools虛擬現實工具，結合數字虛擬展示技術，嘗試進行汽車個性化定制系統設計，其目的是為客戶提供一種真實地、實時交互地汽車定制方式。文中概述了該系統的構架、交互界面、及實現技術。

關鍵詞：虛擬展示 汽車個性定制 virtools

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0006-02

目前，個性化定制已成為汽車行業的發展趨勢。在國外，高端汽車定制服務已經比較普及，國內汽車企業雖已經起步，但尚未發展成熟。個性化定制是一種近年來才產生的、利用信息網絡技術來進行產品個性化定制的全新生產銷售模式。目前的定制方式主要通過填寫訂單參數來實現。這種方式主要靠效果圖、文字注解和動畫為主要展示手段，信息表達與交互方式比較受局限，客戶不能立即看到定制結果。盡管許多企業發開了電子商務網站提供在線訂購，但多數網站只提供既定產品的二維效果圖，不能反映整體產品的全貌，缺乏人機交互感。隨著虛擬現實、網絡、數據庫等技術的發展，使客戶通過互聯網絡在虛擬環境下進行汽車的個性化定制將成為可能。

本課題目標是設計一套可虛擬展示汽車且提供個性化定制功能的系統，能夠用于汽車銷售大廳的客戶信息終端，同時考慮網絡電子商務平臺的在線展示及定制的可能。

1 汽車虛擬展示系統

1.1 系統架構

本課題基于virtools汽車虛擬展示及個性化定制系統設計，經過分析系統應具備兩大功能：一是汽車的虛擬展示，即創建一個仿真汽車模型，向用戶展示360°汽車全貌，用戶可轉換視角觀察汽車外觀及內飾，可觀察不同色彩方案、不同輪轂及玻璃的視覺效果，可打開車門、車燈、引擎蓋、后備箱等；二是定制功能的交互，即用戶可在系統中選擇搭配相應汽車部件，可實時查看定制結果，如用戶可實時觀察并更換車身顏色、車窗顏色、車頂蓋、輪轂、尾翼等定制效果。為增強用戶體驗，系統還設計加入音效和車模來增強虛擬展示的逼真效果。（見圖1）

1.2 系統界面與交互的設計

在設計該系統界面時，依人機交互原理合理布局，做到按功能劃分，遵循用戶的操作經驗有邏輯、有條理布置各功能按鈕。在考慮交互次序和對應效果時，使用低保真原型多次迭代以求最佳體驗。界面的視覺效果依照高品質、精致的寫實主義風格進行設計。

2 基于virtools的技術實現

汽車個性化定制最佳交互方式是基于虛擬現實技術進行實時交互三維展示，而這需要通過將三維模型數據導入虛擬現實工具來實現。系統的實現技術為：基于3Dmax構建三維模型數據，基于virtools來實現其虛擬展示及交互。具體流程為：（1）用3DMAX構建3D模型，保存為.nmo格式導入virtools中；（2）在virtools中添加行為模塊，編輯腳本，加入界面設計元素，實現預定交互功能；（3）系統的發布。

2.1 基于3Dmax構建三維模型數據

為順利實現與virtools的數據對接，在構建三維模型時需注意：（1）使用英文命名數據文件；（2）盡量減少面片，避免導入virtools后出現破面或缺損；（3）為了降低引擎運算量，盡可能將物體群組，簡化virtools階層架構，使場景管理更容易；（4）合理使用貼圖避免不必要的細節建模。

模型構建之后為了效果逼真需要添加材質，然而virtools支持的材質非常有限，且常常丟失材質，使用烘培技術可解決這一問題。貼圖烘焙技術（Render To Textures）即把光照信息和高光等效果渲染成貼圖，而后把這個貼圖再貼回場景的技術。最終模型數據保存為.nmo格式導入virtools中。

2.2 基于virtool實現虛擬交互展示

以下分虛擬交互展示及虛擬定制兩部分進行簡述。

（1）虛擬交互展示模塊的技術實現。

針對鼠標控制旋轉、縮放查看功能，需以汽車為目標建立一個攝像機，對攝像機進行遠、近、上、下的位置限定，旋轉和拉伸攝像機的鏡頭。具體可以用mouse camera orit模塊程序代碼來控制，可實現以攝像機為視角的交互瀏覽。mouse waiter是用來判斷鼠標動作的外部攝像機腳本。

為了實現開關引擎蓋的體驗，添加了發動引擎和關車蓋的音效，使用的模塊程序代碼主要有：sequencer、wave player、bezier progression、multiplication和rotate等。

（2）交互定制模塊的技術實現。

為了給車身、玻璃等部件換色，即更換材質顏色，用到的模塊程序代碼主要是switch on parameter、parameter selector和set diffuse。車體和車窗可以采用相同的模塊程序代碼，只需設置兩個set diffuse，然后將顏色變換分別賦給車身和玻璃的材質。

車頂、輪轂和尾翼等部件的更換，采用的模塊程序代碼有switch on parameter、show和hide。以輪轂為例，先將全部輪轂模型都導入場景中，讓其中一組可見，其余全部隱藏，并set ic鎖定初始狀態。

3 結論

汽車虛擬展示及定制系統的設計，為用戶提供一種新的、即時的、交互的汽車個性化定制方式。該系統既能夠用于汽車銷售大廳的客戶信息終端，也為汽車行業的網絡電子商務平臺的在線展示及定制提供可能。

系統優點為：（l）系統使用虛擬現實技術，改善了現有的定制系統缺乏交互性與直觀性的狀況；（2）模塊化模型技術可以使文件量大幅減小，利用貼圖烘焙又能使效果比較真實，同時減少即時渲染給硬件設備的運算壓力；（3）系統對操作流程做相應優化，其交互界面給人良好的用戶體驗。

參考文獻

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