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增强现实技术在虚拟校园建筑漫游中的设计与呈现

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  摘要:增强现实技术是未来科技发展的新方向已经是不争的事实,很多相关研究和应用都在不断的突破和更新,该技术通过体感装置在现实与虚拟之间架起了一座桥梁,让人们获得了前所未有的体验感。本文对增强现实技术在虚拟校园建筑漫游中的设计与呈现进行方案实施分析,阐述了增强现实技术对于全面提升用户的体验的创新与改革的意义所在,并对未来的发展前景进行了展望。
  关键词:增强现实;技术;建筑漫游
  一、引言
  增强现实是在信息化时代以迅雷不及掩耳之势席卷全球,成为科技追逐的宠儿,具有无可比拟的优势和前景。增强现实极大的拉近了人们对现实世界和虚拟世界认识的界限,人们借助增强现实设备能在特定空间中获得超越时空的虚拟体验,并通过虚拟信息来提升认识和探索未知世界的能力,具有非常广阔的应用价值。目前国内外高科技企业都增大对增强现实技术的研究投入力度,其中苹果CEO库克就预言增强现实是未来科技的大趋势之一,必将在众多数字化行业产生深远的影响。
  二、虚拟校园漫游系统的现状
  增强现实大幕在国内正徐徐张开,从刚结束的第四届中国互联网+大学生创新创业大赛,北京理工大学枭龙科技团队带来的AR智能眼睛项目获得了季军,给评委耳目一新的感觉,充分展现了增强现实广阔的应用前景。目前虚拟校园漫游系统需要通过三维软件制作出现实校园的全部场景,通过三维引擎系统可以实现访问者自主参观学校主要建筑,还可以改变视点进行细节观察和漫游。从视觉体验来看,虚拟技术完全能实现用户的需求,但是无法摆脱用户对电脑的依赖,融入感和沉渗感并不强。而增强技术将解决此类问题,从而实现用户视觉、听觉、嗅觉以及真实的运动体验,让用户通过增强技术关联的体感装置在有限空间里真实遨游学校,体验学校文化。
  三、增强现实技术在虚拟校园建筑漫游中的设计与呈现
  1、增强现实技术实现虚拟校园建筑漫游的思路
  虚拟现实建筑漫游系统已经在建筑等行业广泛应用,,并取得了显著的商业效果。增强现实技术要在虚拟现实的基础上加以突破,其核心是抛开对电脑屏幕或投影的依赖,从目前以几何、物理建模为主,向生理、行为、智能建模发展;全视角观察和对环境温度的感知以及味觉体验等。在实现用户通过体感装置和特定空间构建的虚拟校园建筑漫游中,尚存在若干重大技术瓶颈,例如:真实场景数据的获取同时与虚拟模型的无缝融合,非刚体物理建模及自由交互与实时逼真响应,行为、智能与演化模型,模型的可建模性、复杂性与可信性,真三维显示与自然化人机交互机制等。通过分析虚拟校园建筑漫游的技术难点,从而明确思路准备进行下一步的技术开发和研究。
  2、增强现实技术实现虚拟校园建筑漫游的技术呈现
  著名科学家钱三强说过:科学经历的是一条非常曲折非常艰难的道路。增强现实技术的发展同样处于探索阶段,要实现虚拟校园建筑漫游的技术需要付出艰辛的努力,而高校是推动虚拟现实技术基础研究的重要力量,因为那里聚集了大量的学者和精英。增强现实技术实现虚拟校园建筑漫游的基本框架是这样的,首先用户佩戴可视化装置,并在特定的空间,进行校园漫游探索,而且可以随时切换要去的地方,如从图书馆到实验室,只需在眼前虚拟屏幕进行地点确认,即可进入导航模式引领参观者前往。你只需要简单地将屏幕拉到自己的视野范围内并调整尺寸,这也会减少人们对于电视、电脑、手机和平板电脑等展示设备的依赖。而且这个屏幕的虚拟世界和真实世界是相互融合的,用户的视角将是360°无死角,真实感和临场感是目前通过电脑显示画面无法达到的。具体的制作过程是首先进行素材拍摄,接下来就开始使用AutoCAD绘制建筑图平面图,然后导入到3DMAX进行三维建模、材质、灯光、渲染以及动画输出。VRay灯光及材质要进行日景、黄昏、夜景不同风格的表现。3D MAX建筑动画的工艺流程,建筑动画制作标准,转像机特效,物体动画,人物基本动作的调节,复杂地形的建模与贴图绘制,不同天气状况的表现,多角度摄像机镜头的切换与输出等。增强现实技术能够实时地将虚拟模型及场景与现实世界相匹配,并与之做出各种交互。
  3、增强现实技术实现虚拟校园建筑漫游的推广
  任何事物的发展都是要经历一条曲折的道路,而技术是改变世界的利器。增强现实技术实现虚拟校园建筑漫游系统可以在高校进行试点推广,让学生和家长能在虚拟实验室感受学校环境和特色,360°全方位多视角对学校进行畅游和观光,从而增强对学校的认可度,也展现学校的办学实力和整体风貌。同时增强现实技术需要专门的研究人才和试验基地,学校是进行技术和项目推进的最好场所,也为增强现实技术可持续发展奠定坚实的基础。增强现实技术的推广以校园实训基地和孵化器为依托,为教学研究人员和学生提供发挥才能的舞台,通过他们集体的智慧创造新的突破。增强现实拓展的终极目标不是终于学校,而是起点,默默耕耘的广大教科研教师的职责可谓任重而道远。
  四、小结
  增强现实目前在技术上仍有很多难点尚未攻克,科技转化为商业化任重道远,国家文化部门大力扶持释放的信号给各大研究机构和企业以足够的信心,因而加大投入增强技术的研发力度,增强现实的发展可以渗透到各行各业,如航空航天、国防军事、装备制造、智慧城市、医疗健康、公共安全、文化教育等。增强现实目前要解决的是怎样将相关研究项目落地并快速的产生经济效益,这也是需要我们共同努力的方向所在,假以时日,增强现实必将渗透并改变我们的生活,这对于实现中华民族的振兴和强国之路具有深远的战略意义。
  参考文献
  [1] 郭婉莹. 增强现实技术的发展与应用. [J] 研究与展望. 2017(20)
  [2] 赵沁平院士. VR进入爆发前夜,“VR+”将产生大量行业颠覆性应用. [J] 中国电子报. 2016(5)
  [3] 高媛. 虚拟现实技术促进学习的核心要素及其挑战. [J] 电化教育研究. 2016(10)
  作者简介:王中州(1972.7)男,漢族,籍贯:陕西西安人,广州城建职业学院 讲师,硕士学位,专业:软件工程,研究方向:计算机动画创作

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