導(dǎo)語：虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：針對通用虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)在面對展示效果要求較高的藝術(shù)品時(shí)，不能夠充分展示其具體細(xì)節(jié)、顯示效果差等問題，文中研究和設(shè)計(jì)一套基于視覺傳達(dá)的虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)。該系統(tǒng)在通用展示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用圖像處理優(yōu)化技術(shù)中的圖像增強(qiáng)對通用系統(tǒng)的產(chǎn)品顯示模塊進(jìn)行優(yōu)化，以此達(dá)到更優(yōu)的細(xì)節(jié)與整體展示效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該優(yōu)化系統(tǒng)在整體、細(xì)節(jié)及真實(shí)感方面均具有較好的虛擬產(chǎn)品展示效果，尤其是對于產(chǎn)品細(xì)節(jié)表現(xiàn)程度上，其展示效果提升了13.9%，體現(xiàn)出該系統(tǒng)良好的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力。

關(guān)鍵詞：虛擬產(chǎn)品展示；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；視覺傳達(dá)；圖像處理；圖像增強(qiáng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的產(chǎn)品展示已由實(shí)體展覽轉(zhuǎn)向?qū)嶓w與虛擬產(chǎn)品結(jié)合發(fā)展和展示的階段，以此讓使用者對該產(chǎn)品有更優(yōu)的了解。在此過程中，人們對于虛擬產(chǎn)品展示的效果也越來越高。尤其是對于一些展示效果要求較高的藝術(shù)品而言，展覽效果可能會直接影響到該產(chǎn)品的藝術(shù)價(jià)值[1⁃3]。通用虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)能夠滿足多數(shù)情況下虛擬產(chǎn)品的展示要求。但在面對藝術(shù)品時(shí)，不能較好地展示其所具有的細(xì)節(jié)，從而顯示效果不足。為此，本文在通用展示系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合視覺傳達(dá)理論及圖像處理優(yōu)化技術(shù)，對原有系統(tǒng)的產(chǎn)品展示模塊進(jìn)行優(yōu)化，以便該系統(tǒng)能夠滿足要求較高的藝術(shù)品等特殊產(chǎn)品的展示要求，更能夠凸顯出所具有的細(xì)節(jié)。在圖像優(yōu)化過程中，文中結(jié)合圖像增強(qiáng)技術(shù)中的頻域法和空域法，使得處理結(jié)果在整體與細(xì)節(jié)上均相較于通用系統(tǒng)更加優(yōu)秀。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在整體顯示效果、細(xì)節(jié)表現(xiàn)程度及顯示真實(shí)感上均有較大提升。該系統(tǒng)為藝術(shù)品等展示效果要求較高的產(chǎn)品提供了技術(shù)保障。

1視覺傳達(dá)

1.1視覺傳達(dá)基本理論。視覺傳達(dá)（VisualCommunication）是指通過可視化的方式傳播特定事物的主動行為，即將有效的數(shù)據(jù)信息通過一定的視覺媒介傳遞給人腦的過程[4]。本質(zhì)而言，視覺傳達(dá)即視覺數(shù)據(jù)信息的傳達(dá)，其所具有的價(jià)值在較大程度上取決于所傳達(dá)信息的優(yōu)劣及信息傳達(dá)的速度、質(zhì)量。通常一個完整的視覺傳達(dá)由5個模塊所組成[5]，如圖1所示。圖中：信息生成模塊主要實(shí)現(xiàn)將所需傳達(dá)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為視覺符號，包括：攝影、電視、電影、建筑視覺信息、文字及造型藝術(shù)等，在本文中則指的是所要展示的虛擬產(chǎn)品（藝術(shù)品等）；信息傳達(dá)模塊則是負(fù)責(zé)將所要傳達(dá)的信息通過媒介載體以可視化的方式傳遞給接收者；接收反饋模塊則是接收者對于信息的理解與對于接收到信息的相關(guān)反饋。在本文虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，視覺傳達(dá)要素在其中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)中產(chǎn)品的圖像與色彩兩個方面。1.1.1產(chǎn)品圖像。利用產(chǎn)品圖像進(jìn)行展示系統(tǒng)中虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)勢在于[6]：1）建模方便產(chǎn)品模型一方面可以利用計(jì)算機(jī)軟件建模所生成的虛擬圖像；另一方面也可以采用攝像機(jī)所拍攝到的真實(shí)圖像。同時(shí)，可以從中提取到背景的幾何特征及產(chǎn)品的發(fā)射規(guī)律等。2）設(shè)計(jì)效率高這種方式的虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)通常不需要大量的計(jì)算，可以直接在二維空間中利用已得到的視圖來進(jìn)行新視圖的合成與計(jì)算，計(jì)算速度只與所需要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品分辨程度相關(guān)，且效率較高。3）真實(shí)感強(qiáng)由于產(chǎn)品建模所用到的紋理貼圖大多是對真實(shí)產(chǎn)品的實(shí)拍圖像，所以能夠最為真實(shí)地代表所要展示的產(chǎn)品，同時(shí)無需系統(tǒng)提供額外的光照。1.1.2產(chǎn)品色彩所展示出的虛擬產(chǎn)品的展示效果除了與所設(shè)計(jì)的模型有關(guān)外，還對其色彩有明顯依賴。產(chǎn)品色彩是視覺傳達(dá)中靈活的組成要素，其給產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了更多的想象與發(fā)揮空間[7]。對于色彩的有效利用和合理搭配能夠大幅度提升虛擬產(chǎn)品展示效果，從而吸引體驗(yàn)者的目光。1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)。本文設(shè)計(jì)的虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)主要是利用視覺傳達(dá)及圖像處理技術(shù)對現(xiàn)有的通用展示系統(tǒng)進(jìn)行顯示模塊優(yōu)化，其系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。在該虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)中，主要包括3個模塊，分別是：虛擬產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫管理模塊（模塊一）、展示平臺設(shè)計(jì)模塊；（模塊二）及虛擬產(chǎn)品顯示模塊（模塊三）。模塊一用來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器中虛擬產(chǎn)品（藝術(shù)品等）的信息數(shù)據(jù)和模型進(jìn)行“增刪查改”的功能：模塊二負(fù)責(zé)構(gòu)建展示系統(tǒng)的運(yùn)行平臺，包括提供用戶登錄接口、獲取數(shù)據(jù)庫虛擬產(chǎn)品列表、下載相關(guān)虛擬產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息到指定路徑等功能；模塊三則是用來對用戶所選定的虛擬展品進(jìn)行顯示。3個模塊相互協(xié)作，共同完成對整個虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文的主要內(nèi)容就是對展示系統(tǒng)中的模塊三進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以此達(dá)到更優(yōu)的虛擬產(chǎn)品展示效果。

2展示系統(tǒng)優(yōu)化

2.1三維顯示技術(shù)。三維顯示技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件將虛擬產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)中的每個虛擬點(diǎn)通過一定的方式映射到一個立體虛擬空間相應(yīng)位置，從而形成三維立體圖像的技術(shù)。三維顯示技術(shù)是當(dāng)今顯示技術(shù)領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)，同時(shí)也是虛擬現(xiàn)實(shí)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。三維顯示技術(shù)[8]一般可以劃分為3類：基于2D顯示器的模擬、雙目視差立體顯示及真三維立體顯示。在通用的展示系統(tǒng)中，通常采用雙目視差立體顯示技術(shù)，本文也是在此顯示技術(shù)的基礎(chǔ)上對通用展示系統(tǒng)的虛擬產(chǎn)品顯示模塊進(jìn)行優(yōu)化。雙目視差立體顯示技術(shù)利用同一物體在人左右眼視網(wǎng)膜上所成的像存在視差的原理，而產(chǎn)生的一種三維顯示技術(shù)[9]。其工作原理如圖3所示。對于三維空間的任意兩點(diǎn)P和Q，由于兩眼之間存在一定的距離（53~73mm），導(dǎo)致人們在觀察這兩個點(diǎn)時(shí)左右眼所看到的圖像有所不同，即具有視差。包含視差的兩幅圖像（稱之為視差圖像對）經(jīng)過大腦中樞神經(jīng)的分析處理后，即可得到含有立體深度信息的三維圖像。利用此原理在虛擬產(chǎn)品三維顯示時(shí)，可以首先通過特定軟件與設(shè)備使得某一時(shí)刻的視差圖像對應(yīng)的左眼視圖輸出到顯示器的偶數(shù)列像素上，相應(yīng)的右眼視圖則輸出到奇數(shù)列像素上。然后使用柱面光柵等技術(shù)手段使得用戶的左眼只能觀察到輸出圖像的偶數(shù)列，而右眼則只能觀察到奇數(shù)列。最后通過大腦的整合，實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品的三維立體顯示。2.2圖像處理優(yōu)化。對于虛擬產(chǎn)品中藝術(shù)品在展示過程中的高要求，本文利用圖像處理中的圖像增強(qiáng)技術(shù)對現(xiàn)有系統(tǒng)的顯示模塊進(jìn)行優(yōu)化，使得虛擬產(chǎn)品的圖像顯示質(zhì)量更高，進(jìn)而加強(qiáng)虛擬產(chǎn)品的展示效果。圖像增強(qiáng)技術(shù)按照處理所在空間的不同可以分為基于空域和頻域的方法?？沼蚍ㄖ饕菍D像中各像素點(diǎn)直接進(jìn)行操作，包括：灰度變換、直方圖修正和圖像平滑等；頻域法則首先將原始圖像通過傅里葉變換等方法轉(zhuǎn)換到其他空間域中進(jìn)行處理，然后再通過逆變換使其轉(zhuǎn)到原始空間，最后得到所需的圖像。其包括低通濾波、高通濾波和帶通濾波等[10]。為了達(dá)到更好的產(chǎn)品顯示效果，本文將所提到的空域和頻域方法進(jìn)行結(jié)合來完成對虛擬產(chǎn)品顯示圖像的優(yōu)化處理。其處理流程如圖4所示。在該圖像優(yōu)化過程中，計(jì)算機(jī)軟件平臺選用專門用作圖像處理的OpenCV軟件，同時(shí)頻域法選擇帶通濾波器法，空域法則選用圖像平滑和圖像銳化的方法來進(jìn)行虛擬產(chǎn)品的原始圖像處理。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

為了分析和驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的優(yōu)化系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)展示系統(tǒng)在虛擬產(chǎn)品展示效果及圖像真實(shí)感的提升效果，首先按照圖5的系統(tǒng)流程框架建立、實(shí)現(xiàn)優(yōu)化后的虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)。在系統(tǒng)建立的流程中，展示平臺的實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品模型的實(shí)現(xiàn)是兩個并列的內(nèi)容。同時(shí)，最后的虛擬產(chǎn)品展示模塊也為這兩個模塊的組合。通過上述流程實(shí)現(xiàn)虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)后，利用該系統(tǒng)與傳統(tǒng)通用系統(tǒng)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目主要包括：產(chǎn)品整體展示效果、細(xì)節(jié)表現(xiàn)程度及真實(shí)感。在實(shí)驗(yàn)前需要將實(shí)驗(yàn)所用到的10種產(chǎn)品（藝術(shù)品等）按照圖5建模流程進(jìn)行產(chǎn)品建模，并將其添加到圖2模塊一的虛擬產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫中，方便展示系統(tǒng)的調(diào)用。實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容如表1所示。圖6中：橫坐標(biāo)代表所要展示的虛擬產(chǎn)品編號1~10；縱坐標(biāo)則表示所有觀察者對于兩種系統(tǒng)在該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上評分的平均值。從上面3組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，本文所設(shè)計(jì)的展示系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)通用系統(tǒng)而言，各項(xiàng)顯示效果均有所提升。尤其在虛擬產(chǎn)品細(xì)節(jié)表現(xiàn)程度上，該系統(tǒng)的提升效果達(dá)到13.9%，而虛擬產(chǎn)品整體顯示效果與真實(shí)感的提升效果也分別達(dá)到7.3%和5.2%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)和優(yōu)化的虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)在對展示效果要求較高的產(chǎn)品進(jìn)行展示時(shí)，相比于通用系統(tǒng)可以達(dá)到更優(yōu)的顯示效果，同時(shí)具有較強(qiáng)的產(chǎn)品細(xì)節(jié)展示能力，在較大程度上滿足對于藝術(shù)品的展示要求。

4結(jié)語

本文通過介紹視覺傳達(dá)基本理論與分析視覺傳達(dá)要素在虛擬產(chǎn)品展示系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，利用圖像處理中的圖像增強(qiáng)技術(shù)，對通用展示系統(tǒng)的產(chǎn)品顯示模塊進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。優(yōu)化后系統(tǒng)的3項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)相較于通用系統(tǒng)，其整體展示效果、細(xì)節(jié)表現(xiàn)程度及真實(shí)感方面均有所提升。該系統(tǒng)對于展示效果要求較高的虛擬產(chǎn)品展示，具有較大的應(yīng)用空間。

作者:付寒嬌 單位:中國石油大學(xué)