展館漫游系統設計與實現論文

　　摘 要：本系統以電子技術系展館為真實藍本，通過建模軟件Autodek 3ds max實現整體三維場景模型搭建及三維交互軟件Unity3d實現漫游交互模塊的開發設計，該虛擬漫游系統的功能完全符合實際參觀教學需求，能夠為虛擬場景攝像機添加腳本文件實現了全場景第一視角漫游交互功能。

　　關鍵詞：

　　關鍵詞：展館漫游;模塊構建;警史館

　　虛擬漫游，是虛擬現實技術的一個重要分支，它能夠使表達內容直觀形象，用戶可以通過與系統的人機交互，身臨其近地感受到操作場景互動逼真。筆者以武警工程大學電子技術系展館為藍本，將虛擬建筑場景建模和虛擬漫游技術結合應用在虛擬展館中。

　　1 基礎模塊構建

　　參照真實警史館藍本只有一個房間，主要使用基礎幾何體進行建模。

　　2.1 虛擬警史館側墻構建

　　在該警史館三維模型中，側墻模型雖是一個不規則的幾何體，但可以在基礎幾何體建模的基礎上進行一定變換操作來進行創建。通過多邊形幾何體的“連接”和“擠出”兩種功能的交互使用，生成側墻側面的物品架模型，從而完成虛擬警史館側墻模型的搭建，見圖1。

　　圖1 側墻模型

　　2.2 虛擬警史館展柜構建

　　警史館展柜是一個不規則的組合幾何體，分為玻璃罩、柜門、側板和底面四個部分，其基本構建方法是先通過基礎幾何體建模方法創建展柜的板材模型，并把每個板材轉換為可編輯多邊形，之后再對每塊板材進行修改變換，最后將所有板材模型組合在一起形成展柜模型，見圖2。

　　圖2 展柜模型

　　2.3 添加材質和燈光渲染

　　3ds max自帶強大的材質和燈光渲染系統，可為用戶提供豐富的材質和燈光效果。在展館基礎模型搭建完成后，要通過軟件的材質編輯器功能為場景中的模型附加材質和燈光，見圖3。

　　圖3 通過材質編輯器添加地板材質

　　3 交互模塊實現

　　展館建模完成后，需要在Unity3d軟件中實現虛擬警史館的漫游交互功能。

　　3.1 添加腳本文件實現漫游功能

　　為場景攝像機添加腳本文件，可實現場景攝像機具有隨著鍵盤控制鍵左右旋轉和前后移動的功能，從而使場景在運行時具有第一視角觀察的效果，并可以通過鍵盤的控制使人的虛擬視角在場景中移動和旋轉，通過這些操作可以使用戶更方便的了解場景中的內容，見圖4。

　　圖4 實現場景攝像機交互功能

　　3.2 添加剛體和碰撞檢測組件實現防穿功能

　　為防止漫游時攝像機穿過場景對象產生失去視角的現象，使用戶造成不便，所以要通過添加一定的組件消除這一問題。

　　通過為該選擇對象添加了剛體組件，修改場景中的虛擬物體的屬性使其具備物理實體的質量、重力、彈性等等特性，增大對象的移動阻力，防止場景對象在發生碰撞后因為彈性碰撞發生位移。同時，選擇離散碰撞檢測選項，該屬性可控制避免高速運動的對象穿過其他的對象而未發生碰撞。最后，凍結x和y軸位置，使對象在選中的軸向上的移動和旋轉無效。這樣，就不會在碰撞后發生彈性位移現象，從而實現防止穿過的功能。

　　4 結 語

　　本系統以電子技術系展館為真實藍本，通過建模軟件Autodek 3ds max實現整體三維場景模型搭建，以及三維交互軟件Unity3d實現漫游交互模塊的開發設計，該虛擬漫游系統的功能完全符合實際參觀教學需求，能夠為虛擬場景攝像機添加腳本文件實現了全場景第一視角漫游交互功能。

　　參考文獻

　　[1]高尚宇.基于GIS的“數字校園”信息系統的設計與實現[D].山東科技大學,2005.

　　基金項目：電子技術系教員趙一澤基金，國家自然科學基金青年項目(61402530)。

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