基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的旅游系統(tǒng)研究

王金偉，孔維紋，劉 語(yǔ)，王 帆，帥阿琴

(南京信息工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，南京 210044)

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的旅游系統(tǒng)研究

王金偉，孔維紋，劉 語(yǔ)，王 帆，帥阿琴

(南京信息工程大學(xué)計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院，南京 210044)

我國(guó)旅游業(yè)發(fā)展迅猛，但目前虛擬旅游的網(wǎng)站服務(wù)不夠細(xì)化。虛擬旅游系統(tǒng)不僅能對(duì)目的地景點(diǎn)進(jìn)行介紹，還能對(duì)出游路線進(jìn)行合理的規(guī)劃，并對(duì)出游地的各方面進(jìn)行推薦。該系統(tǒng)在現(xiàn)實(shí)旅游景觀的基礎(chǔ)上通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)非接觸式感應(yīng)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)虛擬的三維立體旅游環(huán)境，驢友足不出戶就能預(yù)先在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)旅游，規(guī)劃出高效的旅游方案。

虛擬現(xiàn)實(shí)；旅游路徑規(guī)劃；地圖導(dǎo)航

隨著當(dāng)代社會(huì)文明的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)文化的需求度越來(lái)越高，旅游業(yè)便是跟隨大潮發(fā)展起來(lái)的第三產(chǎn)業(yè)。由于信息和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，旅游、酒店和娛樂(lè)業(yè)正不斷引入和展示體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵[1]。國(guó)外的Travelocity、Expedia、YahooOnline等網(wǎng)站中的旅游頻道內(nèi)容越來(lái)越豐富[2]。全景客(全景客虛擬旅游網(wǎng))成立于2009年，是中國(guó)最大的虛擬旅游電子商務(wù)平臺(tái)[3]，但是沒(méi)有充分滿足驢友的訴求，存在一定的缺陷。中視典數(shù)字科技有限公司研發(fā)的虛擬旅游系統(tǒng)VRP-TRAVE[4]，也沒(méi)有為廣大驢友提供便利。吉林大學(xué)珠海學(xué)院組織軟件研究所、旅游管理系成功研發(fā)了《吉林大學(xué)珠海學(xué)院虛擬校園漫游與導(dǎo)航系統(tǒng)》，但是研究成果在應(yīng)用及推廣上存在不足。

因此，項(xiàng)目組將虛擬旅游相關(guān)技術(shù)結(jié)合，通過(guò)虛擬旅行來(lái)模擬即將到來(lái)的行程，讓驢友預(yù)覽，從而明晰自己的需求，合理規(guī)劃自己即將選擇的旅行目的地，并且對(duì)行程做出安排。這種方式將科技與人文結(jié)合，打破空間限制，用科技創(chuàng)造便捷的生活方式，具有很高的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。

1 虛擬旅游系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 客戶端架構(gòu)

當(dāng)前許多虛擬旅游服務(wù)多以網(wǎng)站形式展示，但網(wǎng)頁(yè)及服務(wù)器的響應(yīng)速度將最終影響虛擬旅游網(wǎng)站是否能廣泛使用。利用Flash player播放虛擬現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景，將場(chǎng)景采用flash形式進(jìn)行網(wǎng)頁(yè)播放。前端主要為用戶提供服務(wù)，主要包括兩大部分：虛擬旅游和旅游服務(wù)。

虛擬旅游包括：

第一，全景漫游。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把景區(qū)的過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)的全部?jī)?nèi)容在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)字化虛擬實(shí)現(xiàn)。

第二，路徑規(guī)劃。針對(duì)虛擬系統(tǒng)漫游者容易迷失方向的問(wèn)題，項(xiàng)目中建立二維導(dǎo)航視圖，設(shè)立指南針，實(shí)時(shí)提供漫游者的地理信息，為驢友規(guī)劃合理路徑，增強(qiáng)漫游者的真實(shí)感。

第三，景區(qū)推薦。為不同用戶量身定制一套攻略，如果是新用戶注冊(cè)，我們將對(duì)游客評(píng)價(jià)較高的景點(diǎn)進(jìn)行推薦，并根據(jù)用戶的個(gè)人喜好和瀏覽記錄，為用戶提供符合個(gè)人喜好的景區(qū)。

第四，沉浸式體驗(yàn)。運(yùn)用聲音仿真方法，為驢友在旅游路線中配置導(dǎo)游解說(shuō)詞，提高景區(qū)的沉浸感，為將來(lái)親身體驗(yàn)做好完備的準(zhǔn)備服務(wù)。

旅游服務(wù)包括：

第一，景區(qū)信息。系統(tǒng)為游客或者用戶提供景區(qū)的信息，包括景區(qū)類(lèi)型、歷史文化背景，與當(dāng)?shù)厝宋娘L(fēng)俗相結(jié)合，游覽途中既享受到景區(qū)風(fēng)光，又享受到文化熏陶。

第二，地圖搜索。由百度地圖提供位置信息搜索功能，提供基本地圖展現(xiàn)功能、搜索功能、定位功能，方便用戶路線導(dǎo)航和搜索目的地以及當(dāng)前位置確認(rèn)。

第三，酒店交通。在系統(tǒng)中直接加入酒店交通服務(wù)，可以做到為用戶提供一體化服務(wù)，所以本系統(tǒng)可以為用戶提供全程服務(wù)，省去其他軟件的搜索訂購(gòu)麻煩。

第四，導(dǎo)游服務(wù)。根據(jù)游客到達(dá)景區(qū)的位置，我們實(shí)時(shí)為用戶提供景區(qū)導(dǎo)游模式，可以享受到景區(qū)的解說(shuō)和游覽路線的規(guī)劃。

1.2 服務(wù)器端架構(gòu)

本系統(tǒng)的后臺(tái)將采用IIS服務(wù)器，利用SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，采用這一系列體系可以避免多用戶同時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)造成的擁塞現(xiàn)象。數(shù)據(jù)庫(kù)的并行性可以保證本系統(tǒng)的各大模塊同時(shí)運(yùn)作。后端實(shí)施管理功能，主要包括三大模塊：

第一，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。在這部分執(zhí)行虛擬景觀交互，對(duì)景觀進(jìn)行圖像采集，運(yùn)用RIA技術(shù)實(shí)現(xiàn)Sphere全景技術(shù)，然后采用最短路徑算法，規(guī)劃出最合理可實(shí)現(xiàn)的路徑。

第二，旅游管理系統(tǒng)。實(shí)施全景觀管理，控制景觀的采集量，找出相鄰圖像顯示地點(diǎn)之間的距離與用戶視覺(jué)感受之間的平衡值。

第三，用戶系統(tǒng)。用戶可在前臺(tái)登錄，可以上傳照片、上傳攻略、修改密碼、查看會(huì)員、對(duì)類(lèi)型進(jìn)行增刪改操作、添加酒店信息、刪除酒店信息、留言板功能等。

2 虛擬旅游系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于路徑規(guī)劃導(dǎo)航

虛擬旅游導(dǎo)航技術(shù)，所選擇的路徑是經(jīng)過(guò)基于網(wǎng)格的路徑算法預(yù)先生成的。虛擬導(dǎo)游利用最短路徑算法，路徑規(guī)劃之后自動(dòng)生成最優(yōu)路徑，為用戶提供參考依據(jù)。

路徑規(guī)劃導(dǎo)航為我們實(shí)現(xiàn)了多種功能。首先，做到了在自動(dòng)避開(kāi)所有障礙物的前提下，安全到達(dá)目的地。其次，用戶到達(dá)目的地所用時(shí)間、路徑最短。針對(duì)虛擬系統(tǒng)漫游的時(shí)候漫游者容易迷失方向的問(wèn)題，實(shí)時(shí)提供漫游者的地理信息，增強(qiáng)漫游者的真實(shí)感。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)全景漫游

利用GPS測(cè)量技術(shù)快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)以及其他相關(guān)信息，由于這項(xiàng)技術(shù)具有全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn)，也適合旅游者的室外野營(yíng)和探險(xiǎn)活動(dòng)。該系統(tǒng)采用的導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)了不同層次的功能，采用精準(zhǔn)定位，超越了傳統(tǒng)導(dǎo)航的限制，實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)同步。在人性化的服務(wù)上，采用優(yōu)美語(yǔ)音解說(shuō)，并由專(zhuān)業(yè)聲優(yōu)錄制。提供的地圖上還有超精美的風(fēng)景圖片與實(shí)景相互輝映。在導(dǎo)游儀內(nèi)植入了豐富的門(mén)票打折、酒店優(yōu)惠、美食購(gòu)物等信息，整合成完整的城市攻略。

2.3 漫游架構(gòu)設(shè)計(jì)

運(yùn)用Web VR技術(shù)對(duì)景區(qū)旅游進(jìn)行虛擬實(shí)景設(shè)計(jì)，漫游平臺(tái)將具有實(shí)時(shí)在線、深度沉浸、高度交互的特點(diǎn)，因此在景區(qū)場(chǎng)景處理時(shí)既要考慮虛擬景觀的感知效果，又要考慮到瀏覽的流暢性，要求后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)大量的全景圖、3D的模型、虛擬場(chǎng)景等。此技術(shù)解決了有大量用戶并行使用本系統(tǒng)時(shí)給系統(tǒng)帶來(lái)的擁塞現(xiàn)象。通過(guò)以上技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)對(duì)其他系統(tǒng)的超越，針對(duì)其他項(xiàng)目存在的問(wèn)題，本系統(tǒng)有三個(gè)方面特色：第一，預(yù)先在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)旅游。第二，優(yōu)化現(xiàn)實(shí)旅游路線，規(guī)劃出高效的旅游模式。第三，吸引潛在消費(fèi)者加入旅游。

3 結(jié)語(yǔ)

項(xiàng)目組將虛擬旅游相關(guān)技術(shù)結(jié)合，通過(guò)虛擬旅行來(lái)模擬即將到來(lái)的行程，讓驢友預(yù)覽，從而明晰自己的需求，合理規(guī)劃自己即將選擇的旅行目的地，并且對(duì)行程做出安排。這種方式將科技與人文結(jié)合，打破空間限制，用科技創(chuàng)造便捷的生活方式，具有很高的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。通過(guò)對(duì)虛擬旅游系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全面分析和深入了解，我們已經(jīng)明確了系統(tǒng)實(shí)施的可行性，這是一個(gè)完全有條件實(shí)行的計(jì)劃，也將在現(xiàn)實(shí)中提高人們的旅游效益。以上分析了虛擬旅游項(xiàng)目的科學(xué)性、創(chuàng)新性以及實(shí)踐性。我們的目的是充分地開(kāi)發(fā)并應(yīng)用虛擬旅游類(lèi)產(chǎn)品，并希望在不久的將來(lái)，為旅游業(yè)和人類(lèi)生活品質(zhì)的改善做出貢獻(xiàn)。

[1] Chris Cooper. Classic Reviews in Tourism[M].UK Clevedon：Channel View Publications，2003.

[2] 徐素寧，韋中亞，楊景春.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在虛擬旅游中的應(yīng)用[J].地理學(xué)與國(guó)土研究，2001，(03)：92-96.

[3] 全景客360百科.http://baike.so.com/doc/1227644-1298529. html.

[4] 中視典官網(wǎng).http://www.vrp3d.com/article/html/vrplatform_528. html.

Researchontourismsystembasedonvirtualrealitytechnology

WANG Jin-wei, KONG Wei-wen, LIU Yu, WANG Fan, SHUAI A-qin

(School of Computer and Software, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China)

China’s tourism industry is developing rapidly, but the virtual travel website service is not in refinement. Virtual tour system can not only introduce the destination attractions, but also make a reasonable planning on the travel route. Based on the realistic tourism landscape, the system builds a virtual three-dimensional tourism environment through virtual reality contactless induction technology. Tourists can experience the tourism in the virtual environment and plan the efficient tourism program in advance.

Virtual reality; Tourism path planning; Map navigation

TP391.9

B

1674-8646(2017)18-0022-02

2017-07-28

課題項(xiàng)目：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目“虛擬旅游體驗(yàn)系統(tǒng)”(201610300210)

王金偉(1978-)，男(蒙古族)，博士，教授，從事多媒體安全研究。