智能跑步机虚拟场景的设计与实现

收稿日期：2012-04 作者简介：李春丽（1986—），女，硕士研究生，研究方向为智能运动装备。智能跑步机上虚拟场景的设计与实现李春丽1,2,窦少兵1,杨先军1,2,姚志明1,周旭1,孙一宁1 (1.中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥;2.摘要：为了解决传统跑步机锻炼的繁琐性，本文应用虚拟现实技术，通过三维建模，基于平台开发实现虚拟场景应用到跑步机上。智能跑步机，增加跑步机上的锻炼体验。户外存在和乐趣。通过实验测试，该场景运行良好。关键词：跑步机；虚拟场景；三维建模； ; 中图分类号：TP391 文献识别码：A 文章编号：1006-2394(2012) 09-0046-and of an 基于Chun-li1, 2, DOU Shao-bin1, YANG Xian-jun1, 2, -ming1,周旭1、孙一宁1（1.中国合肥；2.中国合肥）：本文中，到的，是通过3D实现的场景。一切都是基于和．随着场景的附加，是有更多和-的。那个场景效果很好。关键词： ; 场景; 3D； ; 引言本文将虚拟现实技术融入到传统跑步机中，让锻炼者融入虚拟环境，增强户外运动的真实感，实现人与虚拟环境直观、自然的交互。。

1 虚拟现实技术简介所谓虚拟现实（VR）技术是指用计算机模拟的人工环境来代替现实世界的真实自然环境，增加户外接触感和接近自然场景的感觉。综合运用计算机图形图像技术、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、多传感器技术，模拟人类感官世界的实时呈现，给人一种身临其境的感觉。这里的“世界”既可以是特定真实环境的再现，也可以是世界的实时再现。它可以是一个纯粹想象的虚拟场景。 VR系统具有多种输出形式和处理多种输入设备的能力，可以进行碰撞检测、实时交互、视点控制和复杂的行为建模。 2.虚拟场景的实现在基于虚拟现实技术的跑步机系统中，模型构建和实时渲染是最基本的技术。在模型精度和渲染速度方面，需要在不引起用户移动的情况下保证一定的显示质量。有时会感到不适。场景建模需要使用3D建模软件。常用的3D建模软件有：3D max、Maya、3D等，其中3D是比较简单实用的软件。在本文中，该软件用于设计所需的场景。场景建模虚拟场景建模主要包括以下步骤： (1)绘制高度图：高度图是记录高度信息的图片。其单位格式可以是任意的。一般采用单字节或双字。截面作为一个单位的大小。

常用的raw格式文件保存8位高度信息，数据仅限于[0, 255]区间，其中0为最低点，255为最高点。（2）然后使用辅助程序直接从文件中读取高度信息到内存中，并转换成3D软件可读的raw（.raw）格式，而不是通过计算随机生成。使用 3D 导入。 raw，生成由三角形组成的地形。地形生成如图1所示。 (3)绘制平面跑道：基于三角形单元，利用Milk-Shape 3D建立跑道平面模型并导出。原始格式文件 (.raw)。图2为跑道平面模型。 2.1·64·仪器技术2012年第9期