展馆漫游系统设计与实现论文

　　摘 要：本系统以电子技术系展馆为真实蓝本，通过建模软件Autodek 3ds max实现整体三维场景模型搭建及三维交互软件Unity3d实现漫游交互模块的开发设计，该虚拟漫游系统的功能完全符合实际参观教学需求，能够为虚拟场景摄像机添加脚本文件实现了全场景第一视角漫游交互功能。

　　关键词：

　　关键词：展馆漫游;模块构建;警史馆

　　虚拟漫游，是虚拟现实技术的一个重要分支，它能够使表达内容直观形象，用户可以通过与系统的人机交互，身临其近地感受到操作场景互动逼真。笔者以武警工程大学电子技术系展馆为蓝本，将虚拟建筑场景建模和虚拟漫游技术结合应用在虚拟展馆中。

　　1 基础模块构建

　　参照真实警史馆蓝本只有一个房间，主要使用基础几何体进行建模。

　　2.1 虚拟警史馆侧墙构建

　　在该警史馆三维模型中，侧墙模型虽是一个不规则的几何体，但可以在基础几何体建模的基础上进行一定变换操作来进行创建。通过多边形几何体的“连接”和“挤出”两种功能的交互使用，生成侧墙侧面的物品架模型，从而完成虚拟警史馆侧墙模型的搭建，见图1。

　　图1 侧墙模型

　　2.2 虚拟警史馆展柜构建

　　警史馆展柜是一个不规则的组合几何体，分为玻璃罩、柜门、侧板和底面四个部分，其基本构建方法是先通过基础几何体建模方法创建展柜的板材模型，并把每个板材转换为可编辑多边形，之后再对每块板材进行修改变换，最后将所有板材模型组合在一起形成展柜模型，见图2。

　　图2 展柜模型

　　2.3 添加材质和灯光渲染

　　3ds max自带强大的材质和灯光渲染系统，可为用户提供丰富的材质和灯光效果。在展馆基础模型搭建完成后，要通过软件的材质编辑器功能为场景中的模型附加材质和灯光，见图3。

　　图3 通过材质编辑器添加地板材质

　　3 交互模块实现

　　展馆建模完成后，需要在Unity3d软件中实现虚拟警史馆的漫游交互功能。

　　3.1 添加脚本文件实现漫游功能

　　为场景摄像机添加脚本文件，可实现场景摄像机具有随着键盘控制键左右旋转和前后移动的功能，从而使场景在运行时具有第一视角观察的效果，并可以通过键盘的控制使人的虚拟视角在场景中移动和旋转，通过这些操作可以使用户更方便的了解场景中的内容，见图4。

　　图4 实现场景摄像机交互功能

　　3.2 添加刚体和碰撞检测组件实现防穿功能

　　为防止漫游时摄像机穿过场景对象产生失去视角的现象，使用户造成不便，所以要通过添加一定的组件消除这一问题。

　　通过为该选择对象添加了刚体组件，修改场景中的虚拟物体的属性使其具备物理实体的质量、重力、弹性等等特性，增大对象的移动阻力，防止场景对象在发生碰撞后因为弹性碰撞发生位移。同时，选择离散碰撞检测选项，该属性可控制避免高速运动的对象穿过其他的对象而未发生碰撞。最后，冻结x和y轴位置，使对象在选中的轴向上的移动和旋转无效。这样，就不会在碰撞后发生弹性位移现象，从而实现防止穿过的功能。

　　4 结 语

　　本系统以电子技术系展馆为真实蓝本，通过建模软件Autodek 3ds max实现整体三维场景模型搭建，以及三维交互软件Unity3d实现漫游交互模块的开发设计，该虚拟漫游系统的功能完全符合实际参观教学需求，能够为虚拟场景摄像机添加脚本文件实现了全场景第一视角漫游交互功能。

　　参考文献

　　[1]高尚宇.基于GIS的“数字校园”信息系统的设计与实现[D].山东科技大学,2005.

　　基金项目：电子技术系教员赵一泽基金，国家自然科学基金青年项目(61402530)。