前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的虛擬校園漫游系統設計中的貼圖處理，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
摘要：近年來，隨著虛擬現實技術的不斷發展，很多學校紛紛設計和開發了虛擬校園漫游系統，不但從根本上豐富了數字化校園建設，更對學校的規劃、宣傳和管理等多方面起到了積極作用。鑒于此，本文就該系統的關鍵環節——貼圖和燈光的處理進行深入的研究，以期獲得更加深刻的認識。
關鍵詞：虛擬校園漫游;貼圖和燈光;處理方式
一、虛擬校園漫游系統簡述
虛擬現實技術（VirtualReaIity），簡稱為“VR”，是一種緣起于二十世紀八十年代，在近幾年得到迅猛發展的人機交互技術，具有沉浸性、交互性、構想性等特點，最初被應用于醫學、航空等領域。近年來，在相關技術的發展和普及下，虛擬現實技術的應用領域也越來越廣泛，虛擬漫游校園系統正是其新的應用領域之一。虛擬漫游校園系統是指以虛擬現實技術為基礎，根據校園真實環境建立起來的三維虛擬環境。因為是對校園真實客觀存在場景的模擬，所以用戶可以借助于計算機、手機等設備進行自主漫游，觀看學校的建筑、景觀等，獲得一種身臨其境之感。與傳統的校園門戶網站相比，虛擬漫游系統可以以人機交互的方式獲得更加全面而深刻的感官體驗，突破了以往單純文字和圖片的視覺呈現限制，從根本上提升了校園的宣傳效果，體現出了學校數字化建設的水平。
二、虛擬校園漫游系統中的圖片采集
1.二維衛星影像圖。因為多數學校場景比較大，且較為復雜，所以為了節省時間，降低成本，可以采用建模工具SketchUp和GoogleEarth無縫結合的模式進行。具體來說，可以先從GoogleEarth中獲取衛星影像圖，然后導入到SketchUp中進行捕捉，獲得地理位置和數據信息，通過這種方式，可以較為便捷地獲得校園內建筑物、道路位置、植被覆蓋等情況。在此基礎上，還需要保證圖片有較高的精度，方能保證最終的建模與校園真實場景相匹配。對此，需要在利用SketchUp軟件時，將圖像放到最大分辨率去捕捉，因為該軟件和GoogleEarth有無縫結合的特點，所以不會造成分辨率的失真，也不會出現與其他軟件圖片拼接時的錯位問題。需要注意的是，由于GoogleEarth的衛星圖像圖并不是實時拍攝的，而學校的建設也是日新月異，所以存有一定的滯后性。為了彌補這種不足，需要對學校的校園規劃圖進行參考，以此實現兩者的有機結合。2.實景拍攝圖。二維衛星圖像僅僅是校園場景的平面展示，僅能獲得建筑物布局和輪廓方面的信息，遠不能滿足虛擬現實漫游系統的需要，因此還要進行實景拍攝，作為三維建模時的重要參照和外部貼圖。具體來說，實景拍攝應該注意以下幾個方面。首先是照相機應有較高的像素，不能低于八百萬像素。其次是拍照時間應盡可能選擇光線亮度和強度適宜的上午，保證照片較為清晰，沒有其他景物因子的影響。再次是拍攝時要保證相機的水平放置，避免照片的變形和其他物體的影響。最后是進行重點拍攝，對于一些需要重點突出的建筑或景觀，要從多個角度多拍幾張，滿足建模時候的細節表現需要。3.紋理貼圖處理。實景拍攝的照片因為像素高，所以體積巨大，如果直接作為貼圖使用，既沒有必要，也會造成系統運行的減慢。所以為了保證系統流暢運行，且有著良好的視覺效果，需要利用Photoshop等軟件對照片進行處理。首先是像素值處理，在保證視覺效果的前提下，適當降低中照片的像素值，并保證圖片寬度和高度都是2的次方。其次是剔除雜景。對路人、樹枝、物體陰影等要予以剔除，并調整圖片的色彩，獲得色彩均勻的效果。再是選取典型。對于那些重復性的圖片信息，如建筑物外墻的紋理等，僅需截圖局部即可，在滿足使用需要的同時減小工作量。
三、虛擬現實平臺中的貼圖運用
1.透明貼圖。之前在制作效果圖或者二維動畫時，表現鏤空效果的方法一般是使用兩張貼圖，一張添加在漫反射通道，一張添加在不透明通道的黑白圖。但是在虛擬現實平臺中，這種方法是不允許的，要求通道貼圖必須是同一個文件，對此需要用Photoshop軟件對原圖進行處理，加入一個alpha通道，并保存為tja格式，再用一張帶有透明通道的貼圖予以替換，既可以獲得預期的效果，也可以有效減少貼圖的數量。此外，還可以將貼圖轉換為png格式，因為png格式本身是帶有透明通道的，與第一種方法相比可以更加節約時間。2.無縫貼圖。因為虛擬現實平臺不會自動識別3DSMAX材質面板中對貼圖的裁剪放置操作，所以如果想要在該平臺對貼圖進行裁剪，特別是裁剪后的重復運用時，還是需要利用Photoshop進行貼圖處理，先使用裁剪工具進行編輯。有些貼圖在拍攝時，為了獲得較高的拍攝質量，往往拍攝的都十分清晰，所占的數據量很大。因此，為了提高效率，需要用無縫貼圖的重復來代替。先用Photoshop打開需要的貼圖，配合使用位移濾鏡和圖章工具，通過滑動水平和垂直滑竿來觀察貼圖是否有明顯的接封，如果有，則使用圖章工具進行處理。3.反射貼圖?，F實中的場景，很多物體都具有反光的特性，對此需要通過調節混合系數和添加反射貼圖的方法來進行模擬，與其他方法相比，這種方法可以在提高運算效率的同時，盡可能地保證反射效果的真實。4.動態貼圖。校園中的水面、火焰、噴泉等，一般都采用動態貼圖的方式實現，因為動態貼圖體積較大，所以為了減少場景數量，加快渲染速度，可以把一組連續的貼圖文件處理成VRP支持的動態atx文件，由此獲得相應的動態效果。可以看出，無論是在制作要求上，還是制作平臺上，虛擬現實平臺都與傳統的圖片制作有著較大的不同，對此一方面要熟悉新平臺的特點和要求，一方面則要對傳統平臺予以靈活的運用，獲得以老帶新，新舊結合的良好效果。
四、虛擬現實平臺中的燈光運用
1.燈光類型。在虛擬現實場景燈光的整體布置上，可以參考好萊塢著名的“三點照明”理論，即將整個燈光分為主體光、輔助光和背光三個類型。主體光是整個場景的主要光源，既可以是一盞，也可以是多盞，其位置一般與場景呈45度的夾角，照亮整體區域，并產生物體的陰影。輔助光較之主體光更加柔和，位置一般與整體光成90度，高度與主光源一致，但是強度不能過大，不能喧賓奪主，要起到合理的補充作用。背光燈則主要是將主體對象和背景相分離，從而使背景得到一定程度的突出。所以背光光源一般采用泛光燈，同時泛光燈的強度不能太大。2.運用要點。首先是精簡燈光數目。燈光過多，不但會影響畫面效果，更多會影響顯示和渲染速度，增加了平臺的運算量，費時費力。所以只需要結合實際情況保留必要的燈光即可。比如，室外燈光直接采用日光即可，一些建筑物中則可以用平行光來模擬天光，同樣可以獲得良好的效果。其次是燈光要有層次性。燈光布置不能千篇一律，而是要主次分明，有明有暗。先確定主體光的位置和強度，再確定輔助光的位置和強度，最后再添加背景光，盡可能地做到主次分明，層次豐富，清晰明朗。充分發揮出燈光要素特有的價值和意義。綜上所述，我們所研究的圖片和燈光處理，既是校園漫游系統中的基礎環節，也是關鍵環節，對整個系統的視覺呈現起到決定性作用，需要設計者予以充分的重視。一方面要熟悉各種制作軟件，并予以創造性地運用；一方面也要結合設計特點進行靈活的處理，使整個系統因為圖片和燈光的得當處理，而獲得更好的展示和應用效果。
參考文獻：
[1]張更路，袁洪銳，張勝發.基于地圖技術的虛擬校園技術分析[J].教育教學論壇，2013
[2]張咸蔚.虛擬校園建設的關鍵技術及應用分析[J].計算機光盤軟件與應用，2012
[3]韓慶年.國外高校3D虛擬校園設計與應用述評[J].中國教育信息化，2012
[4]劉曉通，張更路，張勝發.深化虛擬校園用戶體驗的研究[J].電腦知識與技術，2012
作者:唐清華 單位:廣安職業技術學院
