基于VR技術的虛擬游覽場景的快速構建

郭萍?劉津玉?全源?吳翹楚?史英睿

VR 技術是虛擬現實技術的簡稱，可以創建出具有交互性的虛擬場景，本文對基于 VR 技術的虛擬游覽場景的快速構建進行了詳細闡述。

一、引言

隨著城市的交通發展，道路的建設也變得更加復雜，為了使道路利用率提升，緩解交通問題，需要采取有效的措施進行改善。VR技術作為一種能夠形成虛擬場景的技術，在城市的交通游覽中可以發揮出良好的作用，通過虛擬游覽場景的建立為交通游覽的情況進行模擬，進而得到交通建設改善的參考依據，使交通發展得到進步。

二、VR 技術概述

VR技術全稱叫做虛擬現實技術，是一種具有綜合性特點的信息技術，其中結合了數字圖像處理、計算機圖形學一級傳感器技術等內容，能夠對人的視覺、聽覺等進行模式， 使人能夠在在形成的虛擬境界中感受虛擬場景，還能夠通過語言以及動作等來需虛擬場景進行交互，增加了場景的生動性，還能夠建立一種適合人類特點的信息空間，因此具有良好的應用前景。這種技術在應用中可以使人體驗到身臨其境的感受，在三維的模擬場景中進行互動和想象，具有良好的效果，所以逐漸在多個領域廣泛使用。

三、城市虛擬游覽場景的建模

虛擬游覽場景應用可以使虛擬地形場景形成，這種技術在城市的建設發展中起到了重要的作用。虛擬地形環境指的是采用真實場景的幾何數據等，結合建模功能，創建一個能夠與實際的場景之間極為相似的虛擬場景，同時能夠進行人機交互，一般建立出來的場景為三維形式。虛擬場景的建立需要具有真實特點，同時還應與真實的場景中的幾何精度等保持相同，在環境表現上具有良好的效果，能夠建立出非常逼真的地形場景。當前，地形三維可視化技術的研究也有了一定的成果，在一體化城市微觀游覽虛擬系統的應用中具有良好的應用效果，同時能夠將三維的場景創建的分辨率提升，可滿足虛擬游覽場景創建的多種需求。此外還包括感地形生成技術以及三維實時交互技術，這些技術都屬于多源數據融合技術的內容。在地形三維可視化技術的實際應用中， 包括兩種方式，其中一種為面繪制技術，另一種為體繪制技術，體繪制技術具有離散性特點，計算量比較大，同時對硬件有著較高的要求，因此在實時繪制的地形三維模型中利用的為面繪制技術。三維地形可視化技術可以劃為三類分形地形仿真、曲面擬合地形仿真以及基于真實地形數據的多邊模擬，為虛擬游覽場景的構建提供有效的支持。

四、城市虛擬游覽三維場景數據處理

城市空間指的是將地表作為基礎，向空中以及地下延伸的空間，其中包括三個部分，分別為地表、地上以及地下， 同時將城市的地物劃分為地表、地上以及地下地物，在創建立體空間的時候需要結合這三個部分進行。一般地表的地物中包括地形、植被、建筑等內容，地下包括地鐵以及其他設施等。在城市的空間中還包括界線、降雨量以及人口分布等內容，這些也包含在城市的虛擬三維場景數據之中。圖像建模技術是借助圖像來形成不同視點位置的場景，其中的數據采用的是柵格圖像數據。圖形建模技術的真實性比較強，同時與空間的屬性信息有所聯系，通過在側系統中建立拓撲關系來實現，但是這種算法的使用還不完善，采用圖形建模技術進行虛擬場景創建需要較多的幾何數據，所以應用的實際效果不理想。圖像建模技術能夠排除數據帶來的影響，應用中國采用紋理映射技術就可以進行建立三維虛擬場景，不需要較多的數據，但是在利用中形成的虛擬場景的交互性比較弱，與屬性數據庫的聯系上存在一定的難度，創建的游覽虛擬場景的真實性比較擦汗。為了更好的實現虛擬游覽場景的建立，應將兩者之間的優勢進行互補，使虛擬場景能夠具有更好的呈現效果。

五、城市虛擬游覽三維場景建模軟件

虛擬場景建立作為VR技術中的一種，可以通過建模語言進行創建，在虛擬場景之中，人們可以進行走動以及游覽， 并且能夠體會到和現實一樣的感受。在場景建立之后，系統需要實時的對場景進行調度管理，同時在顯示器上繪制出實景畫面，借助虛擬場景模型的優化功能，可以使場景呈現的效果加強，同時也能夠實現實時性特點。為了更加真實的呈現出虛擬游覽場景，需要對虛擬的場景進行合理的設計，其中包括三維地形建模以及實體建模。在建模的過程中，建筑作為其中的重要內容，通常在建筑建模之中，可以將建筑劃分為不同的樓體，針對不同的樓體進行不同的方式建模。例如，針對簡單的建筑可以將其外觀拍攝下來，采用PS進行編輯處理，之后使用VRML的幾何體拼貼的方式進行建模，而對于比較復雜的建筑場景，可以使用 3DSMAX 軟件建模。

六、結語

VR技術作為一種先進的技術，在虛擬場景建設中發揮了重要的作用，當前的城市虛擬游覽場景構建可以借助VR技術實現，通過多種技術和軟件的使用能夠實現虛擬的三維場景的設計和形成，同時這項技術還需要進行不斷的完善，進而有更好的應用效果。（作者單位：沈陽師范大學 國際商學院）