鮑艷紅+武明

摘 要： 針對(duì)傳統(tǒng)方法存在節(jié)能效果差的問(wèn)題，提出基于虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行了節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集器是利用視覺(jué)影像的反襯圖像的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的，因此在使用過(guò)程中消耗電量極大，故對(duì)數(shù)據(jù)采集器以及控制電力系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，這樣能夠有效地減少能源的消耗。在虛擬影像建立的過(guò)程中會(huì)使用邊緣關(guān)聯(lián)算子進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)電能的低量消耗。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用基于虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀的節(jié)能效果較好，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí)； 森林公園景觀； 節(jié)能設(shè)計(jì)； 電能消耗； 數(shù)據(jù)采集器； 邊緣關(guān)聯(lián)算子

中圖分類號(hào)： TN911.73?34； TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2018）04?0124?03

Abstract： Aiming at the problem of poor energy?saving effect of the traditional methods， the forest park landscape′s energy?saving design scheme based on virtual reality is put forward. The energy?saving optimization for the data acquisition system is designed. The data collector in the data acquisition system performs data acquisition by using the method of reflecting images from visual images. As a result， the power consumes greatly during the operating process. Therefore， the design of data collector and power control system is optimized to effectively reduce energy consumption. The edge correlation operator is used for correlation calculation during the process of virtual image establishment to realize low consumption of power energy. The experimental results show that the forest park landscape based on virtual reality has certain advantages in energy saving.

Keywords： virtual reality； forest park landscape； energy?saving design； power consumption； data collector； edge correlation operator

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的普及，在一些大型森林公園景觀設(shè)計(jì)重建中使用虛擬現(xiàn)實(shí)模型成像已經(jīng)成為必要的一個(gè)環(huán)節(jié)[1]。在此過(guò)程中，由于現(xiàn)有技術(shù)的水平有限，能源消耗嚴(yán)重，尤其是對(duì)電能消耗非常巨大。中國(guó)能源短缺問(wèn)題空前突出，各行各業(yè)的節(jié)能已成為當(dāng)務(wù)之急。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的節(jié)能設(shè)計(jì)，不僅對(duì)設(shè)備性能提出挑戰(zhàn)，更是對(duì)設(shè)計(jì)師的挑戰(zhàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)節(jié)能設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面是優(yōu)化虛擬現(xiàn)實(shí)3D成像技術(shù)的過(guò)程。前期的數(shù)據(jù)采集過(guò)程中，因?yàn)槔昧艘曈X(jué)影像的反襯圖像，因此耗電量極大；再者是虛擬影像圖像建立的過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算十分的繁雜，消耗電量也極其的龐大。對(duì)此本文提出一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀的節(jié)能設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)的有效證明驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的有效性。

1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)采集器的節(jié)能計(jì)算

本節(jié)建立森林公園景觀的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件設(shè)備，其主要由數(shù)據(jù)采集傳感器、數(shù)字控制器、圖像掃描器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、電力控制系統(tǒng)等組成。森林公園景觀虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)軟件部分包括TPM圖像分析及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其模塊間連接轉(zhuǎn)換節(jié)能計(jì)算，公式如下：

2 虛擬影像系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

2.1 成像系統(tǒng)節(jié)能計(jì)算

在上述優(yōu)化了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能源消耗基礎(chǔ)上，進(jìn)行虛擬影像系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)，據(jù)虛擬成像重構(gòu)構(gòu)建圖像三維數(shù)據(jù)庫(kù)[6]，虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀圖像高程以及高程擴(kuò)散權(quán)值系數(shù)需要取絕對(duì)值，分別表示為：

3 仿真實(shí)驗(yàn)分析

3.1 參數(shù)設(shè)定

為了保證本文設(shè)計(jì)的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀的節(jié)能設(shè)計(jì)方案的有效性，對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，設(shè)置虛擬成像數(shù)據(jù)庫(kù)的成像計(jì)算上限值、下限值、上行傳送值、前行值這4個(gè)控制參量[A1]，[B2]，[C3]，[D4]的范圍在[12.8，66.7]值域內(nèi)[9?10]。本文設(shè)計(jì)的試驗(yàn)在運(yùn)行控制參量上進(jìn)行一定的設(shè)置，保證圖像輪廓方向和遠(yuǎn)紅外圖像邊緣方向有一定的夾角。設(shè)置前后變化如圖1所示。

3.2 節(jié)能數(shù)據(jù)誤差調(diào)節(jié)

為了保證本文設(shè)計(jì)的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀的節(jié)能設(shè)計(jì)方案的有效性，需要對(duì)節(jié)能數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行一定數(shù)據(jù)優(yōu)化以及調(diào)節(jié)，其調(diào)整數(shù)據(jù)需要對(duì)參照常規(guī)限定數(shù)據(jù)表。參考數(shù)據(jù)如表1所示。

3.3 結(jié)果對(duì)比分析

圖2為測(cè)試得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，虛線是選取的兩個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可以看出傳統(tǒng)方法消耗的電能要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于本文的設(shè)計(jì)；本文設(shè)計(jì)的方案所消耗的電能遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)方法，能夠更有效地節(jié)省電能。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文提出一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)方案，并驗(yàn)證虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)的有效性，設(shè)計(jì)了仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，充分證明了基于虛擬現(xiàn)實(shí)的森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)的有效性。endprint

參考文獻(xiàn)

[1] 武正陽(yáng)，胡海輝，廉晶，等.移動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備用于植物景觀改造設(shè)計(jì)表達(dá)[J].北方園藝，2016（18）：83?89.

WU Zhengyang， HU Haihui， LIAN Jing， et al. Design and expression of plant landscape transformation by mobile virtual reality device [J]. Northern horticulture， 2016（18）： 83?89.

[2] 王圣霖，朱世范，胡海輝.基于移動(dòng)設(shè)備的虛擬實(shí)境技術(shù)在景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)園林，2015，31（11）：12?18.

WANG Shenglin， ZHU Shifan， HU Haihui. The application of mobile devices?based augmented virtual reality technology in landscape design [J]. Chinese landscape architecture， 2015， 31（11）： 12?18.

[3] 黃文柳，裘斌，卓泳.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在西湖景觀分析中的應(yīng)用[J].城市規(guī)劃，2015，39（1）：38?43.

HUANG Wenliu， QIU Bin， ZHUO Yong. Application of virtual reality technology in landscape analysis of West Lake [J]. City planning review， 2015， 39（1）： 38?43.

[4] HOU L， LI J. Landscape design system based on virtual reality [J]. Metallurgical & mining industry， 2015， 7（6）： 504?512.

[5] 王志玲，王萬(wàn)軍，鄧倩.基于景觀生態(tài)學(xué)理論的森林公園規(guī)劃設(shè)計(jì)：以廣西元寶山國(guó)家森林公園總體規(guī)劃為例[J].規(guī)劃師，2016，32（9）：22?26.

WANG Zhiling， WANG Wanjun， DENG Qian. Forest park planning based on landscape ecology theory： a Guangxi case [J]. Planners， 2016， 32（9）： 22?26.

[6] 齊津達(dá)，傅偉聰，李煒，等.基于GIS與SBE法的旗山國(guó)家森林公園景觀視覺(jué)評(píng)價(jià)[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，30（2）：245?250.

QI Jinda， FU Weicong， LI Wei， et al. Landscape visual evaluation of Qishan National Forest Park based on GIS and SBE method [J]. Journal of Northwest Forestry University， 2015， 30（2）： 245?250.

[7] 宋揚(yáng).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林綠化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].浙江林業(yè)科技，2015，3（4）：92?96.

SONG Yang. Landscaping design with virtual reality technique [J]. Journal of Zhejiang forestry science and technology， 2015， 3（4）： 92?96.

[8] 孔麗文，薛召軍，陳龍，等.基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的腦機(jī)接口技術(shù)研究進(jìn)展[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2015（3）：317?327.

KONG Liwen， XUE Zhaojun， CHEN Long， et al. Review of brain?computer interface technology based on virtual reality environment [J]. Journal of electronic measurement and instrumentation， 2015（3）： 317?327.

[9] 王大虎，劉海洋，王敬沖.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的采煤機(jī)培訓(xùn)系統(tǒng)開發(fā)[J].計(jì)算機(jī)仿真，2015，32（6）：262?265.

WANG Dahu， LIU Haiyang， WANG Jingchong. Development of shearer training system based on virtual reality [J]. Computer simulation， 2015， 32（6）： 262?265.

[10] PORTMAN M E， NATAPOV A， FISHER?GEWIRTZMAN D. To go where no man has gone before： virtual reality in architecture， landscape architecture and environmental planning [J]. Computers environment & urban systems， 2015， 54（32）： 376?384.endprint