舟山連島大橋全景漫游展示系統(tǒng)開發(fā)

1、舟山連島大橋全景漫游展示系統(tǒng)開發(fā)摘要：舟山連島大橋承載了舟山旅游文化，為了發(fā)揚(yáng)舟山文化，本文設(shè)計(jì)并建立舟山連島大橋全景漫游系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成漫游效果，以3D 建模為基礎(chǔ)，通過貼圖及渲染最終達(dá)到逼真效果，最后利用后期影視合成完成漫游展示系統(tǒng)。舟山連島大橋全景漫游展示系統(tǒng)通過鏡頭全景展示了舟山跨海大橋，達(dá)到真實(shí)效果，對(duì)舟山旅游起到一定的推動(dòng)作用。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)； 3D建模； 貼圖渲染；影視合成1.前言在全國大力發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)的今天，舟山市正在打造大橋文化，通過大橋景觀工程塑造舟山城市特色文化形象，提升舟山城市的影響力，推進(jìn)舟山經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。在這樣背景下，本項(xiàng)目借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和三維虛擬

2、現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)舟山連島大橋全景漫游系統(tǒng)，充分利用連島大橋這張名片擴(kuò)大宣傳舟山力度,對(duì)全面推動(dòng)舟山經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。首先，通過本項(xiàng)目研發(fā)，建立舟山連島大橋全景漫游系統(tǒng)，并借助Internet網(wǎng)絡(luò)展示連島大橋景觀，提升舟山城市魅力，彌補(bǔ)景觀工程的局限。其次，連島大橋全景漫游展示技術(shù)，可以直接推廣到舟山各個(gè)旅游景點(diǎn)全景漫游系統(tǒng)制作，推進(jìn)旅游資源的開發(fā)和旅游服務(wù)的提升，促進(jìn)舟山文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文主要研究?jī)?nèi)容有四個(gè)方面：1.連島大橋圖像采集和圖像處理；2.連島大橋模型建立以及完善；3.連島大橋全景造型開發(fā)；4.利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)連島大橋全景漫游系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要采用 3ds Max 基礎(chǔ)建模以及 Af

3、ter Effects 后期影視制作。利用3ds Max 軟件建立舟山連島大橋模型；以大橋模型為基礎(chǔ)，利用After Effects 制作大橋全景漫游視頻。2.舟山連島大橋全景漫游展示系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)2.1 舟山連島大橋?qū)嵉乜疾煲约皥D像采集互聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)今最便利的信息獲取平臺(tái)，因此，項(xiàng)目組先通過互聯(lián)網(wǎng)查找舟山連島大橋相關(guān)圖片。并通過Photo Shop 軟件，對(duì)圖片進(jìn)行處理?；ヂ?lián)網(wǎng)現(xiàn)有的有關(guān)舟山連島大橋的圖片可以給出大橋整體的輪廓，從寧波到舟山依次分橋?yàn)椋航鹛链髽颍鬈╅T大橋，桃夭門大橋，響焦門大橋，岑港大橋。通過圖片，項(xiàng)目組也可以初步了解各座大橋的基本模型、架構(gòu)等等，給建模帶來一個(gè)整體的構(gòu)想。先前項(xiàng)

4、目組從互聯(lián)網(wǎng)上的圖片信息粗略的了解了各做大橋的基本構(gòu)圖，接下來項(xiàng)目組要進(jìn)行更加精細(xì)的調(diào)查，因此，項(xiàng)目組派圖像采集專題小組親自坐車前往各做大橋。在實(shí)地考察過程中，我們拍攝了許多大橋的圖像，主要用于對(duì)大橋的更進(jìn)一步的分析。還有拍攝了許多大橋周圍的地勢(shì)，有利于我們大橋建模后期環(huán)境的構(gòu)造。僅僅憑借圖片帶來的信息是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此項(xiàng)目組所有成員前往金塘的舟山連島大橋展覽館。在舟山連島大橋展覽館內(nèi)，項(xiàng)目組成員首先便看到了大橋的實(shí)體沙盤。然后，成員們觀看了大橋建設(shè)時(shí)期的相關(guān)視頻，體會(huì)到大橋建設(shè)的宏偉。展覽館里放置了各座分橋的物理模型，這對(duì)于我們建模提供了莫大的幫助，因此項(xiàng)目組成員便對(duì)各模型進(jìn)行仔細(xì)分析，以及

5、圖像采集。最后還拍攝了相關(guān)大橋的各個(gè)零件的模型，比如：橋墩、路燈、線纜等。數(shù)據(jù)處理小組對(duì)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，為建模小組提供大橋的數(shù)據(jù)以及圖片。2.2 舟山連島大橋模型分析舟山連島大橋總共有五座大橋，模型非常多，因此建模過程是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，為了得到更加精確，細(xì)致的模型，必須注意一下幾點(diǎn)：將大橋從上到下，從大到小，逐層分解，明確各個(gè)模型的總體把握，如圖 1；模型分清重點(diǎn)，命名要規(guī)范統(tǒng)一，最好以英文命名；各人分工明確。圖 1 橋梁的基本結(jié)構(gòu)2.3 舟山連島大橋建模過程在圖像采集專題小組以及數(shù)據(jù)處理小組工作期間，建模小組在短時(shí)期內(nèi)學(xué)習(xí)了3ds Max ，掌握了初步建?；A(chǔ)。建模小組以項(xiàng)目推

6、動(dòng)學(xué)習(xí)，在建模過程學(xué)習(xí)、糾錯(cuò)。大橋?qū)嶓w建模。建模是一件考驗(yàn)建模師耐心的事情，因此建模師要一步一步來，逐個(gè)建模。對(duì)建好的模型進(jìn)一步優(yōu)化工作，不如尺寸、棱角、整體效果。2.4 舟山連島大橋貼圖及渲染3dsmax的2D貼圖，就是指材質(zhì)貼圖中的兩維圖像或圖案。2D 貼圖是二維圖像，它們通常貼圖到幾何對(duì)象的表面，或用作環(huán)境貼 圖來為場(chǎng)景創(chuàng)建背景。渲染一般出現(xiàn)在三維軟件的主要窗口中，和三維模型的線框圖一樣起到輔助觀察模型的作用。很明顯，著色模式比線框模式更容易讓我們理解模型的結(jié)構(gòu)。3.舟山連島大橋效果圖 金塘大橋4.結(jié)論與展望在我們的項(xiàng)目中3dsmax 完成場(chǎng)景建模和貼圖任務(wù)之后，要使用一定的影視處理方法

7、，用攝像機(jī)鏡頭記錄我們要展示的東西,配合一些影視常用的鏡頭方法，反映出我們所需要表達(dá)的展示主題。的來講，整個(gè)后期合成制作分為兩大塊:視頻采集（即3dsmax場(chǎng)景動(dòng)畫的渲染）；視頻片段的合成（即AE將分散的展示片段合成到一起）。以視覺傳達(dá)設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，掌握影視編輯設(shè)備(線性和非線性設(shè)備)和影視編輯技巧，能夠進(jìn)行影視特技制作的技術(shù)。 影視媒體已經(jīng)成為當(dāng)前最為大眾化，最具影響力的媒體形式。許多在這些行業(yè)的做作業(yè)人員與大量的影視愛好者們，現(xiàn)在都可以利用自己手中的電腦，來制作自己的影視節(jié)目。合成軟件：AE、Combustion 、DFsion、Shake、premiere等。本項(xiàng)目主要使用AE來完成合

8、成任務(wù)。AE全稱After Effects，是adobe公司開發(fā)的一個(gè)視頻剪輯及設(shè)計(jì)軟件，用于高端視頻特效系統(tǒng)的專業(yè)特效合成軟件。從大橋圖像采集和數(shù)據(jù)處理大橋模型建立大橋貼圖及渲染后期視頻合成這一過程中，項(xiàng)目組成員學(xué)習(xí)并運(yùn)用了許多軟件，例如：Photo Shop 、3ds Max 、Affter Effects 等，主要運(yùn)用了3ds Max軟件，3ds Max是一種三維建模軟件，具有二維建模、幾何體建模、擠壓建模等多種建模技術(shù)，利用這些建模技術(shù)可以有效的實(shí)現(xiàn)虛擬大橋中各個(gè)對(duì)象的三維模型，在全體成員的共同努力下，最終舟山連島大橋取得了良好的效果。通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，技術(shù)員們深有體會(huì)，不僅提高

9、的自身的自學(xué)能力，而且掌握了一門專業(yè)技術(shù)，對(duì)于將來的就業(yè)也帶來深遠(yuǎn)的影響。學(xué)生以團(tuán)隊(duì)合作的方式完成項(xiàng)目，也提高了團(tuán)隊(duì)精神和個(gè)人素養(yǎng)。參考文獻(xiàn)：【1】 張菁. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及應(yīng)用 . 北京:清華大學(xué)出版社,2011.5.【2】 尖峰科技 . 3ds Max 2010 從入門到精通 .北京:中國青年出版社,2009.12.【3】 亓鑫輝. 3ds Max 2011 火星課堂 . 北京:人民郵電出版社,2011.1.【4】 謝中元. After Effects 7.0 特效合成完全實(shí)例教程 . 兵器工業(yè)出版社,2006.12.【5】 王海波. After Effects 插件影視特效 . 北京:人民郵電出版社,2011.6.【6】 楊雪果.3ds Max 高級(jí)程序貼圖的藝術(shù). 北京:中國鐵道出版社,2010.5.【7】 陶利，佟鳳義等. 3ds max9三維動(dòng)畫制作典型案例 . 北京:清華大學(xué)出版社,2008.1. 亓鑫輝,周光平 .3ds max 影視特效火星課堂.流體煙霧篇 . 北京:人民郵電出版社,2011.8. 亓鑫輝，楊晨 . 3ds max 影視特效火星課堂.PF高級(jí)案例篇 . 北京:人民郵電出版社,2011.8. 薛燕妮，李有生，歐陽慧. Photo shop CS5從入門到精通：創(chuàng)意案例版 . 中國青年出版社,2