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虚拟世博建设思考

2012-07-21 16:11 来源:游戏动漫 人参与在线咨询

 

1 “虚拟世博”简介

 

由于“虚拟世博”是新生事物,业界还未有明确的定义,这里笔者所下定义仅代表个人观点。“虚拟世博”是以Internet传播媒体为平台,将世博会举办的世博园区、举办城市和辐射区域构建成网络虚拟空间,以政府、企业、个人和社会为网络虚拟空间中的应用对象,以虚拟的网络空间为基础,计算机网络服务为手段,全面构筑一个以信息化应用为中心的全新的、可以实现人-机在世博问题上互动交换的虚拟世博会。

 

2010年上海的“虚拟世博”有三个亮点:虚拟场馆建设、虚拟场馆漫游、虚拟网络游戏。

 

1.1 虚拟场馆建设

 

虚拟场馆构建主要偏重空间景观设计、工业设计和视觉传达设计,也就是观众面对网络时可以根据自己的喜好和世博会的主题设计出自己理想中的场馆以及场馆内的陈设和布置,同时包括场馆主题公园和吉祥物的设计。实际上就是观众充当虚拟场馆的设计师,让自己提交的作品与系统互动。当然,虚拟场馆的建设不仅需要强有力的Web3D技术、互联网技术的支持,还需要参与建设的受众有设计方面的才能和独特的创意。

 

1.2 虚拟场馆漫游

 

“虚拟场馆游漫游”的核心构想就是在世界各地的各个城市设立虚拟大厅,各参展城市的展馆外形与内部结构、空间布局、展示内容等均与其实体馆相同。按照功能的不同,虚拟展馆分为浏览馆和体验馆两个类型,观众在浏览馆内可以全方位了解展馆的空间布局和主要参展内容,并可通过文字、图片、视频、音频等方式进行深度了解,人们通过电脑就可以轻松俯瞰世博园区的三维全景,并在数百个国家、地区和国际组织的展馆间轻松穿梭漫游。

 

1.3 网络虚拟游戏

 

关于虚拟世博的网络游戏以开发“科技与环保”的游戏为主。根据上海2010年世博会的口号“城市,使人生活跟美好”开发城市环境建设的游戏,网上参观者也可以实时参与线上和展览现场的各类三维互动活动。同时,虚拟世博还将打造“未来之城”虚拟社区,借鉴网游的概念和形式,集合全球网民的创意和协作,共同建设一个和谐之城、未来之城。

 

2 可口可乐馆的设计与应用

 

为了更好的研究“虚拟世博馆”中对游戏动漫技术和虚拟现实技术的结合,作者以可口可乐馆的构建为例。

 

2.1 场馆模型构建

 

场馆模型制作指除虚拟角色以外的一切场景物品、动物、植物等的实体模型制作。按体积、精度、表面纹理与所处位置来分,可用不同的技术进行实现:①创建场景中规则实体时,如可口可乐馆的楼体等,选择适当的视口,根据实物的实际尺寸绘制立面的2D形状,然后拉伸形成3D模型,可利用Maya、3Dmax等三维动画软件进行制作;②对于细长条的物体如门柱、窗框等实体,可采用单一面片和贴图照片来表现。如果使用几何模型来仿真这些实体,会增加场景的几何模型和面片数量,会在渲染场景中不会出现锯齿和闪烁现象,影响场景仿真的整体效果;③创建场景中不规则实体时,可使用放样或车床等技术手段。对于具有固定横截面实体,如场馆楼梯扶手等,先绘制其2D横截面和路径,然后使用放样路径生成模型。对于具有绕对称轴旋转特征的实体,如场馆外的可乐平台,先绘制其2D轮廓线,然后使用车床生成3D模型。使用放样路径或车床等时,应仔细调整参数,使生成的模型既能满足实际需要,模型的面片数又不会过多。如果参数不当,模型的面片数量将急剧增加,导致场景系统的整体运行性能下降;④对于表面纹理复杂的物体,可采用拍摄贴图的方式进行制作。这样可以避免高难度复杂纹理的三维建模以及不必要的系统仿真开销;⑤对于处于远处的模型,则可使用大面积平面贴图的方式进行制作。

 

可口可乐展馆为一座两层建筑,建筑风格讲求虚实对比和颜色变化,外立面简洁独特,所有的外墙均采用金属防风雨百叶,刷成“可口可乐”的红色。图2为场馆模型效果。

 

2.2 角色动画制作

 

虚拟角色的构建包括角色外观、角色表情、角色动作的构建。角色外观可通过Maya、3DMax等软件来制作,完成后再导入虚拟动画拍摄场景。构建虚拟角色的步骤主要有外观构建、模型细化、骨骼动画制作等。文章以场馆中的动画角色之一“劳模”为例:

 

(1)建模:以box为基础,用多边形建模建出身体模型,对部分分离后后建出腰带,鞋子,衣服以及头盔;

 

(2)材质:为模型添加多为子材质,为身体,衣服等部分分别调节材质。图3即为角色加上材质后的效果;

 

(3)渲染:为模型打灯光,做测试渲染;

 

(4)骨骼:为模型绑定骨骼并调节动作。图4为加上骨骼动作后的效果。

 

(5)动画:角色外观与动作构建结束后导入虚拟动画拍摄场景。图5为动画场景。

 

2.3 场景交互漫游

 

虚拟场景漫游系统的主要功能是实现漫游者与虚拟场景的交互。场景漫游主要控制视点的运动方式,其中导航用于跟踪并显示游览者在虚拟场景中的位置;系统控制用于设置其它功能,如视角设置和录像录制等。观察场景需要设置视点的空间位置、观察方向、视角及焦距等参数,经过视口裁减、消隐而生成图像并输出至显示设备。

 

对于立体观察,必须设置另外一个视点,两者之间的空间距离约为人眼距离,生成图像并输出至显示设备。漫游场景则是不断地变换视点相应参数,生成连续的图像并输出至显示设备。在可口可乐馆中的漫游引擎中绝大多数功能都被定义为可选择项,即漫游者可以根据自己的需要打开或关闭某种功能。在馆中可以观赏到不同时段(白天、夜晚)的校园景色,可以用任意视角、任意路线游走于馆内外。图6为场馆交互漫游馆外漫游。

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