虛擬現實技術(VR),具有很強的交互性,沉浸性和趣味性,將VR與展覽相結合的虛擬展覽館,把展館及其陳列品移植到互聯網上進行展示,突破了時間與空間的局限,給人以身臨其境的美妙感覺。倫敦德威公共畫廊、羅賓島博物館……場景漫游式虛擬展覽,成為當前展館的一種發展趨勢。
近日,東北大學軟件學院高天寒教授帶領著5名本科生,研發多人在線,虛擬漫游,手勢交互于一體的移動端交互式虛擬展覽館系統??苫?,可在線下載場景,可手勢識別……一系列用戶友好型特質,打破了國內移動端虛擬現實應用多為單機模式和開發成本過高的局面,不僅可以提高用戶體驗,而且適合大面積推廣。該項目已獲得我國計算機軟件著作權。
據高天寒介紹,如今,將移動端虛擬漫游與展館相結合,虛擬展覽館更多是在PC端應用,受到的限制很多。市面已有項目多數為用戶定制,采用“一館一項目”的方式進行開發,缺少平臺化的應用。針對市面上虛擬展覽館存在的共性問題,高天寒帶領學生有針對性地開展研發,終于在場景建模,平臺選擇,虛擬展覽館移動端功能和性能優化等方面開辟了新空間。
該項目采用了目前最先進的“PBR場景建?!狈椒??!癙BR”是一種方法論和算法都基于精確計算公式的著色和渲染技術,可以更完美地描述光如何與物體表面互動;PRB場景建模是業內先進的模型制作技術,由于使用了統一的著色方案,使得線上展覽館表現在不同渲染器下的效果基本一致。該項目應用PRB場景建模方式后,在任何光照環境下都能表現出正確的結果,從而為不同的展館提供統一的工作流程。
Unity3D,是由UnityTechnologies開發的一個讓用戶輕松創建諸如建筑可視化,實時三維動畫等類型互動內容的綜合型開發工具,團隊開發虛擬展覽館所應用的正是這個便捷的平臺?!澳茉诮y一的平臺上進行開發,兼顧多種功能,并實現最優的效果,是移動端虛擬展覽館項目的技術靶點,也是我們團隊的核心研究任務之一?!眻F隊項目負責人刁俊淇同學說。
通過在不同的平臺上調研,分析能夠實現模擬功能的VR硬件,團隊最終在眾多的VR設備中選擇了對開發者版權保護意識更好的暴風魔鏡。
基于暴風軟件開發工具包,團隊實現了讓用戶通過凝視和手柄的確認鍵實現播放語音介紹,通過藍牙手柄控制自身在場景中的位置,自由前往喜歡的場所,通過不斷調整行走和視距相關的參數來達到最大程度模擬人行走的狀態等功能。
路豐遠同學作為項目中主要負責著色器編程的成員,和團隊一起設計了一款效果好,占用手機性能低的著色器(Shader),對原有著色器的復雜功能和操作進行了簡化?!坝捎谝苿佣诉^于復雜的材質渲染會造成手機負擔過重,甚至影響手機的壽命,我們就必須讓著色器更為輕便?!甭坟S遠說,這個項目還為用戶對不同場景的需求提供了一個可選擇的菜單,使應用的層次感更鮮明。
由于這款虛擬展覽館可以多人在線和語音交流,因此使展覽更接近真實場景。場景之間相互獨立的打包加載機制,可以使場景之間互不影響,更便于加載,卸載。傳輸大文件更快,更穩定的FTP服務器,還可以減少下載對用戶體驗的影響。在這個項目中,用戶能朝著感興趣的作品瞬間移動,以減輕長時間漫游帶來的人體眩暈感。通過刪掉已經看過且失去興趣的場景,可以保證用戶的手機空間充足。
東北大學高天寒指導學生團隊共同研發的虛擬展覽館項目,不僅面向參觀群眾,同時也面向有舉辦展覽需求的廠家,因為這個項目可以使舉辦展覽更簡單、費用也更低廉。