基于三维视觉的室内景观虚拟设计方法研究

基于三维视觉的室内景观虚拟设计方法研究

张传胜

四川文化艺术学院四川省绵阳市621000

摘要：随着虚拟现实以及图像处理技术的发展，可采用虚拟视觉图像的三维重构方法进行室内景观设计，提高了室内景观设计的美感和视觉表达能力。对室内景观的三维视觉重建，能改善家居生活质量，对提高家居装修设计的有效性和实用性方面具有积极重要意义。对此提出基于三维视觉的室内景观虚拟设计方法。采用MultigenCreator三维建模技术进行景观三维视觉重构，并结合图像处理方法实现室内景观的优化设计。

关键词：三维视觉；室内景观；虚拟设计；方法研究

1基于三维视觉的室内景观虚拟设计方法

1.1软件架构

本文基于三维视觉的室内景观虚拟设计方法的软件架构用图1描述，其分为6个部分，分别是互联网售房，样板间预览，整体室内景观虚拟化游览，客户的基本信息归纳整理等。利用三维视觉的虚拟化设计提高室内景观的真实沉浸感。

图1软件架构

1.2工作方式

互联网B/S结构是室内景观虚拟设计系统的基础。在服务器端（Server）所给的VRML文件中也包括其他要素，如动画、影像、声音等，这些都与客户计算机平台毫无关系。Clicnt端能使用本机浏览器中的VRML插件做出虚拟现实场景，并且能依靠网络下载所需要的文件。为了更方便快捷地在本地电脑里实现虚拟现实工作，VRML文件可以依靠本身数据量小，缩减传输量来完成。设计师使用个人电脑在其中进行虚拟环境和建造模型的设计，并用虚拟的产品模型与之融合，在此基础上利用外部程序操控开展现实交互。将这些数据整合归纳，连接服务器。这样就可以让参观者从Intemet连接服务器，对其所用数据进行下载，其中的模型可以利用浏览器进行实时渲染，此时这台电脑就可以作为一个桌面虚拟现实系统实现虚拟漫游。在关于真实感受方面，虚拟构造的展示场景更容易让人接受。与常规的展示设计相比，虚拟空间展示可以全部模拟出现实场景，参观者可以完全参与其中，与其互动，大大增加了场景的真实性，而不是单一静止地展示环境。

1.3室内景观虚拟设计流程

可以按照软件工程的思想指导来划分项目，用以实现系统。其目标分别为需求分析，可行性分析，系统分析，详细设计，开发，交付，试运行等。从室内景观虚拟设计要求来说，首先要建立小区环境场景建模。使用VRML语言编辑和可视化虚拟设计软件，二者搭配使用分批建造几何模型；其他大场景再使用部分小场景拼合。室内景观虚拟设计流程如图2所示，具体描述为：1）采集数据。关于各种参考数据的采集，用于数据建模期。2）房地产相关产品的基本模式建立。房地产开发小区的构成分为三大类：楼房，分别为基脚模型、户型模型和楼梯模型等；各个房屋户型，分别为地面、窗户、墙面、门等；还有小区环境，分别为小区大门模型、小区楼房模型、小区内公共设施模型和小区内景观模型等。3）展示模型可以用ISB软件或者编程方式合并出来的一些基本模型，如组合小区环境模型、组合楼房模型、组合楼梯模型等。4）在建筑环境的体验中，对于小区大门新增的自动感应功能和模拟现实小区常见的电动伸缩门等，都更强烈地加深了与展示对象的互动感。5）建立网络主页、主体网络和网站，还应连接虚拟文件。6）系统的网络发布，上传系统是系统设计的收尾工作。

图2室内景观虚拟设计流程

2主要场景仿真实现

2.1户型

门、窗、墙面、地面等基础模型构成户型模型。一套房屋的立体模型由ISB模型基础组合而成。把墙面颜色的改变功能和其他互动效果集中在一起展示，弥补了模型数小的缺点。VRML的触摸传感器节点是完成这项功能的核心技术。

2.2样板间仿真实现

只有在户型实现的基础上才能实现样板间模型仿真。利用VrmlPad（或X3D?Edit）软件的Transform节点编程来完成对模型地面、墙面的添加材质（拍摄好的实木地板瓷砖等）的影像。模型外观属性可以利用模型节点造型来完成。其中，某个使用于造型的纹理映象被Texture域所定义，某个二维纹理坐标被TextureTransform域定义在纹理映射中作为造型时，为了使映射出的模型更具备真实感，必须再三调试scale的坐标变换值。若要依循设计师的设计为房屋添加装饰品、家装用品，则等需要在地面和墙面映射结束以后（之前需要的基础模型制作已经结束）利用ISB软件可视化来确定这些模型组合在房间里的位置。同样地M1pad（或X3D—Edit）软件的Transform节点编程也可以做到这些。

3实验分析

3.1运行效果采用所示。

图3模型导入过程

为了获取建筑漫游系统更准确的优劣区别，划分了5个不同的场景漫游。详细场景数据如表1所示。图3是某酒店房间室内景观运行效果图。分析图3可得，本文方法塑造的室内景观虚拟效果真实有效，并且具有较高的沉浸感。

图3酒店房间室内景观运行效果图

3.2性能检测

实验采用用户调查问卷措施，检测采用本文设计方法和传统设计方法设计的某酒店房间的室内景观后，不同用户对该室内场景的感兴趣度。实验对入住该酒店房间的100个客户发放调查问卷，收回有效率是100%，通过不记名的百分制进行打分，调查问卷中存在用户对室内景观的直观感受评分、使用简便性评分、艺术效果评分以及感兴趣度评分等，将调查问卷分割成10组，对10组调查问卷的平均分进行汇总，结果如表2和表3所示。

表3用户对传统方法设计的酒店房间的评估情况

4结语

本文提出基于三维视觉的室内景观虚拟设计方法，采用VRML/X3D技术实现室内景观的虚拟设计，提高了室内景观的真实沉浸感和用户满意度。

参考文献：

[1]王刚.基于虚拟现实的室内景观重建技术[J].现代电子技术，2018，41（4）：147-149，153.

[2]廖坤.基于三维虚拟视觉的室内设计平台研究[J].现代电子技术，2018，41（8）：180-182，186.

[3]李昌浩，宋红毅，薛育佳，等.基于三维虚拟视觉及交互设计的室内设计平台建构[J].现代电子技术，2019，42（7）：53-56.