虛擬漫游是在多維信息空間上創(chuàng)建一個虛擬信息環(huán)境,能使用戶具有身臨其境的沉浸感,具有與環(huán)境完善的交互作用能力,并有助于啟發(fā)構(gòu)思。虛擬漫游已不僅僅被關(guān)注于計算機圖象領(lǐng)域,它已涉及更廣的領(lǐng)域,如展廳展館、電視會議、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布計算技術(shù),并向分布式虛擬現(xiàn)實發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為新時代設(shè)計開發(fā)的重要手段。
虛擬觀光旅游
這種虛擬漫游可以使游客足不出戶地游歷世界各地名勝和風光。異地漫游的對象,除久負盛名的名勝和宏偉建筑群等景物景點以外,還包括被進行虛擬漫游式檢查的管道縱橫的復雜車間和廠房。因此,虛擬的漫游對象制作時,對真實數(shù)據(jù)的測量精確度要求很高。
在名勝景點虛擬漫游系統(tǒng)的開發(fā)方面,我國科技工作者制作的敦煌莫高窟博物館參觀系統(tǒng)、著名的故宮以及西湖風光虛擬游覽系統(tǒng)都具有一定代表性。
真實地形地景的虛擬漫游和真實景點虛擬觀光漫游一樣,都屬于基于真實數(shù)據(jù)的而且已經(jīng)存在著的真實場景虛擬漫游,只不過兩者獲取真實景物數(shù)據(jù)的方式和傳感器不大相同而已。
這種虛擬漫游在軍事上很有用處。它的效果是傳統(tǒng)軍用沙盤或電子沙盤無法達到的。目前多為特定作戰(zhàn)或重點保護區(qū)域的視景形式的漫游。這種視景的制作是真實地景、地物的再現(xiàn)。制作過程一般為兩步:第一步根據(jù)衛(wèi)星或航空拍照中的高程數(shù)據(jù)制作某一戰(zhàn)區(qū)的地形視景,局部可精確到山脈、河流、機場、橋梁、房屋的顯現(xiàn);第二步根據(jù)航拍素材為上述地形貼上一層紋理,從而大大增強地形、地景的視覺真實感。如果場面很大,場景還要進行無縫拼接。這種大視野全時空虛擬漫游,已成為當今作戰(zhàn)準備、駕駛員訓練、指揮模擬訓練等方面不可缺少的先進手段。
虛擬場景
虛擬建筑是指客觀上并不存在是完全虛構(gòu)的,或者雖有設(shè)計數(shù)據(jù)但尚未建造的建筑物。虛擬建筑場景漫游是一種應用越來越廣泛、前景十分看好 的技術(shù)領(lǐng)域。在建筑設(shè)計、城鄉(xiāng)規(guī)劃、室內(nèi)裝潢等建筑行業(yè),在虛擬戰(zhàn)爭演練場和作戰(zhàn)指揮模擬訓練方面,在游戲設(shè)計與娛樂行業(yè),乃至在促進未來新藝術(shù)形式誕生等方面,它都大有用武之地,而且代表著這些行業(yè)的新技術(shù)和新水平。
虛擬戰(zhàn)爭演練場和作戰(zhàn)指揮模擬訓練
戰(zhàn)場虛擬仿真和指揮模擬訓練具有虛擬仿真技術(shù)的各種優(yōu)點,例如安全性、可重復性、經(jīng)濟性、戰(zhàn)場環(huán)境難度可調(diào)性、方便對抗模擬、容易實現(xiàn)各種戰(zhàn)術(shù)設(shè)定等等。
虛擬漫游設(shè)計
整個漫游系統(tǒng)如前所述是以建筑場景的建立為基礎(chǔ)的,其設(shè)計與實現(xiàn)方法可歸納為三種:基于多邊形的直接繪制法(簡稱直接建模法)、場景模型導入法和基于圖像的繪制方法。
基于多邊形繪制的漫游系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
這種方法適合于場景組織不復雜、多邊形數(shù)目比較少的較規(guī)范、較簡單或簡化的場景繪制。例如建筑物遠觀或大場景的建筑點綴等等。
基于模型導入的漫游系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
基于幾何建模及模型導入的技術(shù),通常利用造型軟件(如3DS Studio, AutoCAD等)手工搭建三維模型,建立場景。這種方法需要耗費大量的時間建立模型,工作量很大,一般涉及到測量現(xiàn)場、定位和數(shù)字化結(jié)構(gòu)平面或者轉(zhuǎn)換現(xiàn)存CAD數(shù)據(jù);其次很難校驗其結(jié)果是否精確。其漫游場景是由計算機根據(jù)一定的光照模型繪制,色彩層次沒有自然景觀豐富,帶有明顯的人工痕跡,即使采用貼圖渲染也不能逼真地再現(xiàn)現(xiàn)實世界。
由于建模軟件的功能日益強大,設(shè)計中人們的分工日益明確,人們可以利用日益精細的建筑模型和豐富的模型庫資源來加快設(shè)計,這一基于幾何建模的模型導入技術(shù)已成為當今游戲設(shè)計等領(lǐng)域的主流技術(shù)。
基于圖像的繪制技術(shù)設(shè)計與實現(xiàn)漫游系統(tǒng)
這種技術(shù)見于Quick Time系統(tǒng)。它采用實時圖像圖形處理來生成三維觀察效果,用方向不受約束的圖像(包括360度漫游所需的信息)代替了電影片段,用實時圖像代替了電影播放。這種方法的一個缺點是在景點切換時會有跳躍。
基于圖像的虛擬場景漫游技術(shù),利用在某一固定位置所抓取的一個環(huán)境的360度全景圖像,通過展現(xiàn)全景圖像的相應部分來實現(xiàn)相互的調(diào)整。全景圖像是利用一系列局像拼接起來的,能夠進行全視野、360度全方位環(huán)視漫游的圖像環(huán)境?;趫D像的虛擬場景漫游技術(shù)的實現(xiàn),是利用攝影設(shè)備連續(xù)掃描周圍空間的真實圖像。要求精度高時,要利用激光掃描儀來獲得真實圖像數(shù)據(jù)。與在三維圖形世界中的漫游相比,這種系統(tǒng)可以避免復雜的三維建模工作,所以更適合復雜的自然風光、地景的漫游。
目前,虛擬建筑場景漫游的較大難點在于建模逼真度和繪制實時性的矛盾。由于這種漫游所看到的景象離觀察者近,就要求繪制非常逼真。因此,建模時構(gòu)造要精細,會消耗很多時間。同樣,由于計算機性能的制約,構(gòu)造出來的模型越復雜,在繪制時要達到實時效果就越困難,實時性太差就會使觀察者無法接受。
這對矛盾是整個虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)普遍存在的。一般來說,需要在精確程度和繪制速度兩方面取一個折衷值,即滿足一定的繪制真實感,又不造成觀察者的動態(tài)不適感。也可以運用多層次細節(jié)(LOD)方法為場景生成不同的細節(jié)層次,可大大減少繪制的計算量。還可以采取一些場景預處理辦法,例如用輻射度方法,可在漫游時省去許多計算光照的計算量。
虛擬建筑漫游體驗
虛擬建筑場景漫游系統(tǒng)也是一種虛擬現(xiàn)實和虛擬漫游系統(tǒng),它也同樣可以充分體現(xiàn)出VR系統(tǒng)特有的讓人多感覺器官感知和令人神往的優(yōu)越性。這不僅要在設(shè)備上具有頭盔顯示器等條件,而且要在制作上(比如立體成像、頭盔跟蹤)采用相適應的技術(shù)和方法。這樣,虛擬建筑場景漫游作品也將使觀察者像體驗美國猶他州大型VR娛樂場一樣,令人陶醉其中,流連忘返。
虛擬漫游的一個表現(xiàn)形式就是建筑漫游,它綜合了虛擬漫游的多維性,以及三維動畫等技術(shù),通過自動性把建筑的內(nèi)外結(jié)構(gòu),以及居住文化的各個方面通過音光聲美等方式展現(xiàn)出來,是建筑開發(fā)商和銷售商的得力工具。
應用舉例
虛擬漫游是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的重要分支,隨著虛擬漫游技術(shù)的發(fā)展,其應用已經(jīng)普及到建筑、旅游、游戲、航空航天、醫(yī)學等眾多領(lǐng)域。接下來就以虛擬漫游在房地產(chǎn)領(lǐng)域的應用“地產(chǎn)漫游”來舉例說明。地產(chǎn)漫游,以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為基礎(chǔ),集影視廣告、動畫、多媒體、網(wǎng)絡(luò)科技于一身,發(fā)展至今已經(jīng)成為相對新型的房地產(chǎn)銷售方式。
通過地產(chǎn)漫游這種非常先進的銷售方式,購房者可以:
(1)通過地產(chǎn)漫游可以讓購房者看到直觀的樣板房形象
(2)在銷售處放上電腦運用VR技術(shù)能讓購房者在電腦上親眼看到幾年后才建成的小區(qū)
(3)通過地產(chǎn)漫游觀賞到優(yōu)美的小區(qū)環(huán)境設(shè)計
(4)在電腦上選戶型
通過地產(chǎn)漫游這種非常先進的銷售方式,可以給地產(chǎn)商帶來:
(1)地產(chǎn)漫游用于項目方案報批的直觀載體,降低與政府部門之間的溝通成本,提高溝通的效率。
(2)開發(fā)商還可以在虛擬現(xiàn)實的技術(shù)中,通過地產(chǎn)漫游任意截取圖片或片段制作廣告,從而降低廣告投入成本。
(3)應用虛擬現(xiàn)實技術(shù),目標客戶可以在地產(chǎn)漫游虛擬現(xiàn)實演示系統(tǒng)中自由行走、任意觀看,沖擊力強,能使客戶獲得身臨其境的真實感受,大大促進了合同簽約的速度。
(4)據(jù)美國著名的不動產(chǎn)網(wǎng)站的數(shù)據(jù)顯示,有虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示的地產(chǎn)漫游房產(chǎn),比沒有虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示的房產(chǎn),訪問率增加40%,購房效果增加28.5%。
(5)地產(chǎn)漫游可以使方案具有多用途功能,地產(chǎn)漫游還可以用于網(wǎng)上廣告作產(chǎn)品銷售推廣、公司文化推廣、售樓現(xiàn)場展示、公司網(wǎng)站和房地產(chǎn)項目網(wǎng)站展示、作為公司的歷史資料永久保存、用于商業(yè)項目長期招商、招租、用于各類評比活動。一次性投入,可以應用在項目報批、建設(shè)、銷售、招商招租等各個環(huán)節(jié),并可以永久使用。