基本信息
- 项目名称：
- 德化陶瓷虚拟展厅
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 利用相关的虚拟现实技术来实现一个具有动态漫游功能的虚拟陶瓷展厅，以及使用基于三维绘制和基于全景图绘制的展示模式，以实现比较真实的场景显示和产品的互动性展示。
- 详细介绍：
- 本课题讨论了虚拟现实技术用于陶瓷展示的可行性，关键技术和系统的两种实现方式。首先，利用May和PhotoShop建立展厅和瓷器的三维模型，并使用贴图技术增强瓷器模型的真实感，使用底层的的图形渲染系统OpenGL来实现场景资源的组织和管理；其次，使用全景图拼接与浏览技术，实现基于全景图的虚拟展厅；最终完成基于Windows平台实现了虚拟展厅的实时交互和真实的动态漫游双重功能。本文工作为实现陶瓷样品的快速发布和降低交易成本提供了一种有益的思路。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 发明的目的: 利用相关的虚拟现实技术来实现一个具有动态漫游功能的虚拟陶瓷展厅，以及使用基于三维绘制和基于全景图绘制的展示模式，以实现比较真实的场景显示和产品的互动性展示。 基本思路：本课题将分别采用基于全景图的虚拟现实和离线的三维绘制两种展示形式，两种展示形式将给使用客户两种不同的虚拟现实体验。 创新点: （一）基于三维绘制展示 1. 克服了传统展示方式的不足，充分利用互联网及三维技术所带来的方便性, 系统方便发布和推广，单机运行效率高、效果好; 2. 与现实应用的结合，从具体实例入手，从底层做起，具有良好的通用性和可扩展性; 3. 系统具有良好的交互性，消除技术陌生感，让用户更有亲切感; 4. 系统基于脚本驱动，易于配置与修改; （二）基于全景图的虚拟现实展示 1.基于全景图的虚拟现实技术依据真实场景的图像作为虚拟场景的表现形式，真实地再现了真实场景的视觉信息; 2.独立于场景的复杂度，即交互视图的生成速度与景物的复杂度无关，仅仅与待显示的图像的分辨率及相应的算法有关; 3.生成算法计算量相对较小，不需要特殊的图形设备，能够在工作站和普通PC机上实时完成。 技术关键:1.瓷器三维建模 2.场景资源的组织和管理 3.全景图像拼接 4.全景图浏览 主要技术指标：1. 窗口分辨率、景深、视角； 2. 贴图格式、模型文件格式 3. 脚本有特定的书写格式 4. 开发语言为OpenGL，C++及OpenCV，运行平台Windows
科学性、先进性
- 虚拟现实技术由于它能够充分反映真实物体的形态，同时又大大加强了人机交互的能力，为陶瓷产品的虚拟展示研究提供了新的思路。目前德化的陶瓷产品的展示方式主要是通过在线的图片展示和离线的样品展览来实现,这两个方面都存在一些缺点。首先，图片是平面的只能提供静态局部的视觉体验，真实感和交互性都比较差。其次，由于德化陶瓷产品主要面向海外市场，客户到展厅参观样品的费用和时间成本都很高，往往会显著的延长客户下订单的周期。 瓷器工艺精良、造型雅致，如果简单的用图片来表示的话不能完整的表现瓷器的这些特性。虚拟现实具有较强视觉真实感和良好的用户交互功能，为更好的展示瓷器产品提供了一种可行的思路。本课题利用相关的虚拟现实技术来实现一个具有动态漫游功能的虚拟陶瓷展厅，以及使用两种不同的虚拟展示模式，以实现比较真实的和互动性更强的产品展示。 参考文献： [1]蔡卫红，德化陶瓷业国际化的战略选择-发展研究，2006 [1] 潘华伟，基于图象的虚拟场景绘制技术研究与系统实现，2003
获奖情况及鉴定结果
- 1 、获得第九届“挑战杯”福建省科技作品竞赛二等奖 2、获得某校“挑战杯”学生创新项目启动基金资助 3、获得某校第十六届“挑战杯”课外学术科技作品竞赛一等奖 4、论文《德化陶瓷虚拟展厅》在《微型机与应用》期刊中发表 5、自主开发的全景图生成软件Image2Panorama获得2009年泛珠江三角洲电脑大赛福建赛区三等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 基于源代码进行二次开发
作品可展示的形式
- 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 在基于三维绘制的展示模式中，以底层图形开发语言OpenGL和面向对象程序语言C++为基础，以类的形式封装，具有良好的通用性和可扩展性。对于已经完成的系统只需更改脚本文件即可实现展厅中模型的更新。系统在单机上运行，可以充分发挥计算机的性能来达到较好的渲染效果。 在基于全景图的虚拟现实展示模式中，运用本项目过程自主开发的全景拼图软件可以将环绕拍摄的图片迅速生成全景图，通过全景图浏览就可以达到虚拟展厅的效果，实现简单迅速，对于任意产品虚拟展厅都有很好的通用性和可实施性。基于全景图的展示模式真实感强，用户沉浸感好，能够体验到真实还原的展示场景。 适应范围： 该系统主要以商品展示为主，可以运用于玩具、手机、服饰等产品的展示。通过对场景的组织可以运用于室内或室外的展示。 市场分析和经济效益预测： 该项技术能够更全面的展示商品，而且适用于比较多的行业。其潜在的经济、市场价值是比较大的。如果充分利用这种推广模型，对于企业来说可以节约大量的销售成本。
同类课题研究水平概述
- 虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。利用虚拟现实技术可以增强事物的真实感，提高用户与事物的交互性。目前，虚拟现实技术应用范围非常广泛，几乎渗透到社会生活的各个方面，如工程设计、计算机辅助设计（CAD）、数据可视化、飞行模拟、多媒体远程教育、远程医疗、艺术创作、游戏、娱乐、建筑设计、军事、航天等领域。我们国内的一些院校和科研单位，陆续开展了虚拟现实技术的研究，已经实现或正在研制的虚拟现实系统也有不少。像北京航空航天大学计算机系虚拟现实与可视化新技术研究室集成的分布式虚拟环境；浙江大学心理学国家重点实验室开发的虚拟故宫、CAD&CG国家重点实验室开发出桌面虚拟建筑环境实时漫游系统；清华大学计算机系对虚拟现实和临场感方面进行了研究，例如球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深度感试验等方面都具有不少独特的方法；另外，西安交通大学、哈尔滨工业大学、国防科技大学、装甲兵工程学院、中科院软件所、上海交通大学等单位也进行了不同领域、不同方面的VR技术研究工作，并取得了一批研究成果。 虚拟现实始于军事和航空航天领域的需求，它最贴近我们生活的应用是在游戏中。三维游戏既是虚拟现实技术重要的应用方向之一，也为虚拟现实技术的快速发展起了巨大的需求牵引作用。 尽管存在众多的技术难题，虚拟现实技术在竞争激烈的游戏市场中还是得到了越来越多的重视和应用。可以说，电脑游戏自产生以来，一直都在朝着虚拟现实的方向发展，虚拟现实技术发展的最终目标已经成为三维游戏工作者的崇高追求。从最初的文字MUD游戏，到二维游戏、三维游戏，再到网络三维游戏，游戏在保持其实时性和交互性的同时，逼真度和沉浸感正在一步步地提高和加强。随着三维技术的快速发展和软硬件技术的不断进步，在不远的将来，真正意义上的虚拟现实游戏必将为人类娱乐、教育和经济发展做出新的更大的贡献。
