虚拟旅游应用程序设计与实现 本文关键词：程序设计，虚拟，旅游
虚拟旅游应用程序设计与实现 本文简介：摘要：本次设计基于VR技术，使用3DSMAX对景区进行模型构建，依靠Unity3D搭建场景，C#语言编辑脚本实现应用程序功能，用HPReverb调试结果。最终实现丽江古城南门桥的三维虚拟旅游景点，导出了应用程序，实现了预期的功能，运行良好。关键词:VR技术；3DSMAX；Unity3D1虚拟旅游的研
虚拟旅游应用程序设计与实现 本文内容：
摘要：本次设计基于VR技术，使用3DSMAX对景区进行模型构建，依靠Unity3D搭建场景，C#语言编辑脚本实现应用程序功能，用HPReverb调试结果。最终实现丽江古城南门桥的三维虚拟旅游景点，导出了应用程序，实现了预期的功能，运行良好。
关键词:VR技术；3DSMAX；Unity3D
1虚拟旅游的研究背景和意义
随着计算机技术的迅猛发展，世界各国在酒店、旅游、娱乐等第三产业中投入的技术资金增多，侧重于VR技术的虚拟旅游应用程序和系统也随之产生。目前世界虚拟旅游市场的需求在逐年增高。这种不同以往的旅游体验方式已经在部分景区实施，有一定的青睐人群，尤其是追求时尚、成长于计算机时代的年轻人，他们都很愿意尝试用虚拟旅游方式拓展自己的知识面，开阔眼界。随着我国经济的不断发展，国家综合实力逐渐增强，VR技术的发展研究刻不容缓，在全球范围内中国将是VR产业经济重要的市场区域[1]。
2虚拟旅游应用分析
2.1虚拟旅游应用设计的可行性分析
2.1.1经济可行性虚拟旅游应用的目标是希望所有民众都能“坐地行万里”，在家就能浏览世界的缤纷多彩。较传统旅游方式方便、省钱。2.1.2技术可行性本应用程序前期利用3DSMAX进行模型构建，后期在Unity3D里进行场景搭建，具体功能通过C#语言来实现。C#综合了VB和C++简单的可视化操作和高运行效率，以其强大的操作能力、优雅的语法风格、创新的语言特性和便捷的面向组件编程的支持成为.NET开发的首选语言[2]，用C#就可以编辑脚本完成相应的功能。应用程序的导出还需要安装相应的环境，在电脑终端运行。2.1.3运行可行性本应用意在便民利民，为全民搭建一个可以在家旅游的应用。实现的途径是以3DSMAX搭建模型，Unity3D搭建场景，导出应用。用户通过自行购买的HPReverb，电脑连接好HPReverb设备，调节好VR眼镜，通过操作手柄就可以在景区中游览。操作程序简单，用户使用起来不会存在太大困难。
2.2虚拟旅游应用的需求分析
随着我国经济的持续发展，旅游成了现代国民一种非常受欢迎的休闲娱乐方式。根据南开——腾讯首个“互联网+旅游”大数据报告发布会中了解到，2015年-2017年以旅行为主题的企业微信公众号大崛起，已达73833个，以旅游为主题的企业微信公众号已近17万个，地方旅游政务公众号722个，景区官方公众号2245个[3]。根据2019年五一劳动节假日经济日报提供的旅游信息可知今年我国旅游人次比去年增长13.7%，实现的旅游收入金额高达1176.7亿元。由此可见国民对旅游服务、旅游产品的需求量十分巨大。经过调查，想旅游而没有去旅游的人都有一些客观因素。最大的原因就是没有时间，平常工作忙，抽不出时间去追求这种娱乐；其次是假期人多不想出门，或因身体原因，出远门困难等。本应用程序的开发可极大的解决了这些问题，可以随时去“旅游”。
3虚拟现实技术相关软件
传统的人机交互是在二维空间内实现人机交互功能，用户体验感不足，虚拟环境与现实环境出入较大，难以实现体验感真实的人机交互，在二维空间实现的智能化达不到需求。此应用程序开发操作系统Win8，主要开发工具有3DSMAX、Unity3D和Photoshop、HeadusUVLayout、HPReverb、VisualStudio等。3DSMAX是基于PC系统的三维动画渲染和建模工具，Photoshop是一种多功能的图形工具，根据3DSMAX构建出来的模型，利用Photoshop进行贴图后更接近现实景区。HeadusUVLayout可对三维模型作实体几何分析，对其分解成数个曲面，再对曲面进行平面展开，是一款功能最全，最稳定的UV专用工具。Unity3D是一个可以创建三维视频游戏、建筑可视化等多平台综合型开发工具，是世界顶尖的游戏与AR/VR开发引擎，其中内置的开发工具VisualStudio可以高效的实现人机互动功能。HPReverb是VR产品的“眼睛”，完成后的产品通过HPReverb调试。
4虚拟旅游应用程序设计
4.1丽江古城南门桥建模思路
丽江古城是我国著名的历史文化名城，城中建筑多为木建筑，街道繁杂，其中还穿梭这河流小桥。前期要利用网络去了解景区的相关资料，获取丽江古城主要的古建筑风格。并对所需要的建筑、环境等进行多方位的观察，保存相关图片，了解建筑的分布及河流道路的走向。同时需要找与丽江古城相似的门窗、草地等相关的图片，导入3DSMAX中，完成丽江古城南门桥的建筑模型。4.1.1古楼建模丽江古城的古楼建筑风格各异，建模过程要对古楼的每一个角落都进行处理，从多个视角分析建筑的大致形状，用简单的几何图形构建大致的模型。利用3DSMAX中“挤出”等命令，将古楼的基本模型构建出来。4.1.2区域建模搭建虚拟旅游场景需要利用地形地貌的空间连续性来布置地物对象模型[4]。通过从网络上获取的丽江古城南门桥图片构建起伏框架，在基础模型上添加纹理贴图，增加虚拟景区的真实性，完成地貌和周边的建模。周边的植被公路等可以制作成平面形状，有利于采用草地等图片贴图。对场景中灯笼、窗花等小装饰分别建模，完成后进行等比例实例化。4.1.3模型展UV展开UV就是把已经建好的模型，利用3DMAX里的UVW修改器将模型展开成平面，这样就可以在展开的平面上添加材质，皮肤等贴图。模型的正确切割对UV的正确展开非常重要，UV的切口必须正确，便于贴图的衔接，且在隐蔽的部位。4.1.4碰撞墙制作将所有模型都建好之后进行渲染烘焙，利用Line工具，制作一个规定游客在指定区域内游玩的碰撞墙。将场景中的模型全部选中，并导出为FBX格式的模型，导出的时候，为了防止导出的模型没有纹理贴图，需要勾选上纹理选项。
4.2丽江古城南门桥虚拟旅游应用程序场景交互制作思路在3DSMAX的建模基础上，利用Unity3D搭建周围环境。在Unity3D自带的Store中下载场景漫游所需要的SteamVR和VRTK插件。从SteamVR和VRTK插件将所需的对象拉到Hierarchy面板中，将插件中原有的脚本拉到相应的对象上。以模型中的某块模型为载体，添加音乐，点击运行无误后即可设置打包成exe格式应用程序。4.2.1下载导入相关素材、资源包、插件Unity3D漫游场景除却模型外还需要借助其他相关资源。导入从网上下载的天空盒图片素材，给场景添加一个天空盒背景，并设置好Skybox亮度参数。导入环境资源包，用来制作周边环境，水效果以及植被。在Windows-AseetStore中搜索HTC官方的SteamVR和VRTK插件，下载并导入到工程中。4.2.2新建地形、空物体根据景区周边景色新建一个地形，利用Unity3D中携带的工具，制作一个与丽江古城南门桥周围相似的地形，丽江古城南门桥模型。新建一个VRTK空物体，里面新建2个空物体，并添加VRTK和SteamVR中携带相应的脚本，用来制作手柄漫游交互效果。在Unity3D中有多种实现移动的方式，本次开发选择手柄触摸板（TouchPad）的滑动来实现平滑移动。以下为浏览时的控制移动脚本部分代码。（1）获取手柄：（2）获取手柄触摸板触发事件，给予物体一个向前移动的位移、速度：4.2.3导入相关预制体、添加背景音乐将一个水的预制体模型拖到工程资源面板中，设置水面的颜色参数等。再将[CameraRig]预制体模型导入到场景中，删除Unity3D自带的相机。在下载好的环境资源包中将背景音效拖入到工程资源面板中，并添加在场景中，背景音乐为循环播放、音量大小。拖入VRSimulatorCameraRig预制体模型，测试一下场景。4.2.4场景打包发布打包前对功能进行测试，寻找不能正常运行的功能，进行修改。然后将模拟器设置改成Steamvr，自动链接对应模型物体。最后将所有场景文件进行打包，设置保存路径，导出带有date文件的EXE执行程序。连接好HPReverb头盔，且确保VR眼镜、手柄、定位器连接就绪，运行exe文件进行景区浏览。
5结论与展望
本应用程序的用户体验良好，虚景与实景区别不大，体验感真实，不存在较大的使用操作困难。该应用程序通过研究当前VR技术的应用背景及国内外研究现状，对VR技术在旅游方面的应用进行需求分析，并以3DSMAX对所要搭建的虚拟旅游景区丽江古城南门桥进行建模，利用Unity3D进行场景制作，基本上实现了用户可以在指定的景区内游览，跳到指定景区游览等几个功能。目前VR技术的投入研究资金逐年增加，VR技术也被许多国家列为重点研究项目，该技术在旅游方面的应用将会明朗化，在设备应用上也会有相应的进步。
参考文献
[1]高红波.中国虚拟现实(VR)产业发展现状、问题与趋势[J].现代传播(中国传媒大学学报),2017,39(02):8-12.
[2]李凯,王劲松.VisualC#与Matlab混合编程原理及其在数据图形化中的应用[J].数字技术与应用,2014(9):55-56.
[3]南开——腾讯首个“互联网+旅游”大数据报告发布．南开大学.
[4]刘燕,秦建波,洪智风.三维虚拟校园模型构建研究[J].数字技术与应用,2011(06):46-47.
作者：谭雪娟 丁穗娟
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