虚拟博物馆视景仿真系统的实现.pdf

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1、虚拟博物馆视景仿真系统的实现曾雅沁，刘洋，张续(中南民族大学计算机科学学院，湖北武汉430074)摘要：构建了一个虚拟博物馆视景仿真系统，利用MultiGenCreator软件对博物馆进行了三维建模，利用VegaPrime软件对其进行了实时渲染，结合Visual2008平台，在VegaPrimeAPI的基础上进行了二次开发，实现了系统的碰撞检测功能，指出该系统具有较好的临境效果和人机交互界面。关键词：虚拟现实；视景仿真；博物馆；碰撞检测中图分类号：G427文献标识码：A文章编号：1672—7800(2013)9．0070．03VegaPrime中自带的L

2、ynxPrime图形界面操作工具和路径工0引言具，完成了三维场景的漫游路径设计。为了增加仿真逼真性，笔者在VP自带的API基础上进行了二次开发，实现了场景的碰为了保护国家的物质文化，对有意义的建筑进行虚拟仿真撞检测功能，并通过VS生成实时仿真程序。仿真实施流程如具有十分重要的意义，目前虚拟仿真技术已成为视景再现的一图1所示。种直观、便捷的仿真手段。笔者使用Creator和VegaPrime仿真1二具软件，构建了一个民族博物馆的维视景模型，在建模的基2虚拟博物馆建模础上又对其进行了仿真漫游设计，实现了一个具有民族特色的虚拟博物馆视景仿真系统。建模软件Cre

3、ator有两个重要的工作模块，即模型视图部分和模型结构视图部分。前者主要用于三维模型的创建、浏览和1实施流程编辑，后者用于模型数据层次结构的浏览和处理、。笔者对虚拟博物馆场景建模时着重考虑了以下3点：(1)模型要求达到维实时呈现，而系统是根据视点及其相关设置来进行==三维模型的生成和渲染，建模过程中使用过多的多边形必然会造成模型加载缓慢，并导致系统运行缓慢不流畅，因此建模时应适量控制模型的多边形数量。对于不必要的构件图1仿真流程(a)博物馆屋角原型(b)简化后博物馆屋角通过已采集的博物馆相关素材数据，利用MulitigenCreator图2博物馆屋角模型

4、简化前后对比-二维建模软件实现博物馆i维模型的建立，并将已完成的模型存储为相应．nt的格式文件供渲染使用。通过渲染仿真软件可以选择采，Ff{纹理表现来代替。有些构件若严重影响系统的流收稿日期：2013—08-23作者简介：曾雅沁(1989一)，女，内蒙古阿拉善左旗人，中南民族大学计算机硕士研究生，研究方向为虚拟现实技术；刘洋(1988一)，女，安徽阜阳人，中南民族大学计算机科学学院硕士研究生，研究方向为虚拟现实技术；张续(1987一)，男，湖北襄阳人，中南中南民族大学计算机应用技术专业硕士研究生，研究方向为数字图像处理。_702013年第9期(下半月)软

5、件导刊．教育技术畅度，也可适当将模型简化。博物馆屋角简化前后的模型如图3．1博物馆的环境渲染2所示。初始化VP，将建好的模型．flt文件导入VP，打开LP界面，(2)为了达到模型的逼真性，在建模过程中要对每个场馆新建一个．acf文件，在用户操作区选择myObject，将键好的模型进行合理的规划，计算好每个场馆及展柜的比例尺寸，并在对．nt导入并将其value值做相应的修改并保存。VP中的环境是其进行建模时对展柜进行细致的纹理处理，纹理的裁剪以及比云、雾等大气现象的综合体，它包含了日光和月光源。LP提例大小都要进行合理地安排，尽最可能真实还原原本博物馆。供

6、了包括日光、月光、雾、风等环境，可通过myEnv添加太阳、月博物馆内展馆模型在纹理处理前后如图3所示。亮、星星和云彩等实现环境的逼真效果，甚至可以控制一天中时间的流逝速度。笔者根据系统中对时间的设置实现了白天天空的太阳和云彩以及晚上天空的星星和月亮，环境渲染效果如图5所示。(a)博物馆内展馆原型(b)通过纹理处理后的模型图3博物馆内展馆模型纹理处理前后对比(3)由于VegaPrime的图形绘制程序在系统运行时会不断地遍历所有的模型数据节点，根据模型节点的约束体(Boun．dingVolume)来进行节点截取计算，显示出现在视点范围内的节点，隐藏视点范围外

7、的节点。因此，有效组织模型数据(a)白天天空的太阳及云彩实现效果(bJ夜晚天空的星星及月亮实现效果节点的层次结构，可以提高图形绘制程序的遍历效率。该系图5环境渲染效果实现统由于博物馆建模细节较多，模块复杂，所以在数据层次结构3．2博物馆的漫游路径设置的部分要着重设计分配。为了生动形象地展现展馆内部模型，为了模拟参观者的自南浏览状态，博物馆漫游的运动方式笔者使用纹理丁具，通过上述3点策略以及Creator软件中的利用添加MotionWalk类实现。系统中设置了两种漫游方式，一其它_T具辅助，最终完成博物馆外部和内部的维模型如图种是用户自由漫游方式，即参观者

8、的位置从进入虚拟博物馆开4所示。始，通过VP自带的API函数响应用户对于鼠标或键