增強現(xiàn)實技術(shù)在虛擬校園建筑漫游中的設(shè)計與呈現(xiàn)

摘要：增強現(xiàn)實技術(shù)是未來科技發(fā)展的新方向已經(jīng)是不爭的事實，很多相關(guān)研究和應(yīng)用都在不斷的突破和更新，該技術(shù)通過體感裝置在現(xiàn)實與虛擬之間架起了一座橋梁，讓人們獲得了前所未有的體驗感。本文對增強現(xiàn)實技術(shù)在虛擬校園建筑漫游中的設(shè)計與呈現(xiàn)進(jìn)行方案實施分析，闡述了增強現(xiàn)實技術(shù)對于全面提升用戶的體驗的創(chuàng)新與改革的意義所在，并對未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：增強現(xiàn)實;技術(shù);建筑漫游

一、引言

增強現(xiàn)實是在信息化時代以迅雷不及掩耳之勢席卷全球，成為科技追逐的寵兒，具有無可比擬的優(yōu)勢和前景。增強現(xiàn)實極大的拉近了人們對現(xiàn)實世界和虛擬世界認(rèn)識的界限，人們借助增強現(xiàn)實設(shè)備能在特定空間中獲得超越時空的虛擬體驗，并通過虛擬信息來提升認(rèn)識和探索未知世界的能力，具有非常廣闊的應(yīng)用價值。目前國內(nèi)外高科技企業(yè)都增大對增強現(xiàn)實技術(shù)的研究投入力度，其中蘋果CEO庫克就預(yù)言增強現(xiàn)實是未來科技的大趨勢之一，必將在眾多數(shù)字化行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

二、虛擬校園漫游系統(tǒng)的現(xiàn)狀

增強現(xiàn)實大幕在國內(nèi)正徐徐張開，從剛結(jié)束的第四屆中國互聯(lián)網(wǎng)+大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，北京理工大學(xué)梟龍科技團(tuán)隊帶來的AR智能眼睛項目獲得了季軍，給評委耳目一新的感覺，充分展現(xiàn)了增強現(xiàn)實廣闊的應(yīng)用前景。目前虛擬校園漫游系統(tǒng)需要通過三維軟件制作出現(xiàn)實校園的全部場景，通過三維引擎系統(tǒng)可以實現(xiàn)訪問者自主參觀學(xué)校主要建筑，還可以改變視點進(jìn)行細(xì)節(jié)觀察和漫游。從視覺體驗來看，虛擬技術(shù)完全能實現(xiàn)用戶的需求，但是無法擺脫用戶對電腦的依賴，融入感和沉滲感并不強。而增強技術(shù)將解決此類問題，從而實現(xiàn)用戶視覺、聽覺、嗅覺以及真實的運動體驗，讓用戶通過增強技術(shù)關(guān)聯(lián)的體感裝置在有限空間里真實遨游學(xué)校，體驗學(xué)校文化。

三、增強現(xiàn)實技術(shù)在虛擬校園建筑漫游中的設(shè)計與呈現(xiàn)

1、增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)虛擬校園建筑漫游的思路

虛擬現(xiàn)實建筑漫游系統(tǒng)已經(jīng)在建筑等行業(yè)廣泛應(yīng)用，并取得了顯著的商業(yè)效果。增強現(xiàn)實技術(shù)要在虛擬現(xiàn)實的基礎(chǔ)上加以突破，其核心是拋開對電腦屏幕或投影的依賴，從目前以幾何、物理建模為主，向生理、行為、智能建模發(fā)展;全視角觀察和對環(huán)境溫度的感知以及味覺體驗等。在實現(xiàn)用戶通過體感裝置和特定空間構(gòu)建的虛擬校園建筑漫游中，尚存在若干重大技術(shù)瓶頸，例如：真實場景數(shù)據(jù)的獲取同時與虛擬模型的無縫融合，非剛體物理建模及自由交互與實時逼真響應(yīng)，行為、智能與演化模型，模型的可建模性、復(fù)雜性與可信性，真三維顯示與自然化人機交互機制等。通過分析虛擬校園建筑漫游的技術(shù)難點，從而明確思路準(zhǔn)備進(jìn)行下一步的技術(shù)開發(fā)和研究。

2、增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)虛擬校園建筑漫游的技術(shù)呈現(xiàn)

著名科學(xué)家錢三強說過：科學(xué)經(jīng)歷的是一條非常曲折非常艱難的道路。增強現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展同樣處于探索階段，要實現(xiàn)虛擬校園建筑漫游的技術(shù)需要付出艱辛的努力，而高校是推動虛擬現(xiàn)實技術(shù)基礎(chǔ)研究的重要力量，因為那里聚集了大量的學(xué)者和精英。增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)虛擬校園建筑漫游的基本框架是這樣的，首先用戶佩戴可視化裝置，并在特定的空間，進(jìn)行校園漫游探索，而且可以隨時切換要去的地方，如從圖書館到實驗室，只需在眼前虛擬屏幕進(jìn)行地點確認(rèn)，即可進(jìn)入導(dǎo)航模式引領(lǐng)參觀者前往。你只需要簡單地將屏幕拉到自己的視野范圍內(nèi)并調(diào)整尺寸，這也會減少人們對于電視、電腦、手機和平板電腦等展示設(shè)備的依賴。而且這個屏幕的虛擬世界和真實世界是相互融合的，用戶的視角將是360°無死角，真實感和臨場感是目前通過電腦顯示畫面無法達(dá)到的。具體的制作過程是首先進(jìn)行素材拍攝，接下來就開始使用AutoCAD繪制建筑圖平面圖，然后導(dǎo)入到3DMAX進(jìn)行三維建模、材質(zhì)、燈光、渲染以及動畫輸出。VRay燈光及材質(zhì)要進(jìn)行日景、黃昏、夜景不同風(fēng)格的表現(xiàn)。3D MAX建筑動畫的工藝流程，建筑動畫制作標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)像機特效，物體動畫，人物基本動作的調(diào)節(jié)，復(fù)雜地形的建模與貼圖繪制，不同天氣狀況的表現(xiàn)，多角度攝像機鏡頭的切換與輸出等。增強現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)崟r地將虛擬模型及場景與現(xiàn)實世界相匹配，并與之做出各種交互。

3、增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)虛擬校園建筑漫游的推廣

任何事物的發(fā)展都是要經(jīng)歷一條曲折的道路，而技術(shù)是改變世界的利器。增強現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)虛擬校園建筑漫游系統(tǒng)可以在高校進(jìn)行試點推廣，讓學(xué)生和家長能在虛擬實驗室感受學(xué)校環(huán)境和特色，360°全方位多視角對學(xué)校進(jìn)行暢游和觀光，從而增強對學(xué)校的認(rèn)可度，也展現(xiàn)學(xué)校的辦學(xué)實力和整體風(fēng)貌。同時增強現(xiàn)實技術(shù)需要專門的研究人才和試驗基地，學(xué)校是進(jìn)行技術(shù)和項目推進(jìn)的最好場所，也為增強現(xiàn)實技術(shù)可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。增強現(xiàn)實技術(shù)的推廣以校園實訓(xùn)基地和孵化器為依托，為教學(xué)研究人員和學(xué)生提供發(fā)揮才能的舞臺，通過他們集體的智慧創(chuàng)造新的突破。增強現(xiàn)實拓展的終極目標(biāo)不是終于學(xué)校，而是起點，默默耕耘的廣大教科研教師的職責(zé)可謂任重而道遠(yuǎn)。

四、小結(jié)

增強現(xiàn)實目前在技術(shù)上仍有很多難點尚未攻克，科技轉(zhuǎn)化為商業(yè)化任重道遠(yuǎn)，國家文化部門大力扶持釋放的信號給各大研究機構(gòu)和企業(yè)以足夠的信心，因而加大投入增強技術(shù)的研發(fā)力度，增強現(xiàn)實的發(fā)展可以滲透到各行各業(yè)，如航空航天、國防軍事、裝備制造、智慧城市、醫(yī)療健康、公共安全、文化教育等。增強現(xiàn)實目前要解決的是怎樣將相關(guān)研究項目落地并快速的產(chǎn)生經(jīng)濟效益，這也是需要我們共同努力的方向所在，假以時日，增強現(xiàn)實必將滲透并改變我們的生活，這對于實現(xiàn)中華民族的振興和強國之路具有深遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義。

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作者簡介：王中州（1972.7）男，漢族，籍貫：陜西西安人，廣州城建職業(yè)學(xué)院 講師，碩士學(xué)位，專業(yè)：軟件工程，研究方向：計算機動畫創(chuàng)作