DOA架构下移动虚拟旅游服务模式与虚拟漫游技术研究

摘要

随着生活压力的增大，旅游已经成为人们减轻压力、娱乐放松的重要途径，但由于生活节奏、健康程度以及金钱等制约因素，越来越多的人们通过虚拟旅游的途径来替代传统旅游。
　　虚拟旅游能够为人们提供便捷、快速、价格低廉的旅游方式，不但使人们能够在任意时间、地点去游览目标景点，用最短的时间去改变心态、获取知识，还能够为许多旺季时节的热门游览地点分担压力，使景区的环境、卫生设施、便民服务以及安全问题都可以得到缓解和改善。对于游客来说，不仅能够通过逼真的景象去感受现场的景色，通过新颖的手段规避了景区内部的拥挤氛围，还能够实时获取传统旅游中所获悉的景点相关知识。
　　与旅游模式同时改变的还有人们对互联网终端的使用习惯。近年来，人们上网的途径已经从传统的PC端逐渐转移为轻便的移动端。随着智能手机、平板电脑等普及入户的移动终端的推广，人们的生活方式也逐被它们改变着，其中也包括着旅游领域。
　　虽然虚拟旅游和移动终端都是目前飞速发展的朝阳产业，但国内的移动虚拟旅游服务平台不论是在总体的三维效果呈现、虚拟漫游设置、服务普及还是管理方式等方面，都有着不尽人意的地方。
　　针对目前国内移动虚拟旅游平台不足之处，移动虚拟旅游服务模式的提出与设计有着重要的意义。本文提出一种基于DOA架构[1]的移动虚拟旅游服务模式，该服务模式不同于传统移动虚拟旅游中对场景的简单展示，也不拘泥于仅提供单一的景点展示服务，而是一款依托广义虚拟旅游定义，强调虚拟漫游“沉浸感”，结合行业服务、管理模式联动发展的服务模式。通过DOA架构中的数据注册管理机制、信息汇聚-服务聚合功能，基于网络环境为移动虚拟旅游模式提供理论基础，也使DOA架构的理论在移动虚拟旅游行业得以验证。
　　在DOA架构下移动虚拟旅游服务平台中，虚拟漫游模块是最为重要的部分。虚拟场景中模型的真实感、路线设定、交互方式、界面的友好性都直接影响着用户对该服务平台的使用感受。传统虚拟场景展示多以单视点图片或全景图的模式展现，3D视觉效果及交互感较差。本文将真实地形引入3D游戏引擎，利用3D游戏引擎提供的丰富组件对场景进行实现和研究。
　　本文主要工作如下:
　　(1)对移动虚拟旅游行业进行研究虚拟旅游是虚拟现实技术在旅游领域的拓展，移动虚拟旅游是随着智能终端设备发展而逐渐兴起的虚拟旅游模式。本文探究了移动虚拟旅游的定义、技术起源、虚拟场景主要技术构成、目前国内行业发展不足的情况以及对行业未来趋势进行展望。
　　(2)对DOA架构的功能、体系结构进行分析DOA是一种面向数据的体系架构，它以对元数据进行注册管理的方式，解决目前由于网络使用人数、资源数量增长引起的海量数据问题。结合DOA架构与移动虚拟旅游行业，能够解决移动虚拟旅游行业中产生的多类型、异特点数据的存储、查询、调用等操作瓶颈。
　　(3)对虚拟漫游实现技术进行研究由于底层图形图像编程的门槛较高，本文引入3D游戏引擎进行开发和设置，对现有的流行移动端3D虚拟引擎及其构成进行分析，对虚拟场景、漫游关键技术进行研究，不仅能够降低开发难度，缩减开发时间，还能够简化后期项目导出及优化的复杂度。
　　(4)完成了实验区域虚拟漫游场景的搭建选用ENVI+3ds Max+Unity3D作为技术支持软件，以成都理工大学正门为试验区域建立虚拟漫游平台。并基于World Wind瓦片分层技术，对虚拟场景的显示及加载模式进行探索。
　　本文取得的创新点如下:
　　(1)提出了一种DOA架构下移动虚拟旅游服务模式该模式以三维虚拟地球的形式展现，顾及多使用人群及服务链不足等现况。以DOA架构中信息客户端汇聚、服务聚合等特点为技术基础，对网络环境中多源、海量异构的移动虚拟旅游数据进行有效的组合和管理。
　　(2)根据所提出的服务模式设计了一款相应的DOA架构下移动虚拟旅游服务平台模型基于DOA架构下移动虚拟旅游服务模式构建相应的服务平台，并对服务平台的整体框架，基础开源技术，移动端的模块构成、服务端的部署情况、移动虚拟旅游标记语言的构建以及数据注册中心的功能进行设计与描述。（由于各地管理模式、政策不同等因素，本文只针对普通游客客户端进行研究）
　　(3)设计了一种移动虚拟旅游标记语言/MVTML移动虚拟旅游标记语言/MVTML(Mobile Virtual Tourism Markup Language)是超地理标记语言/HGML(Hyper Geographic Markup Language)在旅游领域的拓展，两者协同为移动虚拟旅游平台提供交换规范，能够使数据以统一的格式进行存储、表达、传输。本文依照HGML的理念，设计了移动虚拟旅游标记语言/MVTML，对其概念、功能、规范、构成以及解析方法依次进行描述。通过MVTML控制虚拟场景的加载、服务提供、状态以及基础地理元素，使移动虚拟旅游服务平台中的数据能够得到统一管理。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 研究背景

1．2 研究意义及目的

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．3．3 我国移动虚拟旅游行业的不足

1．4 创新点及取得的成果

1．5 文章总体结构

第2章 DOA架构下移动虚拟旅游服务模式技术支持

2．1 DOA架构体系概述

2．2 超地理标记语言／HGML概述

2．3 图形图像虚拟现实技术

2．3．1 单视点图像的场景呈现技术

2．3．2 基于多视点全景图像的三维场景呈现技术

2．3．3 3D虚拟场景漫游技术

本章小结

第3章 DOA架构下移动虚拟旅游服务模式分析

3．1 移动虚拟旅游服务需求分析

3．1．1 行业需求概述

3．1．2 面向对象分析

3．2 移动虚拟旅游行业数据分析

3．2．1 数据分类

3．2．2 数据特点

3．3 DOA架构下虚拟旅游服务模式

本章小结

第4章 DOA架构下移动虚拟旅游服务平台设计

4．1 服务平台设计原则

4．2 开源技术

4．2．1 Android开源系统

4．2．4 三维虚拟地球平台

4．3 移动虚拟旅游标记语言／MVTML

4．3．1 MVTML概述

4．3．2 MVTML构成

4．4 数据注册中心设计

4．5 移动端设计

4．5．1 功能概要结构

4．5．2 空间信息三维展示模块

4．5．3 用户交互模块

4．5．4 数据缓存管理模块

4．5．5 请求响应模块与封装解析模块

4．6 服务端设计

4．6．1 数据分类(空间性分类原则)

4．6．2 服务器端存储策略

本章小结

第5章 3D虚拟场景实现与加载模式研究

5．1 技术实现流程

5．2 相关软件及技术介绍

5．2．1 ENVI

5．2．2 3ds Max

5．2．3 3D游戏引擎

5．3 虚拟场景实现

5．3．1 虚拟场景模型建立

5．3．2 虚拟场景模型优化

5．4 实时交互

5．4．1 触摸屏事件处理

5．5．2 数据交互

5．5 虚拟场景漫游

5．5．1 第一人称场景漫游

5．5．2 碰撞检测

5．6 虚拟漫游场景加载研究

本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的学术成果