• 碩博初稿查重系統(tǒng) 498.00元/篇
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• 維普查重(大學(xué)生版） 4.00元/千字
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• 本科高校內(nèi)部版系統(tǒng) 288.00元/篇
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• 萬(wàn)方論文查重系統(tǒng) 4.00元/千字
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  開始檢測(cè)

　　摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)是近年來(lái)新興起的一種技術(shù)在在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的搭建過程中，是利用計(jì)算機(jī)模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺等感官的模擬，讓用戶感覺仿佛身歷其境，可以即時(shí)、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物。

　　關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);場(chǎng)景建模;軟件開發(fā)

　　經(jīng)過多年來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，人類文明各種產(chǎn)業(yè)逐步出現(xiàn)高精度、高端化、智能化、科技化的發(fā)展趨勢(shì)，其中的虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù)在人類社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。進(jìn)一步發(fā)展的相關(guān)技術(shù)以及各國(guó)政府相關(guān)政策的支持與資本投入的聚焦，虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)也將以更快的速度迅速發(fā)展。

　　期刊推薦：《電腦知識(shí)與技術(shù)》主要面向廣大的科技工作者、高等院校、各公共圖書館、情報(bào)所(室)、研究所以及廠礦，它對(duì)科技工作者、科學(xué)研究人員、廣大教師、研究生、博士生都具有重要的參考價(jià)值。目前，設(shè)有：數(shù)據(jù)庫(kù)與信息管理、網(wǎng)絡(luò)通訊及安全、開發(fā)研究與設(shè)計(jì)技術(shù) 、人工智能及識(shí)別技術(shù)、多媒體技術(shù)及應(yīng)用、計(jì)算機(jī)教學(xué)于教育信息化、計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)、信息技術(shù)與課程整合等欄目。

　　虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)，除了較為人性的人機(jī)交互以及優(yōu)秀的沉浸感外，同樣包括以假亂真的真實(shí)感。造成虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)真實(shí)感的要素首先是視覺上的沉浸感受。為構(gòu)筑一個(gè)良好的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景體驗(yàn)，往往需要大量技術(shù)和數(shù)據(jù)相關(guān)工程師的長(zhǎng)時(shí)間研究和打磨。

　　一、常見的虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景構(gòu)筑方式

　　虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的構(gòu)筑過程需要三維模型的支持和虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)引擎軟件的共同作用。

　　(1)通用建模軟件構(gòu)建。

　　在目前的虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)中，虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景供應(yīng)商在制作或創(chuàng)造虛擬現(xiàn)實(shí)三維場(chǎng)景時(shí)，通常使用3DMAX，MAYA等傳統(tǒng)三維模型建模軟件進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。這些軟件建模功能強(qiáng)大、數(shù)據(jù)的兼容性較強(qiáng)且操作較為簡(jiǎn)單，在虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)成熟前，業(yè)界已有以此為基礎(chǔ)的三維場(chǎng)景構(gòu)造方式。這類軟件作為通用建模軟件，在進(jìn)行場(chǎng)景建模時(shí)較為方便和精確，但在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景制作的相關(guān)規(guī)則性很強(qiáng)的行業(yè)，這種建模方式的建模效率將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足相關(guān)行業(yè)的數(shù)量和質(zhì)量需求。

　　(2)三維激光掃描

　　三維激光掃描技術(shù)是最精確的三維模型構(gòu)筑方案，至今有近三十年的發(fā)展歷史，目前已經(jīng)發(fā)展到了產(chǎn)品的第三代，擁有成熟的相關(guān)技術(shù)和問題解決方案。激光掃描技術(shù)可以應(yīng)用于不同大小物體，如大到整個(gè)城市的掃描，小到桌面上的一本書或一支筆。三維激光掃描技術(shù)相比通用建模軟件建模擁有更低的成本和更高的速度，但每次掃描產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)量與一般建模相比更加龐大。

　　當(dāng)前的激光掃描設(shè)備精度可以達(dá)到0.1mm的精度級(jí)別，而在這種基礎(chǔ)上進(jìn)行激光掃描，掃描出來(lái)的數(shù)據(jù)被稱為點(diǎn)云數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)往往以TB為單位計(jì)算。如此龐大的數(shù)據(jù)難以直接進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，因而一般的三維掃描廠商除了激光掃描設(shè)備以外，同時(shí)也擁有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理軟件。這類軟件通過圖像算法的作用，使數(shù)據(jù)總量有所降低，并且根據(jù)相關(guān)物體屬性進(jìn)行優(yōu)化。由于人工智能目前的發(fā)展程度，這類軟件往往需要人工輔助的干預(yù)才能真正形成場(chǎng)景數(shù)據(jù)。

　　此外，對(duì)大型場(chǎng)景掃描的過程中，需要技術(shù)水平較高的操作人員進(jìn)行操作，通常還需要各類測(cè)繪設(shè)備進(jìn)行配合使用。

　　(3)全景拍攝

　　全景拍攝方式是目前虛擬現(xiàn)實(shí)真實(shí)場(chǎng)景搭建過程使用量最大，也是成本最低的構(gòu)建方式，也是虛擬現(xiàn)實(shí)視頻拍攝的基本方式。受疫情影響，全景拍攝在虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)直播、影視、旅游行業(yè)中率先出現(xiàn)了井噴式發(fā)展，這類制作方式的技術(shù)難度相比前幾種制作方式難度更低，成本更低，部分定制化虛擬現(xiàn)實(shí)全景服務(wù)提供商受到資本的青睞并開始走向大眾。但目前這類虛擬現(xiàn)實(shí)制作方式?jīng)]有相關(guān)制作標(biāo)準(zhǔn)和制作格式，也沒有專用的制作和編輯軟件，此外，視頻的性質(zhì)決定了此類方式的虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸感較差且喪失了交互性。因此，目前的全景視頻并不是真正意義上的VR視頻。

　　(4)拍攝建模方式

　　拍攝建模方案是當(dāng)前的新興的建模方式，這種建模方式綜合了全景拍攝和激光掃描建模的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)VR場(chǎng)景的大量場(chǎng)景模型要求，出現(xiàn)了這樣快速建模的方式。

　　(5)虛擬現(xiàn)實(shí)交互式建模

　　虛擬現(xiàn)實(shí)交互中構(gòu)建VR場(chǎng)景這項(xiàng)工作一開始就受到了各大公司的關(guān)注，Vive消費(fèi)版發(fā)布的時(shí)候，典型應(yīng)用HTC列舉了三個(gè)，其中就有Google的Tilt Brush，這款軟件被大家稱為VR世界的PS。在Google推出VR繪圖軟件之后，Unity、UE4紛紛推出自己的VR場(chǎng)景構(gòu)建工具，很多專注于此類應(yīng)用的初創(chuàng)公司也獲得了資本的青睞。

　　二、三維場(chǎng)景創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境相關(guān)技術(shù)

　　虛幻引擎和Unity引擎是當(dāng)今常見可用于制作虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的三維引擎，在軟件中導(dǎo)入三維模型后，經(jīng)過簡(jiǎn)單操作即生成虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

　　(1)創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境工程文件

　　創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實(shí)交互時(shí)，首先在三維建模軟件中制作好淄博花燈會(huì)三維模型且準(zhǔn)備好聲音效果，進(jìn)入虛幻引擎中，新建一個(gè)工程文件，打開文件并在初始設(shè)置中選擇虛擬現(xiàn)實(shí)選項(xiàng)。初步設(shè)置完成后，在將提前在外部制作的三維場(chǎng)景模型、三維角色模型以及音視頻資源等文件放入統(tǒng)一的工程文件夾中。通過搜索，從網(wǎng)絡(luò)上尋找符合中國(guó)風(fēng)格，并且舒緩平穩(wěn)的背景音樂(如果有充足的時(shí)間，可以自制音樂)植入場(chǎng)景工程文件。這些背景音樂能令觀眾在游覽過程中更加心曠神怡。將上述文件導(dǎo)入工程文件后，可以開始進(jìn)行藍(lán)圖設(shè)置。

　　(2)創(chuàng)建藍(lán)圖并利用藍(lán)圖可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交互內(nèi)容

　　虛幻引擎中的藍(lán)圖可視化系統(tǒng)是一個(gè)是使用基于節(jié)點(diǎn)的界面從虛幻編輯器中創(chuàng)建游戲可玩性元素的完整的游戲腳本系統(tǒng)。通過使用藍(lán)圖，設(shè)計(jì)人員幾乎可以創(chuàng)作任何包括虛擬現(xiàn)實(shí)在內(nèi)的任何游戲元素的原型，以及實(shí)現(xiàn)或修改這些元素。

　　通過藍(lán)圖的編輯，設(shè)計(jì)人員對(duì)視覺，聽覺，交互等效果進(jìn)行詳細(xì)設(shè)置，并設(shè)置虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與現(xiàn)實(shí)硬件設(shè)備的數(shù)據(jù)交流。

　　(3)虛擬立體聲及音效音樂設(shè)計(jì)

　　在三維場(chǎng)景建設(shè)完成，并初步建設(shè)出虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景后，設(shè)計(jì)聲音效果以保證沉浸感。三維虛擬聲音系統(tǒng)即虛擬立體聲。虛擬立體聲，實(shí)質(zhì)上是通過軟件模擬實(shí)現(xiàn)具有立體感的聲音效果。當(dāng)用戶直接聽到這些虛擬環(huán)境中的聲音后，不僅可以聽到聲音的音色、音調(diào)與響度隨著用戶的交互進(jìn)行變化外，也能感受到聲音的來(lái)源方向。

　　虛幻引擎(unrealengine)4通過引擎的優(yōu)化從而簡(jiǎn)化了創(chuàng)造和修改環(huán)境聲(Ambient Sound)Actor，從而實(shí)現(xiàn)了三維虛擬聲音技術(shù)的過程。環(huán)境聲擁有各種屬性，通過對(duì)音頻屬性的修改和調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)符合現(xiàn)實(shí)世界規(guī)律的環(huán)境聲：距離用戶位于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的坐標(biāo)越遠(yuǎn)的聲音會(huì)越小。

　　在虛幻引擎的模式(Modes) 面板的 所有類(All Classes) 下選擇環(huán)境聲(Ambient Sound)Actor，并將其導(dǎo)入其構(gòu)筑的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境創(chuàng)作界面中后，開始對(duì)各類屬性進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過對(duì)衰減(Attenuation)、調(diào)制(Modulation)和音頻體積(Audio Volume)三個(gè)屬性的設(shè)置。在通過以上三個(gè)方面，使用前期收集并導(dǎo)入工程內(nèi)的音效資源，在設(shè)置面板中進(jìn)行不同屬性的設(shè)置，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)三維虛擬聲音。——論文作者：張?zhí)煊?賈凱楠 林教剛