基于X3D的小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)

楊 洋

（沈陽職業(yè)技術(shù)學院，遼寧 沈陽 110000）

近年來，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在強大的社會需求的影響下，正在如火如荼的發(fā)展著。互聯(lián)網(wǎng)額應(yīng)用范圍在逐漸的拓寬，互諒網(wǎng)技術(shù)在不斷的完善，而本文將要介紹的X3D技術(shù)就是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中一個精華和典范。該項技術(shù)在傳統(tǒng)的圖形編輯基礎(chǔ)上，結(jié)合了三維立體效果的概念，它融合了以往一些圖形制作技術(shù)的優(yōu)勢，并將這些優(yōu)勢進行了整合，因此，它的使用技能更加的完善。無論是信息數(shù)據(jù)的傳輸速度還是計算能力，都是空前的。利用該項技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)一些虛擬的編制，同時利用這一技術(shù)實現(xiàn)的圖形虛擬更加的真實，有一定的視覺沖擊效果，更能夠吸引人們的眼球。

一、X3D技術(shù)在小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

為了更好的說明X3D技術(shù)在小屋虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的實際應(yīng)用能力和應(yīng)用水平，我們進行了一個實際案例的分析，以某一個具體的小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)為基本的藍圖，詳細而具體的研究了在該技術(shù)的使用過程中，圖形的構(gòu)建模型是如何建立和創(chuàng)造起來的，相關(guān)的場景是如何設(shè)計和進行調(diào)整的、場景內(nèi)部的切換時如何完成的以及數(shù)據(jù)庫的建立以及數(shù)據(jù)庫的具體使用，當然對于這項技術(shù)的研究，我們還不能夠僅僅停留在技術(shù)層面，畢竟任何一項科學技術(shù)的完成其最核心的的還在于創(chuàng)新，因此，我們也關(guān)注了這一過程中創(chuàng)新思維和創(chuàng)新想法的融合，希望能夠取得一定的反響。為了更加清晰的論述上面的問題，我們將此次活動的具體研究內(nèi)容，進行了歸類和分析，具體包括以下幾個方面：

（1）具體詳細的分析了X3D技術(shù)的工作原理，以及它在實際應(yīng)用中的主要表現(xiàn)形式和現(xiàn)在的使用基本情況。

（2）利用X3D技術(shù)如何構(gòu)造一個小區(qū)虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)中的三維立體場景，以及在構(gòu)成三維立體場景的過程中所使用的基本方式。

（3）構(gòu)建小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的過程中如何應(yīng)對技術(shù)上的難點，以及X3D技術(shù)中一些比較難以處理的交互功能。

（4）未來X3D技術(shù)的研究方向，以及發(fā)展的潛力。

二、X3D技術(shù)使用中主要的技術(shù)手段

利用X3D技術(shù)構(gòu)建小區(qū)虛擬的現(xiàn)實系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的模型構(gòu)建有些不同，它需要按照以下幾個步驟來完成：首先，以計算機為基本的應(yīng)用媒介，利用X3D技術(shù)中的建模應(yīng)用程序，根據(jù)某個小區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)值，進行程序的編訂，最終建立起該小區(qū)的主要模型；其次，將已經(jīng)構(gòu)建好的模型，與實際的建設(shè)現(xiàn)狀做對比，并結(jié)合需要重點突出強調(diào)的數(shù)據(jù)，利用X3D技術(shù)中原有的剪輯功能，對建模過程中沒有處理好的地方進行重新的編輯和處理，以達到進一步優(yōu)化的效果。在條件允許的情況下，可以進行幾個不同的模型構(gòu)建，因為編輯人員的能力存在差異，同時使用的編輯技術(shù)在具體的操作中也有細微的差異，所以，構(gòu)建出的模型難免會存在差異，此時可以進行最優(yōu)化選擇，也可以進行優(yōu)勢的借鑒。

三、小區(qū)模型的建立

樓房模型的建立：

在一個小區(qū)中，最主要最核心的物體就是高而大的樓盤，而一些開發(fā)商進行宣傳的目的就是介紹樓盤，進而使用戶滿意，實現(xiàn)銷售樓盤的最終目的，所以，樓房模型的建立是整個小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的一個關(guān)鍵。只有這個主體制作成功了，整個小區(qū)的構(gòu)建才能算是成功的。

（1）進行廣泛而真實的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)收集

小區(qū)模擬的過程中肯定要凸現(xiàn)樓房的核心地位和重要性，但是如果過分的夸大現(xiàn)有的樓房，那么消費者在購買之后發(fā)現(xiàn)虛擬的系統(tǒng)與現(xiàn)實系統(tǒng)存在很大差異，那么就會導(dǎo)致矛盾糾紛，這對于開發(fā)商來說是最不愿意看見的，也是最不希望發(fā)生的，因此，為了避免這種狀況的發(fā)生，就需要廣泛的收集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，使得構(gòu)建好的虛擬模型基本上與實際情況相互符合，在此基礎(chǔ)上再進行后期的制作和分析，以提升整體的視覺效果，吸引用戶的眼球。要想獲得最客觀最可靠的數(shù)據(jù)，就必須進行實地考察，在實地考察的過程中，可以重點拍攝一些小區(qū)臨近區(qū)域或者是在小區(qū)的俯視圖中可以顯現(xiàn)出來的標志性建筑物，對其進行高精準度的圖片拍攝。同時還要獲取這些標志性建筑的一些基本數(shù)據(jù)，比如該建筑的高度到底是多少，構(gòu)建的年代是什么時候，建造的外形有哪些獨特的意義和象征性等等，然后將這些數(shù)據(jù)進行備份和存檔，用以備用數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)都是在建立小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中可以用到的，或者是整個模型的參照物，因此它的數(shù)據(jù)的精準性直接關(guān)系到虛擬系統(tǒng)的科學性。

（2）交通層模型的建立

交通也是一個小區(qū)的重要構(gòu)成因素，許多用戶再買房的過程中更為擔心交通的情況，一個便捷的交通既能夠方便父母上下班，同時也能夠方便孩子上下學。因此，交通曾得模擬也是十分重要的，同時，交通的模擬要簡單清晰，用戶可以根據(jù)直觀的觀察，再最短的時間內(nèi)獲取最有有效地信息。由于這是一個相對而言比較簡單的構(gòu)圖模式，所以可以直接應(yīng)用程序中的簡單幾何圖形，再通過適當?shù)难娱L和拉伸以及比較剪輯，即可呈現(xiàn)出比較直觀的交通模型。對于人行道的標注也要清晰可見?？傊?，對于交通的模擬可能是小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中一個比較簡單的操作環(huán)節(jié)了，正是因為它極為簡單，所以一些構(gòu)圖的工程師通常會忽略了它，希望以后的構(gòu)圖設(shè)計人員能夠?qū)ζ渲匾暺饋恚吘谷藗兊墓ぷ骱蛯W習以及日常生活都離不開交通。

（3）植被層模型的構(gòu)建

對于樹木層的構(gòu)建，依據(jù)多地區(qū)樹木在形態(tài)種類方面的差異，可以有多種建模方式方法，考慮計算機中顯示的精細程度、計算機軟硬件及網(wǎng)絡(luò)延遲方面的影響，可以將樹木層的構(gòu)建分為六類方法：簡單型體造型、復(fù)雜型體造型、單面片造型、十字造型法、干葉分離法、廣告牌技術(shù)等。

對于細節(jié)化程度要求較低的樹木，可以采用簡單型體造型來表現(xiàn)植物，如圓柱（Cylinder）、圓錐（Cone）、甚至球體（Sphere）都可以用來表現(xiàn)樹，這些簡單造型可以很好的解決顯卡顯示帶來的延遲，前端顯示比較流暢。

（4）場景優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化設(shè)計主要是將制作的模型全部導(dǎo)出為*.wrl格式的文件，之后使用InLine節(jié)點將模型連接到一個文檔中，再設(shè)置場景、燈光、視點、動畫等信息，以增加小區(qū)的真實效果。

①天空、地面和燈光設(shè)置

一個藍藍的天空給人以健康舒適的感覺，因此在進行小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)建過程中，對于天空的虛擬設(shè)計也是十分重要的，尤其是近年來我們國家的環(huán)境污染愈來愈嚴重，一些地區(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)長時間的霧霾現(xiàn)象，在這樣的社會背景之下，人們對于環(huán)境和天空的關(guān)注度iu更加高了，因此，在設(shè)計天空時需要尤為擔心，可以利用X3D技術(shù)中的已經(jīng)設(shè)計好的Background節(jié)點。夜景也是小區(qū)的一個重要構(gòu)成部分，尤其對于青年人來說，一個優(yōu)美的夜景是吸引他們的一個因素，而夜景的設(shè)計主要需要燈光設(shè)計來襯托，關(guān)于燈光的設(shè)計在X3D技術(shù)中也有相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，可以根據(jù)不同的代碼選擇不同的燈光形式和不同的燈光顏色。

②動畫和視點設(shè)置

在三維漫游功能設(shè)計中，采用X3D中的攝像機（Camera Viewpoint）節(jié)點、時間傳感器節(jié)點（Time Sensor）、位置插補器節(jié)點（Position Interpolator）、朝向插補器節(jié)點（Orientation Interpolator）以及控制時間傳感器的腳本程序完成。攝像機控制視野的角度及視界圍；時間傳感器控制漫游的速度與時長、漫游的起始與結(jié)束的時間；位置插補器控制虛擬場景中漫游位置，在系統(tǒng)中設(shè)定幾個漫游路線的拐點來控制場景漫游的位置變化，位置插補器節(jié)點（Position Interpolator）通過設(shè)定Position Interpolator下的Key Value來定位漫游路線中的位置三維坐標（X，Y，Z），通過Key來設(shè)定設(shè)定變化的線性時間間隔；朝向插補器節(jié)點是用來控制虛擬場景中的漫游攝像機的朝向問題的。

③自由導(dǎo)航設(shè)置

自由導(dǎo)航設(shè)置主要是鍵盤中的上下左右鍵操作系統(tǒng)，進行前后行進操作，navigation視點導(dǎo)航節(jié)點可以提供有關(guān)瀏覽者如何在X3D虛擬世界里導(dǎo)航的信息，可以使用移動、行走、飛行等類型進行瀏覽，并且提供了一個虛擬現(xiàn)實的替身的信息，使用該替身可在虛擬現(xiàn)實世界空間里遨游馳。

結(jié)語

綜上所述，對于小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)，X3D技術(shù)無疑是最適合不過的，利用這一技術(shù)能夠使得小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的場景設(shè)計更加逼真，植被設(shè)計更加有立體感和視覺沖擊，能夠更好的吸引大眾的眼球。近年來我們國家的房地產(chǎn)事業(yè)正在蓬勃發(fā)展，方興未艾，一些房地長開發(fā)商需要憑借大量的廣告宣傳來進行樓盤的銷售，此時，進行小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的制作尤為關(guān)鍵，而高質(zhì)量的小區(qū)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)更是房地產(chǎn)開發(fā)商提升自身競爭實力，最大限度吸引客戶的一個有效手段。雖然在現(xiàn)階段X3D技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相對而言比較完善了，但是仍有一些盲點需要進行深入的探討，畢竟科學技術(shù)的研究是永無止境的，因此，希望更多的科研人員參與進來，共同促進X3D技術(shù)的完善和發(fā)展。

[1]http：//www.cin.gov.cn/ude/53103.htm.數(shù)字城市將帶給我們什么[Z].