摘   要： 針對房地產(chǎn)行業(yè)的特點，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對小區(qū)中的建筑物,、道路以及室內(nèi)場景進行三維建模和情景仿真,，構(gòu)建數(shù)字化小區(qū)系統(tǒng)，把真實的場景模擬出來,。系統(tǒng)實現(xiàn)了室外漫游,、室內(nèi)漫游、虛擬裝修等功能,，為購房者,、業(yè)主和開發(fā)商提供了一個交流的平臺。
關(guān)鍵詞： 數(shù)字小區(qū); 虛擬漫游; 三維仿真

    針對房地產(chǎn)建筑與銷售行業(yè)的特點,，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對小區(qū),、樓盤、室內(nèi)結(jié)構(gòu)以及裝修效果進行三維建模和情景模擬,，構(gòu)建數(shù)字化小區(qū)和盤樓,，把現(xiàn)實的真實房地產(chǎn)場景模擬出來，設(shè)計開發(fā)了三維仿真數(shù)字小區(qū)系統(tǒng),。數(shù)字小區(qū)能夠同時為開發(fā)商,、購房者、業(yè)主提供一個數(shù)據(jù)和信息交流的平臺,。開發(fā)商能夠用現(xiàn)代化的手段全方位地展示銷售的產(chǎn)品,，購房者能夠足不出戶地觀察整個小區(qū)的場景來挑選房子，業(yè)主能夠根據(jù)自己的需求對房屋進行虛擬裝修,。讓購房者買得放心,，讓業(yè)主住得舒心，讓開發(fā)者獲得更好的效益,。
1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    三維仿真數(shù)字小區(qū)系統(tǒng)的主要功能包括對小區(qū)地理位置,、居住環(huán)境、社區(qū)景觀,、交通路線,、樓宇結(jié)構(gòu)、戶型格局等各方面的三維虛擬場景的展示[1],，為用戶提供多種方式的虛擬漫游,，提供室內(nèi)虛擬裝修,、輔助設(shè)計等。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示,。

    虛擬漫游功能包括小區(qū)內(nèi)的室外漫游和樣板房里的室內(nèi)漫游兩方面。實現(xiàn)了三維虛擬場景的展示,，包括鳥瞰,、樓宇整體展示、樣板房室內(nèi)展示以及陰晴雨雪等天氣效果模擬,。通過鍵盤鼠標等交互工具可方便地進行漫游,，提供步行、自行車,、汽車等不同的漫游方式,，游覽速度可調(diào)。導(dǎo)航圖,、指北針等工具為用戶提供位置提示和方向指導(dǎo),。定點展示、動畫展示,、自主漫游等不同的游覽方式之間可以進行任意切換,。
    虛擬裝修功能使用戶可以在自己選擇的戶型中，根據(jù)自己喜歡的裝修風格,，通過測量戶內(nèi)各個區(qū)域的具體尺寸和面積,，操作3D模型家具和背景材質(zhì)紋理進行虛擬裝修，并且能夠隨時觀看裝修后的效果圖,。
2 三維建模與導(dǎo)入
    首先通過實地測量繪制出小區(qū)的平面圖,，確定小區(qū)場景以及樓宇等建筑物的位置，利用數(shù)碼設(shè)備拍攝照片,，獲得建筑物與地形的材質(zhì)和紋理,，然后使用3DS MAX制作出基礎(chǔ)模型。模型賦予材質(zhì),、燈光進行渲染后導(dǎo)入VRP中,，供后期虛擬漫游使用。利用3DS MAX進行基礎(chǔ)建模的步驟如下：
　(1)物體建模,。根據(jù)繪制的平面圖確定道路,、建筑物的具體位置，通過觀察場景照片確定建筑物的具體結(jié)構(gòu),。使用多邊形建模技術(shù),，按照由粗到精的方法進行建模。在不影響視覺效果的前提下,，盡量對物體的形體進行高度概括,，控制面片數(shù)量,，避免冗余結(jié)構(gòu)，降低整個場景的復(fù)雜度,，加快場景實時渲染速度,，保障系統(tǒng)能夠流暢運行。
　(2)材質(zhì)貼圖,。為建好的基礎(chǔ)模型添加相應(yīng)的材質(zhì)和紋理,。選擇模型某個面指定適合的uvwMapping，對于比較平整的物體指定為planar mapping或box mapping以平貼的方式進行貼圖,，對于曲面的物體指定為cylindrical mapping或spherrical mapping以柱形包裹或者球形包裹的方式進行貼圖,。
　(3)燈光調(diào)節(jié)與渲染。3DS MAX的燈光包括平行光,、聚光燈,、天光、泛光燈等,，根據(jù)具體情況調(diào)節(jié)出虛擬場景所需要的燈光條件,。設(shè)置好燈光效果后，通過渲染能夠使場景中的物體具有真實的色彩和光照效果,。
    3DS MAX制作的基礎(chǔ)模型是VRP實現(xiàn)虛擬漫游的基礎(chǔ),。將渲染后的模型導(dǎo)入VRP，創(chuàng)建一個移動相機,，能夠在場景里自由走動,，同時為相機進行碰撞檢查設(shè)置。某些會妨礙自由相機行走的物體不需要加入碰撞,，例如十字貼圖的樹木,。
    植物遍布虛擬小區(qū)的各個角落，對增加虛擬漫游的真實感和生動性非常重要,。因為植物的數(shù)量較多,，為了減少數(shù)據(jù)量提高運行速度，較近的植物使用兩個面貼圖十字交叉來模擬,，較遠的植物通過設(shè)置Billboard屬性的單面來模擬,。
    虛擬漫游過程中，為了能讓用戶明確地知道自己當前所在的位置,，了解整個小區(qū)的詳細布局,，需要實現(xiàn)導(dǎo)航功能。首先根據(jù)場景的平面圖制作虛擬小區(qū)的導(dǎo)航圖片,，記錄下平面圖在3DS MAX中4個角的坐標,，把坐標值輸入到VRP的導(dǎo)航模塊中實現(xiàn)其導(dǎo)航效果[2]。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
3.1 室外漫游模塊
    室外虛擬漫游模塊主要包括導(dǎo)航圖、天氣模擬,、定點展示,、動畫展示、自主漫游等功能,。同時用戶可以設(shè)置背景音樂,、碰撞檢測[3]等功能的開啟與關(guān)閉，從而使漫游過程更加人性化,，效果如圖2所示,。

　(1)導(dǎo)航圖。界面右上角可以開啟漫游導(dǎo)航圖,，能夠使用戶在進行漫游時方便地看到自己所在小區(qū)的地理位置,。
    (2)天氣模擬,。系統(tǒng)模擬了晴天,、雨天、雪天,、霧天等多種天氣變化情況,，而且可以控制雨雪的大小和陽光的強弱，使整個小區(qū)的社區(qū)景觀和居住環(huán)境更加豐富多彩,，虛擬場景更加逼真,。
    (3)定點展示。通過定點相機向用戶詳細展示了小區(qū)的正門,、花園,、主要樓宇、體育場等固定地點的景觀,，同時還能夠?qū)φ麄€小區(qū)進行鳥瞰景觀的展示,，方便用戶對小區(qū)進行快速瀏覽和整體了解。
    (4)動畫展示,。能夠根據(jù)開發(fā)人員預(yù)先設(shè)計好的固定漫游路線,，通過VRP提供的動畫相機對小區(qū)室外的部分區(qū)域及公共設(shè)施等進行動畫展示或動畫環(huán)游。
    (5)自主漫游,。用戶可以選擇步行,、自行車、汽車等多種不同的漫游方式,，并且根據(jù)自己的需要調(diào)節(jié)漫游速度進行自主漫游,。
3.2 室內(nèi)漫游模塊
    室內(nèi)虛擬漫游模塊主要包括指北針、定點展示,、動畫展示,、自主漫游、錄像與截圖等功能，效果如圖3所示,。

    (1)指北針,。能夠讓用戶隨時隨地地明確所在位置朝向，以便于了解室內(nèi)布局,。
　(2)定點展示：通過定點相機對客廳,、餐廳、臥室,、陽臺進行靜態(tài)全景展示,，可以詳細地看清各個場景的環(huán)境布局以及物品擺設(shè)等。
    (3)動畫展示,。根據(jù)預(yù)設(shè)的固定路線,，自動展示室內(nèi)環(huán)境以及布局擺設(shè)。
　(4)自主漫游,。用戶通過鍵盤,、鼠標等控制方式自主地在整個室內(nèi)進行漫游[4]。包括無人漫游和有人漫游兩種,，有人漫游允許用戶選擇一個3D虛擬人物在室內(nèi)進行參觀,。
    (5)錄像與截圖。用戶在漫游過程中可以通過錄制功能記錄下游覽過程中看到的場景,，同時能夠保存收藏,，以便日后查看或發(fā)給他人觀看。用戶同樣可以通過截圖功能以圖片的形式將感興趣的場景保存下來,。
3.3 虛擬裝修模塊
   室內(nèi)虛擬裝修模塊主要包括效果預(yù)覽,、場地測量、家具選擇,、地板與背景樣式等功能,，效果如圖4所示。

　(1)效果預(yù)覽,。用戶在進行虛擬裝修過程中隨時可以通過鳥瞰全景,、自主漫游、自動旋轉(zhuǎn)等方式對裝修效果進行預(yù)覽,。鳥瞰全景能夠讓用戶俯視整個室內(nèi)裝修效果的全景,；自主漫游能夠讓用戶在室內(nèi)進行自由的移動，體驗裝修效果,；自動旋轉(zhuǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)在房間內(nèi)進行360°旋轉(zhuǎn),，全方位地觀察該房間的裝修效果。
　(2)場地測量,。用戶進行裝修時可以測量室內(nèi)任意兩點之間的距離,，從而更加客觀真實地判斷室內(nèi)的大小尺寸,。在距離測量的基礎(chǔ)上可以自動精確地計算出室內(nèi)任意部分區(qū)域的面積，使用戶方便快捷地規(guī)劃房屋的裝修方案,。
　(3)家具選擇,。家具的選擇是室內(nèi)裝修的重點部分，系統(tǒng)不但提供了電視,、沙發(fā),、茶幾、餐桌,、椅子,、床、冰箱,、櫥柜等多種家具,，而且每種家具都提供了多種不同的風格、形狀,、樣式,、紋理和顏色，能夠滿足不同用戶的需求,。用戶選擇家具后可以隨意放置在室內(nèi)任何能夠擺放開的位置,。
    (4)地板與背景樣式,。提供各種各樣的地板紋理模型供用戶進行選擇,。同時用戶還可以選擇不同的墻紙背景、電視背景,、沙發(fā)布料的材質(zhì)紋理模型,。
    三維仿真數(shù)字小區(qū)系統(tǒng)實現(xiàn)了室外漫游、室內(nèi)漫游,、虛擬裝修等功能,，解決了三維實體建模、碰撞檢測,、相機移動,、場景渲染、紋理映射等相關(guān)技術(shù)難點,，為購房者,、業(yè)主和開發(fā)者提供了便利的交流工具，最終將會促進和諧數(shù)字化小區(qū)的構(gòu)建,，并成為數(shù)字城市的一部分,。
參考文獻
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[2] 簡靜芳.基于VRP的房地產(chǎn)虛擬漫游展示系統(tǒng)構(gòu)建[J].洛陽理工學(xué)院學(xué)報,2011,21(3):62-65.
[3] 王良燕,高敏.碰撞檢測在三維場景漫游中的研究與實現(xiàn)[J].微型機與應(yīng)用,2012,31(24):42-44,47.
[4] 袁永美.基于3DS室內(nèi)模型虛擬漫游場景的管理方法[J].微型電腦應(yīng)用,2011,27(9):60-63.