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东大学子研发出国内首款移动端交互式虚拟展览馆

2018-08-09 11:39      来源:东北新闻网      作者:     分享 分享到搜狐微博 分享到网易微博

  东北新闻网讯:(通讯员王钰慧)虚拟现实技术(VR),具有很强的交互性、沉浸性和趣味性,将VR与展览相结合的虚拟展览馆,把展馆及其陈列品移植到互联网上进行展示,突破了时间与空间的局限,给人以身临其境的美妙感觉。伦敦德威公共画廊、罗宾岛博物馆……场景漫游式虚拟展览,成为当前展馆的一种发展趋势。

  近日,东北大学软件学院高天寒教授带领着五名本科生,研发出国内首款集多人在线、虚拟漫游、手势交互于一体的移动端交互式虚拟展览馆系统。可互动、可在线下载场景、可手势识别……一系列用户友好型特质,打破了国内移动端虚拟现实应用皆为单机模式、开发成本过高的局面,不仅可以提高用户体验,而且适合大面积推广。该项目已获得我国计算机软件著作权。

  据高天寒老师介绍,如今,将移动端虚拟漫游与展馆相结合,在国内还没有较为成功的作品,虚拟展览馆更多是在PC端应用,受到的限制很多。市面已有项目多数为用户定制,采用“一馆一项目”的方式进行开发,缺少平台化的应用。针对市面上虚拟展览馆存在的共性问题,高天寒带领学生有针对性地开展研发,终于在场景建模、平台选择、虚拟展览馆移动端功能和性能优化等方面开辟了新空间。

  该项目采用了目前最先进的“PBR场景建模”方法。“PBR”是一种方法论和算法都基于精确计算公式的着色和渲染技术,可以更完美地描述光如何与物体表面互动;PRB场景建模是业内先进的模型制作技术,由于使用了统一的着色方案,使得线上展览馆表现在不同渲染器下的效果基本一致。该项目应用PRB场景建模方式后,在任何光照环境下都能表现出正确的结果,从而为不同的展馆提供统一的工作流程。

  Unity3D,是由Unity Technologies开发的一个让用户轻松创建诸如建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的综合型开发工具,团队开发虚拟展览馆所应用的正是这个便捷的平台。“能在统一的平台上进行开发,兼顾多种功能,并实现最优的效果,是移动端虚拟展览馆项目的技术靶点,也是我们团队的主要研究任务之一。”团队项目负责人刁俊淇同学说。

  通过在不同的平台上调研、分析能够实现模拟功能的VR硬件,团队最终在众多的VR设备中选择了对开发者版权保护意识更好的暴风魔镜。

  基于暴风软件开发工具包,团队实现了让用户通过凝视和手柄的确认键实现播放语音介绍,通过蓝牙手柄控制自身在场景中的位置,自由前往喜欢的场所,通过不断调整行走和视距相关的参数来达到最大程度模拟人行走的状态等功能。

  路丰远同学作为项目中主要负责着色器编程的成员,和团队一起设计了一款效果好、占用手机性能低的着色器(Shader),对原有着色器的复杂功能和操作进行了简化。“由于移动端过于复杂的材质渲染会造成手机负担过重,甚至影响手机的寿命,我们就必须让着色器更为轻便。”路丰远说。这个项目还为用户对不同场景的需求提供了一个可选择的菜单,使应用的层次感更鲜明。

  由于这款虚拟展览馆可以多人在线和语音交流,因此使展览更接近真实场景。场景之间相互独立的打包加载机制,可以使场景之间互不影响,更便于加载、卸载。传输大文件更快、更稳定的FTP服务器,还可以减少下载对用户体验的影响。在这个项目中,用户能朝着感兴趣的作品瞬间移动,以减轻长时间漫游带来的人体眩晕感。通过删掉已经看过且失去兴趣的场景,可以保证用户的手机空间充足。

  东北大学高天寒老师指导学生团队共同研发的虚拟展览馆项目,不仅面向参观群众,同时也面向有举办展览需求的厂家,因为这个项目可以使举办展览更简单、费用也更低廉。

  编辑:雪冰

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