基于智能家居的三维物联网虚拟仿真系统 的研究与实现文献综述

 2022-11-20 11:11

文献综述(或调研报告):

1. 智能家居仿真系统中虚拟三维家居场景的快速搭建

目前主要采用虚拟现实技术和图像处理技术来搭建虚拟三维场景[1]。现阶段主流技术主要包括:借助三维软件3D MAX创建模型和贴图,以Unity3D为虚拟现实开发平台创建虚拟三维场景[2];借助三维软件3D MAX创建模型,运用OpenGL编程技术创建虚拟三维场景[3]。

1)基于Unity3D的智能家居综合管理平台的研究与实现

Unity3D 是由 Unity Technologies 开发的一个可以轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型游戏开发工具,是一个全面整合的专业的跨平台游戏引擎[4]。Unity3D 开发平台使用的软件架构方式和渲染方式使得它在虚拟仿真领域具有较高的可移植性和易用性。Unity3D对DirectX和OpenGL拥有高度优化的图形渲染管道,同时它支持所有主要文件搁置,并能和大部分相关应用程序协同工作,并且通过Unity3D简单的用户界面,用户可以完成任何工作。

利用Unity3D技术,可对现阶段的智能家居综合管理平台进行优化。根据用户的实际需要对空间进行建模,放弃了传统的二维平面管理平台。利用Unity3D对所需模型进行建模并且在所建立空间模型中实现了漫游,用户可对空间视野范围内的可控单元进行操作,实现了多目标实时控制[5]。同时,虚拟现实技术其自身的特性增加了用户在使用时的沉浸感和互动性。

搭建智能家居综合管理平台时,一方面需要在Unity3D中建立建筑模型(特别是比例)以及建筑外型贴片。该步骤中,可以先将DXF格式的平面设计图纸在3D MAX三维软件中进行材质重建和格式转换,导出能被Unity3D识别的3ds或fbx格式,然后将其导入到Unity3D系统中[6]。在Unity3D系统中,通过Terrain,Wall等工具添加地面和墙壁并在Inspector面板中设置其属性。另一方面,为保证人机交互界面的友好化、智能化和操作的便利性,需编写程序实现场景漫游的功能和灯光,温度等物理量的三维可视化仿真。虚拟漫游系统的搭建框架[4]如下图1所示。

图1 Unity3D虚拟漫游系统的搭建框架

2)基于DXF文件和OpenGL的三维房屋的重建算法

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