3DVRI介紹

火星3DVRI 虚拟现实软件实战手册

第一章 虚拟现实简介
首先我们对虚拟现实技术进行简单介绍，使大家了解3DVRI 虚拟现实软件的应用领域，
同时也方便读者明确自己的学习目标。
虚拟现实简称VR(Virtual Reality)，作为一项高新技术，它集成了计算机图形学、多
媒体、人工智能、多传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果，人通过手套、头盔、
眼镜和三维鼠标等传感器与计算机发生联系，从而使得人机差距减小，最终产生一个适人化
的多维信息空间，为我们创建和体验虚拟世界提供了有力的支持。
图1.01 国外虚拟现实系统应用系统
虚拟现实技术的应用领域非常广阔， 它开始于军事领域的需求，在军事、航天领域的
模拟和训练中起到了举足轻重的作用。由于实时的三维空间表现能力、人机交互式的操作环
境以及给人带来身临其境的感受，虚拟现实技术将使众多传统行业产生革命性转变。
由于虚拟现实本身的复杂性，产生虚拟环境所需的计算量极为巨大，这对计算机的配置
提出极高的要求。国外的VR 系统一般配备有SGI 或SUN 工作站，大型的虚拟现实系统更
是采用大型计算机并行处理系统。这些超级计算机虽然性能超群，但是价格非常昂贵，入门
级的系统往往也要数十万美金以上。

图1.02 SGI Onyx300 可视化系统
此外，虚拟现实的软件系统是实现虚拟技术应用的关键。虚拟技术在国外的应用比国内
早，培育出一些大型的VR 开发及演示软件，比如著名的MultigenCreator、Terra Vista、
Vega、OpenGVS 等虚拟现实软件，这类软件由于技术层面不同，主要面向于军事、航空航天
等领域，由于它们的主要应用对象并不是民用虚拟现实领域，所以在民用的建筑、城市规划
领域应用有较大的先天不足。主要问题包括：软件应用需要专业人员二次开发、推广普及困
难，与行业特点结合不够紧密以及价格比较昂贵等。
在当今计算机图形学以惊人的速度向前飞奔的时代，图形芯片比CPU 更新的还快，甚至
一年中会更新四代产品，上面介绍的仿真产品受限于已经成形的体系结构一时很难适应新的
硬件平台，其画面质量还是停留在许多年前的水平上，客户已经无法接受这些平台和软件产
生的虚拟现实系统的画面效果。
特别是现在，几乎各大城市都成立了数字化信息办公室，国家在全国范围内大力推行数
字化城市建设的大环境下，这方面的矛盾更为突出了，一方面是国内对这一类型的需求越来
越大，一方面大家却又找不到合适和对口的软件使用，只能找到些低画质和不适合在这方面
使用的产品。
基于以上实际情况和市场的反馈，并结合虚拟现实技术本身的特性及技术运用的长远发
展战略，具有国际先进水平的3DVRI 虚拟现实技术平台应运而生，这是一个专业面向工程
性、高性能硬件、多用途的虚拟现实技术平台。该平台的开发过程采用了业界先进的OpenGL
实时三维绘图标准，是基于先进的基础仿真软件Openscenegraph 平台上开发出的虚拟现实
平台，针对许多当前虚拟现实仿真领域长期存在的一些关键性的问题，都给出了相应的解决
方案。
图1.03 3DVRI 虚拟现实仿真平台
例如，一直来虚拟现实软件生成的画面质量非常差，严重影响了客户对该类产品的接受
能力，主要原因就是在软件中没有合适的光照计算方法，3DVRI 技术平台在这方面植入了
光照贴图计算功能，支持3ds max 自身的渲染器和其它优秀的外挂渲染器如FinalRender 和
Vray 渲染器，无论是阳光或室内的光照和阴影情况都得到自然的体现和复原，平台生成的
仿真图形具有照片般的画面质量，除了光照外还引入大量诸如动态的镜面反射等等直接由显
示硬件支持的真实特效，大幅度超越目前虚拟现实软件性能的关键指标。为了能进一步高效
的运行更大规模的工程性场景，除了在原有提供SGI 高档图形工作站版本和支持多重CPU
同时工作外，还专门开发了利用多台微机在高带网络环境下的集群运算版本，给客户提供最
经济的高性能仿真环境，这使得软件在工程性方面应用的优势更为突出。
图1.04 3DVRI 虚拟漫游场景实时截图
3DVRI 是新一代的虚拟现实制作软件，采用了现今虚拟现实软件中最强劲的内核引擎，
架构设计也不只满足使用者现今的需求，更是为了将来的可持续发展而准备。它能使一般的
三维制作人员都可以轻易的在个人电脑中建造虚拟场景，并且由于软件支持Active 控件，
所以可由不懂编程的制作人员使用Authorware、Neobook 等其它多媒体软件自由添加自己需
要的交互功能。
3DVRI 虚拟现实制作平台广泛应用在建筑规划和房地产销售及大型工程演示等领域，
目前，房地产业在国家政策的正确引导下逐步兴旺，居民的购房消费意识逐步形成，商品房
买卖活跃，房地产开发投资不断扩大，楼盘开发规模不断扩大，开发水平不断提高。与传统
的建筑效果图和建筑动画相比，利用3DVRI 虚拟现实制作平台开发出的3DVRI 数字沙盘系
统具有强大交互性和沉浸感，展现出的将是包含各种数据的动态的真实效果，并且购房者可
以通过人机交流从各个方位对未来的楼盘进行全方位观察。
3DVRI 数字沙盘系统运用虚拟现实技术，并配合其它数字媒介，整合图形、图像、声音、
动画、视频等多维信息，在计算机上为您模拟真实的建筑周边环境及室内空间等真实场景。
让参观人员不必亲临实地就可漫步其间,观赏到优美的周边环境、小区环境，走进样板房亲
身感受居室空间的温暖，透过窗户看看户外的风景，操作室内的开关设施，真实生动，自由
自在，并查询自己感兴趣的数据和资料,有如身临其境的真实感觉，绝非平面效果图和模型
等展示方式所能达到。
图1.05 3DVRI 数字沙盘漫游场景实时截图
3DVRI 数字沙盘系统彻底打破只能到现场看参展小区真实全貌的束缚。系统可以安装
在多台计算机上，在多个地方进行楼盘展示；也可以安装在笔记本电脑上，楼盘销售工作人
员通过笔记本电脑或者投影仪演示小区的新风貌；可以发布成DVD 光盘通过各种宣传推广
活动，提供给各位参观者,使参观者可以坐在自已的家里详尽了解小区的基本情况。
这种新型的数字沙盘还可以将建筑物从主体到内装修所使用的各种材料，材质， 色彩，
规格甚至品牌、型号等详细标出，使人感到如看实物一般，不仅给客户带来强烈的参与感，
也会为房地产开发商起到极佳的宣传效果和可观的经济效益。
3DVRI 数字沙盘系统实现的主要功能：
1.全方位互动漫游功能：
手动漫游：用户根据个人喜好在场景中浏览，可以查看建筑物属性，对于小区中的楼宇，
可进入楼宇内部了解内部布局摆设。由于本软件采用实时渲染，故在漫游过程可输出效果图
或动画。可实现交互式操作。
自动漫游：根据预先设计的参观路线选择参观，由电脑自动导游，按选择的路线参观虚拟现实场景并介
绍重点推荐的参观项目，与动画类似，所不同的是画面显示不受时间限制。
2.输出功能：
（1）效果图输出。可按客户所选择的画面进行打印输出，软件输出幅面一般为1024*768，
但3DVRI 数字系统中可随时将感兴趣的画面进行实时截图，同时并可以以大于一般截图幅
面4-5 倍的方式输出，满足效果图打印的需求。
图1.06 画面输出设置
（2）动画（AVI）输出：
按事先设定好的漫游路线，进行AVI 格式动画输出，客户可将输出的动画带回去细细
观摩。
3.多视点观看选择功能：
用户可根据个人喜好，选择视点，如平视、仰视、俯视进行浏览观看，也可自行调整升
降高度、角度。
4.数据实时查询及修改功能：
用户在漫游的同时可进行相关信息查询，如：小区平面结构布局，建筑属性及户型等信
息。同时，如果需要还可对场景中的物体进行材质方案替换等操作.
5.语音定位功能：
支持3D 立体声，如背景音乐，解说词配音介绍等功能。
6.导航图功能：
制作人可以自已在场景中的任意位置添加场景导航图，使用者通过导航图可以方便的知道自己所处的
位置,快速地到达所要参观的地方。
3DVRI虚拟现实软件除了广泛应用于房地产领域的3DVRI数字沙盘系统之外,其中的
3DVRI多通道仿真系统、3DVRI城市规划仿真系统、3DVRI园林绿化仿真系统、3DVRI房地产仿
真系统、3DVRI旅游产业仿真系统和3DVRI古迹复原仿真系统也在国内外同行业中处于领先地
位，目前也广泛应用在城市规划、小区建设领域，并正逐步向其它领域拓展，如油田地面工
程、天然气地下管网、消防管理等。
火星3DVRI 虚拟现实软件实战手册
图1.07 3DVRI 虚拟现实平台应用领域