观光农业园漫游系统设计

刘奥琦 袁晓红

摘  要：观光农业园作为农村经济新的增长点，由于目前阶段不具备远程体验性等问题，限制了观光农业园的发展。因此，设计了基于Sketch up和Virtools软件技术的观光农业园漫游系统，开创了远程可交互虚拟场景漫游体验功能。利用Sketch up软件进行地形、植物、建筑物以及水体的构建，在漫游平台上进行碰撞检测、场景简化以及背景制作。在Virtools平台上运行实验，设计的漫游系统再现了现场场景，实现了客户远程浏览体验的功能。

关键词：观光农业园  漫游系统  虚拟场景漫游

中图分类号：N945.23                文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）12（b）-0029-02

观光农业是现代农业和旅游业融合后的一种新型产业，是目前服务业中的热点问题，也是未来旅游业、农业发展的重要方向。因此，利用现代科学技术，构建新型观光农业园漫游系统是现代农业发展的一种趋势，对于产业转型升级具有重要意义。

1  观光农业园漫游系统软件设计

1.1 观光农业园漫游系统软件总体框架设计

观光农业园漫游系统的建立初期应先进行数据的收集和整理工作，利用遥感技术获取的图像，将农业园区的地形地貌图进行预处理，为园林的场景模型建立做好前期工作[1]。利用Sketch up软件以及对实体物体进行构建。通过建立相应的数据库，场景数据库将前期工作中的数据按照一定逻辑结构进行分类和优化管理，方便后期工作中对数据的调取。最后开发观光农业园虚拟系统的仿真功能、控制调度中心、交互模块、监测功能等，搭建易于操作的用户界面，实现观光农业园漫游功能。

1.2 观光园林漫游平台设计

观光农业园漫游数据库建立后要将各种数据模型组合在虚拟现实平台上，由于数量庞大会对平台造成很重的负担，因而要对模型进行技术优化[2]。

（1）碰撞检测。碰撞检测可以模拟观光园林的真实场景，决定着系统的仿真效果。通过摄像机与地面以及摄像机与地面物体的碰撞进行检测。定义地面为Floor属性，物体定义为Object Keep On Floor，将这个组合模块加入Camera Script中，通过设置高度保证摄像机始终在地面上相同高度移动。

（2）场景简化。对于相同场景不同部分使用不同的描述模型（LOD），由于人眼看到的物体细节程度不同，可以采用LOD模型进行简化处理，在漫游系统根据投射影像的大小决定LOD模型。场景简化可以节省存储空间，简化了运行流程[3]。

（3）背景系统制作。在Virtools中创建灯源，添加10行6列的数组，添加光晕特效图后，在脚背中添加“LensFlare”BB，在“LensFlare”BB加入数组和光效图，运行Virtools，调整灯源位置可以实现太阳光效果。在3D studio Max中做一个类似天空的模型，将云模型Mesh中创建脚本“Texture Scroller”BB，调整滚动速度，实现动态云朵功能。将音乐片段和行为模块一起放入Level Script中进行设置，选取音乐档案加入场景，控制音量和循环方式，实现背景音乐与漫游系统进行融合。

2  观光农业园漫游系统硬件设计

2.1 建模数据库服务器选型

数据库的服务器不涉及大量的非空间数据存储和保存，但对整个系统的安全性要求较高。系统采用了Dell poweredge2576服务器，搭载了四核Xeon E5261处理器，2.44GHz主频，12MB缓存，8G内存，硬盘空间5×200GB SAS硬盘。该服务器具有较高安全系数，自带数据恢复功能。

2.2 地图服务器选型

地图服务器需要大量的存储空间来保存数据，同时需要进行复杂的运算流程，对服务器硬件配置要求较高。系统采用了Dell poweredge R980服务器，1.60GHz前端总线，8G内存，ECC双内存列、全缓冲内存条，硬盘空间7×400GB SAS硬盘，支持热插拔。该服务器具有较强的数据存储和运算能力。

2.3 用户体验端配置设计

用户终端是观光园林漫游系统的客户端，一般需要进行空间数据分析和图形运算能力，对显示配置要求较高。系统采用了联想扬天T4900V计算机，搭载了英特尔第七代酷睿i7-7700HQ处理器、8GB DDR4内存、266G SSD+1TB机械硬盘，独立显卡NVIDIA GTX 1050Ti，显存512MB。

3  对比实验

将设计的漫游系统导入Virtools平台进行实验。具体Virtools参数设计如表1所示。

运行实验程序后，在平台对接性、交互性、沉浸性、易修改性、输出性能方面与没有采用Virtools平台的传统的观光园林系统进行了对照。结果如表2所示。

从表2中实验数据可以得出，采用了采用Virtools的漫游系统比传统系统的有显著的优势，特别是在平台对接、交互性、沉浸性方面。

4  结语

园林漫游系统是以农业资源为核心，借助虚拟现实等科技以及相关硬件设施，对传统园林进行创新性的规划和设计，从而形成了集旅游观光、科普教育以及休闲娱乐功能为一体观光景点。加强对观光农业园漫游系统设计工作的研究具有重要意义。

参考文献

[1] 张园园，刘桂阳.观光农业园虚拟仿真设计[J].科学技术创新，2016（36）：138.

[2] 郭蕊，杨立新，侯阳，等.基于Quest3D虚拟校园漫游系统设计的研究[J].农业科技与信息：现代园林，2019（11）：23-26.

[3] 張晓宁，赵晓春，王翔，等.基于Virtools的园林三维漫游系统的设计与实现[J].中国农学通报，2018，25（4）：175-178.