三维虚拟现实技术的环境艺术设计系统
发布时间：2021-12-31 13:36
针对传统环境艺术设计系统设计出的效果图线条过多的问题,文中设计三维虚拟现实技术的环境艺术设计系统。设计系统所需硬件,处理器以单片机为主,外接传感器与储存器,对设计数据进行储存处理,将控制器与运算器组合为中央处理单元,处理记录环境设计数据到设计系统中;软件部分设计两个端口,服务器端口与客户端口,服务器端口利用变换矩阵将二维图像信息转化为三维虚拟现实数据,客户端口使用C语言将矩阵变换结果转换为代码输入到计算机中。综合硬件与软件设计,完成对三维虚拟现实技术的环境艺术设计系统的设计。准备实验所需软硬件相关参数,使用三种设计系统对山体进行设计,实验结果表明,与AutoCAD设计系统与Sketch UP设计系统设计出的山体效果相比,三维虚拟现实技术的环境艺术设计系统设计出来的山体效果图线条更少,更适合环境艺术设计。
【文章来源】：现代电子技术. 2020,43(11)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
硬件组成图
数据功能模块设计为地形数据模块、建筑物模块和植物位置模块，三个模块分别采集数据，然后进行数模转换。将三个模块统一连接数据传输单元，方便转换后的数据统一传输、统一处理[6]。为保证处理过程的安全性、可靠性，传感器采用SP12多功能传感器，设计传感器内部时钟，在传感器内部放置2个振荡器，将振荡频率为2.5 kHz的低功耗振荡器放置内部时钟里，将振荡频率为2 MHz的振荡器用于数据功能模块中[7]。具体的传感器结构如图2所示。传感器外接拓展接口，帮助实际环境设计数据输入到中央处理模块，中央处理模块外部输入部分连接计算机键盘，由键盘输入数据完成设计数据的输入[8]。存储器设计分为两个模块，系统程序储存器与用户程序储存器。系统程序储存器主要负责储存编程器得出的系统数据；用户程序储存器用来记录设计者设计的数据[9]。为了克服因计算机运行时间过长计算机发热，影响系统正常运行，硬盘驱动器数据接口采用SATA接口，至此设计系统的硬件设计完成，软件设计部分用以支持设计系统正常运行[10]。
将系统软件设计分为两大部分，即服务器端和客户端，通过Internet将两个端口相连，服务器端口为设计者提供需要的设计数据等资源，客户端可以根据设计者的需求与服务器端口通信，整体构架图如图3所示。由图3可知，虚拟现实环境艺术设计系统的服务器端融合了三维虚拟现实技术、SQL Server数据库、Virtools Multiuser Server服务器以及环境模型库[11]。三维虚拟现实技术可以实现数据通信，对设计者请求的数据库内的数据进行查询、修改、添加、删除等操作。为了提高系统的拓展性和灵活性，将环境设计中的二维图形信息经过几何变换呈现出三维虚拟现实效果[12]。将维度转换过程当作环境图形在坐标系内的变化，使用齐次坐标表示二维图形，不断变换坐标，实现三维虚拟现实效果。此时假设变维之前的坐标为[x,y,1]，变换后坐标为[x*,y*,1]，此时的二维变换矩阵可表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟现实技术的智能变电站运维培训系统的实现与应用[J]. 王廷凰,简学之,刘子俊,孙刚,张惠仙. 南方电网技术. 2018(10)
[2]基于建筑信息模型技术的展览建筑过渡空间三维仿真系统设计[J]. 孙潇. 科学技术与工程. 2018(22)
[3]三维虚拟仿真技术在电力设备设计中的应用[J]. 郝腾飞,李军锋,李晓莹,赵永强,薛江. 现代电子技术. 2018(14)
[4]三维虚拟VR技术在环境艺术设计中的应用研究[J]. 王鹏. 现代电子技术. 2018(12)
[5]计算机虚拟现实技术的环境艺术设计系统构建[J]. 颜军. 现代电子技术. 2018(07)
[6]一种基于三维建图和虚拟现实的人机交互系统[J]. 张辉,王盼,肖军浩,卢惠民. 控制与决策. 2018(11)
[7]基于三维视觉的室内设计虚拟现实方法研究[J]. 师春艳. 现代电子技术. 2018(05)
[8]基于虚拟现实的室内景观重建技术[J]. 王刚. 现代电子技术. 2018(04)
[9]基于虚拟现实技术的激光多普勒图像三维重建系统设计[J]. 蔡艳,林迅. 激光杂志. 2017(08)
[10]虚拟三维环境下的静态距离知觉[J]. 邢慧宁,秦华,王丁玎. 科学技术与工程. 2017(20)
本文编号：3560353
【文章来源】：现代电子技术. 2020,43(11)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
硬件组成图
数据功能模块设计为地形数据模块、建筑物模块和植物位置模块，三个模块分别采集数据，然后进行数模转换。将三个模块统一连接数据传输单元，方便转换后的数据统一传输、统一处理[6]。为保证处理过程的安全性、可靠性，传感器采用SP12多功能传感器，设计传感器内部时钟，在传感器内部放置2个振荡器，将振荡频率为2.5 kHz的低功耗振荡器放置内部时钟里，将振荡频率为2 MHz的振荡器用于数据功能模块中[7]。具体的传感器结构如图2所示。传感器外接拓展接口，帮助实际环境设计数据输入到中央处理模块，中央处理模块外部输入部分连接计算机键盘，由键盘输入数据完成设计数据的输入[8]。存储器设计分为两个模块，系统程序储存器与用户程序储存器。系统程序储存器主要负责储存编程器得出的系统数据；用户程序储存器用来记录设计者设计的数据[9]。为了克服因计算机运行时间过长计算机发热，影响系统正常运行，硬盘驱动器数据接口采用SATA接口，至此设计系统的硬件设计完成，软件设计部分用以支持设计系统正常运行[10]。
将系统软件设计分为两大部分，即服务器端和客户端，通过Internet将两个端口相连，服务器端口为设计者提供需要的设计数据等资源，客户端可以根据设计者的需求与服务器端口通信，整体构架图如图3所示。由图3可知，虚拟现实环境艺术设计系统的服务器端融合了三维虚拟现实技术、SQL Server数据库、Virtools Multiuser Server服务器以及环境模型库[11]。三维虚拟现实技术可以实现数据通信，对设计者请求的数据库内的数据进行查询、修改、添加、删除等操作。为了提高系统的拓展性和灵活性，将环境设计中的二维图形信息经过几何变换呈现出三维虚拟现实效果[12]。将维度转换过程当作环境图形在坐标系内的变化，使用齐次坐标表示二维图形，不断变换坐标，实现三维虚拟现实效果。此时假设变维之前的坐标为[x,y,1]，变换后坐标为[x*,y*,1]，此时的二维变换矩阵可表示为：
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于虚拟现实技术的智能变电站运维培训系统的实现与应用[J]. 王廷凰,简学之,刘子俊,孙刚,张惠仙. 南方电网技术. 2018(10)
[2]基于建筑信息模型技术的展览建筑过渡空间三维仿真系统设计[J]. 孙潇. 科学技术与工程. 2018(22)
[3]三维虚拟仿真技术在电力设备设计中的应用[J]. 郝腾飞,李军锋,李晓莹,赵永强,薛江. 现代电子技术. 2018(14)
[4]三维虚拟VR技术在环境艺术设计中的应用研究[J]. 王鹏. 现代电子技术. 2018(12)
[5]计算机虚拟现实技术的环境艺术设计系统构建[J]. 颜军. 现代电子技术. 2018(07)
[6]一种基于三维建图和虚拟现实的人机交互系统[J]. 张辉,王盼,肖军浩,卢惠民. 控制与决策. 2018(11)
[7]基于三维视觉的室内设计虚拟现实方法研究[J]. 师春艳. 现代电子技术. 2018(05)
[8]基于虚拟现实的室内景观重建技术[J]. 王刚. 现代电子技术. 2018(04)
[9]基于虚拟现实技术的激光多普勒图像三维重建系统设计[J]. 蔡艳,林迅. 激光杂志. 2017(08)
[10]虚拟三维环境下的静态距离知觉[J]. 邢慧宁,秦华,王丁玎. 科学技术与工程. 2017(20)
本文编号：3560353
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