虚拟现实在旅游业的应用

虚拟现实在旅游业中的应用虚拟现实在旅游业中的应用 11. 引言 22. 技术介绍 22.1虚拟现实技术 22.2遥感技术（RemoteSensing） 22.3地理信息系统（GIS） 32.4基于实景图像的虚拟现实技术 32.5基于几何模型的虚拟场景生成技术 33.与虚拟现实相结合的应用 43.1虚拟旅游 43.2旅游宣传 43.3景区保护 53.4旅游场景再现 53.5导游实训 53.6旅游规划 64.北京市在旅游业的虚拟现实应用 64.1故宫博物馆 64.2圆明园 94.3北京应用虚拟现实旅游的意义 114.4北京市政府对虚拟现实旅游的相关政策 125.目前面临的一些难题 125.1成本高昂 125.2技术发展不纯熟 125.3产业小，相关企业少 135.4应用效果不尽如人意 136.国外的虚拟现实旅游案例 137.结论 138.参考文献 14引言据世界旅游组织公布，全球旅游业总产出已占世界GDP的10.7%，超过了石油、汽车、化工等行业。成为当今世界第一大产业，被誉为永不衰落的“朝阳产业”。我国有着丰富的旅游资源，但由于我国旅游业起步较晚，在很多方面落后于发达国家，甚至落后于一些周边国家。随着网络媒体的发展，为风景区的旅游提供了大量的旅游介绍，但目前旅游网站、旅行社网站中都是各大酒店、旅游线路介绍，旅游者最终关心的风景区资料却不够详细，深度广度都不够，不能满足旅游者获取信息的需求。建立一套基于虚拟现实技术的3维信息系统，不仅可以通过现代科技手段让更多的人能了解景区的特色，而且可与旅游景区的实际相结合，对旅游区进行科学的模拟和演示，为评估旅游区历史文化景观提供真实的3维虚拟场景，达到运用先进科学技术手段有效的推动景区旅游和保护的目的。利用虚拟现实技术来展示旅游景点有4大优势：1.给人身临其境的感受，促进旅游业发展；2.利用虚拟现实技术，再现文物古迹昔日辉煌；3.在旅游规划中发挥重大作用；4.使教学课堂更加生动。本文主要从实现虚拟现实旅游的相关技术、具体应用、北京的虚拟现实旅游、存在的问题等角度出发，为大家深度剖析虚拟现实在旅游业中的应用。技术介绍2.1虚拟现实技术虚拟现实技术(VirtualReality)又称灵境技术，是利用计算机生成一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的一项技术。该技术可以让用户使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察或操作，同时提供视、听、触等多种直观而又自然的实时感知。它集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、多传感器、网络、并行处理等技术的最新发展成果，使实时交互的景观展示和三维景观的实时漫游成为可能。作为一门崭新的综合性信息技术，虚拟现实技术已经应用于当今的旅游行业，并将对其产生深远的影响。2.2遥感技术（RemoteSensing）遥感技术是一种探测技术，是根据电磁波的理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而对地面各种景物进行探测和识别的一种综合技术。在旅游景观虚拟重建过程中，景观的3维模型的建立需要依托遥感技术。航空摄影测量特别是数字摄影测量技术可以提供一系列萤要数据：旅游景观的3维重从而起到预先宣传、扩大影响力和吸引游客的作用。通过虚拟3维景区建立及网络发布对旅游区进行科学的模拟和演示，将景区从2维“抽象”到3维影像，加速游客对风景区的认识过程。刺激旅游动机，引导旅游客流，实现旅游增效。3.3景区保护将虚拟现实技术引入到景区保护领域中来，首先是着眼于一些经典热门的景区的保护。虚拟现实可以缓解这些景区经济效益与遗产保护的矛盾。由于有人数限制，很多景区可以制作数字化的参观方式，可以避开游客对景区的伤害。目前，敦煌研究院已决定使用虚拟现实系统，通过对莫高窟历史和现状的介绍以及虚拟漫游莫高窟的手段，将“虚拟敦煌”呈现给游客，让游客在进洞前对其有个全方位的了解，巧妙地避免了游客在洞中逗留时间过长的问题。与之类似的是，故宫博物院也利用虚拟现实技术进行景区保护。紫禁城后半部分是皇帝居住和生活的地方。很多庭院、通道、房间内部都很狭小，有些房间内部陈设很多，为了保护文物和观众的安全，无法对外开放。因此，许多很有参观和研究价值的地方，许多发生过重大历史事件的场景，都被封闭着，无法与游客见面。而利用虚拟现实技术，不仅可以对文物进行很好的保护，而且可以跨越时间和空间的限制，再现历史场景，进入那些由于条件限制而不能进入的地方,使每一件文物回到它们的历史位置。3.4旅游场景再现利用虚拟现实技术，可以真实再现已经不存在的景观。如通过重现古代社会的建筑文明，人们可以徜徉于古建筑之间，欣赏到千年前古建筑的原貌，感受古代文明的辉煌，具有景观珍藏的意义，而对于喜欢探幽寻古的游人来说，这也是难得的视觉享受。例如在三峡大坝竣工后，三峡大坝的建成，三峡沿边的人文环境和历史文物都将沉入江底，使得三峡的历史风貌，夔门、神女峰等的壮丽景观无法游览，失去了一笔珍贵的文化遗产。而通过虚拟现实及其他技术结合就可以展现出虚拟三峡的美丽风光，让人领略到瞿塘峡的雄伟壮观，巫峡的幽深秀丽、西陵峡的险峻俏，为我们实现三峡文明的数字保护提供了途径。3.5导游实训随着旅游行业的日渐升温，社会对导游、旅游管理等相关专业人才的需求，也在直线上升。然而，在各大高校的导游专业人才的培训过程中，往往存在的实习资源匮乏、实地参观成本高等问题。那么，如何改进教学方式，优化教学过程，提高教学效果，就成为了整个导游培训行业所必须解决的一个难题。由虚拟现实技术打造的虚拟现实平台可以将客户提供的旅游景点虚拟数据全部集成到播放平台，利用虚拟现实培训平台，导游人员、旅游管理人员不用花费大量时间、精力，就可以通过旅游实训系统平台随意浏览旅游景点，通过文字、图片、影片介绍，学习景区、景点、景观的历史、文化知识，为日后社会实践做好准备。利用虚拟现实技术对导游进行培训有着诸多的优点：1.提供了比文字、图片及言语更生动的经验。使学习者能够更好地抽象；2.使以学习者为中心的理念成为现实，革新培训的模式；3.节约成本，提高教育学的效率；4.利于评价。3.6旅游规划利用虚拟现实技术可以对拟建设的旅游景点进行合理的规划。无须规划方案的真正实施，借助虚拟现实技术对于要创建的景点进行系统建模，生成相应的虚拟现实系统，然后通过人机交互界面进入该虚拟场景。通过规划人员的亲身观察和体验，以判断各种规划方案的优劣，检验规划方案的实施效果，并可以反复修改和辅助最终方案的制订施行。可以减少设计缺陷，提高规划质量和进度，加快开发周期。景区景点的规划要经过很多审批程序，将虚拟现实引入到景区全景规划中来，可以通过虚拟现实创造出所开发景区的真实三维画面，一遍审批者审视未来的景区，确保景区美学意义上的和谐和运营运作上的顺利。给审批者一个三维可视的环境，更有利于缩短审批周期。借助虚拟现实技术无需规划方案的真正实施，就能先期检验该规划方案的实施效果，并可以反复修改以确定最终方案的制定和实施，规避景区开发投资的风险。4.北京市在旅游业的虚拟现实应用4.1故宫博物馆故宫博物院是我国最大的国家博物馆，占地面积78万平方米，保存着世界上最大的木质结构古代宫殿群和100万件美轮美奂的文物藏平，这些精美的藏品蕴藏着中华民族五千年的文化底蕴,它们不仅是中华民族的,也是全人类共同的文化遗产。文物藏品,不论是展出还是存放,都有严格的保护措施。可是这些宫殿建筑文物,年复一年地暴露在自然环境中,饱受风吹雨打,落满了历史的尘埃。在进入新世纪的今天，如何利用现代化的科学技术，加强对它们的保护，再现它们昔日的辉煌，是我们的责任和义务。4.1.1超越时空的紫禁城2006年6月16日，IBM公司与故宫博物院联合启动“超越时空的紫禁城”项目。通过双方的协作创新，IBM公司将运用全球领先的IT科技手段，与故宫合作开创一套全新的交互式观众体验系统，为实地和网络的游客提供超越时空的、实时、在线、互动的独特体验。届时，IBM将与故宫博物院正式启动该项目，开始为期两年的合作。这一双方合作项目的目标是以无缝的科技、精彩的内容和具有创意的交互方式将中华文化的精华呈现给世界。超越时空的交互式观众体验系统，为实地和网络的游客提供跨越时空的、实时、在线、互动的独特体验。、2008年10月10日，故宫博物院迎来建院83周年的盛大庆典，同时，也是“超越时空的紫禁城”虚拟世界正式启动的日子。作为该项目的合作双方，故宫博物院和IBM在紫禁城内共同举行了“超越时空的紫禁城”虚拟世界的发布会。所做程度“超越时空的紫禁城”是中国第一个在互联网上展现重要历史文化景点的虚拟世界。经过三年努力，“超越时空的紫禁城”项目在3D虚拟世界初步再现了中国这座满载文化宝藏的博物馆，使任何人都能够通过互联网登录虚拟的紫禁城，犹如身临其境，体验到中国古代宫阙建筑的辉煌，享受游览博物馆的乐趣。图1超越时空的紫禁城该项目表明，3D技术可以大规模的用于教育和提供文化体验。而在现实的紫禁城中，实地游客也可以利用多媒体终端与虚拟世界互动。同时，该项目是使用面向服务架构(SOA)创建的第一个虚拟世界，IBM的BladeCenters和Linux的Blade服务器是这一虚拟世界的核心，为虚拟紫禁城提供强劲的性能，保证上千用户同时在线，扩展性堪比大规模多人在线游戏。IBM在该项目中运用了一系列技术，包括WebSphere、ApplicationServer、Tivoli、ESB(MessageBroker)、DB2Viper和IBMBladeCenters和Linux开源组件。该虚拟世界可以在Linux、Windows和Mac操作环境下运行。4.1.2与株式会社的合作2010年9月26日，经文化部和国家文物局批准，故宫博物院与日本凸版印刷株式会社签署了“第三期文化资产数字化应用研究”合作协议。

故宫博物院与凸版的合作始于2000年，每五年为一个阶段，目前已经进行了两期。据了解，双方合作的主要目的，一是研究利用先进的数字技术采集和保存文化遗产的信息；二是利用虚拟现实等手段，把紫禁城文化遗产介绍给全世界观众，更好地展示和宣传优秀的中华传统文化。在第一个五年期间，双方合作组建了国内文博界第一个中外合作的研究实体——“文化资产数字化应用研究所”，并推出了两部大型虚拟现实作品——《紫禁城·天子的宫殿》和《三大殿》。这两部作品通过高质量的计算机三维模型，为观众展现了清朝康乾盛世雄浑、壮丽的皇家宫殿风貌，充分发挥了计算机技术的优势，把物质文化遗产和非物质文化遗产的展示很好地结合起来。

在第二个五年期间，双方将继续推进新技术在文化遗产中的应用研究。故宫将虚拟现实软硬件系统全面升级为基于PC机集群的PCVR（桌面虚拟现实）系统，从而使虚拟现实作品走出紫禁城成为可能。同时，还将通过制作《养心殿》、《倦勤斋》这两部PCVR作品，把研究重点转向更准确的古建、文物藏品数据的采集、保存和展示研究。所做程度

据了解，经过10年合作，故宫文化资产数字化应用研究所不仅完成了4部虚拟现实作品，还培养出了故宫博物院自己的工作团队。在签署合作仪式结束之后，文化资产数字化应用研究所还正式发布了刚刚完成的《倦勤斋》虚拟现实作品。这部作品又一次发挥了虚拟现实技术的优势，通过高4.2米，宽13米的弧形大屏幕，不仅让在场的所有来宾同时“走进”狭小的倦勤斋，仿佛身临其境一般仔细欣赏倦勤斋的奢华内檐装修和巨幅通景画贴落，而且还把乾隆皇帝的设计思想和内心世界利用新技术手段表现出来，让倦勤斋的紫藤天顶画和通景画瞬间转化成栩栩如生的立体场景，达到了学术性、教育性、趣味性和观赏性的高度统一。图2倦勤斋4.2圆明园4.2.1圆明园是否修复问题“有一天，有两个强盗闯进了圆明园。一个强盗洗劫，另一个强盗放火……将受到历史制裁的这两个强盗，一个叫法兰西，另一个叫英吉利。”这是法国文豪雨果笔下描写的一代名园被夷为废墟的瞬间。圆明园罹难，是中华民族遭受外来侵略的最大耻辱，是中国从强国沦为弱国最鲜明的标志，更是世世代代有良知的中国人心头永远的痛。百年风霜，一代名园最终变得瓦砾残垣，榛蒿满目,一片凄凉，能让人们有所安慰的是它永不泯灭的历史意义与雨打风吹后尚存的山形水系。150年来有关圆明园是否修复的问题，一直争执不休。近日，著名文学家叶廷芳在人民日报撰文，“对于一个自强的民族来说，记住耻辱，比怀念辉煌要有意义得。”叶先生的一番言论，获得了许多人的赞同。在2000年时，圆明园管理处出台《圆明园遗址公园规划》，曾经提到要采用高科技手段来虚拟展示圆明园，整个规划得到了国家文物局和北京市政府的正式批复。4.2.2虚拟现实圆明园2005年8月27日，新浪网发布新闻《“数字圆明园”重建项目取得重大进展：圆明园有望重现原貌》：被称作“万园之园”的圆明园，在被焚毁了一个多世纪以后，有望借助高科技重新立体再现。在长春举行的国际光学大会上，专家透露，以光电子技术为依托的“数字圆明园”重建项目今年将取得重大进展。北京理工大学光电工程系教授、博士生导师王涌天说，“数字圆明园”，即借助虚拟现实及增强现实技术，重新“恢复”圆明园原貌。首先，通过查阅历史资料，用计算机把当年圆明园的场景用数字模型建立起来，再通过各种各样的光学显示，将这些数字模型叠加到现存的废墟上，用立体显示技术真实地再现圆明园原来的场景。早在2002年，王涌天就建议在完整保持圆明园遗址风貌的基础上，利用计算机图形、虚拟现实、增强现实等最新科技手段建设“数字圆明园”，用虚拟漫游、虚实场景融合等多种崭新科技手段全面、立体、精致地再现圆明园的园林艺术。王涌天透露，这一项目已取得重大进展，将在今年完成其中的两项工作2008年12月4日，北京青年报发表新闻《避重建风波圆明园拟建体验中心“还原”旧貌》：圆明园是否应该“重建”，这一话题引起轩然大波。昨天，圆明园管理处带着一份“圆明园数字互动体验中心”招商项目表出现在了2008年北京旅游产业项目推介会上，他们希望在圆明园内新建包括4D影院在内的体验中心，通过计算机虚拟现实技术，给游客还原出一个虚幻而又真实的圆明园。这一举动引起了各界的关注。根据“虚拟圆明园”项目规划，圆明园拟在南门附近100米处的绮春园内修建一座大型的体验中心。该体验中心包含120度环幕影院、360度环幕影院和4D动感影院，将利用数字城市、虚拟现实、视景仿真、互联网和多媒体等高新技术，采取生动有趣的方式来重现圆明园的原貌。圆明园管理处主任陈名杰介绍，现场将采用虚实结合的方式，对部分景观进行修复，使参观者可以看到高清晰度并且立体的虚拟圆明园，身临其境地感受圆明园当年的胜景。陈名杰说，除了几大影院外，体验中心还将新建10处分展区，在公园重要景观节点处布置分散型的展示项目，通过时空隧道式的方式让游客步步深入，感受圆明园沧桑巨变的历程，带给游客强烈的震撼。据陈名杰介绍，这些陈展项目包括网上虚拟圆明园、手持虚拟圆明园讲解机、圆明园珍宝文物展示中的文物原貌虚拟再现等方面。

2009年4月，圆明园管理处与清华大学规划设计研究院合作发起了“数字圆明园”的科研项目，通过计算机全景三维虚拟技术“重建”圆明园，并对大量圆明园研究资料进行数字化整理，建立了一个权威的圆明园基础史料数据库。目前已完成了圆明园22个景区的复原设计，包括勤政亲贤、九洲清晏、镂月开云和长春园含经堂等。清华城市规划设计研究院介绍，课题组摸索形成了一套完整的工作流程，即基础研究-复原设计-场景制作-维护更新。同时，总结出的空间划分、时期划分、设计法则、制图规范和复原准确度评价等技术规范，都深化了对清朝官式建筑和造园艺术的研究，填补了传统建筑史和圆明园研究史的空白。2010年是圆明园罹难150周年，中视典数字科技推出了全球首个虚拟圆明园主题网站，以数字3D的形式对园区进行复原，通过建模，将建筑、山水、遗址完整地复原出来，让曾经消逝的人类园林瑰宝再次逼真地呈现在世人面前。/图3虚拟圆明园4.2.3现今的圆明园应用2012年10月18日，圆明园正式推出移动导览系统。导览系统不仅提供了游览路线、实时定位等游览帮助，还有图文并茂的景区介绍、全景环视、数字影片等供游客欣赏，更可以在特点信息点360度环视圆明园盛时景象。圆明园管理处主任曹宇明介绍，“再现圆明园”软件由清华大学负责技术研发，通过查阅大量史料，建立了圆明园数字模型，再叠加到现存遗址上，形成移动导览系统。圆明园有100个景区，现在有32个景区完成了三维模型制作，覆盖了园内大概三分之一的面积。目前，有十个景区首批上线。从本月20日起，公众可以通过网络下载圆明园移动导览系统，在家中虚拟游览圆明园，也可以到实地体验导览系统的增强现实效果。游客可在首批九州和含经堂共10个景区实现移动导览，用圆明园提供的iPad对准景区里的二维码一刷，即可重现过去的建筑景观。据介绍，圆明园公园共有100个景区，其中32个景区已经完成数字复原。圆明园方正在考虑做安卓系统的数字导览，将来也会推手机版。4.3北京应用虚拟现实旅游的意义北京作为全国文化中心，坐拥明清两朝600多年历史所遗留的大量风景名胜，吸引着国内外无数游客的参观，每年来京游客数量巨大。一方面每逢国家法定节假日，北京的一些景点，如八达岭长城、故宫等不堪负荷。据前瞻产业研究院和数据：2011年北京旅游业全年接待国内外旅游人数突破2亿人次，同比增长15%左右；旅游总收入首次突破3000亿元，同比增长16%左右。另一方面当今社会生活节奏加快，工作效率提高，人们的生活越来越紧张，社会的现实又使得人们没有足够的时间离开自己生活工作的环境到自己想去的地方去，否则就要付出难以承受的代价。而应用虚拟现实旅游，不仅可以缓解实体景点压力、保护文物、减少对文物的破坏，还可以让人们足不出户就游览了自己所心仪的旅游景点，从枯燥紧张的工作中解放出来。虚拟旅游方便了那些受时间，金钱限制的旅游者，解决了他们“有钱没时间，有时间没钱”无法旅游的问题。而对于那些中老年身体不宜长途旅行的旅游爱好者们，虚拟旅游更是最佳的旅游方式。因此应用虚拟现实旅游，不仅可以满足对于北京有向往的游客，也可以缓解北京的实体景点压力、交通压力、客房压力，是未来可行的旅游方案。4.4北京市政府对虚拟现实旅游的相关政策5.目前面临的一些难题5.1成本高昂使虚拟现实系统在设计生产方面无法大规模应用的高昂开发成本，主要来源于高精度三维环境模拟，高度真实的动力学仿真设计及高度沉浸感的交互式感觉器及三维显示技术等几个方面。综合来看，虚拟现实系统对虚拟环境及虚拟交互的仿真度要求越高则系统的开发成本就越大。应用虚拟现实技术,它的运行或播放系统非常昂贵,还需要大量的辅助制作设备,有经验的技术人员,充足的制作经费。与文化展示中常用的其他技术手段相比,成本非常高,不是一般旅游单位能负担的。为实现仿真的“真”与“实”，并且实现完全的人机互动，其成本非常高昂。5.2技术发展不纯熟和一些发达国家相比（美国、日本），我国VR技术还有一定差距，但已引起政府有关部门和科学家们的高度重视。根据我国的国情，制定了开展VR技术的研究。九五规划、国家自然科学基金委、国家高技术研究发展计划等都把VR列入了研究项目。5.3产业小，相关企业少目前全国约有72家以虚拟现实为主营业务的企业。第一所处市场领域小，市场开拓力度不够，导致技术没有得到广泛运用；第二，我国虚拟现实企业规模较小，注册资本金基本在2000万以下，人数在400人左右，受制于规模。5.4应用效果不尽如人意虽然在故宫、圆明园及其他一些旅游景点已经实施了虚拟现实技术，但是都不够完善与完整。目前，真正实现虚拟旅游的网站还没有很好地构建起来，国内的旅游网站对于虚拟旅游的理解仅仅是360度环景全视，大多数也只是照片、视频和文字介绍的简单罗列，表现力差，趣味性不强。许多已存的虚拟现实网站并没有风靡开来，访问量相对较少，其中的内容页不够丰富。6.国外的虚拟现实旅游案例目前尚未查到7.结论2010年7月30日上午，中关村虚拟现实产业展厅启动仪式在北京中关村海龙大厦举行。会上，伴随着海淀园工委书记刘永水、国务院发展研究中心局长邓寿鹏、北京市文化创意产业促进中心副主任吴锡俊共同点亮代表着中关村虚拟现实展厅启动的激光球，中国首个虚拟现实产业聚集区正式落户中关村海龙大厦。启动仪式上，中关村虚拟现实产业联盟秘书长杨应博士向大家介绍了中关村虚拟现实产业2009年发展状况。杨应博士指出，“虚拟现实技术”这个词虽然在人们感觉中还比较陌生，但该技术在中国的发展已有十余年的时间。国家“十一五”科学技术发