田野考古中虚拟现实技术应用研究(七)

五、系统使用说明

    虚拟现实技术在考古大遗址保护中的应用预研究课题共分为两大功能模块,分别是:三维数据构造和三维演示系统,下面分别对这两个系统进行详细介绍。

1.三维数据构造系统

    ⑴ 三维模型建立(Generate3D.exe应用程序)
    利用常用的一些关于文物、考古中的实物、物件,建立考古资料符号库,整合统一文物资源,提供快速建立虚拟展示环境。演示系统根据考古发现、挖掘已知的一些通用的物件、元件建立一个标准的模型符号数据库,可根据考古人员的需求可直接调用和提取加工,该素材数据库也可由用户自行定义和扩展,根据考古的需求和分析,根据考古的不同功能、时代分别归类,建立素材数据库供考古人员在处理虚拟演示过程中调用。

    具体到每个考古发掘、发现的过程场景展示的需求,用户则需要自定义一些素材并添加到素材库中已便提取和使用。

    系统提供利用三维建模工具构建模型的转换接口程序。通过转换接口可以转换成演示系统所用的、统一的数据文件格式。

 3d模型生成器

(3d模型生成器)

    ①点击模型数据操作处的导入按钮,选择新建模型,载入3ds文件,该程序读取3DS公司3DMAX制作的三维文件。例如:程序读入gongnu.3ds文件并将其显示到屏幕上用户可以进行移动、旋转、锁定、网格、删除等操作,设置三维物体的属性,物体以适合的大小,摆放在当前屏幕中,便于用户观察操作。

载入gongnu.3ds


(载入gongnu.3ds)

    ②编辑指定模型的属性:形状、名称、给物体贴纹理图片,模型显示的三维属性,模型的说明文件。

模型属性编辑


(模型属性编辑)

    ③通过点击鼠标右键,弹出物体操作列表:移动等各种操作,查看模型。

模型操作菜单


(模型操作菜单)

    ④保存模型,编辑好三维模型文件(.3DS)的模型属性后,保存成3D文件,并存储到模型数据库中。通过操作导入已有模型来查看制作好的模型。

保存模型文件


(保存模型文件)

查看模型数据库中模型

(查看模型数据库中模型)

    以上编辑3ds数据到模型的数据转换步骤完毕后,三维模型应该生成为3D文件保存到3D目录下了,同时,该模型保存到三维模型数据库中对应的类别中,这样,三维模型数据库的构造也就完成了。对所有建立的模型统一放到一个模型库中,在制作物体时可以重复使用模型构造不同的实际物体。

    ⑵ 物体的构造(GenerateOBJ.exe应用程序)
    通过从模型库加载该物体的模型,编辑物体的具体测量数据,形成实际的物体,程序要求的物体测量信息有:物体的形状(长方体、圆柱体、圆),物体的实际大小及实际测量单位,长方体的物体需要有长、宽、高的测量数据,圆柱体的物体需要提供底面直径,高的测量数据,圆形物体需要提供物体的直径。制定物体在演示系统中可进行的操作(详细察看,旋转,平移,挖掘,透明等)。物体在实际场景中的摆放,物体相对于基准点的立体坐标,摆放时的方向,物体透明度。

    下面将详细介绍物体信息的编辑,包括实体属性,三维摆放属性。

    物体构造应用程序如图:

物体编辑器

(物体编辑器)

    ①载入模型库模型:在程序的物体数据操作区域,点击倒入按钮,选择添加新物体,弹出模型管理列表,选择要加载的模型,加载到程序中,该模型是3D文件,程序导入3D文件(注:每次仅可以读取一个三维物体)并将其显示在屏幕上。同时,程序给出原始模型的大小数据。

从模型库加载模型

(从模型库加载模型)

    ②输入三维物体的真实测量大小与测量单位,给物体命名,制定物体的操作菜单,添加物体的说明信息,设置物体的摆放位置、摆放方向。这次设置将直接体现在场景中物体的实际属性:影响物体在演示时的摆放位置、角度等实际情况。

物体实际属性的设定

(物体实际属性的设定)

    ③物体操作设定:指定物体在演示场景中可以进行何种操作,操作选项有:发掘物体,旋转物体,搬挪物体,透明物体,详细表示物体。

制定物体操作菜单

(制定物体操作菜单)

    ④保存物体:物体构造主要目的是设置物体的真实数据:物体名称,物体大小,物体摆放位置,物体操作选项。操作完毕后将所有信息保存到OBJ文件及物体的数据库中。保存在OBJ目录下。

保存物体

(保存物体)

    物体编辑完成并保存后,物体便在物体数据库中管理,物体添加到数据库中对应的类别中,便于查看和管理。

物体数据库

(物体数据库)




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