面向组件的虚拟现实旅游服务平台技术构建与方法研究技术报告.doc

面向组件的虚拟现实旅游服务平台技术构建与方法研究技术报告
1．概述
本项目旨在通过分析提取虚拟现实技术、电子商务技术与Web3D技术在现代旅游服务应用中的共性，并从软件组件理论与方法、业务平台技术以及软件复用管理的角度，在互联网环境里构建以这些最新技术为支撑的一套基于PC的集服务式与体验式为一体的高技术含量的新型旅游综合服务平台(以下简称平台)。
本课题在启动后，积极开展一系列研究工作。为了更好地完成项目要求，体验平台体旅游体验和电子商务融合的特点，以四川师范大学可视化计算与虚拟现实四川省重点实验室、教育科学学院、历史文化与旅游学院为项目承担单位、以省重点实验室为主，成立了研究队伍，研究队伍由黄萍负责、领导全面工作，研究队伍的主要参与人员有教师4人，其中博士1人，整个研发期间有5名硕士研究生参与研究工作。
项目组研发了集虚拟旅游体验和电子商务一体的实用新型网络平台，并以成都大邑花水湾小镇景区为例，完善了平台的内容。通过全面的测试可在当前网络带宽条件下达到课题的预期技术指标和水平，初步建立了一个有实际应用价值的系统。用户可在该系统上进行扩充，完善更多的体验式旅游信息，以期实现整个平台的延伸。
2．研究内容
体验式旅游综合服务平台是我们提出的一个创新概念。体验的本质含义是旅游实景在互联网上的三维数字景观的重建，并利用虚拟现实技术实现人机交互，制造一个互动场景，给受众带来身临其景的感受;服务在这里是基于旅游电子商务的提出，以电子商务的技术手段向旅游业内的从业者，向客户提供一个通过互联网延伸的便捷、高效的信息服务、商务交易、管理运作以及宣传营销一体化的公共平台。
平台在Internet上架建基于实景的全貌到局部，公众通过网络浏览器，任意角度观测景区环境，进行自主漫游，并可以进入景区内景点，全方位体验和感受与体验景区自然风貌与文化遗产。平台在展现和体验景区面貌的同时加入旅游推广或营销的元素，平台还提供基于三维数字景区模型的景区规划与建设的技术解决方案。总而言之，平台整合虚拟现实技术、网络技术，电子商务技术构建出一套整体的体验式、互动式及商务式的解决方案。平台系统基于普通PC的硬件和互联网，使目标受众不受环境和地域限制
平台电子商务的功能将与行业管理目标相结合，充分考虑旅游者、旅游企业、政府管理部门、旅游相关机构各利益主体管理信息化的需求，以电子商务提升旅游企业竞争力与品牌形象，推动旅游服务的人性化与个性化发展，提高旅游理论与实证研究水平。
本研究采用全景图技术实现用户身临其境的旅游体验，该技术是一种基于图像的虚拟漫游技术（Image-basedRendering）。与几何建模虚拟漫游技术相比，它具有建模容易、真实感强、可以生成复杂场景等优点，因而得到广泛的应用。如Google近年推出的谷歌街景产品，受到全球互联网用户的青睐。
尽管现在基于全景图的虚拟漫游技术已经日趋成熟，但存在如下的局限性从而无法给用户带来良好的体验：第一，视点是单一的，用户只能在固定的视点360度环视；即使建立了多个视点，用户能够切换视点以获取更多的场景信息，但是视点与视点之间缺乏平滑过渡，用户无法获得在真实世界中沿着某条路径向前向后漫游的感受。第二，用户除了获得视觉体验以外，无法很好地对场景中的物体进行感知和交互，体验比较单一。第三，虽然Google街景实现了路径漫游的技术，但它是以在真实场景中，每隔一段距离就采集一次图像信息实现的，结果造成数据信息过于庞大，对于网络用户而言延长了加载等待的时间。
鉴于以上情况，本课题重点研究以下内容：（1）基于网页和flash前端技术的多视点全景浏览技术；（2）虚拟景观相邻视点间的平滑过渡技术，研究虚拟摄像机在三维空间的镜头推进、缩放等运动方式对应的虚拟景观的变化，以达到“完全漫游”的效果；（3）全景图片的拍摄方式、采样模式、采样数量及均匀性的研究；（4）针对当今主流的WIMP（Windows、Icons、Mouse、andPointing）界面的人机交互不自然和不协调的特点，建立用户与虚拟景观的自然和谐的人机交互，提升用户体验；（5）电子商务与体验式旅游平台的融合技术。
3．研究路线与研究方法
为了构建该平台，必须从虚拟景观交互模块与电子商务业务处理模块这两大模块的实现着手，其中，虚拟景观交互模块的技术路线为：
景观图像数据

图像元数据
自然景观
拍摄
景区采集
全景图像

实时加载区块

渲染呈现

视角控制

单视点漫游
路径漫游
优化
路径建模
平滑过渡处理
用户交互设定
图像压缩
图像采集修正

任何人通过浏览器进入平台均可进入前台虚拟景观环境进行互动体验，这些体验包括360环视、沿路径漫游、对感兴趣的商务热点信息进行交互式操作等；已注册的会员则可在虚拟体验的基础上，对虚拟景观