基于VR技术的“虚拟文化馆”交互融合设计

虚拟现实(VirtualReality，以下简称VR)的概念由JaronLanier在1987年首次明确提出，它能利用计算机技术通过图像、声音等其他知觉为用户营造身临其境的感受并提供了非比寻常的交互体验。目前，虚拟现实技术已经成功应用于计算机图像处理技术、画面传感技术以及人工智能等多学科场景。2020年这个必将载入史册的年份，在“宅”就是最大贡献的时下，“虚拟课堂”、“虚拟旅游”、“虚拟直播”、“虚拟看房”等各种“虚拟业务”的需求暴增。特别是一些商家推出的“虚拟看展”、“虚拟赏花”、“足不出户游景点”等“虚拟旅游”业务，受到市场的热烈追捧。但通过大量调研发现市面上推出的“虚拟旅游”的APP、小程序亦或是其他在线旅游平台（OTA）大多还是停留在图片、视频等传统资源上，交互模式单一、场景精度不高从而造成整体体验感不足，固然引力也不强。本文着重从项目出发分析基于VR技术将3D图形显示与体感（Kinect）技术系统、虚拟现实头盔、洞穴式虚拟现实（Cave）技术系统等设备及多种技术融合进行交互设计及应用，从而在提高VR技术立体交互性及高度沉浸性等方面进行探索。

“虚拟文化馆”的交互融合

虚拟现实体感技术在虚拟文化馆展馆

导览区的交互设计与应用导览区由虚拟光学姿态传感系统构建，集合光学传感定位、传感交互等技术，通过交互导览区的互动大屏，向参观者直观展现文化馆的整体布局，推介最佳游览路线。

洞穴式虚拟现实（Cave）技术在虚拟文化馆大场景观影区的交互设计与应用

大场景观影区基于沉浸洞穴式虚拟现实（Cave）系统进行构建，集合虚拟现实外围网络（VRPN）标准室内追踪、四缓冲（Quadbuffer）立体渲染、异型屏幕变换、多通道拼接融合、VR交互动画控制、大场景渲染优化等技术，并借助立体环幕显示与光学位置追踪，将古巢湖历史非平面影像、3D动画、各种场景通过洞穴式虚拟现实（Cave）系统沉浸交互体验，向参观者生动展示古巢湖的由来，真实感受巢湖历史文化。场景故事为观看者随着“导游”小机器人的解说，坐在“时光机”中穿越至古城游览，沿途按预先确定的古城寻宝主线置身各种场景中探险体验，同时，沉浸式大场景洞穴式虚拟现实（Cave）手柄可以在主线范围内做一些小范围的移动旋转操作，以形成一定程度的交互浏览。

虚拟现实头盔及网络协同技术在虚拟文化馆协同游戏区的交互设计与应用

VR头盔协同游戏区基于多人网络协同的VR系统构建，集合虚拟现实头盔、VR场景优化、游戏人工智能（AI）、多人网络协同等技术，通过游戏区的虚拟现实头盔娱乐系统，在线多人互动体验“地方传说：抵御外敌、守卫古城”3D动画联机游戏，让体验者在娱乐中感受地方魅力，传承本地历史文化。场景结合古老传说中的战争故事，在多人协同联网的虚拟现实环境中，由六个体验者穿戴虚拟现实头盔设备扮演护城守卫，通过手柄模拟虚拟场景中的武器，联手抵御外邦的敌人攻占城池。

虚拟现实9D互动媒体应用技术在虚拟文化馆动感场景游览区的交互设计与应用9D动感场景游览区基于9D互动媒体应用技术系统。9D技术主要是指通过声、光、影、水、雾、烟、互动（视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉）构建真实场景，集合姿态反馈控制、VR大场景构建、场景渲染优化、动画交互控制、虚拟粒子系统等技术，通过预设的9D动感座椅和虚拟现实头盔反馈系统，让参观者沉浸体验、感受古城沿途风景，加深体验者对该地历史文化的理解。体验场景衔接一个故事情节，体验者（主角）带领队伍前往古城守卫家园。虚拟现实头盔中显示沿途各种绚丽的路边景色，动感9D座椅配合上升下降的俯仰感受避开树木、飞鸟等会有抖动、飞行等感觉。整个过程为预设的9D座椅和虚拟现实头盔互动体验融合设计和应用，以达到展示历史场景的目的。