基于VR技术的虚拟游览场景的快速构建

郭萍?刘津玉?全源?吴翘楚?史英睿

VR 技术是虚拟现实技术的简称，可以创建出具有交互性的虚拟场景，本文对基于 VR 技术的虚拟游览场景的快速构建进行了详细阐述。

一、引言

随着城市的交通发展，道路的建设也变得更加复杂，为了使道路利用率提升，缓解交通问题，需要采取有效的措施进行改善。VR技术作为一种能够形成虚拟场景的技术，在城市的交通游览中可以发挥出良好的作用，通过虚拟游览场景的建立为交通游览的情况进行模拟，进而得到交通建设改善的参考依据，使交通发展得到进步。

二、VR 技术概述

VR技术全称叫做虚拟现实技术，是一种具有综合性特点的信息技术，其中结合了数字图像处理、计算机图形学一级传感器技术等内容，能够对人的视觉、听觉等进行模式， 使人能够在在形成的虚拟境界中感受虚拟场景，还能够通过语言以及动作等来需虚拟场景进行交互，增加了场景的生动性，还能够建立一种适合人类特点的信息空间，因此具有良好的应用前景。这种技术在应用中可以使人体验到身临其境的感受，在三维的模拟场景中進行互动和想象，具有良好的效果，所以逐渐在多个领域广泛使用。

三、城市虚拟游览场景的建模

虚拟游览场景应用可以使虚拟地形场景形成，这种技术在城市的建设发展中起到了重要的作用。虚拟地形环境指的是采用真实场景的几何数据等，结合建模功能，创建一个能够与实际的场景之间极为相似的虚拟场景，同时能够进行人机交互，一般建立出来的场景为三维形式。虚拟场景的建立需要具有真实特点，同时还应与真实的场景中的几何精度等保持相同，在环境表现上具有良好的效果，能够建立出非常逼真的地形场景。当前，地形三维可视化技术的研究也有了一定的成果，在一体化城市微观游览虚拟系统的应用中具有良好的应用效果，同时能够将三维的场景创建的分辨率提升，可满足虚拟游览场景创建的多种需求。此外还包括感地形生成技术以及三维实时交互技术，这些技术都属于多源数据融合技术的内容。在地形三维可视化技术的实际应用中， 包括两种方式，其中一种为面绘制技术，另一种为体绘制技术，体绘制技术具有离散性特点，计算量比较大，同时对硬件有着较高的要求，因此在实时绘制的地形三维模型中利用的为面绘制技术。三维地形可视化技术可以划为三类分形地形仿真、曲面拟合地形仿真以及基于真实地形数据的多边模拟，为虚拟游览场景的构建提供有效的支持。

四、城市虚拟游览三维场景数据处理

城市空间指的是将地表作为基础，向空中以及地下延伸的空间，其中包括三个部分，分别为地表、地上以及地下， 同时将城市的地物划分为地表、地上以及地下地物，在创建立体空间的时候需要结合这三个部分进行。一般地表的地物中包括地形、植被、建筑等内容，地下包括地铁以及其他设施等。在城市的空间中还包括界线、降雨量以及人口分布等内容，这些也包含在城市的虚拟三维场景数据之中。图像建模技术是借助图像来形成不同视点位置的场景，其中的数据采用的是栅格图像数据。图形建模技术的真实性比较强，同时与空间的属性信息有所联系，通过在侧系统中建立拓扑关系来实现，但是这种算法的使用还不完善，采用图形建模技术进行虚拟场景创建需要较多的几何数据，所以应用的实际效果不理想。图像建模技术能够排除数据带来的影响，应用中国采用纹理映射技术就可以进行建立三维虚拟场景，不需要较多的数据，但是在利用中形成的虚拟场景的交互性比较弱，与属性数据库的联系上存在一定的难度，创建的游览虚拟场景的真实性比较擦汗。为了更好的实现虚拟游览场景的建立，应将两者之间的优势进行互补，使虚拟场景能够具有更好的呈现效果。

五、城市虚拟游览三维场景建模软件

虚拟场景建立作为VR技术中的一种，可以通过建模语言进行创建，在虚拟场景之中，人们可以进行走动以及游览， 并且能够体会到和现实一样的感受。在场景建立之后，系统需要实时的对场景进行调度管理，同时在显示器上绘制出实景画面，借助虚拟场景模型的优化功能，可以使场景呈现的效果加强，同时也能够实现实时性特点。为了更加真实的呈现出虚拟游览场景，需要对虚拟的场景进行合理的设计，其中包括三维地形建模以及实体建模。在建模的过程中，建筑作为其中的重要内容，通常在建筑建模之中，可以将建筑划分为不同的楼体，针对不同的楼体进行不同的方式建模。例如，针对简单的建筑可以将其外观拍摄下来，采用PS进行编辑处理，之后使用VRML的几何体拼贴的方式进行建模，而对于比较复杂的建筑场景，可以使用 3DSMAX 软件建模。

六、结语

VR技术作为一种先进的技术，在虚拟场景建设中发挥了重要的作用，当前的城市虚拟游览场景构建可以借助VR技术实现，通过多种技术和软件的使用能够实现虚拟的三维场景的设计和形成，同时这项技术还需要进行不断的完善，进而有更好的应用效果。（作者单位：沈阳师范大学 国际商学院）