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标题 VR全景校园互动系统的设计与应用
范文

    摘 要:近些年来VR(Virtual Reality,虚拟现实)技术迅速发展,应用领域也逐渐扩大,从商业领域到教育领域都能看到它的身影。随着VR技术的成熟和开发成本的降低,国内许多高校都拥有了VR全景校园展示,但是这些VR全景校园大多数仅仅停留在校园风景展示和校区楼宇导视层面,功能单一、同质化严重、辨识度不足。本套VR全景校园互动系统为长春广播电视大学专属制定系统,设计时充分考虑了学校的特点和个性需求,这种专属设计的VR全景校园互动系统才能更好地发挥其功能,为学校的师生和观众提供更好的浏览体验。

    关键词:全景校园;互动系统;学校制定

    VR是Virtual Reality(虚拟现实)的缩写,而VR全景是虚拟现实的一个分支,主要使用全景相机、摄像机或无人机拍摄场景,然后通过软件合成出全景图,适合表现已经存在的景象。相较于原来的三维软件模拟的三维虚拟空间,VR全景有效果更真实、制作周期短、费用低的特点,在应用上也更加广泛,常见的VR样板间和二手房展示,还有我们熟悉的百度街景等都应用了这种技术。

    1 VR全景校园的现状

    VR全景校园系统是利用摄影器材拍摄校园场景并合成全景图,再通过程序开发出满足不同需要的互动系统。目前VR全景校园主要应用于校园导视,通过展示校园风光,配以图片、文字、音频、视频等说明方式,取代原有的纸质地图,克服了纸质地图版面有限、无法展示全部内容、印刷成本高等弊端,使用终端设备如手机可以随时扫描二维码观看校园风光。目前,中国很多高校都拥有了VR全景校园展示,如720yun中国高校全景大全共收集高校804所,统观这些VR全景校园展示,数量虽然不少,但是质量参差不齐,大多是俯视的全景,缺少校园内部的景观,楼内的结构就更少了,而且VR全景校园的层级结构同质化严重、千篇一律、缺少特色,大体结构都是从学校大门进入,然后沿着道路到其他教学楼前,这种统一格式、统一制作出的VR全景校园无法满足学校个性化的需求。根据学校的特点专属定制的VR全景校园系统将是发展的新趋势。

    2 根据学校特点设计开发的VR全景校园系统

    每所学校都有自己的特点,也有不同的需要,根据学校特点制定VR全景校园系统才能达到事半功倍的效果。因此,长春广播电视大学制定VR全景校园系统首先要了解学校的特点和需要。长春广播电视大学不同于普通全日制高校,其以远程教育为主,实行严格而有弹性的教学管理制度和宽进严出的学习制度,使注册、学习、考试更加灵活方便;推进信息技术与教育教学深度融合,完善以学习者为中心、基于网络自主学习、远程支持服务与面授相结合的教学方式,创建友好的数字化学习环境,提供“人人皆学、时时能学、处处可学”的教育服务。基于这样的了解,确定长春广播电视大学VR全景校园系统的基本方向,长春广播电视大学教学方式和教学理念决定了学校、教师和学生对VR全景校园系统的需要。

    2.1 需求分析

    学校需要利用VR全景校园系统宣传长春广播电视大学的办学理念、提高社会影响力、提升美誉度、扩大招生规模。教师需要利用VR全景校园系统了解学校办事流程,知道事情要到哪个部分办理及要准备哪些材料,了解学校的规章制度,对学校产生认同感和归属感。任课教师需要利用VR全景校园系统发布上课信息,教务教师需要利用VR全景校园系统发布考试信息等。学生需要利用VR全景校园系统熟悉校园环境,在入学之初了解入学流程,在学习过程中找到上课的教室,在期末考试时快速搜索到考场信息和位置,接收在校学习时的其他指导。教辅人员需要在VR全景校园系统中标注安全通道和消防栓的位置。

    2.2 功能设计

    通过对长春广播电视大学各个方面的需求分析,我們开始设计VR全景校园系统的功能。

    语音介绍功能:对学校的教学理念宣传,采用图片加语音介绍的方式,在登录VR全景校园系统时,会出现语音介绍的声音,其不用点击便开始自动播放,观看者可以一边看图一边听介绍,这样就加深了印象,如果观看者已经听过介绍了,可以选择关闭介绍声音。

    楼层导视功能:不同楼层的教室有不同的作用,可以通过导航栏快速查看。比如在楼梯的入口提供导视功能,观看者可快速浏览整栋教学楼的楼层功能分布,到达相应楼层后,还可通过文字介绍得知教室的具体功能。

    信息发布功能:发布上课和考试信息,就像教学楼前的宣传板一样,不同的楼前或教室前可以发布信息,主要通过文字表格和图片的方式。

    路线标记功能:标记安全通道和消防栓的位置,主要通过楼层平面引导图和全景图上标记的方式完成。通过本功能还可以开展消防演练,增强在校师生的消防安全意识。

    2.3 制作过程

    首先是校园照片素材的拍摄,拍摄全景照片时首先要选择拍摄工具,本项目选择的是无人机航拍和全景相机。无人机主要负责拍摄校区高空全景,拍摄出的照片为俯视角度,显得大气蓬勃,多在VR全景校园系统开篇时出现。本项目使用的全景相机并不是传统的六面相机阵列,而是采用新型的镜头模式,由两个鱼眼镜头构成,这种全景相机的两张照片拼接时比六张照片更加简单方便。全景相机负责拍摄各个教学楼和室内环境。

    然后是筛选编辑拍摄的素材,将不同场景的照片分类装在相应名称的文件夹里,使用全景合成软件合成照片,相关的软件有Kolor AutoPano Giga、Panorama Tools等。本项目选择的是全景相机自带的合成软件,优点是合成速度快、效果好,缺点是合成后不能局部修改,局部瑕疵修改可以在Photoshop中进行,比如去掉地面上的相机脚架,这是一个消耗时间的过程。

    最后就是根据之前的设计开发互动系统。开发互动系统可以使用Unity3D软件,本项目使用网络平台提供的工具开发,使用网络平台开发的好处是修改方便,生成的二维码可以一直使用,需要修改或更新设置时,保存后就可实时更新,素材和文件都存放在云平台上可随时调用,省去了购买和维护服务器的费用。系统开发后生成电脑网络版和手机浏览版,电脑网络版可以通过浏览器访问网址浏览,手机浏览版可以使用微信扫描二维码浏览,VR全景校园系统也支持VR眼镜模式,在VR眼镜中可通过转动头部控制浏览。系统开发后先进行小规模的测试,根据反馈修改更新,然后在校内教师和学生之间进行大规模测试。

    3 应用效果

    对长春广播电视大学来说,VR全景校园互动系统的应用推进了“智慧校园”的进程,提升了学校的影响力,拓展了宣传学校的形式,人们在浏览全景校园时增加了对学校教学环境的了解,在聆听校园解说时知晓了学校的办学理念和教学目标,打消了对远程教育的误解,重拾对这种教育模式的信心,更愿意接受和参与远程学习。

    VR全景校园互动系统减少了教师的重复劳动,而且一些重要信息会一直保留,方便学生随时查阅。如入学手续办理流程等信息,以图形化的形式发布,让学生们一看就懂。VR全景校园互动系统的应用使学生们更加了解学校,由于长春广播电视大学是远程教育,学生平时到校的次数较少,来面授课时经常找错教学楼和教室,使用VR全景校园之后,上课时间及教室位置清晰可见,楼层及教室信息清楚明了,期末考试时学生不用再担心找不到考场而迟到。

    长春广播电视大学VR全景校园互动系统的开发不同于传统的固定模式的开发套路,而是先深入学校各个方面调查需要,根据具体需要为学校量身制定,并结合学校的特点开发出适应远程教育的VR全景校园互动系统,经过测试和运行取得了良好的效果。

    参考文献:

    [1] 王婧. 360°全景展示的虚拟校园导航系统创新设计研究[J].工业设计,2019(03):159-160.

    [2] 孙建伟,郑秀娥. 720°全景校园漫游系统设计与制作——以山东水利技师学院为例[J].职业,2018(32):126-127.

    [3] 高耸,李济宁.校园全景地图中关键技术的研究[J].计算机产品与流通,2017(09):219.

    作者简介:胡姗姗(1982—),女,硕士,毕业于东北师范大学,长春广播电视大学讲师,主要研究方向:VR全景校园、AR互动书籍、课程资源制作等。

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更新时间:2024/12/23 10:58:39