景区虚拟漫游系统的设计与实现
景区虚拟漫游系统的设计与实现
摘 要：本文将从虚拟漫游的角度出发，以旅游业为切入点，结合国内外虚拟漫游系统在云旅游方面发展现状的优缺点进行研究。以景区虚拟漫游为研究基础，基于Unity 3D软件平台，通过利用3ds Max软件的三维建模技术和Photoshop软件的贴图技术，对模型整体进行构建、添加材质贴图，利用C#脚本语言进行景区漫游系统开发。该系统不仅能够将景区各种环境风貌全方位地展示，还有较好的沉浸性和交互性，使体验者能够身临其境的在虚拟景区漫游，实现足不出户云旅游。
关键字：虚拟现实  虚拟现实技术  景区虚拟漫游  Unity3D庆七一诗歌朗诵稿
三八女神节祝福语一、引言
随着社会经济的发展和景区建设的日益完善，旅游人数急剧增长，旅游成为现代生活的普遍休闲娱乐方式。越来越多的学者和大学开始关注虚拟旅游，相关的研究成果也雨后春笋般涌现。“国家863计划、九五计划、国家自然科学基金委、国家高新技术研究发展计划等都把虚拟现实列入为研究项目。在紧跟国际新技术同时国内一些重点校园已经积极投入到这一领域
的研究工作中。”本文“景区虚拟漫游系统的设计与实现”以虚拟景区“乾文轩”为例，主要对景区中的建筑、景区房间的设计、景区地形等场景进行虚拟设计，形成虚拟场景。
二、研究对象与方法
为了深入分析虚拟现实技术在景区中的应用情况，本文以景区虚拟漫游系统为主要研究对象。在确定了研究对象之后，通过调查法、文献研究法和观察法查阅相关的文献，把握这一研究的最新动态，为后续研究奠定基础。除此之外，还学习三维建模技术、图像处理技术、虚拟漫游技术和剪辑处理技术等技术为后期的研究提供技术支持。
首先，对景区内主要的建筑进行构思，可绘制景区建筑分布的草图、整理图像，查或绘制贴图。保证建筑模型比例在符合建筑学理论的前提下进行3D建模，同时保证模型的视觉效果不受较大影响的前提下对模型面数优化。将制作完的模型和所需的音频素材导入到Unity 3D中，通过C#脚本实现包括背景音乐、自由漫游、场景介绍等交互功能。
稽怎么读三、景区虚拟漫游系统的设计
在3ds Max中要想制作出场景模型，首先需要在场景中制作3D模型。比如，通过使用3ds
Max内置的几何体创建立方体、球体等常见几何形体，利用多边形建模制作复杂的3D模型，利用“样条线”制作一些线形对象。
（一）三维建模
在本系统的开发过程中，场景是否逼真主要取决于建模的精细程度。景区建模用3ds Max进行。首先，根据景区的地形特点，将整个景区分为展品区和休闲生活区，并分别对每个区域的建筑进行建模。
景区的建筑物由于制作效果比较复杂，所以需要使用多边形建模。首先，创建几何体模型，将模型转换为可编辑多边形，然后细化模型，根据模型的实际情况继续细化模型。
在建模过程中，考虑到展品区和休息室提供了室内浏览功能，对这两个建筑的模型进行了分析，比较高的模型都可以采用，而其他建筑模型都采用较低的模型。模型的保真度都要通过映射来提高资源利用率。对于对称的模型可以使用“车削”修改器制作，带有花纹的模型采用复合对象建模。
（二）材质贴图
为满足产品展示场景的设计真实性和高效性要求，本系统采用3ds Max对场景建模和设计。通过材质编辑器和纹理（UV、法线、Alpha等）增加场景设计的逼真效果。对多个子模型进行组合调整获取场景模型；在舞台环境渲染中，通过区域灯光和环境场景添加效果，实现3D场景设计。
本系统通过Unity 3D菜单中Game Object的Terrain功能创建地形，用地形面板中的“笔刷”功能，在地面上绘制，根据景区场景构建湖泊和草坪。通过对细节进行处理，将地形贴图导入Add Texture菜单中，修改贴图大小，最后将地形进行渲染。
（三）灯光特效
dota2启动器本文采用3D模型构建场景，以及纹理映射、材质、光照计算等几种常用的渲染技术，Unity 3D引擎中的透明效果和阴影计算用于渲染场景。为了模拟更真实的景区环境，采用The lighting system inUnity3D设置自然光。通过改变照明角度，可以实现不同时间段的光照强度变化，使用户体验到更真实、更丰富的景区环境。为了实现这一交互功能，自然光旋转的x轴需要通过脚本来控制，用户可以在界面的右侧调节时间周期。
（四）场景输出
在Unity 3D场景中，点击GameObject/Export和GameObject/ExportJson菜单，将场景导出。
四、景区虚拟漫游系统的交互实现
（一）模型导入及优化
模型创建完后在Unity 3D进行拼合，以便后期交互为减少系统资源的浪费，在导入时只导入一个外形相同的模型，其他的模型在复制后调整模型位置并整合为一体，对于模型的贴图尽量使用小纹理。
（二）漫游
用户只需要点击前向和后向按钮就可以移动，并且可以通过转动头部改变方向，从而实现自主漫游。在Unity 3D中创建多个导航点，每个导航点都配备一个触发器。导航点存储在阵列中，导航坐标用来指导运动目标的视角。
（三）交互
在用户视图中，用户可以直接对菜单系统进行手动操作，并且点击菜单中的按钮实现不同的功能。
（四）碰撞检测
在虚拟场景中，当前方向的人或对象被阻止时，该人或对象必须沿正确的方向移动，而不是停止。同时，它必须足够准确和稳定，以防止人或对象穿过墙壁。
两个对象发生碰撞。若要检测碰撞信息，其中一个对象必须是Rigidbody刚体碰撞器（包括碰撞器组件和刚体组件）。碰撞信息检测脚本通常附带在带有钢铁的碰撞器。
（五）漫游视角
在游的过程中，可以通过移动摄像机来控制角的移动。用摄像机当作第一人称视角，控制角移动，并在场景中执行虚拟漫游。必须注意的是，摄像机的移动不得违反现实规则，如：不得随意进入墙壁或地板；要让角控制器控制相机的运动方向，必须添加脚本来执行。第三人称视角漫游可以为角对象添加Animator组件。
（六）渲染输出
想要得到精美的3D效果图，渲染是必不可少的一个步骤。“渲染”就是将3D对象的细节、表面的质感、场景中的灯光呈现在一张图像中的过程。
在Unity 3D编译器中，打开渲染队列。添加场景进行渲染。此时，可以到合适的场景进行渲染。或者，添加已经打开的场景进行渲染。将做完的系统进行发布，使其确保系统能够在PC端正常运行。
五、小结
虚拟现实技术趋于成熟，虚拟现实技术应用的领域也越来越多，其优势也慢慢显现出来。与传统的图片景区漫游系统相比，虚拟现实技术的运用不仅可以在很大程度上提高用户的沉浸感，还可以促进景区的建设。
景区虚拟漫游系统不仅可以在风景如画的地方参观景区环境，为用户提供一个舒适的环境，还可以传播该地区的历史和文化，为用户提供深入探索的机会。还有许多地方可以进一步改进和发展数字可视化。
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作者简介：
冉文倩，山东济南人，本科，主要研究方向为数字媒体技术
王晓燕，山东烟台人，硕士，山东协和学院数字媒体专业教师，主要研究方向为数字媒体技术

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