虚拟数字化中药材3D模型库展示系统的构建方法

张灿

摘要：本文详细的分析了现有的各种先进的技术，对虚拟数字化中药材3D模型库展示系统进行了详细的分析，希望能够进一步地对我国现有的中药材体系进行进一步的完善，通过这种方法来进一步的提高资源和信息的使用效率，从而提高我国中药材的管理水平。

关键词： 虚拟数字化 中药材 3D模型库 展示系统 构建方法

本文所述的虚拟现实化的系统有着非常重要的意义，它能够实现资源和信息大范围的共享，虚拟现实技术甚至可能会将药材的各种生产环境以及特性更好的展现出来，将药材的各种特性最终在电脑屏幕上显示出来。在这个过程中还能够进一步的改变药材生产过程中的温度、光照等各种不同的因素，甚至还可以将药材的各种微观结构与药材更好地结合起来。

1虚拟数字化中药材3D模型库展示系统的构建意义

根据相关的数据统计，目前我国记载的中药材有很多种，在这些药材中植物药材占据很大的部分，其它一些民间的药材也有很多。中药材的品类非常多，而且不同种类的中药材的形状差异非常大，在对中药材进行管理的过程中很多问题都会显示出来。虚拟现实技术是现有的信息技术的一个重要的分布，而且这个技术也是现有仿真技术的一个重要的发展方向。混合现实技术的主要作用是能够将现有的虚拟物体与现实的物体更好地结合起来，从而发掘现实物体的更多优势。本文对现有中药库展示过程中的一些问题进行分析，最终发现将混合现实技术应用于虚拟数字化中药材3D模型库更有利于系统的研发活动。目前我国很多高校都已经在中药标本馆的基础之上进一步的实现虚拟数字化，进一步的开发出各种虚拟现实的系统，构建了一个更为完善的中药材模型库，实现了中药材标本的资源共享。目前我国中药教学的数字化的发展趋势能够为高校的学生和社会群众提供更好的研究标本，与此同时，也能够大力地宣传各种中药知识，提高社会公众对于中药的认识程度，推动我国中药产业的长久发展。

2虚拟数字化中药材3D模型库展示系统的构建方法

2.1构建完备的中药材3D模型库

虚拟中药材主要就是在现有的各种技术的基础之上，结合现有的计算机技术与真实的药材标本进行进一步的匹配所构建出的三维数字模型。这种新型的构建方法能够构建出一个虚拟的药材，这种虚拟的药材不仅能够更加直观地体现出所需要药材的颜色和形状，与此同时也能够直接的体现出药材的各种物理特性，从而直接对中药材的各种性质进行直接的表达。这种新型的展示方法能够利用模型对中药材进行全方位的展示。本文主要是通过中药材虚拟模拟3D建构，对现实的系统进行进一步的虚构。中药材虚拟现实系统更加有利于加深人们对于中药材的理解。

虚拟化中药材3D模拟库的建构主要包括以下几个方面：首先第一个方面就是要建立一个更加完备的中药材3D模型。其次，第二个方面就是要对中药材的3D模型进行进一步的优化。第三个方面就是要建立一定的虚拟数字化中药库，目前中药库内包含了很多种常见的中药品种。这些不同类型的中药品种都有非常强的借鉴意义。近些年来，根据真实的中药的形状也建立了比较准确的中药材3D模型，更加完整的展现出中药的性质。在另一个方面，这种体系有利于中药材的分类，有利于对现有的中药材的数据进行综合的收集。

2.2构建虚拟数字化中药展厅

目前我国已经建立了很多个中药标本馆，而且经过统计，国内也有一定数量的中药材3D模型库，这些新建的数据库和最新应用的技术能够对我国现有所存在的各种中药材以及相应的标本进行进一步的数字化处理，使更多的人能够在线的查詢不同种类中药材的作用并提供各种信息服务，这种制作方法能够将传统的中药标本进一步的网络化，使越来越多的线上的网络人能够实时地查询到不同种类的中药材。这种方法结合了现有的计算机技术，使中药的查询功能不仅局限于某一个地区，而是使越来越多的人能够了解到中药材的知识。使我国的中药逐渐地走向世界、走向更加广阔的天地。在此基础之上，也有利于更大范围的实现信息的互相沟通和交流，有利于对资源进行共享。目前我国也有数字化的中药库构建的虚拟展厅，这种展厅能够进行一定的模型构建。这种新型的模型能够和虚拟现实进行进一步的配合。在虚拟展厅中必须要选取一些关键性的位置，特别是在展厅之内必须要全方位的对各种中药材进行观察和体验，选取一些比较有代表性、容易摆放的标本来进行展览。而且在进行展览的过程中还要有错误提示的功能，一旦观看的人发现哪个地方标本摆放错误以及标本的介绍错误就可以显示出错提示，及时的对现有的错误进行纠正。与此同时还可以在展览的药材下面摆放一定的语音或者字幕介绍，观看展览的人还可以通过控制的方法来进一步的对虚拟空间内的标本进行移动和摆放，通过这种方法来进一步的实现虚拟展厅的选取。结合观看的人的意见可以进一步的对现有的标本的位置进行重新的设置。与此同时，虚拟现实头盔也要完整的配备，保证各种物质能够在虚拟现实空间中进行操作，操作者能够使用各种工具来搜索虚拟现实中的各种标本，并对这些标本进行删除和排序。还可以对这些标本进行一些颜色变化和亮度调整等一些基础性的管理工作。但这些虚拟空间中还有一些菜单选项列表，摆放人还可以根据菜单选项列表选择不同的类别来进行摆放，对不同种类的中药材进行更换，保证中药材的位置能够更加科学合理的设置。

2.3构建一个多功能的教学功能体系

目前我国很多中药材的植物种类非常繁多，而且不同类型的中药材的特征和结构都很复杂。要想对这些中药材进行一个更加详细的分析就必须首先要加深对于这些植物类药材的理解。中药材3D模型库的建立能够进一步的扩展中药材所具备的教学功能，使中药材成为教学过程中不可缺少的一部分。目前中药材的学习是很多不同类的学科比如中药学、中药调剂学等技术性学科的教学必不可少的一部分。如果能够将虚拟现实技术引入到中央教学领域将有非常重要的意义，它将有利于中药教学的数字化教学，使学生更加直观清晰地观看到中药的具体结构和形式，更加符合社会的发展需求。而中药材虚拟现实系统的研发也能够最大程度的降低教学过程中的各种资源的浪费，减少教学过程中的危险性，弥补现有我国教学材料存在的各种不足，这种新型的教学模式在实践教学中有着重要的意义，有利于推动我国中药教学朝着更加多样化的方向发展。

3虚拟数字化中药材3D模型库展示系统的作用

3.1有利于中药虚拟现实交互系统的研发

系统的研发主要包括以下几个部分：首先第一个部分就是中药的展示和鉴别，观看者能够依靠各种虚拟场景对现实进行建模，从而有利于提高对于不同类型的中药的鉴别能力。第二，有利于各种中药的制作、混合的现实场景的教学，观看者能够及时的学习这些制作方法并进一步的对制作步骤进行优化。第三，有利于对中药的鉴别和制作等现实的制作方法与虚拟制作场景进行对照。

3.2进行虚拟数字化中药材3D模型库展示系统设计

这个部分主要包括以下几个方面：首先第一个设计的方面就是虚拟数字化现实系统的基本构成。虚拟数字化系统的其中的一个重要的组成部分就是它的结构和设计，这部分直接影响所设计的模型库的质量。其次，虚拟数字化中药材3D模型库展示系统也是一个重要的设计部分。

3.3利用各种器材来获取中药材的纹理图像

这个技术的主要核心技术包括了对各种数据进行采集、对各种数据进行处理并进行模型的构建过程。这个过程主要包括了首先对三维数据纹理进行扫描，并对现有的初始化模型进行处理，采用一个反向的建模基础来对现有的几何造型进行构建。除此之外，还可以利用现有的技术对各种中药材标本模型进行优化和调整，使模型和标本能够更加的与现实的中药材相贴合，使最终所制作出的标本和模型更加的符合实际情况。利用现有的先进的仪器能够在相同的条件下从不同的角度对中药材表面的数据进行更加清晰的判断，保证所获得数据的准确性。并在这些数据之内选取一个更为合适的数据输出点，选择一些特征明确而且容易处理的数据进行处理，在处理的过程中，可以利用网络大数据手段进行处理，準确地计算出不同药材的几何模型，并将最终所获取到的药材的图像用软件进行进一步的加工和处理，并与实际的药材图像进行对比，通过这种方法来获得药材的模型。

4结束语

虚拟数字化中药材3D模型库展示系统能够更加清晰的展示出实物的组织和特征，有利于观看者达到真实的观看感。这个系统也有利于提高现有中药材的管理水准，这个系统广泛使用也有利于推动我国中药产业的大幅度发展，吸引更多的外来投资来推动产业共同发展。与此同时，此系统也有利于高校教学的应用，学生能够更加直观的学习到重要的结构和作用，对推动我国经济的发展有着重要的意义。

基金项目：江苏工程职业技术学院2019年校级教学改革研究课题：“五维一体”共享式课程教学资源库建设与应用推广——以《3D模型制作》课程实施为例，编号：GYJY201903

参考文献：

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[3]艾路.基于逆向工程的虚拟中药材构建研究[J].世界科学技术，2008，（09）：103-105.