3D虚拟（精选11篇）
3D虚拟 篇1
网络购物即消费者通过网络购物的过程。网络上出售的商品款式新颖、样式齐全、价格便宜, 消费者可享受送货上门服务, 轻松、自由地实现购物需求。因此, 作为一种新兴的商业运作模式, 网络购物已走进了千家万户。但网络购物中也存在一些问题, 比如, 网络商品无法试穿、试用, 缺少直接购物体验, 尤其是在购买的衣服尺寸不合适需要换货、退货时, 消费者不仅要承担相应的邮寄费用, 还有可能遇到卖家不予退货的情况。这些都会为消费者带来很大的困扰。为了尽量减少或避免上述问题的发生, 已有专业人士设计出了虚拟3D试衣镜、3D试衣间等相关软件。
1 3D咕咕试衣间
3D咕咕试衣间由北京华创振新科技发展有限公司开发, 目的是为了帮助用户解决网购衣服时无法试穿的问题, 是目前世界上首款可实现3D真人试穿的移动终端。
进入3D咕咕试衣间首页后, 用户可以在“形象”里选择与自己类似的发型, 并且根据自己的身高和身体各部位的尺寸调整模特的身材;挑选自己喜欢的衣服, 并让虚拟的自己试穿。
试穿一件宽松的衣服时, 此试衣软件呈现出的却是贴身正装的感觉, 无法体现宽松的效果。众所周知, 衣服的材质具有特殊性, 会随着身体结构的变化而变形, 但目前的技术尚未达到这个高度, 因此, 采用该软件的虚拟试衣效果一般。
此外, 当将模特身材调整至偏胖时, 除了单纯地将模特的身体宽度拉宽以外, 其他并未产生任何变化, 效果生硬、死板、不自然。该软件的初衷是为了解决消费者在网上购物时无法试穿的问题, 但试穿效果给人一种为了试衣而试衣的感觉, 这是该软件没有得到广泛应用的重要原因之一。
2 虚拟试衣间
虚拟试衣间是一款具有虚拟试衣和随意搭配服饰功能的软件, 其比3D咕咕试衣间多了“上传用户照片”的功能, 只要按照软件提供的标准姿势摆造型拍照, 如图1所示, 即可获得比较真实的试衣体验。
但是该软件只可平面展示, 无法360°查看。此外, 调整模特的胖、瘦时只能通过拉宽和拉长衣服来实现, 并没有达到应有的效果。
3 每日新款试衣间
与前两个试衣软件相比, 每日新款试衣间增加了换发型、拍写真、秀恩爱和晒宝贝等娱乐功能。其试衣方式是将模特人脸换成用户的脸, 并智能合成一个整体, 但人脸与模特衔接不自然, 效果一般。
4 结束语
综上所述, 现阶段, 3D试衣技术还处于初级阶段, 有待发展和推广。视觉是人体最重要的身体感知, 因此, 3D试衣的效果一定要尽可能逼真。如果试衣软件首页设置了可完全模拟用户身体尺寸的专属虚拟3D模型, 且购物网站可提供每件衣服在各种身材上呈现出的试穿效果, 即当用户选择了自己喜欢的衣服后, 系统会自动呈现逼真的上身效果图, 从而为用户提供可靠的、有参考价值的虚拟试衣画面, 则可充分发挥虚拟试衣的作用。
未来的世界一定是智能的世界, 3D虚拟试衣软件的功能一定会更加齐全, 为网络购物提供更加实用、便捷的服务。
摘要：人们在网上购物中总会买到一些模特穿着合适, 但自己穿着时尺码不合适的衣服, 进而引发一系列的换货、退货问题。在此情况下, 各种3D虚拟试衣软件诞生了, 目的是使消费者在网上购物时可虚拟试衣, 判断衣服是否适合自己后再购买, 还可帮助消费者搭配流行、时尚的服装。但这些软件没有得到很好的推广, 因此, 对阻碍虚拟试衣软件推广的因素进行了分析, 并阐述了该类软件的发展趋势。
关键词：网络购物,3D试衣软件,3D咕咕试衣间,网络商品
参考文献
[1]胡静.三维试衣的理论方法研究——网上购物顾客试衣系统的研究[D].上海:华东师范大学, 2002.
[2]高峰, 董兰芳.网上3D试衣系统技术研究[J].计算机仿真, 2006 (06) .
[3]董雪峰, 潘丽, 张海泉.网络试衣技术现状[J].国外丝绸, 2007 (02) .
[4]王建一, 郝慧.三维试衣系统人体建模方法总结与系统前景展望[J].价值工程, 2011 (15) .
[5]刘明昆.三维游戏设计师宝典——irtools技术实战篇[M].汕头:汕头大学出版社, 2006.
3D虚拟 篇2
长沙华恒园信息科技有限责任公司
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景观建筑
3.4.灯光与阴影制作
一般使用标准灯光进行照明。
3.5.材质制作
一般使用用标准材质或多维子对象材质。（如果用vray材质进行烘焙，烘焙出来的Vray灯光贴图需作为位图放入标准材质里，重新赋予给模型。）
3.6.3D Max简单动画制作
3.6.1.新建相机 3.6.2.制作相机路径
3.7.3D Max模型及其材质整理
对场景模型进行分析，确定模型整理与简化的方案。
模型附加注意事项：
1.不应把相隔太远的物体附加到一个单体里；
2.可以复用的单体不应附加，会增加页数；
3.附加后的单体模型，可能包含多种材质，尽量重新制作材质球，用多维材质，重新赋予；
4.把所有单体的Gizmo整理到单体的中心；
5.整理好模型和材质后，应整理一下场景所有单体模型的名称，最好用英文命名。
3.8.3D Max烘焙与导出
2009年工作总结与2010年工作计划
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3.8.1.模型烘焙与导出FBX步骤：
1.UVW展开
选择要烘焙的单体模型，添加“UVW展开”修改器，选中“面”级别，通道为“2”，点“编辑”－“贴图”—“展开贴图”－“确定”，完成UVW展开；
2.渲染到纹理
打开“渲染到纹理”面板，设置自动保存路径 设置使用当前通道，值为“2” 添加“LightingMap”目标贴图位置选择“自发光” 勾选“保存到源”，“保留烘焙材质”
点“渲染”。
3.导出FBX
导出时的单位设置为“Meters”，轴向设置为“Y－up”，勾选Embed Media。
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3.8.2.烘焙与导出时的注意事项：
1.烘焙时产生的贴图一般可以手动保存一下，以备用；
2.有严格位置关系的不同单体模型，应尽量一起导出，否则导入U3D中可能要调整位置关系；
3.FBX格式可包含动画内容，3DS格式不能；
4.相机的导出与普通模型的导出一致。
3.9.FBX文件导入U3D 2009年工作总结与2010年工作计划
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3.9.1.导入的模型可能比例有些不对，可在Scale处进行简单设置解决此问题3.9.2.位置可通过手动拖动或输入数值来确定
3.10.U3D基本设置与制作
3.10.1.制作地形Terrain 3.10.2.设置地形的大小 3.10.3.给地形赋予材质
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3.10.4.制作相机Main Camera 3.10.5.制作灯光
3.10.6.制作Directional light 3.10.7.制作Point light（太阳）
3.10.8.制作天空盒Skybox 3.10.9.制作First Person Control 调整行走速度、高度。
3.11.材质设置
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3.11.1.调节Main Color
3.11.2.调整Shader类型
Shader一般设置为LightMappedDiffuse类型，再加入LightingMap。
3.12.碰撞设置
Box Collider 3.13.界面制作与交互设置
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3.13.1.界面设计 3.13.2.脚本编写
3.14.发布导出
3.14.1.导出Windows Standalone 3.14.2.Web Player
Player设置：Web Screen一般设置为800*600大小
基于3D技术的虚拟服饰营销模式 篇3
[关键词] 3D技术虚拟服饰流程再造营销模式
一、引言
至2006年12月31日，我国上网用户总数13700万人，上网计算机总数5940万台。电子商务在上述背景下蓬勃发展。万维网日渐成为服饰生产商和中间经销商的一个重要销售渠道。《2006年中国C2C网上购物调查报告》数据显示，至2006年3月，北京、上海和广州共有C2C网上购物消费者200万人，网民渗透率达16.2%。最大宗的C2C网上商品为服装、化妆品及珠宝。但网上销售的服饰类商品，目前仅以二维形式展示，即使一些电子商务网站提供服饰试穿戴服务，也限于已有的模特，且给购物者浏览的视角唯一。网络虚拟现实（Network VR）技术和仿真技术的发展使构建三维虚拟购物场景成为可能。
二、现有服饰网络营销模式的现状和问题
目前电子商务网站的服饰营销模式主要有两类：一类以eBay为代表，没有试衣过程，最终通过电子商务交易；一类以QQ秀为代表，有某种意义上的试衣过程，服饰穿在固定虚拟模特身上。
本文研究eBay“一口价”服饰营销模式，分析eBay服饰营销流程。它包含选衣和买衣两个过程，买家通过电子商务网站，寻找感兴趣的服饰，浏览服饰的实物图片，比较各种服饰的差异后，确定购买对象，支付货款得到服饰。整个过程购买者不能试穿服饰。据调查，1999年全球在网上购买衣服的金额达到十亿美元，但退货率却高达40％。主要问题在于人们体型和感觉的差异极大。另有调查显示，消费者怯于在网上购衣的原因中，85％是因为不能试穿，买了容易后悔。
QQ秀提供了试衣过程，只需点击服饰目标，就可以自动穿戴到QQ模特，然后支付Q币即可。但QQ秀中的试衣环节有以下缺点：试衣者是固定的虚拟模特：男女两类;只有少量的服饰及装饰品，并且是非现实中的服饰；缺乏交互性，可观赏的角度单一 。
三、服饰消费行为过程分析
1.一般消费行为過程
消费者的一般消费行为可归结为5步，如图1所示。
图1 消费者消费行为过程
目前的虚拟商店只在图1中的前两个行为过程给消费者提供方便。对消费者而言，虚拟商店提供以下3个优势提高服饰交易的成功率。
（1）虚拟购物的便利性。消费者足不出户即可浏览及购买各种款式的服饰。
（2）虚拟购物的隐私性。消费者以不同角色和多重身份购物。
（3）虚拟商品的时尚性和多样性。企业在网上同时传达各季、各时期的服饰信息，给消费者提供最新、最时尚的服饰款式。
如何抓住并满足消费者的购物心理，促使图1中第3个行为的发生正是网上交易成功率提高的关键所在。
2. 服饰网络营销的需求特征
服饰的购买和消费具有以下三个特性：
（1）广泛性。服饰是人们生活的必需品，而网络的发展促使服饰网络营销成为传统营销的一个新的市场增长点。
（2）复杂性。服饰消费者在购买服饰时受年龄、性别、性格、等各种因素的影响。服饰网络营销以购买快捷、商品时尚多样的优势满足不同层次消费者。
（3）先验性。与其他商品相比，服饰分类较多，型号标准使之相对统一，但不同的打板方式、款式的差异以及穿着的目的使服饰的购买略显复杂，服饰的视觉效果和穿着效果往往由于面料的材质风格以及穿用者身材、肤色的不同而效果各异。所以消费者在购买时要通过手感、触感和穿着效果来鉴别服装的质地、品质和穿用效果，这些是服饰购买决策过程的关键环节，也是服饰网络营销区别于其他产品的障碍。这也是消费者关于服饰网络营销先验性的要求。
3.3D技术在消费行为过程再造应用中的可行性
VR具有三个最基本特征：交互性（Interactivity）、想象性（Imagination）、沉浸感（Immersion）。服饰的网络营销必须配合使用其它技术和很好的售后服务，尽可能让消费者在购买服饰前了解更多更真实的服饰信息，降低虚拟服饰营销与传统服饰营销在先验性这一需求特征中的差距。
利用3D技术构建虚拟购物场景，以三维的方式展示商品，通过3D技术使顾客更贴切地感受到服饰对人体的贴切程度；凭“模拟售货员”的形式，引导购物者到相应的柜架并协助其试穿，使顾客不但可以领略虚拟世界购物的神秘和便捷，还可以享受现实世界购物的踏实和满足。
四、基于3D技术的虚拟服饰营销解决方案
目前业界有两种设计思想：一种是输入人体身材数据，包括肩宽、腰围、臀宽、足踝的高度等32种资料，或在高矮、胖瘦等八项因素自主选择，电脑即可合成一个非常接近使用者身材的三度空间立体模特，还可以三百六十度旋转。典型代表是美国矽谷Digibits公司完成的网路虚拟试衣技术——3D VR Webfitting。
另一种是把网上3D试衣系统设计成一个Applet，采用B/S模式，用户可以通过浏览器运行试衣系统。客户端在运行Applet的过程中，还可以不断从服务器端获取数据来控制图像变化，这样的实现方案很好的满足了虚拟试衣间的实际需求。
本文不讨论哪种设计思想更好，具体到不同的需求和硬件设施，可能要选择不同的方法去处理。本文以Applet为例，针对eBay的“一口价”模式提出改进的基于3D技术的虚拟服饰营销模式。如图2所示。
图2 基于3D技术的虚拟服饰营销模式图
总体来讲，这是一个人机交互的过程，分为选衣试衣流程和买衣付款流程。
首先，购物者“逛”虚拟购物场景，选择虚拟服饰和虚拟模特，该过程主要是购物者的人工选择，而且很可能重复多次，如同现实生活中逛商店一样，系统记录其所有行为相关参数，如模特种类、服饰型号和款式等到数据库中。
然后，系统根据先前录入的数据和数据库中的购物者的历史数据，进一步智能分析，自动提供其可能感兴趣的服饰并推荐更适合的虚拟模特。整个过程在系统后台操作，购物者看到的是 “试衣系统推荐服饰列表”。随后购物者进入试衣间，根据系统的操作提示将已选的虚拟服饰穿戴到已选的虚拟模特上，全方位观察、拖拽，该过程由人工和系统共同完成。该试衣过程可能要重复多次，直至购物者满意为止。
最后，出价确认，支付货款得到服饰。
图2显示的消费行为过程更接近现实，而且有一个“试衣系统推荐服饰列表”的过程，该过程是对消费者先前的购物记录和当前选择的虚拟服饰、虚拟模特分析后，建立在数据挖掘基础上智能地分析，从众多服饰中选出消费者可能感兴趣的服饰，从某种角度上讲，这是更高层次上模拟现实消费行为。
五、总结及展望
本文通过分析当前商务网站的服饰营销模式，以eBay和QQ秀为例，找出导致虚拟服饰交易成功率较低的重要原因——缺少试衣过程以及试衣的僵硬化，随后提出基于3D技术的虚拟服饰营销模式，从消费者心理和实现技术两方面论证了其可行性和优势所在。随着虚拟现实技术的进一步完善、网络带宽的进一步发展、人们生活节奏的进一步加快，基于3D技术的虚拟服饰营销，甚至虚拟的购物场景将是下一代电子商务的发展趋势。
对网上营销的技术和模式问题的研究，尤其是购物者心理行为的分析将有助于经营者确定其市场策略，在未来多种商业模式并存的形势下，真正了解消费者心理和行为的经商者无疑将在市场中具有巨大的竞争优势。
3D虚拟旅游的现状及发展前景 篇4
关键词：互联网+,虚拟旅游,产业融合
随着我国经济的持续发展, 旅游休闲的生活理念已经深入人心, 国民对旅游服务、旅游产品的需求十分巨大, 旅游业在我国国民经济中的比重也在持续增加, “大众旅游”的时代已经到来。在“互联网+”产业融合的大背景下, 同时也得益于计算机、互联网技术的突破性、革命性发展, 这就带来了新的旅游方式——3D虚拟旅游。
虚拟旅游是虚实结合的休闲娱乐方式, 它不仅能使游客得到比其他方式的休闲, 更好的娱乐性和体验感, 还可让游客无障碍体验跨越时间和空间的快感。虚拟旅游可以弥补外出旅游带来的疲劳感、距离感和高花费等缺点, 而使更多的游客在3D虚拟的世界里便能领略了大自然的鬼斧神工, 感受厚重的历史传统文化, 这些都给传统旅游业注入了新的增长动力。
1 为何发展3D虚拟旅游
随着互联网技术的继续迅猛发展, 世界各国的酒店、旅游和娱乐业等第三产业更加注重对互联网的利用和展示体验。而侧重于虚拟旅游的景点网站也随之产生。通过在网上的虚拟旅游, 人们在数字终端的世界里就可以享受大自然的美丽风貌, 不受时间和空间限制而神游万里。现在, 我国的虚拟旅游市场还处于萌芽发展阶段, 虚拟旅游市场需求也同时存在。虚拟旅游网站为了人们的需求应运而生, 逐渐出现。这种不同以往的旅游体验项目已经在很多的商业项目中实施, 也有一定的客户群体, 特别是对于追求时尚, 成长于数码时代的年轻人都会通过虚拟旅游的形式拓展自己人生的足迹-甚至也包括了部分因特殊原因, 而不能亲临其境的中老年、病患、残疾人士等等。虚拟旅游为人们的旅行方式带来了新的观念。
2 3D虚拟旅游的现状
通过对国外诸多知名的虚拟旅游网站的技术和商业模式的分析、研究。笔者重点分析了其中的若干个具有行业代表性的网站、商业项目, 了解到目前3D虚拟旅游在国内外的发展现状大致如下:
2.1 国外3D虚拟旅游现状
国外的3D虚拟旅游非常发达, 有一款风靡了整个欧美的在线3D虚拟游戏——第二生命。第二生命是一款模拟人们日常生活的游戏, 游客在线注册成功后, 就可以登录虚拟的世界, 进行社交活动, 游览著名的历史景点, 攀爬大自然界的巅峰, 做专业运动员才能作的身体极限运动。系统正式上线以来, 注册玩家总数在2014年已经突破了1千万的注册人数, 2015年9月, 用户在线时长已经超过50亿小时。
2.2 我国3D虚拟旅游现状
我国的3D虚拟旅游行业正在蓬勃发展, 很多著名景区景点都在加入3D虚拟旅游浪潮中, 以满足游客的需求, 更好的宣传自己, 传播自身的美誉度。
2008年北京故宫博物院与IBM合作推出了一个名为“超越时空”的3D虚拟旅游项目, 提供了一个虚拟的紫禁城供有需求的游客进行游览。“超越时空的紫禁城”是一个可扩展的开放式技术平台, 代表了Web2.0应用的下一代发展趋势。该平台集丰富的历史文化内容、教育性、故事性、社区和社交网络特征为一体, 并将这些元素转换为独特的在线用户3D虚拟环境体验。这个虚拟世界可在Linux、Windows和Mac操作环境中运行, 让远在万里之外的人们也能登录游览三维的虚拟紫禁城, 更加直观地认识和熟悉故宫。
游客在此虚拟环境里, 可以挑选的某种身份来进行游览, 如公主、侍从等9种人物身份, 同时游览的过程还提供了“网络导游” (图文、音频, 视屏解说, 动画指导) , 解说词分为简体中文、繁体中文、英语三种。在这里, 游客甚至可以和其他也在同时游览的游客进行互动, 碰撞思想, 探讨紫禁城未知的故事。还可以通过软件定制行走路线, 为真实旅游做准备。在这款软件中可以运用手中的鼠标对感兴趣的景点、文物仔细观看、评价, 还可以保存游览路线, 以便下次重新进入游览系统的时候, 可以从保存的路线中继续游玩。
随着移动数据时代的到来, 故宫博物院2013年首次尝试开发制作App《胤禛美人图》i Pad应用。这个APP以清晰的藏品图为基础, 串联起家具、陶瓷、宫廷生活、书画等各方面的研究成果, 并对绘画本身的构图、技法进行分析。在2015年一款实用性更强的应用《每日故宫》上线了, 发布的《紫禁城祥瑞》、《胤禛美人图》及《皇帝的一天》《韩熙载夜宴图》等多款在线游览或文物介绍的APP。跟着这些App, 观众可以深度游览故宫。
一些知名企业也紧随时代的发展步伐, 已经推出了属于自己的网络旅游项目。2014年就已经上线公测的3D旅行公司, 就在尝试着把桌面端的3D旅游场景的相关景点陆续转移到移动端。目前他们已经有了包括故宫、泰姬陵、威尼斯在内的12款中外著名旅游景点的应用可以供下载了, 后续开放的在线旅行景点计划会增加到60~70个。
上海迪士尼在2016年Steam平台上正式推出了虚拟现实应用Disney Movies VR。该应用收集了迪士尼到目前所有的虚拟现实内容, 并为用户提供类似电影的主题公园沉浸体验, 玩家甚至可以通过这一应用与美国队长等迪士尼和漫威旗下的知名角色进行互动。更为重要的是, 该应用兼容Oculus Rift和HTC Vive这些虚拟现实头盔, 用户也可以通过手部控制器、传统游戏手柄或者键盘和鼠标进行操作。由于使用最新的VR增强虚拟现实的技术, 这就让喜爱迪斯尼的游客足不出户, 就可以在家得到近乎真实的视觉体验, 使在线虚拟旅游达到一个新的高度。
2.3 目前我国3D虚拟旅游的瓶颈缺陷
我国大多数3D虚拟旅游网站都有景点介绍功能, 并且把每个景点的魅力都近乎完美的呈现在网友的面前, 让游客尽情的享受了大自然的魅力。但是, 网站的游客体验还有待改善。3D虚拟旅游是为了让游客能够更好地选择假期旅游的景点, 重点在于选择。毕竟再真实的虚拟也不如真实的步入大自然。故此, 网络上的多数3D虚拟旅游网站在一些细节方面做得还不够, 仍存在一些缺陷:
(1) 3D旅游网站的游客体验有待提高。
大部分旅游景点网站都具有详细解说的功能, 文字或者语音, 能够提供景区的具体环境, 但阻碍了景点网站发展的是网站本身建设水平的落后, 甚至有几家著名旅游景点的网站提供的网络场景, 因景色模糊, 网络加载缓慢, 图片效果不如想象中美好等缺点不仅不能提升景点的形象, 反而在不同程度上对景区原本的形象造成了损失。
(2) 商业模式还处于探索、起步阶段。
例如, 3D旅行公司目前在国内移动端最新发布的一款手机软件“3D故宫”就是一款收费的应用, 其在App Store的售价为18元人民币。3D旅行公司的近期计划是做国内的3D景点应用卖给海外用户、做国外的3D景点应用卖给国内用户。接下来3D旅行会陆续推出各个景点的英文、日语、韩语版本, Android版也会在近期上线。
当然, 由于3D景点制作成本花费巨大, 所以仅凭App Store的收入很难平衡开支。因此3D旅行公司计划在用户量上来之后利用3D场景的优势, 在建筑物上植入一些可以关闭的广告。就好比一些大型游戏内的广告Logo一样, 未来它们也可能会出现在3D旅行上。除此之外, 3D旅行还计划提供开放的窗口供商家在上面标记商店的实景。
虽然设想很好, 但最后能否实现还要看3D旅行的产品能否被足够多的用户所接纳。3D旅行的商业模式的探索仍有待创新和发展。
3 3D虚拟旅游的前景
增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 的出现意味着一个革命性的技术时代到来, 必将对人们的生活和工作、学习等诸多领域产生巨大和深远的影响。而在旅游产业的发展前景也同样巨大, 具体分析有以下一些优势:
(1) 宏大的3D实景体验。比如, 现在在参观阿房宫古代文化遗址时, 那么按照现有的旅游方式, 也只能跟随导游解说, 看到一个后期的遗址建筑而已。很多历史原貌甚至需要游客自己去想象。而一旦增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 技术成熟, 投入商业项目后, 可以直接提供给旅游者在游览历史遗址的同时, 也出现一个3D全景阿房宫, 实际的遗址和虚拟宏大的3D建筑群相结合, 从而把用户体验带到一个新的高度。
(2) 前所未有跨越时空的人物故事展现。传统的景点游览, 仅仅依赖于旅行前网上资料的了解;旅行过程中, 导游的景点讲解介绍。新的技术可以展现一个跨越时空的历史讲述。当游客参观某一个历史景点时候, 笔者可以把有关这个景点的历史故事, 以时间轴为主线, 把历史上有关的著名人物和故事运用3D全景技术手段, 一一展现在游客面前, 使游客身临其境, 置身其中。这样的一个体验, 将带给游客前所未有的用户体验, 大大提升旅游的满意度。
4 结语
伴随新技术, 新的生活方式, 新的文化流行, 3D虚拟旅游的发展必经迎来新的发展机会。作为旅游院校信息化的教育工作者, 了解新的科学技术, 研究新的旅游发展动向和市场运营的创新模式, 把握旅游在信息化时代的发展步伐, 是非常有益和必要的。
参考文献
[1]郑敏.我国虚拟旅游市场前景与开发对策探析[J].产业研究, 2015 (12) :87-88.
[2]许丰宽.呼伦贝尔著名旅游景观虚拟漫游的实现与应用分析[J].信息与电脑, 2015 (20) :11-13.
3D虚拟试衣间的4C营销策略 篇5
关键词：3D虚拟试衣间；4C；营销策略
中图分类号：F27 文献标识码：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.07.026
20世纪90年代，美国营销学大师劳特朋提出符合现代市场营销观念、以消费者需求为核心的4C市场营销理论，包括消费者需求和欲望（Consumers wants andneeds）、获得满足的成本（Cost）、购买的便利性（Con—venience）和沟通（Communication）。结合4C市场营销理论，提出适合3D虚拟试衣间发展的4C营销策略。
1 线上线下定制服务
个性版：由于个体消费者存在着收入水平、文化习俗、消费习惯、教育背景等多方面的差异，3D虚拟试衣间可为其定制个性版，在提供模特生产、T台走秀、饰品搭配、选购助手这些基本功能下，根据不同需求，可让消费者自行选择增开试衣评价、体感试衣、好友分享功能。消费者相互借鉴，利用与模特身份特点相符的智能动态推荐表，商讨购衣。
电商版：电子服装店铺是网购人群的聚集地，3D虚拟试衣间对于这类消费者的需求，推出电商版，同时借助其宣传效果好、规模范围大的特性，为网购人群提供试衣链接。商家上传衣物和饰品参数，向系统提取本季流行服装款式或热销款式，更新自己以前上传的参数设置。
实体版：根据特有的定位搜索功能，为实体服装店铺开设实体版，定位到商家所在地理位置，在试衣之后服务器系统会提示有客户试用了该衣物，消费者点击下单之后，可在规定时间内提取衣物。这一版本不仅帮助实体店铺提升品牌知名度，节约消费者购买时间和成本，而且3D虚拟试衣间可利用实体店聚集的口碑和人气，挖掘潜在市场，进行宣传推广。
设计版：融合DIY设计和试衣系统功能是专门为服装设计公司开辟的设计版，定期推出各大时装展最新亮点供设计师分享借鉴，在3D虚拟试衣间强大的后台数据系统的支持下，设计师还可以为特殊需求的顾客提供定制服装，激发灵感，节省中间环节。
2 差异化定价
目前，市场上众多的网络试衣间是3D虚拟试衣间的竞争对手，因此，差异化定价是大势所趋。对于个体消费者，在免费试用期后，可采取刺激性会员制定价，加强消费者归属感；像电子服装商铺这类消费者，低价渗透定价趋于大众化消费，通过薄利多销扩大市场占有率，打响知名度；在实体店日趋减少的今天，实体店商希望能打造自身的知名度，吸引更多的顾客，占领市场份额，提高自身利润，定位搜索功能会逐渐受到实体店商的青睐，根据不同实体店的定位搜索距离远近进行收费；由于3D虚拟试衣间属于高科技产品，技术含量高，其他网络试衣间很难跨越，高价撇脂定价让追求高品质、市场先行者的服装设计公司愿意购买。
3 联合B2C+O2O营销模式
随着手机移动客户端的广泛应用，3D虚拟试衣间可开辟两种渠道机制，移动版和Web网页版。移动版主要是将移动客户端安装在智能手机、平板电脑等轻便的移动终端上面，方便消费者随时随地使用，迎合移动电子商务的发展趋势与潮流；Web网页版是基于PC机的Web浏览，使用3D虚拟试衣间的Web版，高效便捷，且不需要额外安装过多的东西。
3D虚拟试衣间结合B2C和O2O模式，对于电子服装商家，B2C（business to customer）模式帮助他们找到更多的潜在顾客，提高顾客购物效率，减少退换货的可能，降低成本，节约资源；对实体服装店，采用O2O（offline to online）模式，线上体验，线下付款，实现多家店铺服装可任意搭配，共享资源，提升顾客满意度。B2C+O2O模式达到3D虚拟试衣间和线上线下的资源优势互补，增强市场开拓、渗透和竞争能力，共同开发和利用市场机会。
4 体验式营销
以满足消费者需求为导向的4C营销策略，注重对消费者深入的全方位了解，让消费者感受到被理解、被体贴和被尊重。3D虚拟试衣间的体感试衣功能就是区别于其他网络试衣间，尊重消费者体验而开发的新技术。对于个体消费者，3D虚拟试衣间可以实行通过网页下载安装、线下预装、在应用商店等推荐网站下载即免费试用。在使用过程中消费者可以线上提建议，也可通过好友分享功能与其他使用者进行交流沟通，免费试用期过后消费者可根据自身需求选择购买。
3D虚拟试衣间可建立试衣品牌，建立品牌认知，同时通过合理定价，提高服务质量，增加品牌知名度、美誉度和忠诚度，保持老客户，吸引新客户。此外，与淘宝网、凡客、唯品会等网站建立友情链接，消费者可以在虚拟店铺中直接进行在线试衣，也可以直接进入3D虚拟试衣间试完衣后链接到相对应的虚拟店铺进行购买。消费者还可以通过微博、QQ、微信、论坛等查阅产品动态、功能简介、关注优惠活动及与其他消费者交流信息，及时反馈意见。3D虚拟试衣间可聘请知名设计师和软件开发师作定期专业指导；对消费者进行上门、电话及电子邮件回访，了解使用情况，按照消费者需求变化改进技术和服务，做好客情维护，建立纽带连接；借助网络、广播电视、报纸杂志等媒介进行宣传推广，举行各种社会公益活动，树立良好的品牌形象。
3D虚拟 篇6
今天,3D技术和数字虚拟技术的日趋成熟,在电视作品的艺术创作当中占有的比重越来越大。本文将结合笔者参与设计过的电视灯光作品,对3D技术、数字虚拟成像技术在电视晚会中的应用进行简要阐述。
一央视春晚舞台结构简介
蛇年春晚,继续保留了2012年春晚大展风采的地面升降舞台,更增加了从天而降的总重达40吨的LED云梯,如图1;在舞台两侧环幕区域增加可机械伸缩的移动车台;在观众席上方增加52根可自由组合阵列的线阵箱,可利用线阵箱的错落有致对每个节目进行设计;还在观众席背景屏前端地面区域增加数控升降水幕舞台。为塑造舞台空间感,整个立体舞台依然以LED屏幕为主,总面积将近5600平米,分辨率达到上千万像素,共分11个显示区域,各独立单元通过机械控制产生的立体空间效果千变万化,其中,可升降柱表现力极大。另外在新增加的云梯,移动车台和线阵箱上相应增加屏幕。
二3D技术概念及在春晚舞台的应用
3D是指三维、三个维度、三个坐标,即有长、有宽、有高,换句话说,就是立体的,3D就是空间的概念也就是由X、Y、Z三个轴组成的空间,是相对于只有长和宽的平面(2D)而言。3D在电视舞台布景美术中的呈现具体表现在三个方面:
●写实的3D舞台美术立体布景。在演播室,在三维的立体空间,舞台美术制景根据节目主题的需要,设计搭建出写实或写意的立体舞台空间布景。舞美设计师可模拟现实生活,把写实的房屋,建筑、森林等搬上舞台,尺寸的大小几乎是一比一仿制的,具有真的空间的立体的视觉呈现效果,如图2;
●在舞台布景上通过绘画(或者喷绘)达到的具有假象立体透视的舞台美术场景。舞美设计师为了营造视觉的真实,通过绘画透视手段,在舞台的天幕上描绘出像蓝天,白云,森林,海洋,房屋,建筑等具有假象真实的立体空间呈现效果,如图3;
●在LED大屏幕中播放通过3D软件制作的立体三维影像画面。它的优势在于能够瞬间转换时空场景,这样对于戏剧情节的表达,在空间场景转换上比以上两种方式都更有优势,而且对于主题的表达也更加准确,如图4。
于是一个以3D取代2D、以“立体”取代“平面”、以“虚拟”模拟“现实“的3D数字影像制作技术在电视舞台美术制作当中异军突起。
三数字虚拟成像技术概念及在春晚舞台的应用
数字虚拟成像系统是一种将三维画面悬浮在柜体实景中的半空中成像系统。虚拟成像系统由柜体,分光镜,射灯,视频播放设备组成,基于分光镜成像原理,通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理,然后将拍摄的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中,构成了动静结合的产品展示系统。虚拟成像不需要人们佩戴任何偏光眼镜,在完全没有束缚下就可以尽情观看3D幻影立体显示特效,给人以视觉上的冲击,具有强烈的纵深感。
2013年央视春节联欢晚会动用了大量的虚拟成像技术。譬如开场节目《欢歌贺新春》,舞台所有LED屏幕红光闪耀,搭配金色祥云、灯笼、窗花等多种中国传统民俗元素;观众席上方线阵箱随音乐按阵型下降,32个台主持人一边唱着欢快的歌曲一边乘移动车台出现在舞台上;虚拟的红灯笼、立体福字按螺旋形飞舞,亦或悬挂于舞台上方。最后,六名春晚主持人从舞台上方的虚拟巨型灯笼中缓缓走出.乘云梯从天而降与地面的升降柱对接,通过镜头语言缔造一个喜庆热闹的视觉空间,给观众带来一种身临其境的感受,呈现出无与伦比的电视效果,如图5。
四数字虚拟成像技术的硬件支持
当然,精美的电视画面永远与先进的技术分不开。
2013年央视春晚在虚拟成像技术方面采用了新的系统设计思路,在硬件设备上配置相当丰富;配备工作站HP2800主机5台,空间占用为定制。作用:每台可独立作为工作站,对应各个虚拟机位,也可转换成为控制机,进行调试操作,或者作为数据库,集中调用参数进行备份。
采用Harris FR6822+QXFE机箱一台,其中高清数字视分板卡DA-H6802+S (1分4) 5块,模拟视分VDA6800+S (1分4) 4块,四画面分割器QVM6800+T (4路HD/SD-SD/模拟输入自适应,支持嵌入音频,DVI输出及HD-SDI,输出分辨率1920×1080,延时小于1帧) 2块。空间占用为2U。作用:可以解决多路信号分配和放大,通过增加板卡,方便功能扩充。
采用四联高清小监视器。空间占用为4U。作用:实时监看工作站的渲染合成输出信号,对比由转播车返送回分割器的监看画面,方便掌握输出信号状态,及时排查故障。
采用千兆网络交换机1台。空间占用为IU。作用:控制机和各工作站之间连接,统一控制调试,设置直播操作。
此外,考虑到运用环境的不同,有时需要在离箱体比较远的地方来操作主机,还配备了USB/DVI延长器。键盘鼠标显示器可以在远达60米外的区域来操作此系统.使操作人员更加灵活方便,不会因为连接线过多或者不够长出现安全隐患,系统的应用性更强。
五应对3D技术、数字虚拟成像技术电视灯光设计的创新
面对3D技术、数字虚拟成像技术的迅猛发展,电视灯光老套的布光方法显然已经“心有余而力不足”,为了适应新时代电视画面的需求,电视灯光在以下三个方面做出了创新。
1. 布光方法的改变
3D技术,数字虚拟成像技术重要的一条就是制作的虚拟场景与人物结合的紧密性。这就要求灯光对于人物的处理,不仅仅是照亮、造型,还需要人物的空间存在与虚拟场景是在一个时间、空间画面上的。因此,布光方法打破了传统的面光,逆光、耳光(舞台名称)等教条式的布光方法。而是以摄像机拍摄方向为中心位置,进行多点式布光(电视名称)的方法。而对于人物面光影调的处理,使其不仅仅完成在电视画面对于人物肤色的还原,还必须使人物的存在处于环境气氛当中。
譬如春晚歌曲节目《风吹麦浪》利用虚拟技术配合视频的3D技术,展示出金色的麦浪。让亦真亦幻的金色花瓣在台周围片片飞舞,并用虚拟结合机械升降台,把演员合成在一个热气球里,在天空翱翔,赋予电视画面丰富的空间变化和意向环境,如图6。
同时,我们通过计算舞台物理尺寸以“数字舞台呈现系统”作为实现方法和解决方案,使地面升降舞台随着音乐节奏产生波浪一样的运动,技术实现了电视呈现视频配合机械动态升降的视觉效果,这种特殊的视觉效果即源于准确的技术数据与舞台机械的配合,是将导演的创意和制作人员的制作变为数字影像完美地呈现在舞台上、如图7。
2,灯光色温的统一
春晚舞台近5600平米全部采用LED大屏幕,其发光特性是LED光源,色温为5600K。如果我们把常规灯具作为面光时,它的色温是3200K,而此时大屏幕背景尽管是进口的“巴可”屏幕,但是,它的色温仍然是不可调的。当我们以3200K为色温基准时,电视拍摄的画面大屏幕的颜色还原是偏蓝的。因此,今年春晚,灯光设计在这个问题上进行了很好的解决,面光全部采用高色温的(5600K)VL3500切割成像电脑灯,色温全部矫正到5600K.达到与LED大屏幕色温的一致性。
譬如歌曲《我心永恒》开场创造了一个深海环境,植入虚拟的海洋元素,随间奏“海洋之心“光芒乍现瞬间覆盖整个屏幕,顿时全场幻化成由钻石星系组成的浩瀚银河,在此运用虚拟技术使歌手仿佛置身于银河系的中间,极大增强了电视画面的立体感,音乐进入高潮时水幕根据音乐节奏进行编程,呈现不同造型,配合灯光增加了画面感和感染力,带观众回到那个深远、神秘的动人梦境。灯光在这个时刻,最大程度地把握住了整个色调的处理,对于人物的面光和轮廓光均加入了淡淡的蓝色,使人物的存在与整个环境的存在是浑然一体的,如图8。
3. 灯具投射面积具有可控性
2013年央视春晚舞台近500只电脑灯,其中有160只电脑灯是具有切割成像功能的VL3500电脑灯。在春晚舞台上3D技术、数字虚拟成像技术的运用对于灯光画面投射范围的可控性要求非常高。灯光投射范围面积的大小,直接决定着人物与影像之间画面结合的完美性。另外,灯光投射范围的准确性,对于人物面光、造型光和大屏幕视频素材之间光比的控制,以及画面影调色彩的控制方面,均具有很强的优势。
歌曲《嫦娥》中运用虚拟、3D技术生动勾勒出广寒宫,展现朦胧绝美的九天仙境,随后LED大屏幕幻化出太空背景,由真人演员模拟太空漫步的航天员,引出在太空飞行的虚拟航天器,最后云梯从天而降与地面升降柱对接,制作一个虚拟太空舱,当三位航天英雄在太空舱中向观众挥手致意时,仿佛奔月的嫦娥下凡人间,达到视频、演员与虚拟摄像真假结合的逼真效果,抓人眼球,难辨真伪。这里的灯光设计就是采用了高科技的切割成像电脑灯技术,既完成了对于航天员人物照明的需要,同时余光还不会影响到视频内容虚拟航天器,面光与视频背景的整个光比,完好地控制在摄像机的宽容度范围之内,达到了很好的录制效果,如图9。
六总结与展望
由此可见,2013年央视春晚的舞台是一个运动的舞台,是一个3D技术与虚拟影像技术结合的舞台,还是一个360度全方位观演关系的舞台。
3D虚拟 篇7
三维模型获取是计算机图形学和计算机视觉领域的一个基本研究问题。然而, 利用建模软件 (比如3D MAX和Maya等) 手工进行三维模型构建是一项十分繁琐和代价昂贵的工作。因此, 研究如何从现实世界直接和快速地获取三维模型, 成为该领域的热点研究问题。目前, 现实物体的三维结构获取作为一种数字存储和记录技术, 在物体建模、场景建模、真实感绘制、机器人导航、目标识别和三维测量等科学和工程领域以及考古学、广告、娱乐等其他文化领域有广泛的应用需求。
1 研究现状
客观世界在空间上是三维的, 而现有的图像采集装置所获取的图像是二维的。尽管图像中含有某些形式的三维空间信息, 但要真正在计算机中使用这些信息进行进一步的应用处理, 就必须采用三维重建技术从二维图像中合理地提取并表达这些三维信息。三维重建技术能够从二维图像出发构造具有真实感的三维图形, 为进一步的场景变化和组合运算奠定基础, 从而促进图像和三维图形技术在航天、造船、司法、考古、工业测量、电子商务等领域的广泛深入的应用。
1.1 三维信息的获取
三维信息获取的技术手段多种多样, 通常, 人们获取物体三维模型的方式有三种:第一种方式利用建模软件构造三维模型;第二种方式通过仪器设备获取三维模型;第三种方式利用图像或者视频来重建场景的三维模型。
图像是二维数据, 但是在关于某一场景或物体的一幅或者多幅图像中可以找到许多线索, 从中人们能够推知图像所记录的场景或物体的几何信息。这些线索包括物体边与边之间的几何关系、两幅图像的视差关系、两幅图像中特征点的对应关系以及物体轮廓信息等等。这些线索是场景中物体所具有的, 称为“被动线索”。有时候根据需要还可以创造线索, 如在物体表面上用光线打上条纹或者制造出阴影, 这样的人造线索称为“主动线索”。
对于使用主动线索的方法而言, 又可以分为以下两类。第一类利用场景中已知形状的物体或者某些简单几何元素之间的关系进行建模。第二类使用物体的轮廓信息, 物体在图像上的轮廓是理解物体几何形状的一个重要线索。
对于以上所述可以用图1来表示。
1.2 3D MAX软件
3D是three-dimensional的缩写, 就是三维图形。在计算机里显示3D图形, 就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里, 真实的三维空间, 有真实的距离空间。人眼有一个特性就是近大远小, 就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维的, 我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像, 是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉, 而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识, 三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色, 而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3d线条的绘制。
2 三维场景的制作
三维场景的制作主要分8个步骤:
(1) 方案分析:按照设计草图确定各部分的尺寸、材料、样式以及方案的风格、色调, 还要准备一些照片或图片为参考。方案分析时还要确定建模的顺序和方法、灯光布置的初步方案, 并确定哪些需要在3DMAX完成, 哪些需要在photoshop中调整及合成。
(2) 创建框架:这一步是为确定视角做准备, 模型应该尽量精简, 但各部分的距离和比例关系应该准确。
(3) 建立摄像机:首先要确定摄像机的视角, 视角应突出空间的特点, 位置和方向应尽量开阔。
(4) 精确建模:建模应在摄像机的视野范围内做, 看不到的部分不用建模。模型的复杂程度应在满足效果的情况下, 越简单越好, 模型过于复杂, 在展示效果图中看不出差别, 白白增加了建模和修改的时间以及电脑渲染的时间。
(5) 编辑材质和贴图:在3DMAX中材质与贴图的建立和编辑都是通过材质编辑器来完成的。并且通过最后的渲染把它们表现出来, 使物体表面显示出不同的质地, 色彩和纹理, 材质在三维模型创建过程中是至关重要的一环。
(6) 设置灯光:打灯光时应尽量参考类似空间的照片或图片的灯光效果, 而不要凭空想象。用3DS MAX里的灯光模拟出真实光线的效果, 并要考虑画面的艺术效果。
(7) 渲染输出:确定渲染输入的尺寸大小, 该大小将决定图像的用途以及清晰程度。
(8) 后期处理:渲染合成展示效果图并在photoshop中修改亮度、对比度以及细腻的光影变化, 还要加上人物、植物、小饰品等配景。这些部分在photoshop中做既省事又出效果。增加配景时又要注意, 样式、颜色和风格应与整个空间协调统一, 还要考虑画面的构图。
三维场景的制作步骤如图2所示。
3 案例分析
本次建模样本位于山东省煤田地质局物探测量队 (山东中煤物探测量总公司) , 地址:山东省泰安市泰山大街西段, 此次我要做的内容是办公大楼的三维立体建模。
3.1 基本框架的建立
首先修改系统单位, 以方便数据之间的转换, 将办公大楼的CAD底图导入3DMAX中, 根据平面图的二维样条线生成三维模型, 用挤出或切片的方法先建立出办公楼的基本框架。基本框架如图3所示:
3.2 材质编辑
在办公楼的粗模建立起来以后, 要用之前对模型各个角度拍摄之后的照片, 对这些照片用photoshop进行分析处理编辑, 切出关键部位, 对模型进行材质的粘贴, 需要注意的是这些图片的大小必须都为2的幂次方, 部分所需贴图如图4所示。
粘贴材质之后的效果渲染图如图5所示。
3.3 灯光的设定
在灯光布置阶段, 只需按照实际灯光的位置和类型进行布置即可, 架设上灯光之后的四个视图如图6所示:
3.4 后期处理
用Light scape进行渲染, 首先是灯光的定义, 包括日光的窗口定义和日光的强度等, 然后调整各个材质的参数, 准确定义物体的物理属性, 再进行光能分析计算, 再进行各项参数的仔细调整, 最后渲染输出, 调整图像的亮度、颜色、饱和度、对比度, 修补渲染中留下的缺陷, 加入室外的配景, 最后完成作品, 经过渲染调色之后的图片如图7所示。
摘要：随着计算机虚拟现实技术、网络技术和数字媒体技术的不断发展, 虚拟现实技术在很多领域受到重视, 被越来越多的行业在运用。虚拟技术在制造业、建筑业、驾驶员培训等方面都取得很大的成绩。就建筑设计行业而言, 在虚拟建筑漫游和虚拟展示漫游中对虚拟漫游技术的运用, 打破了以往的通过效果图的二维展示方式, 在建筑设计最终表现形式上有了更直观的演绎。本文详细的阐述三维在现实生活中的应用状况, 发展前景和主要的实现手段。最终选择3D MAX作为实现方式, 着重的讲述了3D MAX的优缺点和如何运用3D MAX制作自控元件的三维模型。
关键词：3D MAX,虚拟,建模,运用,自控元件
参考文献
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[3]王莉莉, 刘嵘.基于图像的几何三维重建方法[J].系统仿真学报, 2001, (13) .
[4]高靖斌, 赖远征.Auto CAD2005建筑图形设计实例教程[M].清华大学出版
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[6]曾建超, 俞志和.虚拟现实技术及其应用[M].清华大学出版社, 1996.
3D虚拟 篇8
变电站虚拟场景主要由虚拟的变电站设备组成, 这些虚拟设备可以被虚拟的操作, 可视化的反映电力仿真的结果, 然而基于传统虚拟现实技术 (如VRML、Cult3D) 实现的变电站虚拟设备, 逐渐暴露出了真实感不高, 速度缓慢及交互性不强等问题, 很大程度上削弱了仿真的功能, 不同程度上降低了技能培训的效果。
为了解决基于传统虚拟现实技术实现变电站虚拟设备所存在的问题, 提出了基于3D引擎实现变电站虚拟设备的思想, 对引擎实现变电站虚拟设备概括出了“几何特性+行为特性+交互特性”的实现方法。
2、变电站虚拟设备实现方法
基于3D引擎的变电站虚拟设备实现是指以3D引擎的虚拟现实技术为基础展现出逼真、动态、实时、可交互的变电站设备。变电站虚拟设备实现方法基本思想是设计基于3D引擎实现变电站虚拟设备的实现框架, 该框架用于实现相关的VR技术的协调和集成。并以此为基础, 通过建模技术及引擎脚本技术实现变电站虚拟设备, 变电站虚拟设备的实现这里主要体现在, 实现变电站虚拟设备的几何特性、行为特性及交互特性。
3、变电站虚拟设备实现过程
变电站虚拟设备实现过程利用建模工具构建变电站设备外观, 在将建模工具生成的模型数据转换为引擎定义的数据结构。通过3D引擎使引擎各相关VR技术协调工作, 形成一个多技术联动的引擎框架, 虚拟模型管理器存储静态及运动变电站设备模型, 是虚拟现实的数据来源。引擎内核与操作系统进行通信交互, 负责虚拟设备的初始化、更新。脚本控制模块定义及调用3D引擎中的各个函数库来完成虚拟设备的信息模型及信息交互。变电站虚拟模型展示界面结合3D引擎渲染技术实现变电站设备虚拟显示, 最终展示出具有“几何特性+行为特性+交互特性”的变电站虚拟设备。
4、变电站虚拟设备几何特性实现
变电站虚拟设备几何特性的实现是将真实的变电站中使用的主要设备进行几何建模。
针对变电站设备多数外形不规则, 结构相对复杂的特点, 这里采用分割重组法来生成设备模型, 即将复杂的设备分解为许多相对独立子部分, 实现各个子部分的建模, 然后再集成为整体设备。
在实际几何建模过程中, 结合变电站设备的特点, 利用3Ds Max高级建模技术分类实现变电站设备的几何模型, 具体的4类分别为: (1) 对变压器等设备的外壳进行物理建模时, 采用拉伸建模技术, 通过为二维截面增加厚度, 从而生成三维模型。 (2) 对断路器的开槽和缺口建模时, 采用布尔运算建模技术, 通过几何形体间的布尔运算来构造更为复杂的三维几何模型。 (3) 对绝缘子串建模时, 采用旋转建模技术, 选一条曲线为母线, 绕旋转轴旋转形成一个三维模型。 (4) 对变电架构建模时, 采用放样建模技术, 创建模型截面和路径, 把路径作为一个主干把不同截面图形连接在一起而形成三维模型。
5、变电站虚拟设备行为特性实现
实现变电站虚拟设备行为特性的核心是结合引擎的脚本, 采用面向对象语言建模技术对变电站设备进行抽象定义。使用引擎脚本语言对变电站设备进行抽象的一个基本思路是通过触发设备内部的活动事件, 以及设备对这些活动的反应, 调用相应的行为动画。这首先需要定义设备的属性, 本文将设备属性分为以下几类:
(1) 几何属性:包含了设备形体的几何信息和拓扑信息
(2) 管理属性:包含了设备的管理信息, 如设备的名称、编号等。
(3) 技术属性:用于描述设备在线路中的约束关联, 它反映变电站设备的“五防”操作, 或设备所处线路的位置约束或设备的操作行为模式。
(4) 状态属性:用于描述设备在操作前后的状态, 如隔离开关的“断开”、“闭合”等。
6、变电站虚拟设备交互特性实现
交互算法是提高虚拟设备交互特性的核心, 针对目前3D引擎的包围盒树交互方法作为一种整体交互方法, 交互性不强、不适于应用在变电站虚拟设备的问题, 本文提出了基于变电站虚拟设备的交互算法。
当视点处于变电站设备节点网格外时, 如果有处于设备包围盒以内的零件 (叶子节点或子树) , 则在包围盒碰撞检测前将叶子节点或子树从遍历过程中删除, 遍历完成后恢复为保留的树型结构。当视点位于当视点处于变电站设备节点网格内时, 则在包围盒碰撞检测前将设备从遍历过程中删除但保留设备的叶子节点和子树, 并将设备节点用一个空节点, 空节点不含任何几何实体, 遍历完成后恢复为保留的树型结构。修改后的算法可以只处理视点相关的设备或零件, 减少了求交的实体数, 有效的提高了变电站碰撞检测的效率, 同时基于设备的碰撞检测技术, 可以根据视点对设备作出多种处理, 有效的增加了模型的交互性。
7、结束语
本文提出了基于3D引擎技术生成变电站虚拟设备的方案, 概括出了“物理特性+行为特性+交换特性”的实现方法, 进一步提高了变电站虚拟模型的真实感和交互性, 解决了传统培训软件变电站设备虚拟展示的弊端, 有效的提高了培训效率。
参考文献
[1]张照彦, 段新会, 王兴武等.虚拟现实在变电站仿真中的应用.计算机仿真, 2008, 25 (2) :252-256
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3D虚拟 篇9
一、网络社区化的趋势
We b2.0不仅使网络人际互动越来越频繁, 而且其去中心化的特征给予网民空前的信息自主权。每个互联网的使用者, 都可以从Web2.0受益, 挑选收集自己感兴趣的信息, 发布自己的观点, 形成并维护自己的网络社交圈, 获得自我满足。随着Web2.0的进一步发展, 实名制SNS的走红, 网络社交圈与现实社交圈逐渐被打通, 社区化成为越来越多的网站发展的方向。
根据CNNIC《第24次中国互联网络发展状况调查统计报告》的统计数据, 互联网在促进网民获取信息、拓展人际交往、鼓励社会参与、提供实际生活便利等方面发挥的积极作用较为突出, 网络时代人们的交往广度被拓宽, 人际联系密度加深。近九成的网民认同互联网加强了其与朋友的联系, 半年提升了4.5个百分点, 81.6%的网民对网上办事节省了很多时间表示认同, 77.5%的网民觉得生活离不开互联网, 互联网已经深入到人们衣食住行的方方面面。[1]
正如耶鲁大学计算机科学教授戴维·杰勒恩特讲的那样, “互联网的终极形态是‘镜像世界’———物理世界的虚拟映射”, 人们将真实生活的一些习惯带入虚拟世界, “它夹杂了每个人不同的生命体验, 倒影中包含了你在真实生活中的社会、机构和家庭结构。”[2]一方面, 真实世界的一切都可以被数字化之后移植到网络空间中, 另一方面, 互联网成为现实生活的必要设施, 和真实世界的生活逐渐融为一体。
二、SNS网站与3D虚拟社区的发展现状
(一) SNS网站的转折点
不久前, 开心网高调宣布其注册用户数量成功突破4000万大关, 并以每天20余万新增注册用户的速度持续增长。2008年9月, 开心网获得北极光创投的400万美元首轮融资, 2009年完成第二轮约2000万美元融资[3]。2008年至今在白领和学生一族中风靡的“偷菜”、“抢车位”等加载在社交网站中的网页游戏成为开心网、人人网等SNS网站吸引人气的主要筹码。因为此类网页游戏设计简单, 玩法单调, 就游戏本身来说, 很容易使用户产生厌倦, 这类小游戏的产品周期都不长, 国内SNS网站对网页游戏过度依赖的发展模式, 也遭到质疑。
开心网、人人网最初都可以算作是对美国SNS网站Face book的模仿之作。但中国的SNS网站并没有像Facebook那样对社交充分挖掘, 开心网等网站的社交方式主要是依赖游戏应用。虽然目前社交网站的网络狂欢鼓舞了网站从业者对未来的信心, 植入广告和虚拟礼品交易也使SNS网站初现盈利的曙光, 但盈利模式的模糊和单薄并不能被掩盖。
从2008年SNS网站的营收规模来看, 80%的收入来源于广告[4]。但一些品牌在SNS网站做了广告之后, 效果并不明显, 产业界和学术界对SNS网站的广告营销效果都提出了质疑。
越来越多的新闻机构、企业、明星进入SNS网站开设主页, 国内的SNS网站也在游戏之外开始很多尝试。新浪、搜狐、百度等一些门户网站也越来越呈现出社交化特征, 阿里巴巴等电子商务网站也利用SNS提高用户的粘性和活跃度, 可以说, 国内的SNS行业进入调整期, 许多网站面临着自身发展的重要转折点。
(二) 3D虚拟社区的潜质
《第二人生》是总部在旧金山的林登实验室提供的由用户共建的3D虚拟世界, 它依靠一个强大的脚本工具, 由用户自己创建世界中的一切, 如房子、车子、衣服、玩具等。2006年底, 德国华裔女教师爱林·格雷夫靠出租和转卖虚拟世界中设计的建筑和风景, 在《第二人生》赚取了3亿林登币 (合美元约110万元) , 被媒体称为“虚拟世界的洛克菲勒”。
2006年下半年开始, 越来越多的现实机构进驻《第二人生》, 使得这个虚拟世界越来越靠近真实世界的映射, 在经历了长达4年多的沉寂后, 其用户规模从2006年年初的10万人迅速增长至2007年年中的1000万人。
美国虚拟热潮催生了2007年中国进入虚拟社区领域的小高潮, 许多网站迅速构建并获得了风投的支持, 但受开发理念、运营模式、网络环境等因素限制, 效果差强人意。《Hipihi》是目前中国规模最大的3D虚拟社区, 其注册用户也只有几万人, 《Hipihi》、《由我世界》等国内比较大的3D虚拟社区, 活跃用户也非常少, 其他的一些同类社区, 尚在公测阶段, 服务器就已经不能登录。
即使是3D虚拟社区的先驱者, 受到全球金融危机的影响, 《第二人生》也不再风光。2008年之后其用户数的增长已经比较缓慢, 金融危机中, 许多虚拟金融业务的中断也使许多用户失望。林登实验室数据显示:2008年4季度《第二人生》最高同时在线用户数仅有7.7万人, 而同期全球受欢迎的网络游戏最高同时在线人数均为百万以上级别。2009年, 《第二人生》用户增长更为缓慢。[5]
3D虚拟社区的发展都遇到了问题, 而由于中国环境的特殊性, 3D虚拟社区在中国一直没有繁荣起来。尽管这样, 我们还是可以看到国内不断有3D虚拟社区的网站投入运营, 中国电信也开通了旗下的3D虚拟社区———China Q, 这说明, 3D虚拟社区的潜力还是有诸多认可。只是, 3D虚拟社区在中国的发展需要更明确的方向分析。
三、SNS与3D虚拟社区融合的可能性分析
笔者认为, 未来网络的发展会越来越倾向于网民自身价值的实现——不仅仅体现在精神上, 也能在物质上有所反应。普通网民利用网络除了能完成简单的物品交易之外, 还能像在真实生活中一样, 通过自己在虚拟世界中创造的成果获得收益, 连通虚拟物品生产和真实生活的经济链条。用网络实现收益的不仅仅是网站, 而可能是每一个网民;交易的物品不局限在真实物品, 也可以是虚拟存在。同时, 网络财务安全得到更好的保障。
SNS打造的相对信度较高的人际平台以及3D虚拟社区为网民提供的丰富创造体验空间, 加快了网络与现实间经济链条形成的步伐。但是, 目前在国内, SNS虽然市场大好, 但难免陷入同质化困境;3D虚拟社区叫好不叫座, 不少开发商和网民对其的认识还停留在游戏层面, 对二者的发展现状进行优劣势分析, 有助于更好的把握两者的发展方向。
(一) SNS网站的优劣势分析
1. 优势和机遇
由其社会交往的基本属性来看, 用户关系是SNS网站的安身立命之本。经过一定时期的发展, SNS网站已经成为很多用户维持其社会关系的工具, 虽然国内的SNS网站对于“社交”和“互动”概念的理解和挖掘还不够完善, 但其进入门槛低, 用户基数大, SNS用户数量的爆发式增长和用户对SNS应用的高参与性已经使SNS逐渐成为网民人际互动和信息传的的平台。
根据CNNIC公布的《2009中国网民社交网络应用研究报告》显示, 社交网站的用户规模已接近国内网民总数的三分之一, 我国社交网站的平台化特征正日趋明显, “随着在网民中渗透率的不断提高, 社交网站正在逐渐成为包括博客、Em ail、IM等各种互联网应用在内的聚合平台。”[6]
特别是开心网、校内网的实名机制, 使用户之间信任度较高, 当下SNS网站网页游戏和应用的火爆, 使其用户有了超越一些门户网站的高密度和高粘度, 这些用户属性都具有很高的商业价值, SNS这个大平台可以说是潜力无穷。
随着电子商务网站的社交化和SNS网站增值服务的扩展, 使SNS不仅仅是社交平台, 更成为互动营销最好的练兵场, 社交与营销平台的融合, 为SNS网站的发展提供了更多的机遇。
2. 劣势和挑战
在SNS网站用户数量增长形势一片大好的形式下, 我们也应该看到, 国内SNS网站同质化严重, 对游戏和应用的过度偏倚, 使用户较容易流失。而导致用户放弃使用社交网站的主要原因中, 没有感兴趣的活动, 有价值的资讯的匮乏上升到比较重要的原因。
在最初的新鲜感平淡之后, SNS用户对网站的参与体验和环境认同感、归属感的要求变越来越凸显, 简单雷同的页面、游戏设计和不够实用的应用加载都成为SNS网站发展的局限。
同时, 植入性广告、精准营销广告和口碑传播虽然为SNS网站带来了不小的收入, 但CNNIC的调查显示, 社交网站用户对各类广告的认可比例均不超过30%[7], 社交网站的广告效果并不十分理想。以广告收入作为主要盈利的SNS网站盈利模式并不明晰和完善, SNS网站在这方面还需要更多的探索。
(二) 3D虚拟社区的优劣势分析
1. 优势
整合了网络游戏、虚拟社区、Blog、电子商务、商务应用插件等功能的3D虚拟社区像SNS网站一样, 具有很强的融合性。另外, 3D的技术优势使3D虚拟社区的用户在使用网站时拥有更强的沉浸感。3D空间的高清晰度和高形象化增强了用户的体验, 3D为用户提供的交互环境更为真实, 以《第二人生》为例, 其居民角色Avatar在3D世界里的身份更具有社会性。由于3D虚拟社区对真实世界的仿真模拟, 使得用户能以相对较低的成本参与体验感较高的各种娱乐、社交等活动, 与2D提供的文本和链接相比, 用户在3D世界有更强的协同感。
3D立体仿真的技术优势体现在营销上则更具有价值。3D的高形象化可以更好地展示产品性能, 植入式广告不仅仅局限于游戏中, 在社区里的投放变得更加灵活。网络虚拟店铺也可以借助3D的这一特点, 使用户获得更好的消费体验和保障。国外的一些电子商务网站就为其虚拟客户提供试穿、试用等服务, 淘宝虽然也增设了试衣间, 但比起用户在3D虚拟空间里自己设定的身高体重等个性化特征, 试衣间里统一的模型, 只能给用户提供服饰搭配参考, 适用性并不强。
一个完备的3D虚拟社区还可以为厂商提供低风险的功能测试和低成本的营销模拟环境。在3D虚拟社区的居民间进行的模拟测试, 可以为厂商在真实环境中推出的产品和活动提供有价值的参考, 也可以为产品上市作预热, 效果好的话, 甚至可以直接在虚拟世界销售, 配套支付和配送环节之后, 真实世界和虚拟世界变可以连接起来, 打通一条经济链条, 为虚拟社区提供更加丰富的盈利模式。
2. 劣势
3D虚拟世界发展一个最大的局限便是其对运行环境硬件和网速的高要求, 特别是在国内, 这一限制更加明显。对硬件的高要求提高了用户进入的门槛, 限制了其用户数量的增长。
以国内多年来对3D的认知, 许多开发商和消费者对3D的属性定义仅仅停留在游戏层面。而缺乏了社会交往, 特别是实名制的真实人际关系载入, 使得3D虚拟社区的发展很容易像简单的3D游戏一样, 娱乐性缺乏创新, 社交性相对匮乏, 失去其平台优势。
(三) 两者结合的优势互补可能性
由以上两点的分析可以看出, 3D虚拟社区的高参与感、体验度可以提高SNS网站用户对环境的认同感, 可以加速SNS网站, 特别是电子商务类网站的增值发展, 弥补SNS网站在盈利模式上的弱点。
而SNS网站的社交互动大平台和低门槛可以提高3D虚拟社区用户的活跃度和积极性, 使3D虚拟社区逐渐从游戏的阵营脱离出来, 网络交友和网络互动可以让用户拥有更好的虚拟生活方式。
四、两者结合的可操作性
国内现在在3D虚拟社区与SNS的结合上已经有一些尝试, 其中的佼佼者是《摩尔庄园》和《奥比岛》, 二者在百度游戏搜索排行榜上长期位居行业前十名。《摩尔庄园》称其2008年注册用户数已经超过了800万户, 并且获得了启明创投500万美金的投资。[8]
除了针对儿童市场的网站, 国内的社交性3D虚拟社区虽不及SNS网站的火爆, 但也一直不乏尝试。除去一些打着社区旗号的游戏之外, 大概可以分为以下几类:类似第二人生的世界构建型, 如上文提到的《Hipihi》等;彻底的电子商务型, 如第1虚拟商务、X购等虚拟购物世界。这些网站都处于公测阶段, 活跃用户很少, 开发商若想在SNS与3D的结合中取得优势, 需要注意一下一些问题:
(一) 把握网站框架的构建
中国用户尚不能适应《第二人生》那样对世界的完全创造, 任何环境都要用户创建, 容易使用户在创建过程中感到疲乏。对虚拟社区的完全创造, 脱离了中国用户的使用习惯。国内几款模仿类似产品迟迟不能获得用户认可, 也有这个原因。
因此, 3D化的SNS网站, 不能把原有的构建完全改变, 而应该从局部和细小处入手, 如虚拟人物Avatar的设定, 道具、礼物的DIY和出售渠道等, 这样, 不仅提高了SNS网站用户的参与度, 而且弥补了当前社交网站礼品道具等同质化的不足, 同时, 通过现实的商业元素的植入, 用户通过虚拟货币消费等多种渠道, 丰富了网站的盈利模式。
(二) 避免网站的同质化
3D虚拟世界形态的丰富性, 为打造不同风格的SNS网站提供了便利。
以互动媒体为主要特色的门户型SNS网站, 应该与3D虚拟社区结合, 凸显社区效果, 为用户提供更好的信息分享环境和互动体验。利用3D的优势, 对视屏加载与Flash的结合、PDF文件的应用、Avatar亲身参与的聊天室和虚拟会议等, 以及不同群体小环境的特色打造, 都能提高用户的归属感。
对于偏重网络游戏的社交网站, 则应该把开发重点放在游戏的可玩性上, 提高游戏的画面感, 完善游戏的世界观和情节构建, 丰富游戏的角色和道具设定等, 以提高游戏玩家的粘性。
对于电子商务类SNS网站, 则应该把3D的应用重点放在提高消费者的消费体验上。从允许用户打造符合自身形象的个性Avatar开始, 店铺的陈列, 买家的试用, 商业街的构造等逐步拓展, 为卖家和买家都提供更加丰富的自我展示平台。3D应用的同时, 要真正打造电子商务网站的社交性, 提供除了IM软件之外更多的交流方式, 除了买家卖家之间的交流之外, 同一个店铺内买家之间的交流等, 可以使网络购物更加向现实靠拢。
(三) 考虑开发的硬件限制
与3D虚拟社区的融合, 对现有的SNS网站来说, 技术和后台需要更强的支持, 3D虚拟世界的开发也需要资金投入, 这对转型期的SNS网站都是挑战。
在现有条件下, 太完整的3D运用, 对用户的硬件配备和国内网络环境要求很高;零星的3D应用又容易换汤不换药, 不能产生明显的效果, 如何把握现阶段3D虚拟与SNS的融合程度, 在现有条件下达到最好的效果, 是需要进一步调查和试验的。
SNS在未来相当长的时间内, 必将是互联网的主角, SNS与各种媒体和技术的结合也将更加广泛。经过第一轮淘汰之后, SNS网站的个性发展和平台构建, 存在诸多可能性。未来的社区网站会因为3D虚拟社区的融入更精彩纷呈, 不局限于2D的空间, 3D是一条突破性的出路, SNS网站和3D虚拟世界能否联手自救, 还需要接受更多现实变迁的考验。
参考文献
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3D虚拟 篇10
摘 要：虚拟现实技术在教育领域的应用逐渐被人们重视， 基于虚拟现实技术的教学资源设计开始成为职业教育领域研究的热点。当前基于虚拟现实技术的教学资源设计可以模拟并构建实物的三维模型，却不能有效地体现教学资源在空间层次上的沉浸感和交互性。文章将偏振式3D立体虚拟现实技术应用于职业院校计算机组装与维护课程的课件设计过程中，介绍了利用Unity3D软件配合偏振显示屏开发3D立体教学资源的方法，给出了相应的技术选型方案和开发流程，将3D立体教学视频和3D立体教学实验以课件的形式整合到一块，对视频教学和实践操作进行了有机的结合。
关键词：偏振式3D；虚拟现实；教学资源
中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2015）16-0059-04
一、引言
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出要深入推进中等职业教育改革创新，加快培养高素质劳动者和技能型人才，这也对职业院校学生的实践动手能力提出了要求。因此，能否提高职业院校学生的实践动手能力成为职业教育教学急需解决的重点问题之一，而设计一种具有较强交互特征的学习资源是解决该问题的关键。由于3D立体虚拟现实技术可以提供一种实时的三维立体虚拟环境，使学习者可以完全沉浸在虚拟环境中，产生空间上的感知，因此将3D立体虚拟现实技术应用于职业院校教学资源的设计过程中，能够增强学生学习兴趣，提高学生参与度和实践、创新能力，极大满足了职业院校学生的内在学习需求，且与当前职业教育教学中注重学生创新实践能力的观点兼容，具有较大的理论研究价值和社会应用价值。
目前3D立体效果的实现方式主要有红蓝眼镜、主动式3D和偏振式3D三种。其中，红蓝眼镜成本低廉，但由于其呈现色彩有限，因此画面色彩还原度不高，不能满足一般用户的需求。主动式3D是透过眼镜本身的主动运作来达成3D立体效果，其优势是可以完全还原图像的分辨率，但是需要配套设备的支持，成本昂贵且会出现画面闪烁等问题，增加用户眼睛负荷。偏振式3D技术可以很好的解决红蓝眼镜无法重现原本图像色彩的缺点，同时随着偏振显示器技术的发展，其价格不断下降，成本也得到了有效控制。为了还原图像原本的色彩，减少设备成本以及降低教学资源制作的难度等，本文以职业院校计算机组装与维护课程为例，采用基于偏振式3D立体虚拟现实技术实现教学资源的设计与开发。
二、国内外研究现状
虚拟现实技术是指通过计算机将现实环境编制到计算机中构成三维空间，并通过多种专用设备使得用户在视觉、听觉、触觉、味觉等多种感官上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉[1]。
当前虚拟现实技术在职业教育领域的应用已经有了一定的发展。王金岗对虚拟现实技术的内涵及特征进行深入分析，提出虚拟仿真实践教学设计的5个步骤，优化了实训教学的环境，提高了实训教学的效益，拓展了顶岗实习的空间，促进了学生全面发展[2]。刘颖针对电子类专业职业教育的培养目标，将虚拟现实技术应用于电子类专业职业教育，提高了学生实际动手能力的需要[3]。林康等人结合工学的教学特点，探讨了应用虚拟现实技术实现实验条件与实验环境的途径[4]。M.Travassos Valdez等人将桌面式虚拟现实技术用在远程教育当中，为学生提供了足够的学习空间，并使他们能更好的与设备进行交互[5]。徐素宁等人提出基于虚拟现实技术的实景图像虚拟旅游系统，避开复杂的场景建模与绘制，实现了自然风景的虚拟观光旅游[6]。M.Karkoub等人提出一个基于虚拟现实技术的互动管道检测系统，使学生能够识别管道的不同类型缺陷，降低实验成本，提高学习效率[7]。Joseph Psotka 将沉浸式虚拟现实技术应用于教育培训系统的开发，加速学生技能学习，增强学生实际动手能力[8]。Joel C. Adams等人将虚拟现实技术用到计算机图形学课堂上，并有效激发学生创造力和想象力[9]。
设计优良的教学资源对于职业教育教学的提高具有至关重要的作用，而具有良好交互性的虚拟现实技术可以极大满足职业院校学习者在学习过程中的交互性学习需求[10]，因此，将虚拟现实技术应用于职业教育教学资源设计研究中，有利于进一步激发学生学习兴趣，增强学习体验。徐智仕等人利用虚拟技术建设三维实验教学资源，模拟了教学实验内容，加深学生对所学知识的印象[11]。饶跃东将虚拟现实技术融入网络教学之中，使传统的教学资源利用虚拟现实技术更加形象化、真实化地展示给学习者，使之能够在虚拟世界中得到更佳的学习体验[12]。王波等人提出立体视觉课堂辅助教学模型和四种适用于学校3D教学资源的建设方案，改进了教学手段，激发学生学习兴趣[13]。A.Z.Sampaio等人将虚拟现实技术运用到建筑工程土木专业的学习资源设计中，以可视化的形式辅助学生实现更好的分析监控[14]。
通过对现有研究的分析，我们发现，虚拟现实技术在职业教育教学资源设计中的应用还处于三维仿真、模拟阶段，没有引入立体视差的概念，无法为学生提供一种空间感知的环境，学生对虚拟环境中模型的距离没有感官上的刺激，不能很好的激发学生学习兴趣。同时，目前基于虚拟现实的教学资源在设计上偏向于视觉呈现方面，在知识点整合与操作交互方面还有所欠缺。
为了解决这些问题，本文将偏振式3D立体虚拟现实技术引入职业教育教学资源设计中，解决学习资源在立体空间交互上的不足，加强学生实践动手能力，同时将教学的知识点材料与虚拟现实环境有机融合，使学生从知识点学习到动手操作可以一步到位。
三、偏振式3D立体虚拟现实技术
1.偏振式3D立体成像原理
偏振式3D立体是根据光线的“振动方向”原理来组织原始图像，利用偏振显示屏，向观看者输送两幅偏振方向不同的图像。当图像通过偏振眼镜时，每只镜片只能接受一个偏振方向的图像，因此，人的左右眼就能接收两组具有视差的图像，再经过大脑合成，达到立体影像的效果[15]，如图1所示。
2.立体视差生成算法
对于立体视差的生成，本研究采用双中心投影法，双中心投影法在计算图像对应位置的时候不会产生垂直视差，立体窗口是共面的，不会发生扭曲，并且最大水平视差是有界的，因此该方法的效果最为理想[16]。其原理是在显示屏上选取两个中心点，一个中心点Le对应左眼视图，另一个中心点Re对应右眼视图。如图2所示。
Le与Re之间相差距离为E，投影的平面垂直于XZ平面，并且位于距离Z轴坐标D处。Le的坐标是（-E/2，0，0），Re的坐标为（E/2，0，0），可以得出P点的坐标（X0，Y0，Z0）的左右眼在立体窗口中的投影坐标分别是：
XL=D*X/Z-D*E/2*Z+E/2； Yl=D*Y/Z
XR=D*X/Z+D*E/2*Z-E/2； Yr=D*Y/Z
四、基于偏振式3D立体虚拟现实技术的教学资源设计与开发
在众多教学资源的表现形式中，多媒体课件以其直观性、灵活性、实时性、立体化的特点发挥着其他教学资源所无法替代的优势[17]。本文以职业院校计算机组装与维护课程为背景，针对计算机组装与拆卸和计算机故障排查这两个实训部分的内容，设计开发了基于偏振式3D立体虚拟现实技术的多媒体课件。
1.偏振式3D立体教学课件设计
课件设计是对课件内容、呈现方式、教学理论以及课件使用技术等各方面的整体规划。课件设计需要符合科学性、程序性、教学性、艺术性等原则，并遵循学生的认知规律与教学规律，因此课件设计是课程开发的首要任务[18]。本文的课件设计如图3所示。
（1）以演示为主的非交互式立体教学视频
主要是录制专业教师讲解基础知识信息的3D立体视频，包括计算机组件的功能介绍、教师操作如何组装的演示过程、计算机故障演示、计算机故障排除等。录制的视频经过后期的加工剪辑之后形成完整的3D立体技能教学微视频。
（2）以操作为主的交互式立体教学模拟操作实验
交互模块主要包括计算机组件辨识模拟实训、计算机组装与拆卸模拟实训和计算机故障排查模拟实训，目的是通过互动的方式引起学生兴趣，提高学生的投入度，并通过虚拟环境的模拟增强学生的实际动手能力。
计算机组件辨识模拟实训部分，主要是让学生在虚拟环境中认识计算机组件。学生可以通过鼠标多角度观察屏幕上的组件及其详细介绍，加深学生对计算机组件的认识。计算机组装与拆卸模拟实训部分，主要是让学生通过鼠标去操作移动虚拟环境里的计算机组件，模拟计算机组装与拆卸的过程。而计算机故障排查模拟实训部分，主要是在虚拟环境中模拟计算机的故障状态，学生通过听声音和模拟检测，最终排查正确故障。
2.偏振式立体3D课件开发
基于偏振式立体3D的计算机课程教学课件开发主要分为非交互模块开发和交互模块开发，其实验工具如下：
硬件设备：台式机及其配套组件，台式机型号为LENOVO THINKSTATION E32 VT；3D摄像机一台，型号为HDC-TMT750GK；三脚架，型号为百诺A1682TB0。
软件：Photoshop CS4，Adobe Premier CS4，3DMAX_2012，Unity3D_4.6.1f1。
3D摄像机主要用来录制教师讲解的3D立体视频，Photoshop用来处理采集的图像信息，3DMAX通过对实物的建模最后导出可被Unity3D识别的模型格式，Premier用来处理采集的视频信息，最后利用Unity3D进行最后的集成并实现交互。其开发流程如图4所示。
（1）非交互模块的开发
非交互模块的内容主要通过3D摄像机拍摄完成。本研究所需的视频素材主要包含专业教师教授的计算机硬件介绍、计算机组装过程、计算机拆卸过程、计算机故障排查过程等。多媒体人员采集视频素材后，利用视频编辑软件Premier进行后期剪辑。最后由技术人员通过Unity3D将处理好的视频资料整合到课件中。
（2）交互模块的开发
交互模块包含计算机的组装、故障排除、组件辨别等功能，主要涉及对实物的三维建模，行为脚本代码的编写，最后通过Unity3D控制立体视差的生成，形成一个完整的3D立体教学课件。
①三维实物的建模
建模的主要对象包含计算机主板、计算机各组件、实验室场景及配套设施，本文依据华硕P6TSE主板及其对应配件为原型进行建模和后期渲染。
②脚本代码的编写
技术人员根据建模情况，为每个计算机组件编写脚本代码，包括计算机主板模型分层OnTriggerEnter事件，主板插槽与目标组件的碰撞事件等。以下代码为内存条插槽的碰撞检测代码，主要是为目标添加碰撞检测器，检测目标是否发生碰撞需要。
Void OnTriggerEnter（Collider collider）{
If（collider.gameObject.name=“Memery”）{
Flag = true；
}else{
Flag =false；
}
}
③通过Unity3D控制视差生成
根据偏振3D原理，立体视差的实现需要模拟人左右眼所看到的画面。在Unity3D的环境中，两个摄像机可以模拟人的左右眼。人的左右眼间距大致为60mm，因此，我们设置左右摄像机的x轴的初始距离分别是-0.03和0.03，并新建两个plane来投射左右摄像机所拍摄的画面，分别用来表示屏幕的左右两个区域。再添加一个主摄像机来对两个plane进行覆盖。
偏振式3D立体教学课件设计的核心是对交互过程的控制以及理想视差的生成，通过核心代码控制两个区域中组件在拖动过程中产生的视差。当组件进行空间方向上的前后移动时，我们需要专门的公式来处理视差跟组件的缩放比率，使组件在负视差情况下进行相应的放大，并制造“出屏”效果；在正视差情况下进行相应的缩小组件，产生“内嵌”效果 。我们设组件的三维坐标为（x，y，z），计算投影到显示屏上点的缩放比例scale为：
Scale=h/Math.abs（vidiconZ-z）
其中h是我们假设摄像机到屏幕的距离，vidiconZ是摄像机的Z轴坐标，再根据立体视差生成算法，我们可以得出该组件投影到屏幕上的坐标为：
XL=D*X/Z-D*E/2*Z+E/2； YL=D*Y/Z
XR=D*X/Z+D*E/2*Z-E/2； YR=D*Y/Z
通过以上公式变换，我们得到了需要的左右眼的图像组件坐标（XL，YL）、（XR，YR），同时也得到了该组件的缩放比Scale，根据这些条件，可以实现在鼠标移动操作过程中定位左右两个摄像机拍摄区域组件的位置，然后根据键盘按键的方向，确定是否产生正负视差，最终整合成完整的偏振式3D立体教学资源。
四、结论
偏振式3D立体虚拟现实技术为学习者实现立体互动、空间感知的学习提供了条件，并为职业院校培养高素质劳动者和技能型人才创造了可能。然而，在职业教育教学资源设计过程中，设计合理、高效的教学资源来开展互动学习仍然是一项具有挑战性的任务。本文将偏振式3D虚拟现实技术应用于职业教育教学资源设计工作中，为职业教育教学资源设计与开发提出了一种新的尝试。学生利用偏振式3D立体教学资源进行学习，不仅可以感知学习场景的空间纵深度，还可以实现组件上下左右移动、放大缩小、360°全方位观察等基本操作。且能通过键盘方向键来控制空间上的远近操作，提高该课程的实际动手能力，激发学生的学习兴趣。
教学资源有效性研究是考量职业教育教学质量的主要途径，未来对于教学资源的研究，应在偏振式3D立体虚拟现实技术教学资源设计的基础上，更加注重资源的有效性研究。
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3D虚拟 篇11
1 虚拟人运动技术概况
早期的研究主要集中于底层的运动控制技术, 即直接指定动作参数控制人体运动。虽然可以实现逼真的人体动画效果, 但是控制手段繁琐。特别是在进行人体复杂运动和群体运动仿真时, 底层运动控制技术无能为力。因此, 研究者开始了高层动作控制技术即:行为控制技术的研究。根据心理学的研究, 人的行为产生过程是一个感知到决策到行动的循环虚拟人可以感知所处环境中的变化、并结合自身状态和已有知识做出决策, 采取适当的反应行动来应对环境变化。行为控制技术通过在运动控制方法中引入感知, 认知, 决策等功能为虚拟人建立自主模型。行为控制技术提供了实现虚拟人运动的高层控制手段。动画师在控制虚拟人动作时, 只需要描述虚拟人行为特征就可以实现虚拟人的复杂运动模拟, 由此摆脱了在每个关键帧中设置运动参数的繁琐工作。
综上所述, 行为控制技术不仅涉及到行为模型的建立, 而且需要感知建模技术和运动控制方法的配合才能实现动作控制。因此, 行为控制技术的研究不仅包含行为建模, 而且涉及与行为模型相适应的感知模型和运动控制方法的研究。
2 在3D游戏中实现虚拟人逼真性
在影音娱乐游戏行业强调运动逼真性, 可控性, 和实时性。因此人体运动应当在可控性、逼真性与实时性之间取得平衡, 尽可能同时满足这三方面的要求。常用的人体运动建模方法包括运动学方法、动力学方法、关键帧插值方法和运动捕获方法。这些方法各有利弊, 分别适用于不同的应用背景。动力学方法虽然能够生成符合物理学规律的人体运动。逆向运动学能够利用少量目标参数实现对关节链上的大量关节的控制, 但是动作的逼真性存在一定问题, 不适合模拟大范围的全身性人体运动。关键帧插值方法具有简单快速的优点, 实时性非常好, 合适的参数控制也能保证运动逼真性, 前提是能够获得正确的参数化人体数据, 而这一点恰恰是难以做到的。运动捕获方法能够保证运动的逼真性, 但是往往缺乏可控参数接口, 而且数据的重用与编辑往往导致复杂冗长的数据处理过程, 但是该方法毫无疑问是最有希望的人体运动建模手段。为了确保动作的可控性、逼真性与实时性, 针对不同类型的游戏动作, 应当分别采用不同的方法进行建模与封装。采用参数化关键帧插值实现了姿态调整类动作与徒手抓握类动作。通过人机交互对话框或控制台命令行方式, 用户可以指定目标姿态或目标手势, 从而为参数化关键帧插值提供了良好的先决条件。内置的姿态与手势来源于捕获数据, 从而可以保证运动的逼真性。可以采用逆向运动学方法实现了徒手操作类和武器操作类动作。这些动作往往涉及到操作对象或游戏武器的空间位姿变化, 位姿参数为基于目标参数的关节链驱动方法提供了良好的前提条件。由于此类动作一般只涉及上肢关节链的操控, 逼真性能够满足要求。应当采用运动重定向方法实现诸如直立行走、匍匐前行、仰卧爬行等平面移动类动作。此类动作由于涉及到全身关节的大范围运动, 采用逆向运动法很难生成符合人体视觉要求的逼真运动。因此, 提出了一种基于路径变换的运动重定向方法。算法是基于捕获数据实现的, 仿真出的人体动作逼真可信, 符合人体生理视觉;同时, 提供了一定的运动参数控制接口, 保证了运动的可控性, 有效性。
3 多层次模型
游戏中采用的最多的是多层次模型。多层次模型是最接近人体解剖结构的模型, 通常使用骨架支撑中间层和皮肤层, 虚拟人皮肤逼真变形方法的研究与实现也考虑衣物层, 其中中间层包含骨骼、肌肉、脂肪组织等模拟人体体积。一个层次可义为概念上的模拟模型它将较高层的输入参数映射为较低层的输出。动画制作人指定层次之间的各种约束关系, 并能够由高层控制人体的全局运动。通常层次模型由骨骼层、肌肉层和皮肤层组成。由于人体的外形主是由人体的骨骼结构和附着在骨骼上的肌肉运动决定, 而皮肤的形变则骨骼的弯曲和肌肉的伸展与收缩变化, 这样只要对骨骼层操作就可以现逼真的虚拟人运动仿真。
4 结语
虚拟现实系统是人类智慧的结晶, 也是特定历史发展阶段的人类创造物。随着人类发展创新, 相信虚拟人在3D游戏中会将表现迥然不同的新面貌。
参考文献
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