[00784826]景观漫游、控制及其评价系统

1 成果简况 (1) 旅游模拟和景观控制 风景旅游模拟子系统主要模拟两种典型的旅游行为：环绕漫游和贯穿漫游。环绕漫游是模拟摄像机环绕着某一场景运动或者在某个位置上旋转一周所产生的效果；贯穿漫游，是模拟摄像机在某一场景中沿着某个方向运动所产生的效果。它采用的主要技术路线为"Touring into Pictures"，基于全景图来实现环绕漫游，在指定的相邻图象关系和局部模型的基础上，通过图象的插补来实现贯穿漫游。它包括的主要功能模块有：全景图的制作，高精度图的生成，图象相邻关系的指定与定标，以及漫游器等。与传统的基于视频的漫游系统相比，它可以让用户主动地对漫游路线进行实时交互选择，改变了以往用户只是被动接收视频播放的情况，具有数量小等优点。与基于三维模型的漫游系统相比，它避免了建模的庞大工作量开销，特别适合于对自然景观的漫游。景观控制子系统主要是为新建景观的规划方案提供直观的虚拟视觉评价和分析。它采用的技术路线为：根据用户预设的不同角度，基于增强现实技术，将拟建景观的三维模型合成到背景场景的基准图象中，然后用户就可根据合成后的图象的视觉效果对规划方案进行直观的视觉评价和分析。它包括的主要功能模块有：建立放置待建景观的局部三维模型，基准图象的光照模型生成，待建景观模型的交互定位和合成结果图象。与现有的基于专家的想象力来进行景观的规划和评价的方法相比，它提供的方法更为直观和真实，减少了视觉评价中的主观性和随意性，无疑为景观的规划和评价提供了新的更为科学的辅助手段。(2)智能三维重建 多视图重建算法离实用还有一定距离的一个重要原因是其在多义性处理方面存在不足。根据我们的分析，产生这一不足的原因主要包括以下两方面：(1) 在消除歧义方面，采用二维视图来表达三维形体时，剖面起着很重要的作用。它不仅有力地弥补了视图在表达形体内部结构上的“天生”不足。而且有助于在理解视图时剔除形体内部结构上的歧义性，而现有算法均缺少对剖面信息的处理。(2) 人在理解视图时往往能根据视图中的形体固有的形状特征做一些合理的猜测和想象来消除视图理解的多义性。而目前的算法均缺少这一机制。本项研究则试图探索解决上述两方面的问题，目前已完成的探索性研究工作概括为：提出了一个模拟人理解过程的综合B-rep方法和CSG方法的算法框架。它允许用户在多个层次和粒度上对其重建过程进行交互，并能对剖面进行处理。然后把格式格心理学中关于"好图形"组合的三个基本准则：对称性、最简性和趋向性融入其中，用于产生歧义时选择出一个最合理的解释作为最终解。目前，该系统能够从多视图(或单视图)以及剖面视图自动或半自动建构三维模型。(3)非真实感图形绘制系统 非真实感图形绘制(Nonphotorealistic Rendering)对景物的描绘主要采用钢笔渲染，水彩渲染，碳笔渲染等艺术表现手法来进行。从CAD的角度来看，传统的真实感图形显示技术产生的结果图象过于刻板，设计风格，设计意图等很难在设计结果中表现出来，使得设计结果很难在设计人员之间进行交流与学习，而且很多细小和隐藏的结构难以很有效地被描绘。与此相反，运用NPR技术产生的图形，图象省略了与主题无关的细节，通过简化物体的形状，甚至暴露被消隐的细节部分来表达意图，这种绘制方法具有表达型绘制(Expressive Rendering)的特点。在机械设计和制造中，为提供有效的图示，大多数的装配和维修手册均不采用真实感绘制技术。本系统主要用于机械零件图的润饰，其形体的建模基于CSG方法，支持的体素类型包括：六面体、球、圆柱、圆台、圆环、拉伸体、回转体等六种类型，支持的润饰方法有：点润饰、等宽线、变宽线、网格线等。用户只需要输入形体的几何参数和相互之间的覆盖关系，并选择相应的润饰方法，就可获得较为满意的效果图，特别适合于装配和维修手册中的机械零件绘制。本系统生成经过润饰和修饰的立体图。这种立体图具有较明显和强烈的立体感，通过不同润饰手法的运用，可给人以加工面、铸造面等表现为金属材料的质感，并且给人以艺术的美感。(4)景观评价系统 景观评价指借助计算机，通过规划设计师的交互行为对设计方案中的景观质量给予评价的辅助规划系统。景观评价在景观漫游系统的工作基础上结合了GIS的技术，采取CAD＋GIS的方式，为景观规划师提供了一种方便的规划辅助工具。2 推广价值 浙江乃至全国的旅游资源十分丰富，我国有一大批具有世界影响的国家历史文化名城、国家重点文物保护单位、国家重点风景名胜区、世界自然(或文化)保护遗产等，如何利用先进的计算机技术，特别是虚拟现实和计算机图形、图像技术生动地展现我国的大好河山、风景名胜、民情风俗等，是一项具有巨大的经济、文化、社会效应的大课题。该成果在基于因特网的远程景观虚拟展现、景观规划控制，以及景观布局合理性等指标评价等方面具有十分广阔应用前景。随着改革开放的不断深入，社会生活水平的不断提高，我国旅游事业呈现出迅猛发展的趋势，与此同时，旅游市场竞争也日趋激烈，各地旅游管理部门都通过在新闻媒体作广告、开发新的旅游景点等，以吸引大批的国内外游客。而本成果除了能为旅游部门开辟了一种新的广告途径外，更重要的是它强调了景观的合理性控制及其美学评价原则，能够有效地防止出现新建景观与原有景观不协调的“败笔”(如在我国张家界景区就出现过此类问题，受到世界自然文化遗产管理委员会的批评)。此外，该成果同时也能在区域布局、市镇规划的辅助设计、评价等领域发挥积极的作用。3 投资估算 (1) 数码相机1部，约0.5~2.0万元(注：有几档不同精度的数码相机可供选择)；(2) 计算机1台，约1万元。4 合作方式 以下合作方式均可：(1) 技术转让；(2) 项目投资；(3) 共同完善、推广，共享成果；(4) 技术入股；等等。