虚拟现实技术在数字楼盘中的应用研究.pdf

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1、山东大学硕士学位论文虚拟现实技术在数字楼盘中的应用研究姓名：王智勇申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：徐延宁20090415山东大学硕士学位论文摘要经过十几年的发展，中国房地产产业正将逐步处于规模化、品牌化、规范运作时期，国家对房地产业的宏观调控正在逐步成熟，房地产业是我国国民经济的主导产业，在现代社会经济生活中有着举足轻重的地位。房地产业中商业地产目前成为新的发展趋势，伴随着城市化发展和旧城更新改造，近几年来整个房地产市场处于高景气发展阶段。相对于住宅市场的火爆，中国商业地产市场面临着前所未有的发展机遇与挑战。如何去把握消费者的需求，如何应对这些变化?怎样提高销售业绩，如何降低销售成本

2、?成为摆在目前房地产开发公司面前的紧迫问题。此论文就是研究使用虚拟现实技术打造数字楼盘来表现楼盘全景及局部的实现方法，这是一种最新型的房地产营销方式。本文以虚拟现实技术在数字楼盘中的具体应用为研究内容，主要介绍虚拟数字楼盘的背景、意义以及国内外的研究现状，研究的目的和意义。具体论述了数字楼盘中的虚拟现实技术、计算机三维图形和三维动画技术、以及计算机辅助视觉传达设计表现技法等相关技术与理论。并且对数字楼盘的实现进行了具体研究论述，阐述其设计原理、应用技术和制作方法。本文着重论述了“明苑花园小区数字楼盘 这一实际案例的实现过程，提出了具体的解决思路和设计方案，并对其设计实现和实际的价值与意义进行了

3、论述。文章最后就虚拟现实展示设计面临的问题和发展方向进行了探讨和展望。关键字：虚拟现实；数字楼盘；三维建模山东大学硕士学位论文Ab s t r a c tW i t l ld e v e l o p i n ga b o u tt e ny e a r s，t h er e a le s t a t eo fc h i n ai sg r a d u a l l yi nt h es c a l e，br a n d，a n dn o r m a lo p e r a t i o np e r i o d T h eN a t i o n Sm a c r o c o n t r o lo f

4、t h er e a le s t a t ei n du s t r yi sg r a d u a l l ym a t u r e，a n dt h er e a le s t a t ei n d u s t r ya r et h el e a d i n gi n d u s t r i e so fC h i n a Sn a t i o n a le c o n o m y,p l a y i n gp i v o t a lr o l ei nt h em o d e ms o c i a la n de c o n o m i cl i f eC o m m e r c i

5、 a lr e a le s t a t ei nr e a le s t a t eh a sb e c o m et h en e wt r e n do fd e v e l o p m e n t，a c c o m p a n i e db yu r b a n i z a t i o n，d e v e l o p m e n ta n dt r a n s f o r m a t i o no fu r b a nr e n e w a li nr ec e n ty e a r s，t h ee n t i r er e a le s t a t em a r k e tb o

6、 o mi nt h eh i g hs t a g eo fd e v e l o p m e n tC o m p a r e dt ot h eb o o mo ft h eh o u s i n gm a r k e t，C h i n a sc o m m e r c i a lr e a le s t a t em a r k e ti sf ac e dw i t hu n p r e c e d e n t e dd e v e l o p m e n to p p o r t u n i t i e sa n dc h a l l e n g e s T h ei s s u

7、 e st h a th o wt og r a s pt h en e e d so fc o n s u m e r s，h o wt od e a l 埘t ht h e s ec h a n g e s，h o wt oi m p r o v es a l e sp e r f o r m a n c e，h o wt or e d u c ec o s to fs a l e si sb e c o m i n gt h ec u r r e n tp r e s s i n gi s s u e sb e f o r eU S T h et h e s i si st os t u

8、 d yt h eu s eo fv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g yt oc r e a t ed i g i t a lp ro p e r t i e st ot h ep e r f o r m a n c eo fr e a le s t a t ep a n o r a m aa n dp a r t i a li m p l e m e n t a t i o nm e t h o d sw h i c hi sal a t e s tm o d e lo ft h er e a le s t a t em a r k e t

9、 i n g I nt h i sp a p e r,v i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g yi nt h ed i g i t a lr e a le s t a t es p e c i f i ca p p l i c a t i o nf o rt hes t u d y,r e s p e c t i v e l yo nv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g ya n dd i g i t a lp r o p e r t i e so f t h ec o n c e p t，c h

10、 a ra c t e r i s t i c s，p e r f o r m a n c ep r a c t i c ea n dt h et y p eo fv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g yt oc r e a t ed i g i t a lp r o p e r t i e sf o rs a l ei ns p e c i f i ca p p l i c a t i o na n di m p l e m e n t a t i o nw a y s A n da sw e l l，t h i sp a pe rf i g

11、 u r e sp r o p e r t i e sf o rs a l ea n dt oa c h i e v eas p e c i f i cr e s e a r c hp a p e ro ni t sd e s i g np r i nc i p l e s，a p p l i e dt e c h n o l o g ya n dp r o d u c t i o nm e t h o d sh i sa r t i c l ef o c u s e so nt h e r e a le s t a t ec o m m u n i t yf i g u r e”o ft h

12、 ea c t u a lc a s e so ft h ei m p l e m e n t a t i o np r o c e s st h es o l u t i o np u tf o r w a r ds p e c i f i ci d e a sa n dd e s i g n A n dt h ed e s i g na n dp r a c t i c a li m p l e m e n t a t i o n0ft h ev a l u ea n ds i g n i f i c a n c ea r ed i s c u s s e d F i n a l l y,

13、a r t i c l eo nt h ev i r t u a lr e a l i t yd i s p l a yo fd e s i g np r o b l e m sa n dd i s c u s s e dt h ed i r e c t i o no fd e v e l o p m e n ta n do u t l o o k K e yw o r d s：v i r t u a lr e a l i t y；d i g i t a lh o u s i n g；3 Dm o d e l i n gI I原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立

14、进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：幽舅日期：呈望Z：竺：!芝关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：瑚导师签名：悠逛日期：2

15、翌2，雏巨山东人学硕士学位论文1 1 问题的提出第1 章绪论随着房地产业的竞争越来越激烈，目前楼盘在规划设计和空间创意方面，已经难有实质性的突破。而且购房者日益成熟，他们需要更直观、更快捷、更全面的了解楼盘本身的信息，传统的楼书、条幅等已无法完全满足他们的需求。投资商在规划初期或楼盘即将封顶之际，展开宣传攻势，向购房者们介绍自己在质量、设计、环境等方面的特点及优势，以吸引他们租购的欲望。但由于楼盘尚在建造之中，购房者无法得知实物在装饰设计，外形外观及建筑质量方面的实际情况。因此投资商需找来与此楼盘相似的实物进行拍摄，或制作设计平面外观图形来向客户宣传。在房地产销售当中，传统的作法是制作沙盘模型

16、。由于沙盘要经过大比例缩小，因此只能获得小区的鸟瞰形象，无法以正常人的视角来感受小区的建筑空间，更无法获得人在其中走动的真正感觉。同时，在模型制作完后，修改的成本很高，有着很大的局限性。近年来效果图及三维动画已得到普遍应用。然而，效果图只能提供静态局部的视觉体验。三维动画虽有较强的动态三维表现力，但不具备实时的交互性，是一个静态的世界。观察者只能按事先规定好的路线和角度浏览，很被动，信息也不可能全面。虚拟数字楼盘可以使客户在虚拟现实系统中自由行走、任意观看，突破了传统三维动画被动观察无法互动的瓶颈，给目标客户带来难以比拟的真实感与现场感，还可以在不同天气系统下的楼盘环境展示，潜在客户可以看到预

17、购房在晴天、雨雪天等不同气候下的景象，以及在白天黑夜等各个时段的实景。使他们获得身临其境的真实感受，更快更准地做出定购决定，大大加快商品销售的速度。此论文就是研究使用虚拟现实技术打造数字楼盘来表现楼盘全景及局部的实现方法，这是一种最新型的房地产营销方式。山东大学硕十学位论文1 2 国内外现状近几年来，随着网络和多媒体技术的发展、虚拟现实技术的不断成熟与普及，虚拟现实技术逐渐应用于信息多媒体展示方面。基于虚拟现实技术的展示手段通过创建和表现虚拟物体与虚拟空间，使信息的展示方式有了新的途径和形式，使信息更直观、高效的传递。随着人们对这种展示技术的逐渐了解和关注，它的应用与发展也愈加广泛和迅速。1

18、9 9 7 年，英特尔公司为了展示其当时最新型的奔腾处理器的性能，与杭州大学工业心理学实验室合作，应用该实验室成熟的实时视觉交互技术，开发了“虚拟故宫”软件，并置于公司的主页面上，引起了巨大的反响。2 0 0 2 年9 月举行的武汉国际机电博览会上，网上虚拟武博会与武博会同期开幕。远在武汉千里之外，端坐家中，只需点击该网站，就可像亲赴现场一样，在华中国际展览中心的广场上自由漫步，从不同的角度欣赏主场馆的建筑造型，在场馆内每一个展位前流连，任意观看各种产品，了解它们的性能和用途，甚至突破实际参观过程中的限制，深入了解展品的内部结构，浏览武博会的即时新闻报道。同时，虚拟武博会运用三维制作展品视图，

19、展品可在网上常年展出。2 0 0 3 年1 0 月，北京故宫博物院和日本凸版印刷株式会社共同制作了“故宫V R 紫禁城天子的宫殿。它再现了清朝康乾盛世(1 6 6 0 1 7 9 0 年)紫禁城金碧辉煌的雄姿。通过虚拟现实独特的视点移动，可尽情观赏紫禁城宫殿的建筑结构和彩画，诊释其独特的空间秩序，并可根据观赏者的需要，提供各种不同“版本的交流空间。作为高清晰虚拟现实作品，“故宫V R 紫禁城天子的宫殿”无疑是目前世界上规模最大、内容最丰富的巨作。凡身临其境观看这部作品的人，无不为其全新的视觉、感觉冲击力所震撼，大家共同的直感是：“像鸟儿一样看故宫。”【2】虚拟现实展示手段拥有比其他任何一种展示

20、手段都无法比拟的创造性、想象力和身临其境感。它丰富逼真的表现形式、真实还原的色彩感受及多媒体技术的艺术融合，无不表现出它独特的魅力。所以，随着其设计应用的不断推广与发展，应该更加关注这种更加人性化，融现代科技与艺术于一体的综合性设计手段和艺术价值。2山东大学硕士学位论文现在国内外业内人士将虚拟现实展示技术作为小区园林及楼盘的宣传的还比较少，技术推广仍处于初级阶段。现阶段各楼盘商家都正采用了大量形式各异的售楼推介形式来宣传自己的楼盘，主要方法为沙盘模型、三维效果图、三维动画、样板问等。本论文提出方法：设计师先设计小区规划图，然后利用计算机及相应的二维三维造型软件将规划的小区园林和楼盘进行建模。之

21、后利用V R P 虚拟现实技术软件使场景运动起来。使潜在客户通过人性化的人机交互完成对小区所有虚拟三维环境和三维建筑楼盘的全方位浏览。图l 一1 和图1-2 是笔者参与制作的“明苑花园小区数字楼盘”的部分截图一图卜1 小区互动漫游演示界面图1 _ 2 小区互动漫游演示运行截幽山东大学硕士学位论文1 3 研究目的和意义以上是现阶段各楼盘商家所采用的常用宣传方法，虽然手法多样，但各有利弊。此论文的目的是研究如何采用三维建模技术、三维动画生成技术、虚拟和扩展真实等技术来打造数字楼盘。此论文研究的意义是可以用最少的投资让购房者看到建成后的小区环境，观赏到优美的小区环境设计，并且可以走进虚拟现实样板房，

22、亲身感受居室空间的华彩，还可以在电脑上挑选户型。与传统的售楼推介方式相比较，虚拟数字楼盘的各项指标相对具有明显优势。它在房地产业的应用，可以大大提高项目规划设计的质量，降低成本与风险，加快项目实施进度，加强各相关部门对于项目的认知、了解和管理，极大的提升房地产开发商的品位和档次，也必然会带来最终的效益。1 4 论文的主要工作和组织结构1 4 1 论文的主要工作论文主要的工作有两个方面。1 具体论述了数字楼盘中的虚拟现实技术、计算机三维图形和三维动画技术、以及计算机辅助视觉传达设计表现技法等相关技术。并且对数字楼盘的实现进行了具体研究论述，阐述其设计原理、应用技术和制作方法。2 采用功能强大的三

23、维建模软件3 D M A X 来构建三维虚拟场景，使用图形图像处理软件P h o t o s h o p 来处理相关的材质贴图，使用深圳中视典数字科技公司独立开发的一款三维虚拟现实技术平台V R P 来制作数字楼盘的人性化的人机交互，完成对小区所有虚拟三维环境和三维建筑楼盘的全方位浏览。本人所参与设计的明苑花园小区数字楼盘，功能较为合理和完善，画面效果细腻生动，氛围把握比较到位。有效地提高了房地产开发商的品位和档次，更使该项目从众多楼盘中脱颖而出，直接获得消费者的关注、认知、认可。4山东大学硕士学位论文1 4 2 论文的组织结构全文共分为五个章节第一章为绪论，主要介绍虚拟数字楼盘的背景、意义以

24、及国内外的研究现状，研究的目的和意义。对现阶段的售楼推介形式作了比较详细的分析，提出了虚拟数字楼盘这一最新型的房地产营销方式。第二章为虚拟数字楼盘的核心理论技术。论述了数字楼盘中的虚拟现实技术、计算机三维图形和三维动画技术、以及计算机辅助视觉传达设计表现技法等。第三章为虚拟数字楼盘设计实现。主要介绍数字楼盘的原理和具体的实现过程。第四章为关键技术和创新点。第五章为总结。5山东大学硕士学位论文第2 章数字楼盘的核心理论技术“数字楼盘是根据开发商提供的有关小区规划设计的详细资料、数据、图纸等，采用三维建模技术，严格按照实际尺寸h1 制作，建造一幅虚拟的社区场景。虚拟场景中包括楼房、绿地、树林、雕塑

25、、商务会所、人工湖、停车场、游乐场、户型等实体，形象逼真，完全模拟了现实中的场景，而且观察者可到虚拟场景中任意走动、转身、仰视、鸟瞰。它不是一个静态的世界，而是一个开放的互动的社区环境，而所有这一切，只需要轻轻点一点鼠标就可以实现。当漫游者“行走到每一个建筑物前时，可点击查看该建筑物的全面而详细的信息，也可以进入该建筑物，上楼梯、乘电梯、进房间、逛凉台、观景色，体验身临其境的真实感受。2 1 计算机三维图形和三维动画技术制作数字楼盘先要用3 D S M A X 等三维软件进行三维建模，再使用3 D S E A X 中的动画功能制作动画场景。展示系统中大量运用三维图形和三维动画技术，下面简单介绍

26、一下相关方面的理论知识。2 1 1 计算机三维图形三维造型：所谓三维造型就是三维物体的空间的一种描述，就是将三维物体的形状、属性等按照某种方式存储在计算机中。在A u t o C A D 中，二维物体对象都是处于X Y 平面中，因此赋予一个图形对象Z 轴方向的值，即可以得到一个三维对象。获得一个三维对象的过程称作三维建模。根据建模方法和结果不同，三维模型一般分为线型模型、表面模型、实体模型三类。1 线型模型：用线(包括棱线和转向轮廓线)来表达三维物体。这是一种对三维物体的最简单描述。用这种方法建模简单，不需要学习专门的三维命令，只是需要二维命令加上坐标变换即可。2 表面模型：用面来表达三维物体

27、，根据面的特点，可将面分为直纹曲面、6山东入学硕士学位论文拉伸曲面、旋转曲面、边界曲面和网格曲面等。3 实体模型：就是实心物体。它不仅有了体的信息，通过其体的边界还表达出了线和面的信息。因此实体模型能解决三维形体所有问题，例如消隐、刨切、渲染，也可以进行质量、体积、表面积、重心等计算，还能运用光照、纹理技术表现物体质感。【3】“明苑花园小区数字楼盘”主要以实体模型为主要的三维模型。2 1 2 动画的概念和原理动画是指利用人的视觉残留特性连续播放的静态画面相互衔接而形成的动态效果。计算机动画是由传统的卡通动画发展起来的。因此对计算机动画的理解必须以对传统卡通动画为基础。动画的基本原理介绍如下：动

28、画与运动是分不开的。动画是运动的画面。对动画的公认定义是：动画是一门通过在连续多个的胶片上拍摄一系列单个画面，从而产生运动视觉的技术。这种视觉是通过将胶片以一定的速率放映的形式而体现出来的。这种现象是由视觉残留造成的。动画和电影就是利用了人眼这个视觉残留特性。实验证明，如果动画和电影的画面刷新率为每秒2 4 帧左右，那么人眼看到的就是连续的画面效果。但是每秒2 4 帧的刷新率仍然会使人眼感到画面闪烁，要想消除闪烁感，那么画面刷新率还要提高一倍。因此，每秒2 4 帧的速度是电影放映的标准，它能最有效的使运动的画面连续流畅。电影的放映过程中有个不透明的档板每秒遮挡2 4 次。这样，每秒2 4 帧加

29、上每秒2 4 次遮挡，就类似于光栅扫描显示中的隔行扫描显示原理，电影画面的刷新率实际上是每秒4 8 次。这样就能消除闪烁现象了。【4】2 1 3 计算机动画计算机动画是在传统动画的基础上，采用计算机图形图像技术而迅速发展起来的一门高新技术。计算机动画是采用连续播放静止图像的方法产生景物运动的效果，也就是使用计算机产生图形图像运动的技术。计算机动画的原理与传统动画基本相同，只是在传统动画的基础上把计算机技术用于动画的处理和应用。而且可以达到传统动画达不到的效果。因为采用数字处理方法，动画的运动效果、7山东大学硕士学位论文画面和色调、纹理、光影效果等可以不断改变，输出方法也多种多样。动画也不单记录

30、在胶片上，还可记录在磁带、磁盘和光盘上：动画也不单只能使用灯光将其投影到银幕上，还可使用电视屏幕、计算机显示器和其他设备来显示：动画中不单是实体形状、大小、位置在改变，颜色、纹理、光线等也可以不断改变。而在当今多媒体计算机上很容易实现简单的动画。利用计算机进行三维动画的设计和创作，产生真实的立体场景与动画，这就是计算机三维动画。与传统的二维手工制作的动画相比，计算机使三维动画真正成为可能，利用计算机来创造三维动画，工作效率大大提高，动画制作效果大大增强。它不仅使动画制作摆脱传统的手工劳动的烦琐，也使动画制作跨入一个全新时代。计算机进行三维创作有它自己的特点，它发展了一套新技术，就是基于物理模型

31、的运动控制技术。因为物体运动都要遵循一定的运动规律和运动定律，所以计算机创作的物体运动时还要符合一定物理规律。例如弹跳的球，流动的水等这些运动都可以利用计算机高速计算来完成，使得动画真实自然。计算机还有渲染技术，主要包括光照和物体的纹理。光照技术就是利用计算机模拟自然界中光对物体照射来实现动画对像的立体效果：纹理技术是通过给动画表面添加一些细节用以增加物体的真实感。总之，三维动画使计算机动画有强大的生命力。首先，三维动画不仅具有三维尺寸的立体动画，还摆脱制作中间画和描线上色的烦琐，更重要是它使动画制作进入一个全新时代。目前，三维动画在众多领域广泛使用。综观国内外实际情况，三维动画主要在广告制作

32、、建筑效果图制作、计算机游戏制作、模拟训练、教育等方面运用较广。1 4 J2 2 虚拟现实技术“虚拟现实 概念来自英文“V i r t u a lR e a l i t y”，简称V R 技术，又称灵境技术或人工环境【”。虚拟现实的概念可以简单概括为：“利用计算机生成一种模拟环境，通过多种传感设备使用户投入到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。嘲V R 技术的起源可追溯到I v a nS u t h e r l a n d1 9 6 5 年在I F I P会议上所作的题为“T h eU l t i m a t eD i s p l a y”的报告。在该报告中，I v a nS u

33、 t h e r l a n d8山东大学硕士学位论文提出了一项富有挑战性的计算机图形学研究课题。他指出，人们可以把显示屏当作一个窗户来观察一个虚拟世界。其挑战性就在于窗口中的图像必须看起来真实，听起来真实，而且其中物体的行为也很真实。【7】G r i g o r eC B u r d e a【美】和P h i l i p p eC o i f f e d【法】在他们的著作V i r t u a lR e a l i t yT e c h n o l o g y 一书中指出了V R 技术的三个最突出特征(简称3 I)，即交互性(I n t e r a c t i v i t y)、沉浸感(I

34、m m e r s i o n)和构想性(I m a g i n a t i o n)。I S】交互性(I n t e r a c t i v i t y)：指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度(包括实时性)。沉浸性(I m m e r s i o n)：又称临场感，让用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度，沉浸性又被通俗地解释为“身临其境”。构想性(I m a g i n a t i o n)：虚拟现实技术中人与虚拟环境的交互作用，在本质上意味着它不是预成性的而是生成性的，不是因循的而是创造的。2 2 1 虚拟现实分类虚拟现实技术是在建模技术、计算机技术、图形技术

35、、传感技术等多学科技术上发展起来的一门综合性技术。它利用计算机通过建立模型的技术实现对人物、环境及其相互关系进行本质描述。这种技术使得人能在计算机系统所创造的虚拟环境中与虚拟环境发生交互，从而得到与投入到实际环境中获得的相同或类似的感受。虚拟现实技术的基本特点是它具有沉浸性、交互性和想象力这三个特点。所以虚拟现实技术是系统仿真的关键技术。虚拟现实技术应用到系统仿真中，能使整个仿真过程可视化，能使得用户直接进入虚拟世界内部观察事物内在变化，能直接参与到事物相互作用中，还能使人们实时监控仿真系统，确信结果可靠性和真实性。【9】虚拟现实技术的基本表现方式可分为3 种：全景展示(P a n o r a

36、 m a)、物体展示(O b j e c t)、场景展示(S c e n e s)。【1 0】全景展示(P a n o r a m a)：物体相对固定，而镜头位置是相对移动(原地3 6 0。移动)的。例如在高处环顾四周的3 6 0。景观。物体展示(O b j e c t)：物体运动，而镜头相对固定，比如在展示某个产品时，产品转动，镜头不变。场景展示(S c e n e s)：物体和镜头皆可运动，如设定多个观察点，可以个观察点到另一个，这也就是全景和物体展示方式的综合运用。9山东大学硕士学位论文现有的数字楼盘的展示设计的实现主要有两个类型，实际上，是分别基于两种不同的虚拟现实技术概念。即基于图像

37、绘制的虚拟全景(I m a g e b a s e dV R)和基于三维建模的几何式虚拟现实(G e o m e t r y b a s e dV R)。1 1 1 简单的说，前者也就是基于实景照片的虚拟现实展示，后者是基于三维模型的虚拟现实展示。本文中我们所使用的是基于三维模型的虚拟现实展示。2 2 2 虚拟现实的关键技术和研究内容“明苑花园虚拟数字楼盘”中需要采用哪些虚拟现实的关键技术呢?具体实现方法如何呢?请看下文，将会详细介绍。虚拟现实的关键技术和研究内容包括以下几个方面：1 环境建模技术。虚拟化现实技术的基本原理就是采用摄像机或者扫描等数字图形获取等手段来创建环境中的事物和对象。虚拟

38、现实技术是将现实世界中的事件和对象转换成虚拟世界里面的事物和对象，就是把实在的物体虚化这么个过程。在“明苑花园虚拟数字楼盘 中主要利用三维建模软件来实现环境建模。2 立体声合成、立体显示技术。在“明苑花园虚拟数字楼盘 中就运用到声音合成以及立体显示等技术。3 触觉反馈。在虚拟显示的系统中，产生身临其境效果的关键因素之一是让用户能够直接操作虚拟物体的反作用力。然而研究力学反馈装置是相当困难的。如何解决现有高精度装置和高成本和大重量是一个需要进一步研究的问题。4 交互技术。三维交互设备可分为两类，即三维显示设备和三维控制设备。【1 2】对应以上几个方面的关键技术，明苑花园虚拟数字楼盘主要利用三维建

39、模软件来实现环境建模，并且运用声音合成技术和环境建模技术。2 3 图形与图象处理在“明苑花园虚拟数字楼盘”的展示交互中，大量运用了图形与图像处理技术，以下详细阐述。1 0山东人学硕士学位论文2 3 1 计算机图形学的基本概念随着图形处理应用领域的拓展，计算机图形处理己形成了一门新兴学科计算机图形学，它主要研究利用计算机以图形设备来输入、表示、修改、变换和输出图形。计算机主要需要解决的核心问题是，根据有关物体的物理数据建立集合模型，然后在计算机中将这个物体表现出来并进行储存，之后还可以利用计算机对此物体的模型进行修改和完善加工。图形学的基本概念包括：数据模型、计算机图形、图象处理等等。下面简单介

40、绍一下。1 数据模型数据模型指反映客观事物及客观事物间联系的数据组织的结构和形式，要生成图形，就要有原始数据和数据模型。这些数字化数据经过处理后就生成了生动直观的图形了。模型就是指被研究对象的一种表示或者描述。模型不仅用来产生该对象的图形，还研究他们的结构、特性和行为。构造模型就是人们常说的建模，是指建立模型并对模型进行各种处理操作的过程。有模型的建立、修改、存储、检索以及其他各操作功能的软件叫建模系统。在“明苑花园虚拟数字楼盘 中使用的建模系统是3 D S M A X 及其插件。2 计算机图形计算机图形指利用计算机生成、处理和显示的图形。这种图形是一种几何数据和几何模型，可利用计算机进行显示

41、和存储，而且可对其进行各种操作。3 图像处理图像处理是指客观世界中原来存在的物体影像处理成新的数字化图像的相关技术，例如数码相机，与之相对应的技术就是图象处理。既然“明苑花园虚拟数字楼盘中要对大量图形进行各种处理，接下来要谈谈图形图象处理系统的组成，用来说明“虚拟数字楼盘”制作的图形图象处理系统。山东大学硕士学位论文2 3 2 图形图像处理系统的组成图形图像处理系统主要是由硬件和软件两部分组成。图形图像系统的类型按其工作方式不同可分为静态自动绘图系统和动态交互式绘图系统两类型。在“明苑花园虚拟数字楼盘过程中两种都要使用。1 静态自动系统。该类系统在图形图象处理过程中不允许人工干预和修改图形，所

42、绘制的图形如果不满足要求，需要在图纸上手工改动。“明苑花园虚拟数字楼盘制作早期对明苑花园虚拟数字楼盘的整体规划时需要用到静态自动系统技术。2 动态交互式系统。该系统可通过各种输入设备实时动态地绘制窗口中的图形内容、尺寸、形状、颜色等。人与计算机的联系是双向的，人可对计算机中的图形不断修改直到创建的图形令人满意为止。【3 J“明苑花园虚拟数字楼盘制作过程中大量使用动态交互式系统。那么要完成如此多的图形创建、修改和存储以及其他操作，制作“虚拟数字楼盘需要什么样的硬件和软件系统呢?1 图形图象处理的硬件系统图形图象处理的硬件系统部分主要包括主机、输入、输出设备。其中，输入设备包括键盘、鼠标、数字化仪

43、、扫描仪、数码相机等，而输出设备主要包括显示器、打印机和绘图仪等。随着中央处理器性能的飞速发展，个人计算机成为现今一般图形图象处理系统硬件系统配置的主流，而现在“明苑花园虚拟数字楼盘所使用的硬件系统就是个人计算机。制作此系统的个人电脑配置如下：图形加速器是G F o r c e 4T i 4 2 0 0，C P U 是A M DB a r t o n2 5 0 0+，内存为D D R 4 0 05 1 2 M B 内存条两条，即共I G 内存。其他配置如下：主板是磐正主板、硬盘是1 6 0 G 的西数J B、显示器是梦想家G a m e 8，另有软盘驱动器一个，C D-R O M 驱动器一个，

44、打印机和扫描仪各一厶口o2 图形图象处理的软件系统图形图象处理系统的软件分为系统软件和应用软件两大类。(1)操作系统：操作系统是最基本最重要的系统软件，它提供人机接口，负1 2山东大学硕士学位论文责管理系统资源，使用户能使用机器上其他软件。目前，图形图象处理主要涉及P C 平台、苹果机平台和U N I X 平台这三种操作系统。而“小区数字楼盘”的制作所用的系统是与P C 机对应的W i n 2 0 0 0 操作系统。(2)应用软件：用于图形图象处理的应用软件可分为平面设计软件和三维设计软件，而在“明苑花园虚拟数字楼盘 制作过程中两种都有使用。平面设计软件。虚拟数字楼盘的平面图是使用P h o

45、t o s h o p、A u t o C A D 来进行处理的。在平面设计行业中P h o t o s h o p、C o r e l D r a w、F r e e h a n d、I I l u s t r a t o r、A u t o C A D 等应用软件使用最广。这几种软件各有所长、各有侧重。在很多情况下，需要相互配合使用这些软件。由于“虚拟数字楼盘”中使用了P h o t o s h o p、A u t o C A D，所以介绍他们的特点用来说明“虚拟数字楼盘 使用他们的原因。P h o t o s h o p 是目前在国内最流行的平面图形软件，它集图像、扫描、创作、修改、合成

46、以及高品质分色输出等功能于一体，是针对位图图形进行操作的画图理想工具软件。P h o t o s h o p 在数码影像处理表示方面也很有名，利用P h o t o s h o p 可以绘制各种图形，可进行各平面图处理，还有格式转换、色彩模式转换功能。A u t o C A D：“明苑花园虚拟数字楼盘 制作一开始，规划设计小区园林及楼盘二维总平面图即“全景鸟瞰地图”时使用了A u t o C A D。计算机辅助设计与制造(C A D C A M)技术是近年工程技术领域中发展最迅速、最引人注目的_ 项高级技术，它已成为工业生产现代化的重要标志。它对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高

47、产品质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用。A u t o C A D 是美国A u t o d e s k 公司开发的系列图形设计软件，在机械图形设计领域应用非常广泛，A u t o C A D 软件最早是针对二维设计绘图而开发的，随着其产品的日益成熟，在二维绘图领域该软件已经比较的完善，而且随着产品设计的发展需要，越来越多的产品设计己经不再停留在二维的设计领域，正在越来越多的朝着三维的产品设计发展，A u t o C A D 在建筑平面设计图上的应用也很可喜，“明苑花园虚拟数字楼盘 中的二维平面效果图是用A u t o C A D 来完成。三维设计软件。在“明苑花园虚

48、拟数字楼盘”制作过程中大量使用3 D M A X 8 0 及其插件S p e e d1 3山东大学硕士学位论文t r e e、F o r e s t。3 D M A X 易学易用，操作简单，入门快，功能强大。在国内外拥有最大用户群，其三维造型功能十分强大，但其动画制作功能相对与X S I，M A Y A 来说较简单，一般用于建筑物内外的三维漫游动画制作。在“明苑花园虚拟数字楼盘”中就要用到它强大的造型三维功能和三维定路径动画制作功能。2 4 计算机辅助视觉传达设计表现技法“每一种艺术形式的产生必然会经历一个由实用到审美，以劳动为前提的发展过程，这似乎是每一种艺术形式的必由之路。”【1 3】“明

49、苑花园虚拟数字楼盘 主要功能是为房地产公司的楼盘作销售广告之用，所以如何能抓住潜在客户的视觉视线成为关键。在“虚拟数字楼盘”中，大量的交互场景都是通过视觉与潜在客户交流的，所以决不可以忽视计算机辅助视觉传达设计表现技法的重要性。正如布兰达瑞尔所言，“交互媒体并不是关于信息，而是关于体验”。比照其他的信息展示手段，虚拟现实展示的最大独特性正在于其交互性。交互性的意义就是放弃视觉安排，让位于感官的自由地参与。虚拟现实展示设计不是拓展了空间的范围，而是废弃了空间的向度，恢复了面对面的人际互动。【1 4】下面介绍有关计算机辅助传达设计表现技法方面的理论知识。人体对大自然的感觉和认知主要通过感官一一视觉

50、、听觉、嗅觉、触觉和味觉。我们通过视觉系统获得对物体的大小、形状、色彩和质地等物理特性，并进而对其进行理性分析、性能感判别，表明态度和决定取舍的要占8 0 以上。可以说我们的世界是一个视觉时代。随着科学技术飞速发展，计算机在视觉传达设计中被广泛应用与推广，使其从量到质发生了革命性变化。计算机为设计创意的探索提供了不可或缺的现代化工具。视觉传达设计是人们为了达到某种目的而进行的有计划的注重视觉效果的借助计算机进行的图像设计和交流的活动，就是对图像及其传递方法的设计。这些目的包括信息传递、扩大影响、促销产品和表示意图等。1 4山东大学硕士学位论文2 4 1 视觉传达设计的特征“艺术的宗旨是自由的创