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虚拟现实技术在古建筑数字化复原中的应用研究

添加时间:2017-09-22 09:37 来源:未知 作者:admin
  摘要:虚拟现实技术由多种现代化科技技术融合而成,在我国各大领域均被广泛应用,其中文化遗产的数字化复原是虚拟现实技术的重点应用和研究方向.古建筑的数字化复原对于保护文化遗产以及历史研究方面有重大的意义.虚拟文化遗产的主要载体是虚拟现实技术,该技术可以将待还原事物还原,让其重现并对其进行保护和保存.利用先进的技术来保护人类文化遗产是当前世界范围内广泛关注的话题,本文以此为引,对虚拟现实技术在古建筑数字化复原中的研究和应用进行探讨.
 
  关键词:虚拟现实技术;古建筑;数字化;复原;应用

  虚拟现实技术最初于 20 世纪末开始发展,经过多年的研究和更新,已经综合集成现代众多学科的高新技术为一体,包含计算机技术、图形学技术、人机交互技术、传感仿真技术、智能控制技术、微电子技术等等,借助该技术可以模拟、还原或创造出一个虚拟的世界,并感受其中的魅力.近年来,虚拟现实技术已经在娱乐、航空、道路、建设、医疗、军事、等领域广泛应用,且多数学者对其扩展到古建筑数字化复原的研究中,这为我国文化遗产的保护提供了新的契机[1].
 
  1.虚拟现实技术概述
 
  1.1 虚拟现实技术
 
  虚拟现实技术是现代化多种先进科技技术融合而成的一种先进科技学技术,能够通过计算机以及一系列辅助技术完成虚拟化操作,在实际应用中能够将人体无法看见以及触摸的虚拟化事物呈现出来,方便对其进行研究,不过这个过程的实现需要借助传感和三维设备,最终利用计算机仿真创造出虚拟的另类世界,我国的虚拟现实技术从引进并发展至今,已经取得了不错的成绩.
 
  1.2 虚拟现实技术的应用特点
 
  虚拟现实技术在各大领域的应用中有三个显着特点:①沉浸性:虚拟现实技术的具体体验主要是通过人体的视觉通道传递的,在体验者的视觉系统中造成图形显示效果,让体验者在虚拟环境和场景中沉浸其中,有逼真的视觉和心理感受;②交互性:交互性使虚拟现实技术的基础特征之一,是指用户通过实现虚拟的设备,如传感、三维设备等与虚拟环境中的对象进行相互作用,可对具体对象进行操作;③想象性:虚拟现实技术通过视觉系统传递,同时通过味觉、嗅觉、触觉、力觉等人体自然感知系统进行信息反馈,可以让体验者在此环境中有新的认知、构想和收获[2].
 
  2.虚拟现实技术在古建筑数字化复原设计及制作阶段的应用
 
  2.1 虚拟现实技术在古建筑数字化复原方案设计中的应用
 
  在古建筑数字化还原项目确立之初,首先是结合虚拟现实技术的要求进行还原方案的设计,确保后期整个还原过程的顺利进行.首先对待复原的项目或建筑进行整体策划和设计,确保还原方案的科学性和可靠性[3].第一,选择虚拟现实的表现手法,结合项目还原要求选择图片模式或是三维体验模式;第二,选择最终古建筑系统还原的展示系统及平台,例如虚拟实验室或数字博物馆,不同的平台选择要对应不同的设计方案;第三,进行合理的时间安排.虚拟现实技术的实现相对复杂,应该合理根据项目实际情况做好安排和规划;第四,确定虚拟还原作品的参数,包括大小、分辨率、清晰度等等.
 
  2.2 虚拟现实技术在具体制作过程中的应用
 
  在古建筑数字化复原过程中,首先应该实际对古建筑进行勘测和考察,测量各项具体的数据信息,由此基本还原古建筑的形态,使其有一个大概的轮廓.在实际测量和考察过程中,重点收集古建筑的平面数据以及周边环境的数据.之后对待还原的古建筑本身、残余建筑以及周边环境进行摄影和拍照,留存图片和影像数据,在拍摄过程中要注重照片的清晰度,选择像素高的拍照设备.之后统一整理收集和获取的信息和资料,进行数据汇总,之后建立三维模型,然后对模型进行一系列的优化设计.在渲染效果能够满足还原需求的基础上,还原中尽量用最少的面来表现,之后制作场景,进行贴图、灯光、烘焙.在最终制作完成之前,应该对虚拟现实系统进行测试,主要测试该系统的各部分性能,确保其兼容性、可靠性和稳定性能够满足复原的需求.
 
  3.古建筑虚拟现实技术的应用要点
 
  3.1 贴图烘焙与图片优化
 
  古建筑数字化复原过程中,贴图烘焙是整个设计及复原过程的关键步骤,由此在制作时应该额外仔细.在制作过程中,不同的数据模型对应着不同的图片格式,由此贴图烘焙处理时要满足原图片的格式要求,采取相同的格式呈现,如此才能满足数字修复要求,同时还要对模型进行分类处理,确保复原的真实性[4].虚拟现实系统自带图片优化软件,在具体制作过程中应该对物体的贴图文件进行优化处理,适当压缩图片以减少显存的占用量,提升后期复原场景呈现的流畅性.
 
  3.2 交互式设计及编译输出
 
  虚拟现实技术的场景复原设置需要借助摄像机完成,以交互式设计最终呈现.该过程中需要借助虚拟现实系统的程序模块进行编程控制,以此操作摄像机.所谓的交互式设计实质是指将人物角色载入到虚拟复原的场景中,在此过程中需要注意的是要结合场景实际的设定情况进行人物大小的调整,以免人物与场景不协调,影响最终复原的和谐性.虚拟现实技术有一项对虚拟的操作功能,在场景中设定角色的动作操作指令,就能达到最真实的人物仿真效果,只需通过系统程序模块编程便可实现.最终将所有模型以及所有指令利用编译输出功能实现格式转换输出,便可在计算机上运行,完成复原.
 
  结束语
 
  综上所述,虚拟现实技术是现代化众多科技技术融合的科学结晶,将其应用于古建筑复原中是现实可行的,并且为古建筑遗产的保护提供了重要的支持.在古建筑数字化还原的具体过程中,从设计到最终完成,其中的各个环节都要注重科学性,如此才能对古建筑进行整体环境以及建筑主体的复原,为我国古建筑保护提供有效的技术保障.
 
  参考文献:
 
  [1]齐会娟,李德雄,刘丽娜. 计算机虚拟现实技术在古建筑数字化复原中的应用[J]. 无线互联科技,2016,(10):135-136.
  [2]潘亚琴. 建筑漫游动画在 3D MAX 软件中的应用研究--以大唐芙蓉园建筑动画为例[D].陕西师范大学,2015.

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