觀光農業園漫游系統設計

劉奧琦 袁曉紅

摘 ?要：觀光農業園作為農村經濟新的增長點，由于目前階段不具備遠程體驗性等問題，限制了觀光農業園的發展。因此，設計了基于Sketch up和Virtools軟件技術的觀光農業園漫游系統，開創了遠程可交互虛擬場景漫游體驗功能。利用Sketch up軟件進行地形、植物、建筑物以及水體的構建，在漫游平臺上進行碰撞檢測、場景簡化以及背景制作。在Virtools平臺上運行實驗，設計的漫游系統再現了現場場景，實現了客戶遠程瀏覽體驗的功能。

關鍵詞：觀光農業園 ?漫游系統 ?虛擬場景漫游

中圖分類號：N945.23 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（b）-0029-02

觀光農業是現代農業和旅游業融合后的一種新型產業，是目前服務業中的熱點問題，也是未來旅游業、農業發展的重要方向。因此，利用現代科學技術，構建新型觀光農業園漫游系統是現代農業發展的一種趨勢，對于產業轉型升級具有重要意義。

1 ?觀光農業園漫游系統軟件設計

1.1 觀光農業園漫游系統軟件總體框架設計

觀光農業園漫游系統的建立初期應先進行數據的收集和整理工作，利用遙感技術獲取的圖像，將農業園區的地形地貌圖進行預處理，為園林的場景模型建立做好前期工作[1]。利用Sketch up軟件以及對實體物體進行構建。通過建立相應的數據庫，場景數據庫將前期工作中的數據按照一定邏輯結構進行分類和優化管理，方便后期工作中對數據的調取。最后開發觀光農業園虛擬系統的仿真功能、控制調度中心、交互模塊、監測功能等，搭建易于操作的用戶界面，實現觀光農業園漫游功能。

1.2 觀光園林漫游平臺設計

觀光農業園漫游數據庫建立后要將各種數據模型組合在虛擬現實平臺上，由于數量龐大會對平臺造成很重的負擔，因而要對模型進行技術優化[2]。

（1）碰撞檢測。碰撞檢測可以模擬觀光園林的真實場景，決定著系統的仿真效果。通過攝像機與地面以及攝像機與地面物體的碰撞進行檢測。定義地面為Floor屬性，物體定義為Object Keep On Floor，將這個組合模塊加入Camera Script中，通過設置高度保證攝像機始終在地面上相同高度移動。

（2）場景簡化。對于相同場景不同部分使用不同的描述模型（LOD），由于人眼看到的物體細節程度不同，可以采用LOD模型進行簡化處理，在漫游系統根據投射影像的大小決定LOD模型。場景簡化可以節省存儲空間，簡化了運行流程[3]。

（3）背景系統制作。在Virtools中創建燈源，添加10行6列的數組，添加光暈特效圖后，在腳背中添加“LensFlare”BB，在“LensFlare”BB加入數組和光效圖，運行Virtools，調整燈源位置可以實現太陽光效果。在3D studio Max中做一個類似天空的模型，將云模型Mesh中創建腳本“Texture Scroller”BB，調整滾動速度，實現動態云朵功能。將音樂片段和行為模塊一起放入Level Script中進行設置，選取音樂檔案加入場景，控制音量和循環方式，實現背景音樂與漫游系統進行融合。

2 ?觀光農業園漫游系統硬件設計

2.1 建模數據庫服務器選型

數據庫的服務器不涉及大量的非空間數據存儲和保存，但對整個系統的安全性要求較高。系統采用了Dell poweredge2576服務器，搭載了四核Xeon E5261處理器，2.44GHz主頻，12MB緩存，8G內存，硬盤空間5×200GB SAS硬盤。該服務器具有較高安全系數，自帶數據恢復功能。

2.2 地圖服務器選型

地圖服務器需要大量的存儲空間來保存數據，同時需要進行復雜的運算流程，對服務器硬件配置要求較高。系統采用了Dell poweredge R980服務器，1.60GHz前端總線，8G內存，ECC雙內存列、全緩沖內存條，硬盤空間7×400GB SAS硬盤，支持熱插拔。該服務器具有較強的數據存儲和運算能力。

2.3 用戶體驗端配置設計

用戶終端是觀光園林漫游系統的客戶端，一般需要進行空間數據分析和圖形運算能力，對顯示配置要求較高。系統采用了聯想揚天T4900V計算機，搭載了英特爾第七代酷睿i7-7700HQ處理器、8GB DDR4內存、266G SSD+1TB機械硬盤，獨立顯卡NVIDIA GTX 1050Ti，顯存512MB。

3 ?對比實驗

將設計的漫游系統導入Virtools平臺進行實驗。具體Virtools參數設計如表1所示。

運行實驗程序后，在平臺對接性、交互性、沉浸性、易修改性、輸出性能方面與沒有采用Virtools平臺的傳統的觀光園林系統進行了對照。結果如表2所示。

從表2中實驗數據可以得出，采用了采用Virtools的漫游系統比傳統系統的有顯著的優勢，特別是在平臺對接、交互性、沉浸性方面。

4 ?結語

園林漫游系統是以農業資源為核心，借助虛擬現實等科技以及相關硬件設施，對傳統園林進行創新性的規劃和設計，從而形成了集旅游觀光、科普教育以及休閑娛樂功能為一體觀光景點。加強對觀光農業園漫游系統設計工作的研究具有重要意義。

參考文獻

[1] 張園園，劉桂陽.觀光農業園虛擬仿真設計[J].科學技術創新，2016（36）：138.

[2] 郭蕊，楊立新，侯陽，等.基于Quest3D虛擬校園漫游系統設計的研究[J].農業科技與信息：現代園林，2019（11）：23-26.

[3] 張曉寧，趙曉春，王翔，等.基于Virtools的園林三維漫游系統的設計與實現[J].中國農學通報，2018，25（4）：175-178.