基于多媒體技術的校園全景沙盤設計與實踐

來源:用戶上傳      作者:

　　摘 要：本文以鄭州科技學院校園全景沙盤為例，探討了多媒體校園地圖沙盤的總體設計規劃、基礎、線路設計方案，就模型拆分雕刻與拼接組裝、仿真性制作、多媒體控制等方面展開實踐研究，開發了一座集語音播報、動態導覽于一體的多媒體校園全景3m×5m地圖沙盤。
　　關鍵詞：多媒體沙盤;校園全景地圖;語音導覽
　　1 緒論
　　多媒體互動沙盤是對傳統靜態沙盤的創新，通過注入聲、光、電等多媒體技術，使沙盤的展示更為生動，信息量更為豐富，具有較高的實用價值。它具有以下特點：（1）燈光特效展示。通過滿足觀賞者視覺等多感官需求，強化參與體驗。（2）交互控制功能。觀賞者可以通過觸摸、遙控、聲控等方式與沙盤互動，操作便利。（3）語音導覽功能。預先設定導覽內容，與聲光電特效同步進行，引導觀賞者獲取相關信息。本文就鄭州科技學院地圖校園全景沙盤設計與制作的實踐經驗談幾點體會與大家分享。
　　2 校園地圖全景沙盤的設計實踐
　　鄭州科技學院創辦于1988年，占地1500畝，建筑面積60萬平方米。以鄭州科技學院的規劃圖與主要建筑物的CAD圖進行沙盤的總體規劃，多次繪圖修改，確定沙盤尺寸為5000mm×3000mm，以1：270的比例對建筑物及綠化景觀進行雕刻，以拼裝的方式進行效果的呈現?？傮w設計流程：基礎設計→多媒體控制設計→建筑物模型及綠化景觀雕刻、拼裝→沙盤組裝成型。
　　2.1 沙盤的基礎設計
　　沙盤的基礎設計主要包括底座、臺面、圍擋設計三部分。
　　底座的設計：底座采用構架式結構設計。構件可以現場制作，具有維護結構與支撐結構相分離，抗震性能較高;承重能力強、整體性好;拼裝拆卸方便，質量輕;取材方便，施工速度快等特點。材料選用細木工板。整個沙盤底座由72塊尺寸為600mm×200mm×10mm、20塊尺寸為2440mm×200mm×10mm以及18塊尺寸為1220mm×200mm×10mm的細木工板拼裝而成。
　　臺面的設計：臺面材料選用的是膠合板。由六塊膠合板拼接而成，規格是四塊2440mm×1220mm×3mm和兩塊2440mm×360mm×3mm，用射釘槍釘接到底座上，對照鄭州科技學院CAD版規劃圖將各區域畫到膠合板上。
　　圍擋的設計：圍擋材料選用的是人造大理石、黑色亞克力板等。以定制好的人造大理石作圍擋，底座架一圈木龍骨，將黑色亞克力板放置在木龍骨上作為包邊，起到裝飾的作用。
　　2.2 多媒體控制技術
　　多媒體控制技術給校園地圖全景沙盤注入新的活力，將語音通信、燈光和多媒體控制技術結合起來，通過多媒體技術控制埋設在沙盤上的發光管線，標識出沙盤內的重要建筑物同時對其進行語音播報介紹，不僅從視覺上給您“盛宴”，聽覺上也傳遞訊息，大大加深對所看到事物的印象。
　　燈光的設計：本沙盤選用發光二極管（LED）燈條的燈光控制及單片機的控制模塊的設計，配合Flash展示效果的上下位機的程序設計，使LED燈帶實現流水燈顯示的功能。[1]
　　語音系統的設計：本沙盤的語音播報系統實現了語音數據采集、語音報名、LED顯示等功能。采用Flash存儲器通過單片機串行接口與上位機連接完成發射和接受數據，PTUFIFS模塊實現語音錄放功能，接受傳送的數據，控制系統將要播放的內容;從Flash存儲器讀取相應的內容，然后解碼傳送給放音系統進行放音;放音系統經D/A轉換器，帶通濾波器，高頻矯正電路后，送給末級放大器，然后由揚聲器進行放音。[2]
　　單片機的運用：單片機也稱微控制器，是整個沙盤的核心，也是整個設計最為復雜的部分，單片機機能控制由程序計數器、指令寄存器、指令譯碼器、時序發生器和操作控制器等組成，是發布命令的“決策機構”。微處理器內通過內部總線把ALU、計數器、寄存器和控制部分互聯，并通過外部總線與外部的存儲器、輸入輸出接口電路聯接。外部總線又稱為系統總線，分為數據總線DB、地址總線AB和控制總線CB。通過輸入輸出接口電路，實現與各種外圍設備連接。[3]
　　2.3 建筑物的雕刻、拼裝
　　本沙盤主要表現的實物由兩大塊組成：建筑物、綠化植被景觀。以下是建筑物的雕刻及制作過程。
　　圖紙的優化：由于現有雕刻機精度不高，而建筑物CAD圖又過于復雜，且與雕刻機相匹配的雕刻軟件只能識別Auto CAD軟件的DXF格式，因此需要將建筑物CAD圖轉換為DXF格式再進行雕刻。通過學習、討論和研究，決定以較簡單的宿舍樓為試點，開始建筑物CAD圖紙的優化。
　　建筑物的雕刻：完成建筑物及其他景觀CAD圖紙后，接下來是對宿舍樓進行雕刻。建筑物的雕刻工作是由電腦雕刻機來完成的，要用到的機具設備有：電腦、2014版建筑Auto CAD軟件、雕刻機等。需要的原材料有：有機玻璃板、PVC板。雕刻之前先檢查電腦與雕刻機是否正常連接，在系統啟動加載完成后，進入雕刻機數控系統，手動調試確認無誤后方可進行。雕刻機的使用步驟：（1）固定PVC板。（2）導入建筑CAD圖紙。（3）規劃雕刻路徑。（4）設置雕刻參數。（5）調整雕刻機鉆頭位置。（6）雕刻模型。
　　建筑的拼裝：首先，對雕刻好的建筑物模型PVC剖面板進行噴漆，噴漆完成后，將其放置晾干。根據優化好的建筑物宿舍樓CAD圖紙，選用UHU萬能膠做為粘接材料，但由于UHU造價成本太高，這里選用的粘接材料為與UHU萬能膠粘接效果類似的502膠水。將噴好漆的建筑物男生宿舍樓頂視圖、前視圖、后視圖、左視圖、右視圖的五個部分按照CAD圖進行拼接，以502膠水作為粘結材料。在將建筑物模塊拼接整齊時，在拼接位置滴入502膠粘劑，待膠粘劑干燥后，觀察是否達到要求，若發現拼接錯誤，需要拆開除去原有502膠粘劑再次重新拼接。
　　建筑物、綠化景觀的放置拼裝：在所有建筑物拼裝完成后，對照鄭州科技學院規劃圖將建筑物放置到其相對應的位置;然后再進草坪、道路、綠化植被的布置。
　　3 總結
　　在本沙盤設計制作工程中，由于雕刻設備的局限性，效果不是十分滿意，我們會繼續改進。建筑沙盤模型作為地圖產品的一種，具有獨到的特點和優勢，在建筑領域也越來越實用。
　　參考文獻：
　　[1]孫瑩瑩，鄧桂芳.發光二極管燈光燈光控制及驅動模塊設計[A].科技與創新，2017，（14）：130-131.
　　[2]唐穎.公交車智能播報系統的研究與設計[D].電子科技大學，2016.
　　[3]劉宇，呂國洲，左陳留.單片機控制多功能信號發生器的分析[A].程序員之家，2017，（9）：47.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14862193.htm