基于虚拟现实技术的商业展示空间设计

马玉喆

（西安翻译学院，陕西 西安 710125）

0 引言

传统商业展示模式虽然可以达到营销目标，但在现实中传统商业展示模式需要消耗过多的人力和物力[1]，并且新时代消费者不再愿意进入实体店进行消费，而是趋向于网络购物，因此创新商业展示模式是非常有必要的[2]。薛天寒等人提出BIM+GIS的空间规划和设计技术方法，首先构建BIM模型，再运用GIS分析模型的环境，最终实现空间可视化，但是该方法未考虑空间图像的清晰度问题[3]。陈凯等人提出光空间变换技术实现场景的三维设计，首先设计场景的虚拟草图，再采用空间变换技术将草图转化为3D模型，最终将其导入至三维设计软件中，实现空间的三维场景设计，使空间更具有立体度。但是该方法没有考虑用户与场景的互动性，缺乏趣味性[4]。

虚拟现实技术是将人工智能、计算机图形学、多媒体等多项技术融合在一起，使用户能够通过计算机感受三维虚拟环境，并依据嗅觉、视觉以及听觉等方式与虚拟环境进行实时交互，感受到和真实世界相似的操作体验[5]。为了提高虚拟商业展示空间的清晰度、真实性，并增加用户与场景之间的交互性，本文探讨基于虚拟现实技术的商业展示空间设计。

1 基于虚拟现实技术的商业展示空间设计

1.1 三维虚拟建模

首先根据商业展示空间的基本情况确定商业展示空间模型关键点的具体位置，然后依据这些点位构建商业展示空间的四元组H(αi，βi，ξi，δi)，其中α代表商业展示空间的具体信息；β代表商业展示空间的空间位置状态；ξ代表商业展示空间的拓扑信息；δ代表商业展示空间的特征值。并将商业展示空间的四元组信息H(αi，βi，ξi，δi)储存于数据库中，将其作为商业展示空间的最终信息Vi。为提高四元组信息的准确性，需要对商业展示空间的四元组信息设置约束条件，并将约束记作Bi。由此构建商业展示空间的三维虚拟模型，具体构建过程如下：

（1）输入商业展示空间的点位数据构建四元组H(αi，βi，ξi，δi)；

（2）自动识别商业展示空间的具体信息αi，并判定商业展示空间最终信息Vi的具体情况。如果Vi处于Bi范围之内，说明商业展示空间设计为单笔画，可将此时的Vi作为最终输出结果；如果Vi超出Bi的范围，那么进入下一步骤。

（3）在约束条件的范围内，对商业展示空间设计方案进行分析：

（4）判定Vm是否已经存在于商业展示空间模型中，如果商业展示空间模型中已包含Vm，那么将约束条件插入至商业展示空间模型中；如果商业展示空间模型中未包含Vm，那么直接跳转至第一步，重新输入数据。

商业展示空间三维虚拟模型的构建过程中，步骤（2）是重中之重，步骤（2）可以确定商业展示空间数据的单双笔特性，如果为单笔画，直接可以输出商业展示空间设计结果；如果为双笔画，那么利用约束条件匹配求解，直至获得最优商业展示空间设计的三维虚拟模型为止。

1.2 商业展示空间设计的定位

在虚拟商业展示空间内安装一个信号发射装置，该信号发射装置的传输速率固定不变，依据信号从发射装置传输至接收装置的过程完成商业展示空间的定位。

虚拟商业展示空间设计内距离的计算公式为:

式中：

L——发射装置与接收装置之间的距离；

V——信号发射装置的传输速率；

T——信号从发射装置传输至接收装置所花费的时间；

T0——接收装置获得信号的时间。

传输单独信号时，发射器与接收器之间的间距应该较小，如果间距过大会降低信号传输质量。假定信号发射器同时发射两种信号，通过计算接收器获得两种不同信号的时间差对商业展示空间设计进行定位，具体计算公式为：

式中：

T0、T1——发射器发射第一种信号与第二种信号的时间；

v、v'——第一种信号与第二种信号在商业展示虚拟空间内的传输速率；

L'——发射器与接收器之间的距离。

通过上述过程即可准确获取商业展示空间的点位数据，确定商业展示空间的具体位置。

1.3 基于虚拟现实技术的商业展示空间设计的实现

通过虚拟现实技术展现商业展示空间时，需要确保商业展示空间的图像和音频处于同步状态，具体计算公式为：

式中：

ω——图像和音频同步的识别系数；

ux、uy——商业展示空间定位图像每行的帧数与每列的帧数；

G1——三维音效。

基于商业展示空间图像色差获得商业展示空间的三维视觉色差，具体计算公式为：

式中：

M——商业展示界面每个角度的色差分割阈值；

xr——商业展示空间图像的初始颜色识别率；

x'rp——商业展示空间图像的搭配颜色识别率；

Krp——色差变化率。

经过上述图像和音频同步处理后的商业展示空间呈现效果为：

式中：

Q——商业展示空间成像在像素x方向的视觉呈现值；

t(x)——时间函数；

H(x)——商业展示空间的音频结合率；

f(x)——商业展示空间成像在展示域内的色泽分布。

由此可确保商业展示空间图像出现变化时，对应的音频也发生变化，提高用户在虚拟商业展示空间内的真实性。

1.4 虚拟现实体感交互装置设计

虚拟现实体感交互装置设计的好坏影响商业展示空间的真实性，通过虚拟现实体感交互装置可以使用户最大限度参与到三维虚拟商业展示空间中，与场景进行互动。交互装置包括双向传感器和传感手套设备，双向传感器可以展现商业展示空间的虚拟现实立体场景，需要将双向传感器和主控芯片进行连接并构成闭合交互电路，交互装置电路结构图如图1所示。

图1 交互装置电路结构图

通过图1所示即可实现交互装置电路结构的关联和设计。基于无驱动显示器组建体感硬件环境，将商业展示空间的虚拟立体场景与Inside-ou定位系统相关联，此时整体会形成一个双向控制的电路，各交互节点之间都有单独的过渡元器件。在电路中安装适合的电阻，分散整个电路的电流和电压，可以防止电路出现爆电、混电的情况。

2 商业展示空间设计方法对比

将商业展示空间的平面设计图采用本文方法转化为三维立体图，具体呈现情况如图2、图3所示。

图2 商业展示空间平面设计图

图3 基于虚拟现实技术的商业展示空间三维立体图

对比图2与图3可以发现，本文方法设计的商业展示空间平面设计图与三维立体图的贴合度极高，三维立体图的色彩鲜明、真实性极高。说明本文方法能够直观展现设计师的设计创意，具有较高的生动性与真实性。

统计本文方法构建的商业展示空间模型的各参数指标，为更突出本文方法的性能，将本文方法与文献[3]BIM+GIS的设计技术和文献[4]光空间变换技术进行对比，具体对比结果如表1所示。

表1 本文方法与文献[3]和文献[4]方法的对比结果

根据表1可见，本文方法设计的商业展示空间三维立体图的面稳定性与效果关联度均高于文献[3]和文献[4]方法，本文方法的视觉聚焦能力最好，比文献[3]方法高2.48，比文献[4]方法高3.01；本文方法的线条覆盖率与顶点重复率均为0，说明本文方法设计的商业展示空间三维立体图更加简洁，优于文献[3]和文献[4]方法；线条、顶点固定系数以及图像分辨率也比文献[3]和文献[4]方法高，说明本文方法设计的商业展示空间三维立体图更加清晰真实。计算本文方法与文献[3]、文献[4]方法设计过程中不同图像变化频率的模拟度，具体结果如图4所示。

图4 图像变化频率的模拟度

从图4可知，在102、104、106、108的图像空间频率的情况下，本文方法设计的商业展示空间三维立体图的模拟度均高于文献[3]和文献[4]方法。图像空间频率的改变会影响商业展示空间三维立体图的模拟度，模拟度过低会使图像抖动。因此说明本文方法能够更平稳清晰地展现商业展示空间三维立体图。

3 结束语

综上所述，基于虚拟现实技术的商业展示空间设计能够清晰、直观地展现商业展示空间，为用户带来更优质的视觉、感觉体验，增加商业展示的趣味性，可以广泛用于现代设计领域中。在不远的将来，采用虚拟现实技术将商业展示空间运用显示终端展示在用户面前，实现用户与商业展示空间的交互，是商业销售的重要形式之一。