沉浸式虚拟3D敦煌莫高窟场景重现技术研究

• 作 者: 王晓雨
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 敦煌保护 虚拟现实 Kinect 体感交互 沉浸式漫游

敦煌莫高窟以其辉煌灿烂的艺术和博大精深的内涵闻名于世界,每年慕名而来的游客数量不断创历史新高,旅游业的快速发展给莫高窟文化的保护和管理工作带来了极大的困难,莫高窟文化保护管理与开发弘扬之间的矛盾日益突出。计算机技术的快速发展和虚拟现实技术的逐渐成熟,为解决莫高窟保护与旅游之间的矛盾提供技术支撑。本课题以敦煌莫高窟虚拟场景的创建和沉浸式体感交互漫游应用为研究目标,在对三维建模技术和敦煌场景结构分析的基础上,采用几何建模和基于图像建模相结合的方法进行莫高窟三维模型的创建;针对Maya三维建模软件在山体和外部环境创建方面的表现缺陷,提出使用Maya建模软件和Unity3D引擎结合的方法创建敦煌莫高窟虚拟漫游场景,同时阐述了天空盒、山体和碰撞器的原理以及作用,并对场景创建过程中出现的模型单面显示问题做了研究说明;为解决传统人机交互对鼠标和键盘的依赖,本文使用体感交互代替传统的人机交互,研究了Kinect体感器与Unity引擎的结合实现使用人体骨骼点以及手势来控制人物与虚拟场景的交互;最后,为了进一步加强沉浸式漫游效果,使用Oculus Rift头盔显示器代替平面显示器,漫游视觉与人体头部(Oculus Rift显示器)的旋转保持同步,实现人体对三维场景的全方位沉浸式漫游。实验结果表明,本课题的研究成果能够满足游客对于敦煌艺术的体验需求,同时实现对敦煌古遗迹的保护和保存,并为其它遗迹遗产的保护工作提供借鉴经验,更为未来的旅游方式提出一种新思路,使游客足不出户便可以享受到世界美景。