1 虚拟地理环境工作介绍

虚拟地理环境,是以虚拟现实理念/虚拟现实技术为核心,基于地理信息、遥感信息、以及赛博空间网络信息与移动空间信息,研究现实地理环境和赛博空间的现象与规律。通过虚拟地理环境,可以促进实验地理学、地理/遥感信息科学、信息地理学、以及虚拟地理学的研究与发展。(来自百度百科)

我所理解的:

是利用科学技术手段对某些地理实体或地理现象的模拟,旨在提高人们对特定事物的认识。在这个过程中,虚拟现实技术作为主要手段,是对客观现实世界的再现,也是人们认知空间的一种拓展。

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地理环境:是指一定社会所处的地理位置以及与此相联系的各种自然条件的总和,包括气候、土地、河流、湖泊、山脉、矿藏以及动植物资源等。地理环境是能量的交错带,位于地球表层,即岩石圈、水圈、土壤圈、大气圈和生物圈相互作用的交错带上,其厚度约10-30千米。自然环境是由岩石、地貌、土壤、水、气候、生物等自然要素构成的自然综合体。

地理信息技术:研究地理信息采集、分析、存储、显示、管理、传播与应用,及研究地理信息流的产生、传输和转化规律的一门科学。

虚拟现实技术囊括计算机、电子信息、仿真技术于一体,其基本实现方式是计算机模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。

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在现实地理环境与虚拟地理环境之间有四个环节:数据环境,建模环境,表达环境,协同环境。在表达环境中涉及多感知表达层面:信息选取、重组与表达。采用的方式有:全方位多重感知;地理多维表现;多通道、多模式;交互式、沉浸式。

2 研究方法

2.1 相关概念

虚拟地理环境对我们的地理研究是一个极大的扩展,是利用科学技术手段对某些地理实体或地理现象的模拟,旨在提高人们对特定事物的认识。在这个过程中,虚拟现实技术作为主要手段,是对客观现实世界的再现,也是人们认知空间的一种拓展。

2.2 Unity3D工具简介

Unity3D是由Unity Technologies开发的一个让玩家轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业游戏引擎。Unity类似于Director,Blender game engine,Virtools或 Torque Game Builder等利用交互的图型化开发环境为首要方式的软件。其编辑器可运行在Windows、Linux(目前仅支持Ubuntu和Centos发行版)、Mac OS X下,可发布游戏至Windows、Mac、Wii、iPhone、WebGL(需要HTML5)、Windows phone 8和Android平台。也可以利用Unity web player插件发布网页游戏,支持Mac和Windows的网页浏览。它的网页播放器也被Mac 所支持。
Unity3D在地图方面的应用:室内导航与导览;类似百度地图的室内导航助手平面地图向三维空间转化,进而所形成的空间分析;地图环境与数字环境的交互,类似与华为河图技术。

2.3 Vuforia工具介绍

Vuforia扩增实境软件开发工具包(英语:Vuforia Augmented Reality SDK),是高通推出的针对移动设备扩增实境应用的软件开发工具包。它利用计算机视觉技术实时识别和捕捉平面图像或简单的三维物体(例如盒子),然后允许开发者通过照相机取景器放置虚拟物体并调整物体在镜头前实体背景上的位置。(维基百科)

3 技术实现

3.1 VR数据库构建

3.1.1 构建Vuforia 数据库

在Vuforia官网注册,然后登陆,网站会给用户分配一个Vuforia_key,用户凭借建立标识图数据库。

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3.1.2 导出构建的database数据

导出之后得到一个Uinty package数据包,随后需要将其导入Unity3D编辑器中。

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3.2 Unity3D项目构建

首先,对编辑器整体的认识。模型的构建,项目的建立都在Unity3D的编辑器中,主界面中有一个三维的坐标系,用于进行三维空间的确定,同时还具有缩放系数用于调整模型的大小;

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其次,需要在官网上下载相应版本的Vuforia for AR 插件,为后续开发增强现实功能奠定基础;

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然后,打开全局设置,需要调整开发平台,将平台设置为安卓,在平台设置中打开增强现实功能。

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基本设置完成。

3.3 导入数据包

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3.4 根据地图建立三维模型

模型可以用3DMax,草图大师等构建完之后导入到Unity3D编辑器中,也可以在编辑器中直接构建,但是比较耗时,且部分纹理特征不完善。由于时间有限,就在编辑器中直接构建几个简单的模型,用于测试增强现实效果。

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4 结果演示

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将项目打包输出为APK,如下图框中所示。

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视频演示:

【虚拟现实】基于Unity3D构建虚拟现实地图