《襄阳职院三维数字校园虚拟漫游的研究与实现》-工学论文，计算机论文-论文范文参考-科学狗论文网

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襄阳职院三维数字校园虚拟漫游的研究与实现

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杨雪++刘劲

摘要：二十世纪末，兴起了虚拟现实技术，现在随着信息技术的日益发展，虚拟现实技术不仅仅只停留在少数高端实验室中，而是已经应用到各个领域。比如房地产公司为了吸引购房者而开发的地产漫游系统、又或者城市为了公益或是宣传城市所开发的数字城市系统、还有训练仿真模拟系统等等。虚拟现实技术让造访者身临其境，各虚拟系统的使用者起到了宣传的目的。而各大学为了达到宣传学校，招揽全国各地考生，展示校园风光等目的，也逐步将虚拟现实系统用到了校园信息化建设中来，构建了虚拟校园系统。

而本文正是因为当前形势需要，作者率领技术团队，在多方考察国内大学先进的虚拟漫游系统之后，结合襄阳职院本身的情况，开发了具有襄阳职院特色的三维数字校园虚拟漫游系统，校园漫游和交互控制系统在本系统中得到了良好的体现。

关键词：交互漫游；3DMAX；建模

中图分类号：TP37 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）20-0235-02

近年来，以地理信息系统为基础的数字校园建设受到了个学校的广泛重视。数字校园用信息化的手段收集、分析并管理校园的规划和建设，促进校园内各种资源的交流和配置。随着计算机技术的发展，数字校园的建设越来越多采用了虚拟现实技术，让造访者身临其境，在这种虚拟的三维校园中，访问者会产生仿佛置身于真实校园中，虚拟校园能让视觉对于空间次序的理解变得简单起来。所以校园的虚拟仿真系统能够起到了宣传的目的。本院为了达到宣传学校，招揽全国各地考生，展示校园风光的目的，也逐步将虚拟现实系统用到了校园信息化建设中来，构建了虚拟校园系统。

虽然能实现虚拟仿真技术的软件市面上并不少见，因考虑到开发成本和开发周期等，为了保证系统简单易行，画面真实感、沉浸感、动态交互能力与实时性之间适度平衡，设计者经过谨慎研究选择，最终使用了一套方便、高效的技术方案。即利用仿真度高、复杂场景制作简便的混合建模技术，使用成本低、操作简便的3DMAX和SketchUp草图大师等设计软件，先建立起三维模型，这些模型依托大学的真实环境，对校园内的各个场景进行建模，建模对象包括各类校舍建筑：明德楼、厚德楼、慎思楼、笃学楼、慎思楼、雅园宿舍楼小广场、状元桥，还包括各种运动场所：篮球场、练车场，最后还有绿化地带、道路、假山和花草树木等。建好模型后还需要构建学院的地形然后将模型通过插件转换成cmo文档导入具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件virtools中，从而构建襄阳职业技术学院网络三维校园虚拟游览。

1 主要研究方法与技术路线

目前常用的建模方法可分为三种：

1）基于图形的建模方法

2）基于图像的建模方法

3）基于图形和图像相结合的建模方法

根据这三种建模方法而衍生开发出的常用软件：IMAGIS 三维可视地理信息系统；草图大师Sketch Up；AutoCAD；Creator；3DMAX；AutoCAD 等。由于采用航拍图生成三维模型需要大量的资金投入，所以本研究主要利用3dmax 来对校园的各系院主楼进行建模，利用GE 的三维建模插件Sketch Up 建置部分三维校园公共设施建筑物，除此之外还可以从Google earth中获取地形图，将地形与3dmax的模型整合好以后，再通过virtools max exporter插件将3dmax模型文件转换成cmo文档导出，最后再将其导入到具备丰富的互动行为模块的实时3D环境虚拟实境编辑软件virtools中进行整合。

2 系统的主要功能与性能

1）全景地图也称为360度全景地图、全景环视地图。本系统具有360度全景浏览的功能，浏览者可以拖拽全景地图从不同的角度浏览真实的校园环境。这种地图主要是运用数码相机对校园实时场景进行4个角度环视拍摄之后，再利用计算机进行后期缝合，并加载播放程序来完成三维虚拟展示。

2）漫游功能。本研究的漫游分为两种，自动漫游和手动漫游。自动漫游访问者可以界面选择校园内的某个建筑，系统会自动演示出活动路线以及自动播放相应的漫游动画。手动漫游则是通过鼠标和键盘来控制漫游高度和漫游方向，比如前进、后退、向左移动、向右移动等，当然也可以通过鼠标对视角通过调节，可以向左转、右转或者仰视、俯视等角度分别进行浏览，让访问者有身临其境的感觉。

3）学院各大系院的信息介绍以及链接其招生网站。系统对我院中各个系院的教学建筑楼都做了学院信息介绍的相关信息，通过点击相应的建筑物就能弹出二级学院的简介信息，并且添加了查看详情的超级链接，将各二级学院的网站招生信息与之进行链接。系统能让学生及其家长了解本学院的大概情况、学院的办学历史、各个二级学院的学科开设等情况，从而让访问者可以多方位了解襄阳职业技术学院。

4）人机应用界面应做到如下几点：

① 界面简洁、易用、功能齐全、美观

② 在模型附近添加文本提示区

③ 三维地图区“三维虚拟场景区，显示校园风光“

④ 漫游控制区“自动漫游、手动漫游、360全景漫游查看

3 学术价值和应用价值

到目前，三维地图越来越多的应用到大中院校的校园宣传已经数字化管理中。因此，此项研究具有广阔的发展空间和商业价值。而我院的全国范围招揽新生或展示校园布局等方面，三维虚拟校园漫游技术都具有极其重要的作用，第一，它可以让浏览者直观的了解校园，校园的各个片区以及角落都能被浏览者直观的了解，这是三维虚拟校园具有最直接的意义。第二，有利于招生，对与学生家长还不太了解本学院来讲，非常有效的方式就是在网络上进行宣传，有意报考的新生可以通过学院的网站浏览三维校园，能够让学院全国范围内的招生更有效率。第三，为新生了解学院的情况提供方便。本院很多公共设施建筑群，其中明德楼、笃学楼、慎思楼、厚德楼、健行楼、致远楼等教学楼众多，更不用提学生公寓、教师公寓已经新旧食堂图书馆、篮球场等其他公共设施。对于想迫切了解自己想要就读的院校来说，可以提供快捷便利的漫游

4 小结

通过对虚拟漫游系统技术的研究以及相关开发技术的掌握，并通过实践设计实现了襄阳职院虚拟漫游系统，使浏览者对虚拟校园身临其境。

但本系统尚有更进一步的空间，可以以此为基础，对系统做扩充，如扩充多用户交互功能，又比如三维模型的场景逼真度还可以再增高，还可以增加虚拟学生课堂等功能。

参考文献：

[1] 洪亮，杨和娇，杨昆.基于SketchUp和ArcGIS的三维数字校园设计与实现[J].地理空间信息，2014（1）.

[2] 周怡，陈鹏.同济大学三维数字校属性数据采集与建库[J].福建电脑，2008（9）.

[3] 张文丽.数字校园三维仿真系统设计与应用[J].福建师范大学学报：自然科学版，2008（4）.

[4] 兰长明.校园数字三维地图[D].南昌大学，2009

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