一种3D拟真珍稀植物的动态展示实现形式的探求--中国期刊网

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一种3D拟真珍稀植物的动态展示实现形式的探求

发表时间：2020/7/17 来源：《文化时代》2020年4期作者：王道彦

[导读] 从3D拟真书的方案设计到3D拟真珍惜植物动态展示设计，我们将更多理论依据逐一实验，在摸索中前行，终于使得方案便于操作和具有可行性。通过一系列的调研和相关3D知识植物知识的了解也越发觉得科技的进步更加有利于我们进行环境保护。将植物的虚拟影像通过3D拟真技术展现在人们面前，视觉的感官更能带给体验者以震撼。带动更多的人参与进来，来体验来保护。这就是本次浅谈一种3D拟真珍稀植物的动态展示实现形式及应用探求

金陵科技学院江苏南京 210038
        摘要：从3D拟真书的方案设计到3D拟真珍惜植物动态展示设计，我们将更多理论依据逐一实验，在摸索中前行，终于使得方案便于操作和具有可行性。通过一系列的调研和相关3D知识植物知识的了解也越发觉得科技的进步更加有利于我们进行环境保护。将植物的虚拟影像通过3D拟真技术展现在人们面前，视觉的感官更能带给体验者以震撼。带动更多的人参与进来，来体验来保护。这就是本次浅谈一种3D拟真珍稀植物的动态展示实现形式及应用探求的意义。


一、背景
        由于人类活动的影响，植物自身原因和自然灾害导致中国的一些原本就不常见的植物濒临灭绝，它们很难繁殖，生长在偏远地区，数量稀少，由于过度采挖，如同动物中的渡渡鸟已经走到了灭绝的边缘。虽然保护措施不少，但由于不常见，很少走进人们的视野，我们团队将运用3d拟真技术通过课堂模拟拟真教学，博物馆拟真展示使这些陌生的植物为大家所熟悉，同时也为保护组织提供拟真演练用于研究，用拟真技术做宣传起到保护珍惜植物的作用，通过拟真模拟演示展现少见或已灭绝的植物提供样本数据，让大家能对不常见的珍惜植物加深了解。在上一年度的3d拟真书设计当中，我们对3d拟真技术、虚拟现实技术、手势识别、人机交互、3d扫描等都有了深入的了解，已经攻克了不少3d技术的技术难点。该项目已经确立了一套理论上相对完整的实施方案，目前用于化妆镜设计的3d技术较为成熟，有较高的可实施性，项目中的动态手势识别和3d建模系统可以在本项目中得到沿用。
        工业文化在带给我们日益富庶的物质生活的同时，也对人类赖以生存的自然环境造成了一定的破坏。如何谋求社会发展同自然生态环境保障二者的和谐统一，成为当前关乎人类社会永续发展的重要课题。我国向来极度重视生态环境保护工作，党的十九大报告指出，“建设生态文明是华夏民族永续发展的千年大计”。当前，如何积极响应生态文明发展诉求，构建生态环境保护和社会发展之间的和谐关系，关乎中国社会发展，关乎社会主义现代化建设。3d技术的兴起与应用能够为我们当前建设生态文明提供诸多有益借鉴。另一方面随着3d技术的发展，动态手势识别和数字建模系统技术日趋成熟，可以用来进行拟真技术的交互与建模。生态兴则文明兴，生态衰则文明衰。若想生态兴，就要确保植物多样性，确保珍惜物种的延续，而3d技术在植物方面的应用大多在园林设计。很少用来关注和研究珍惜植物的拟真应用。而实现3d拟真珍惜植物的动态展现，积极响应国家对野生植物资源加强保护，积极发展，合理利用的方针。
        二、实现形式
        l 通过多个公司的调研研究及采访相关3D技术业内人员3D拟真珍稀植物的动态展示实现形式具体可以分为以下几种：
        1.利用数字头盔和数据手套3D投影
        数字头盔和数剧手套简单来说，数字头盔就是一个显示器，显示器通过光线折射使得远将近处的小物体放大到远处呈现一个大的图像。体验者借助数字头盔和手套硬件设施，再通过软件编程让虚拟的场景操作变得具有可控性，实现人为的移动、旋转、等动作。

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数据手套在拟真互动中的用运，实现了收拾互动，增强了拟真体验的自然性和直接性，直接实现人机交互。
        l 2.倒金字塔式3D拟真虚拟成像
        用平板电脑或者手机充当摄像头，开发一个软件录入古籍电子书，利用格式将古籍电子书画面实现全息画面输出沿对角线分割成四块，利用红外摄像头进行交互和手势识别实现拟真书的实时翻动。
        l 3.投影仪3D投影
        这种技术优缺点共存，也可是说它所实现的更多的是一个2D平面的图像，借助投影仪，三色光线通过棱镜将3色图像合成一个图像镜头进入屏幕，由于是凸透镜成像，实像是一种倒立被放大的。比较容易实现，但是效果不能达到理想状态。
        4.VR技术
        VR（Virtual Reality）通过电脑技术应用使得虚拟的数字化编码成为立体虚化的图像，带上特殊材质的VR眼镜，在五官感官上产生如真似幻的感觉，让使用者身临其境。
        三、关键技术
        语音交互
        实验中用unity使用百度的Rest Api实现语音交互，既可以将文本转成语音，也可以把语音转换成文字，能够满足项目需求。
        百度语音的Rest Api接口实现语音转化为文本，通过http请求发送本地录音所生成的音频文件，格式为pcm，且采样率为1600的文件，录音完毕以后需要进行相应转码。在用户录语音的同时也需要做相应的手势，这样直接通过手势下的代码将解析后形成的文本输入到百度翻译界面的翻译框中，并使用语音合成的接口实现将文本转化为语音朗读。由于在语音解析过程中，录音最大时长是一个定值，所以无论用户说了多长时间都是按照最大时长来输出的，因此在传输过程中，需要将语音压缩传输，这样效率更高一点。如果在动其它模式进行语音交互的话，则需要使用到一个插件即NAudio，来实现将百度语音合成接口返回mp3格式的音频文件转换为可以直接播放的AudioClip并且需要将物体绑定到AudioSource组，百度语音接口的调用，只需要用户做特定的手势，在说完语音之后将手放下，就完成了录音。这里还需要使用一个异步回调函数，用于将解析完成后的文本返回到回调函数中。此外就是ReadText（string text）方法，其中的text参数就是要合成语音文本，传入文本之后，接口会自动播放语音。
        总结
        科技的进步带动3D技术的快速发展，在3D拟真珍稀植物的动态展示实际实验调研的过程中我们了解到3D拟真技术与我们的生活的联系度日益加深。从3D拟真书的方案设计到3D拟真珍惜植物动态展示设计，我们将更多理论依据逐一实验，在摸索中前行，终于使得方案便于操作和具有可行性。通过一系列的调研和相关3D知识植物知识的了解也越发觉得科技的进步更加有利于我们进行环境保护。将植物的虚拟影像通过3D拟真技术展现在人们面前，视觉的感官更能带给体验者以震撼。带动更多的人参与进来，来体验来保护。这就是本次浅谈一种3D拟真珍稀植物的动态展示实现形式及应用探求的意义。