針對傳統(tǒng)環(huán)境藝術(shù)設計系統(tǒng)設計出的效果圖線條過多的問題,文中設計三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設計系統(tǒng)。設計系統(tǒng)所需硬件,處理器以單片機為主,外接傳感器與儲存器,對設計數(shù)據(jù)進行儲存處理,將控制器與運算器組合為中央處理單元,處理記錄環(huán)境設計數(shù)據(jù)到設計系統(tǒng)中;軟件部分設計兩個端口,服務器端口與客戶端口,服務器端口利用變換矩陣將二維圖像信息轉(zhuǎn)化為三維虛擬現(xiàn)實數(shù)據(jù),客戶端口使用C語言將矩陣變換結(jié)果轉(zhuǎn)換為代碼輸入到計算機中。綜合硬件與軟件設計,完成對三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設計系統(tǒng)的設計。準備實驗所需軟硬件相關(guān)參數(shù),使用三種設計系統(tǒng)對山體進行設計,實驗結(jié)果表明,與AutoCAD設計系統(tǒng)與Sketch UP設計系統(tǒng)設計出的山體效果相比,三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設計系統(tǒng)設計出來的山體效果圖線條更少,更適合環(huán)境藝術(shù)設計。 

【文章來源】：現(xiàn)代電子技術(shù). 2020,43(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

硬件組成圖

數(shù)據(jù)功能模塊設計為地形數(shù)據(jù)模塊、建筑物模塊和植物位置模塊，三個模塊分別采集數(shù)據(jù)，然后進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。將三個模塊統(tǒng)一連接數(shù)據(jù)傳輸單元，方便轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一傳輸、統(tǒng)一處理[6]。為保證處理過程的安全性、可靠性，傳感器采用SP12多功能傳感器，設計傳感器內(nèi)部時鐘，在傳感器內(nèi)部放置2個振蕩器，將振蕩頻率為2.5 kHz的低功耗振蕩器放置內(nèi)部時鐘里，將振蕩頻率為2 MHz的振蕩器用于數(shù)據(jù)功能模塊中[7]。具體的傳感器結(jié)構(gòu)如圖2所示。傳感器外接拓展接口，幫助實際環(huán)境設計數(shù)據(jù)輸入到中央處理模塊，中央處理模塊外部輸入部分連接計算機鍵盤，由鍵盤輸入數(shù)據(jù)完成設計數(shù)據(jù)的輸入[8]。存儲器設計分為兩個模塊，系統(tǒng)程序儲存器與用戶程序儲存器。系統(tǒng)程序儲存器主要負責儲存編程器得出的系統(tǒng)數(shù)據(jù)；用戶程序儲存器用來記錄設計者設計的數(shù)據(jù)[9]。為了克服因計算機運行時間過長計算機發(fā)熱，影響系統(tǒng)正常運行，硬盤驅(qū)動器數(shù)據(jù)接口采用SATA接口，至此設計系統(tǒng)的硬件設計完成，軟件設計部分用以支持設計系統(tǒng)正常運行[10]。

將系統(tǒng)軟件設計分為兩大部分，即服務器端和客戶端，通過Internet將兩個端口相連，服務器端口為設計者提供需要的設計數(shù)據(jù)等資源，客戶端可以根據(jù)設計者的需求與服務器端口通信，整體構(gòu)架圖如圖3所示。由圖3可知，虛擬現(xiàn)實環(huán)境藝術(shù)設計系統(tǒng)的服務器端融合了三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)、SQL Server數(shù)據(jù)庫、Virtools Multiuser Server服務器以及環(huán)境模型庫[11]。三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，對設計者請求的數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)進行查詢、修改、添加、刪除等操作。為了提高系統(tǒng)的拓展性和靈活性，將環(huán)境設計中的二維圖形信息經(jīng)過幾何變換呈現(xiàn)出三維虛擬現(xiàn)實效果[12]。將維度轉(zhuǎn)換過程當作環(huán)境圖形在坐標系內(nèi)的變化，使用齊次坐標表示二維圖形，不斷變換坐標，實現(xiàn)三維虛擬現(xiàn)實效果。此時假設變維之前的坐標為[x,y,1]，變換后坐標為[x*,y*,1]，此時的二維變換矩陣可表示為：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的智能變電站運維培訓系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用[J]. 王廷凰,簡學之,劉子俊,孫剛,張惠仙.  南方電網(wǎng)技術(shù). 2018(10)
[2]基于建筑信息模型技術(shù)的展覽建筑過渡空間三維仿真系統(tǒng)設計[J]. 孫瀟.  科學技術(shù)與工程. 2018(22)
[3]三維虛擬仿真技術(shù)在電力設備設計中的應用[J]. 郝騰飛,李軍鋒,李曉瑩,趙永強,薛江.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(14)
[4]三維虛擬VR技術(shù)在環(huán)境藝術(shù)設計中的應用研究[J]. 王鵬.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(12)
[5]計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)的環(huán)境藝術(shù)設計系統(tǒng)構(gòu)建[J]. 顏軍.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(07)
[6]一種基于三維建圖和虛擬現(xiàn)實的人機交互系統(tǒng)[J]. 張輝,王盼,肖軍浩,盧惠民.  控制與決策. 2018(11)
[7]基于三維視覺的室內(nèi)設計虛擬現(xiàn)實方法研究[J]. 師春艷.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(05)
[8]基于虛擬現(xiàn)實的室內(nèi)景觀重建技術(shù)[J]. 王剛.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2018(04)
[9]基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的激光多普勒圖像三維重建系統(tǒng)設計[J]. 蔡艷,林迅.  激光雜志. 2017(08)
[10]虛擬三維環(huán)境下的靜態(tài)距離知覺[J]. 邢慧寧,秦華,王丁玎.  科學技術(shù)與工程. 2017(20)



本文編號：3560353