虚拟校园三维漫游系统中的关键技术
大学校园虚拟漫游系统集成关键技术的探索与实践——以沈阳农业大学校园虚拟漫游系统为例
统在集成阶段 的 Ｖ Ｒ场景中相机的创建 、 Ｒ场景碰撞属性 的设置 、 Ｒ全屏 特效 的应用和 Ｖ Ｐ项 目运行界面 的设计等技术进行研 Ｖ Ｖ Ｒ 究表明 ， 构建方法科学有效 ， 大学校园虚拟漫游系统可 以作为切实可行的虚拟仿真漫游系统 的操作方案。
关键词 ： 沈阳农业大学 ； 大学校园 ； 虚拟现实 ； 渲染 ； 碰撞 ； 全屏特效 ； 导航 图
沈 阳农 业 大学学报 （ 社会科 学版 ）２ １— ３ １（ ：２ －３ ，０ ２０ ，４２ ２７ ２ ０ ）
Ｊｕｎ ｌｏ ｈ ｎ ａ ｇＡ ｒ ｕｔｒｌＵ ｉ ｒ ｔ（ｏｉ ｃｅｃ ｓＥ ｉｏ ）２ １— ３ １ （）２ ７ ２ ０ ｏ ｒａ ｆＳ ｅ ｙｎ ｇｉ ｌ ａ ｎｖ ｓ ｙ Ｓｃａ Ｓ ｉ ｅ ｄｔ ｎ ，０ ２ ０ ，４２ ：２ — ３ ｃ ｕ ｅｉ ｌ ｎ ｉ
当前软件市场常见的 ３ Ｄ建模软件包括 ３ ｓ ａ、 ａａＳｆｍ ｇ、 ｈ ｏ ， ｄＭ ｘＭ ｙ 、ｏｉａｅＲ ｉ 等 本系统采用 Ａ ｔ ｅｋ ３ｓ ａ ９ ｌ ｎ ｕ ｄｓ ｄＭ ｘ ｏ
６ ＿ｉ 它是 一款 三维 建模 、 ４ ｈｔ ， 渲染 、 画制 作 软件 。它 是最 早应 用到 Ｗｉｄｗ 系统 的三 维软 件 ， 过各 种 丰富 的 动 ｎｏｓ 通
第１ ４卷
览 整个 Ｖ Ｒ场 景 的概貌 。飞行 相机设 置成 功后 应采 用 “ 缩放 工具 ” “ 动工具 ” 飞行 相机 大小 与 位置 进行 调 与 移 对 整。 Ｖ 在 Ｒ场景 中创建 相机 还需要 注 意 以下 两点 ： 一是行 走相 机创 建成 功后 ， 小人 会被卡 在 地面里 ， 时应手 动 此 将小 人拖 到 地面上 ， 则会 出现错误 视 角 。二 是 如果 当前 处 于某一 相机 状态 下 ， 否 系统 是不 允许 继 续创 建相 机 ， 必须 先退 出 当前 相机 才可 以继续 创建 。
基于ArcGIS的校园三维场景漫游关键技术与实现
（1.长春理工大学，长春 摘 130022；2.长春理工大学 光电信息学院，长春 130012） 要：本文探讨并解决了基于 ArcGIS 构建校园三维漫游场景时的关键技术和问题，其中包括碰撞检测算法、漫游算法、
空间测量算法，模型的优化，以及模型导入时的相关问题。在此基础上，实现了长春理工大学南区的三维漫游系统。 关键词：ArcGIS；虚拟校园漫游系统；碰撞检测 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672-9870 （2011） 04-0156-03
盒的碰撞检测算法进行碰撞检测。 AABB 包围盒满足如下条件：
R = {( x, y, z)|l x ≤ x ≤ u x, l y ≤ y ≤ u y, l z ≤ z ≤ u z} （1）
X、 Y、 Z 坐标轴上投影的最小和最大坐标值。该算
l x, u x, l y, u , l z, u z 分 别 是 该 AABB 包 围 盒 在
法的基础是空间直线与空间多边形的求交， 可以判 断在漫游过程中是否与地形或建筑物发生碰撞。 其检测步骤为： （1） 获取人的视点为 V。 （2） 获取沿运动方向距离为 d 的点 M。 （3） 获取周围要素的长方体坐标范围。 （4） 判断 VM 是否和周围要素是否相交， 如果 碰撞则采取规避措施。
1 关键技术和模型优化
随着社会的进步和发展， 单纯的依靠三维建模 软件对场景的再现和漫游已经不能满足要求， 人们 的视点开始转向 GIS 技术。 ArcGIS 作为 GIS 基础 软件的领军人物， 功能强大、 应用广泛， 专门用于海 量地理信息的处理， 它能够基于校园周边的地理信 息， 快 速 的 构 建 校 园 三 维 场 景［1-2］。 本 文 就 基 于 ArcGIS 创建三维校园时的关键算法、 技术以及出现 的相关问题进行探讨和研究。
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统随着虚拟现实技术的不断发展，虚拟校园漫游系统成为了校园建设的一个新领域。
基于Unity3D技术的虚拟校园漫游系统，能够让学生在虚拟场景中自由游走，感受校园的风景，了解校园文化，增强对校园的归属感以及对学校的认知度，对于吸引学生、推广学校、提高校园文化建设，都有着重要的作用。
虚拟校园漫游系统的开发中，通过建立现实世界与虚拟世界的一一对应关系，可以将虚拟世界的建筑、场景、设施与现实世界一一对应，使用户在虚拟场景中获得与真实环境相同的体验感。
同时，虚拟校园漫游系统中也会涉及到相应的互动元素，来让用户更深入地了解校园文化、校园设施，增强用户对学校的归属感。
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统，有着非常广泛的应用场景。
特别是在学校招生宣传方面，通过虚拟漫游系统，能够让学生、家长更好地了解学校的文化氛围、校园环境、教学设施等。
此外，虚拟校园漫游系统还可以应用于校园导览、校园安全教育、学生培训等领域，为学生、教师及家长提供更加便利的服务。
虚拟校园漫游系统的开发需要技术人员进行技术支持，包括建模、场景设计、编程等多个方面。
同时，系统的运行环境与硬件设备需考虑到用户使用设备的情况，比如移动设备、PC机、游戏机等，要能够支持多种使用设备。
在虚拟校园漫游系统开发中，系统性能的优化也是必不可少的一环，必须保证用户在掌握一定系统操作技能的前提下，能够流畅地运行系统并且实现互动。
总之，基于Unity3D的虚拟校园漫游系统，可以带来良好的用户体验，提高用户的参与度，加深用户对学校的了解，为学校的推广、校园文化建设等方面提供了重要的支持，具有非常广泛的应用价值。
虚拟校园三维仿真系统关键技术研究
Ｋｅ ｒ ｓ ｖｒｕ ｌ ａ ｐ ｓ ｓｍｕａｉｎ ｒａ ； ｍｏ ｅｉｇ ｂ ｍｐｃ ｅｋ ｅ ｌ ｉ ｒｖｎ ｙｗｏ ｄ ： ｉ ａ ｍ ｕ ； ｉ ｌｔ ； ｏ ｍ ｔ ｃ ｏ ｄ ｌ ； ｕ ｈ ｃ ；ｒａ— ｍｅｄｉｉｇ ｎ ｔ
Ｏ 引 言
虚拟现 实技术 是 ２ Ｏ世 纪末 发 展 起 来 的 一 项 涉 及 众 多 学
中图法分类号 ： Ｐ ９ ． Ｔ ３１ ９
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ０７ ２ ２ ０ ） ２２ ３—３ １０．０４（０７ １．９ ４０
Ｋｅ ｃ ｎ ｌｇ ｔ ｄ ｎ３ ｓｍｕ ａｉｎ ｓ ｓｅ ｏ ｉ ｕ ｌ ａ ｕ ｙｔ ｈ ｏ ｏ ｙ ｓｕ ｙ ｏ Ｄ ｉ ｌｔ ｙ ｔ ｍ ｆ ｒ ａ ｍｐ ｓ ｅ ｏ ｖ ｔ ｃ
环境 ， 过 视 、 、 觉 等作 用 ， 用 户 产 生 身 临其 境 感 觉 的交 通 听 触 使
互 式 视 景 仿 真 ， 现 用 户 与 该 环 境 直 接 进 行 自然 交 互 。 近 几 实
年 随着 虚 拟 现 实 及 其 相 关 技 术 的 发 展 ， 字 地 球 、 字 中 国 、 数 数
个 方 面工 作 ：
（） 维 场 景 建 模 。 即在 计 算 机 中 ， 实 际 的 尺 寸 将 环 境 １三 按 中的主要建筑 物建造起来 ， 成一个虚 拟环境 ， 括建筑物 、 构 包 树 木 、 灯 、 划 绿 地 、 工湖 模 型 等 ； 路 规 人 （） 时 驱 动 系 统 设 计 ， 完 成 对 三 维 场 景 实 时 漫 游 控 制 ２实 即 的 设 计 ， 要 由程 序 开 发 语 言 和 视 景 开 发 库 完 成 ， 括 键 盘 或 主 包
合虚 拟校 园三 维仿真 系统研 制 中的具体 工作 ，研究 了基于 Ｍｕｔ ｅ ｌｇｎ场景建模 和 Ｖ ｇ ｉ ｅ ａ实时驱动 的关键技 术 ， 并给 出 了虚拟校
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案1. 引言1.1 背景介绍传统的教学模式往往受到时间和空间的限制，学生只能通过课本和图片去了解学校的各个角落。
借助虚拟校园漫游系统，学生可以通过身临其境的方式，实时感受校园的氛围，了解学校的建筑结构、景观规划等方面的信息。
这种沉浸式的学习体验不仅可以提高学生的学习兴趣和参与度，还可以丰富他们的学习体验，促进他们在校园生活中更好地融入和成长。
设计一套基于三维全景技术的虚拟校园漫游系统对于提高教学质量、增强学生学习体验有着重要的意义。
本文将围绕虚拟校园漫游系统的概述、系统架构设计、技术实现方案、用户体验优化以及安全性保障等方面展开讨论，为今后虚拟教育领域的发展提供一定的参考和借鉴。
1.2 研究意义虚拟校园漫游系统是利用三维全景技术构建的虚拟校园环境，让用户可以通过计算机或移动设备进行校园的虚拟漫游。
这种系统对于学校和学生来说具有重要的研究意义。
虚拟校园漫游系统可以为校园宣传和招生起到积极作用。
通过展示校园的美丽景观、先进设施和优质教学资源，吸引更多学生和家长了解学校并提高学校的知名度和声誉。
虚拟校园漫游系统可以为远程学习和教育提供支持。
学生和教师可以通过系统进行虚拟的学习和教学活动，不受地域限制，提高教学效率和教学质量。
虚拟校园漫游系统可以为校园安全管理提供帮助。
通过系统监控和管理校园的人流和安全设施，及时发现并处理安全隐患，保障师生的生命财产安全。
研究虚拟校园漫游系统具有重要的实践价值和发展前景，可以促进校园教育的创新发展和提升校园管理水平。
2. 正文2.1 虚拟校园漫游系统概述虚拟校园漫游系统是一种基于三维全景技术的校园导览系统，通过虚拟现实技术将校园环境以三维图像的形式呈现给用户，使用户能够在虚拟环境中自由漫游，了解校园的各个区域和建筑物。
这种系统可以极大地提升校园导览的效率和体验，让游客和新生更加快速、直观地了解校园的布局和景点。
虚拟校园漫游系统通常包括地图导航功能、建筑物展示、校园景点介绍等功能模块。
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案1. 引言1.1 背景介绍背景介绍：随着科技的不断发展，虚拟现实技术在教育领域的应用日益广泛。
传统的校园宣传方式已经不能满足人们对校园环境的好奇和需求，而虚拟校园漫游系统则可以通过三维全景技术为用户提供更为真实、沉浸式的校园体验。
通过这一技术，用户可以在不出门的情况下就可以全方位地了解学校的各个角落，包括校园建筑、教学楼、图书馆、体育场等。
这种虚拟体验不仅可以帮助学生更加直观地选择自己心仪的学校，也可以为校园宣传和招生工作提供更加生动和有吸引力的方式。
设计一个符合用户需求的虚拟校园漫游系统具有重要的意义和价值。
本文将探讨如何利用三维全景技术下的虚拟校园漫游系统来提升用户体验，同时将系统的安全性考虑在内，为校园文化传播和学校形象塑造做出贡献。
1.2 研究意义虚拟校园漫游系统是基于三维全景技术的新型校园信息化应用系统，具有很高的实用价值和推广意义。
虚拟校园漫游系统可以有效提高学生对校园环境的熟悉度和融入感，帮助新生更快地适应校园生活。
通过虚拟校园漫游系统，学生可以方便地了解校园内各类资源的位置和属性，节省了在校园导览和查询信息的时间和精力。
虚拟校园漫游系统还可以为校园教学、管理和服务提供更加便捷、高效的工具和支持，提升学校的整体管理水平和服务质量。
虚拟校园漫游系统的研究和应用不仅对提升学生体验、提高学校管理效率具有积极的意义，同时也有着广阔的商业化前景和社会效益。
【字数：215】1.3 研究目的研究目的旨在通过设计与实现三维全景技术下的虚拟校园漫游系统，为用户提供一个更加直观、真实的校园体验。
通过该系统，用户可以在虚拟环境中自由漫游，了解校园的实际情况和各项设施的布局，从而方便他们在现实生活中更好地适应校园生活。
本研究还旨在探索如何利用三维全景技术来提升用户体验，让用户可以更加方便、快捷地获取所需信息，并且为用户提供更多的交互功能，增强用户参与感和互动体验。
通过系统功能设计和系统安全设计，还可以确保系统的稳定性和安全性，保障用户在虚拟环境中的正常使用。
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案
三维全景技术下的虚拟校园漫游系统设计方案随着科技的不断发展，三维全景技术已经在各个领域得到了广泛的应用。
虚拟校园漫游系统是应用三维全景技术的一个重要方向，它可以为学生、教师和家长提供一个真实、直观的校园环境，使他们能够更好地了解学校的情况，并且方便地进行校园导览和相关信息的查找。
本文将对三维全景技术下的虚拟校园漫游系统进行设计方案的详细阐述。
1. 系统概述三维全景技术下的虚拟校园漫游系统，是基于三维数字模型技术，采用虚拟现实技术和交互式技术，通过计算机、传感器等设备，模拟出学校的真实环境，包括校园建筑、植物、道路、车辆等各种元素，形成一个可供用户漫游和交互的虚拟校园环境。
用户可以通过电脑、手机、VR眼镜等终端设备，实现对校园的虚拟漫游，随时随地了解学校的情况。
2. 系统功能（1）校园导览功能：用户可以在虚拟校园中进行导览，了解学校的各个部分、建筑物的分布和风格、周围环境等，同时可以查看各个建筑的详细信息和图片，方便用户快速的了解学校的情况。
（2）周边设施查询功能：系统可以提供校园附近的超市、餐厅、医院、银行等周边设施的查询服务，用户可以通过系统了解附近设施的位置、简介、营业时间等信息。
（3）在线咨询功能：系统可以实现学生、家长、教师的在线咨询功能，用户可以通过系统与学校的老师或工作人员进行在线交流，咨询招生政策、办学情况等相关信息。
（4）校园活动宣传：系统可以发布学校的各种活动信息，如开学典礼、运动会、文艺汇演等，方便用户了解学校的最新动态。
3. 技术实现三维全景技术下的虚拟校园漫游系统的主要技术实现包括：三维数字模型建模技术、虚拟现实技术、交互式技术等。
（1）三维数字模型建模技术：利用摄影测量技术和计算机图形学技术，对校园的建筑、植物、道路等进行数字化建模，形成真实的校园模型。
（2）虚拟现实技术：通过虚拟现实技术，将三维数字模型呈现给用户，实现用户对校园的虚拟漫游体验，使用户身临其境地感受校园的真实情况。
基于VR技术的虚拟校园漫游系统设计与关键技术研究
基于VR技术的虚拟校园漫游系统设计与关键技术研究随着虚拟现实（VR）技术的不断发展与普及，其在教育领域的应用也日益受到关注。
基于VR技术的虚拟校园漫游系统能够为学生提供更加直观、生动的校园体验，为教师和教学管理者提供更便捷、高效的教学管理工具。
本文将从设计思路、技术关键点等方面对基于VR技术的虚拟校园漫游系统进行介绍和研究。
一、系统设计思路1.系统功能设计虚拟校园漫游系统主要功能包括:校园导览、校园资源浏览、虚拟教室、虚拟实验室等。
学生可以通过VR设备在虚拟校园中自由漫游，了解学校的地理位置、建筑风貌等信息；可以查阅校园资源，了解学校的教学、科研、文化等方面的信息；可以通过虚拟教室、虚拟实验室等功能开展虚拟实验和虚拟课堂学习。
2.系统用户设计虚拟校园漫游系统的主要用户包括学生、教师、学校管理者等。
系统需要根据不同用户的需求和身份特征，进行用户界面的设计和功能的优化。
比如对于学生用户，应该更加注重虚拟校园的趣味性和互动性；对于教师用户，应该更加注重虚拟课堂、虚拟实验室等教学功能的实用性；对于学校管理者，应该更加注重系统的数据统计、分析和管理功能。
3.系统技术设计虚拟校园漫游系统的技术设计主要包括虚拟现实技术、人机交互技术、多媒体技术、网络技术等方面。
需要利用虚拟现实技术开发校园虚拟场景，并实现真实感的模拟；需要利用人机交互技术实现用户与系统的交互，提升系统的易用性和用户体验；需要利用多媒体技术实现虚拟场景的音视频处理和展示；需要利用网络技术实现系统的远程访问和管理。
二、关键技术研究1.虚拟场景建模技术虚拟场景建模是虚拟校园漫游系统的关键技术之一。
需要利用计算机图形学等相关技术，将实际校园的地理信息、建筑信息等进行建模和渲染，让虚拟场景尽可能接近真实的校园场景。
在建模过程中要考虑到场景的真实感、交互性和性能要求等方面。
2.虚拟现实交互技术虚拟现实交互技术是虚拟校园漫游系统的另一个关键技术。
需要研究虚拟现实设备的交互方式，比如手柄、头盔等设备的设计和使用方法；需要研究用户与虚拟场景的交互方式，比如手势识别、语音识别等技术的应用；需要研究用户行为的跟踪和分析技术，实现用户行为的智能感知和反馈。
基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统设计与实现
第13期2023年7月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.14July,2023作者简介:张玉婷(1980 ),女,江苏南京人,讲师,硕士;研究方向:数字媒体技术,虚拟现实技术㊂基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统设计与实现张玉婷(金肯职业技术学院人工智能与信息工程学院,江苏南京210000)摘要:文章以金肯职业技术学院为例,通过3Ds Max 软件进行三维模型的创建,使用Photoshop 处理照片,Substance Painter 编辑材质贴图,再导出模型到Unreal Engine 4虚幻引擎中完成整个场景的搭建和运行㊂应用Unreal Engine 4自带的蓝图可视化脚本或者C ++语言,添加多样的人机交互,再连接到VR 设备,通过控制手柄,完成沉浸式的虚拟现实校园漫游系统㊂关键词:虚拟现实;漫游;Unreal Engine 4中图分类号:TP391㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀随着三维技术和虚拟现实技术的发展,现实场景的数字化可以更好㊁更便捷地展示特定的区域㊁场馆㊁风景㊂其科技性㊁艺术性和身临其境的观感,可以给人们提供跨越时间和空间的沉浸式体验㊂近年来,国内外各大高校一直努力进行硬件㊁软件的数字化㊁智能化㊁信息化的建设㊂在以往传统的校园场景三维建筑动画的基础上,融入新的虚拟现实技术,增加体验效果㊂本文以金肯职业技术学院为例,介绍基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现㊂1㊀总体设计㊀㊀首先确定了应用虚拟现实技术实现三维校园漫游的方案㊂使用CAD㊁3ds max 制作三维模型,在三维软件中对建筑物㊁地形㊁实体对象进行模型的创建和优化㊁展开UV,再导出FBX 文件到Unreal Engine 4(以下简称 UE4 )中进行整合和搭建场景㊂在其中完成植被㊁灯光㊁材质㊁碰撞等设置㊂通过蓝图可视化脚本或者C ++语言,添加有趣㊁恰当的交互设计,最后与VR 硬件设备进行打包安装㊁测试发布,完成虚拟校园的三维漫游系统的设计与制作[1]㊂2㊀漫游系统的开发与实现2.1㊀数据采集㊀㊀真实场景的数字化还原要有准确的校园各场景建筑物分布信息㊂金肯学院有南㊁东㊁西3个校区,已有的CAD 图纸不完整㊂通过实地勘测与拍照结合的方式,采集㊁整理了地形图和建筑设计图等数据,绘制了校园内的各教学楼㊁体育馆㊁图书馆㊁宿舍区㊁食堂㊁办公楼㊁实训楼等区域分布图,划分出主干道和建筑小品的区域[2]㊂2.2㊀模型创建和导入㊀㊀在前期绘制的CAD 图纸的基础上,通过照片建模的方式,在三维软件3Ds Max 中,1ʒ1还原各主要建筑物的外观模型㊂由于整个场景数字化数据较大,因此在创建过程中,务必要做好模型面数的控制,及时优化㊁处理错漏面,最后导出为FBX 格式的文件㊂打开UE4,在新建项目中选择蓝图,选择第一人称,创建空白项目㊂点击导入命令按钮,将FBX 文件导入引擎中㊂第一次导入的时候,通常需要选择设置选项卡㊂可以根据系统要求设置 自动创建碰撞体 创建灯光UV 视图 合并模型 等项目内容㊂此外,还可以选择 新建材质 或者 导入纹理 来决定导入模型时,是否创建材质球和附带相关的材质素材㊂将地形㊁建筑物等模型依次导入后,UE4会对导入有问题的部分进行提醒,通常要一一查看模型㊁材质球㊁纹理贴图等效果是否需要修改㊂必要的时候,要返回到三维模型软件中进行调整㊂解决问题后,对各个文件进行分类整理,方便以后调取使用㊂2.3㊀材质贴图制作㊀㊀由于整个校园的建筑外立面设计独特㊁风格统一,系统采用了大量拍摄的实景照片,使用Photoshop 软件进行后期处理,Substance Painter 软件绘制纹理,作为建筑的贴图使用㊂此外,使用UE4虚幻引擎自带的材质系统为模型添加外观效果[3]㊂打开UE4虚幻引擎,在内容浏览器空白处单击鼠标右键,选择创建新材质㊂双击材质球,打开UE4的材质编辑器,在界面中空白位置按下数字键3,创建一个三维数组㊂点击Constant 色块可以设置具体的RGB 颜色㊂按住鼠标左键不松手,拖拽连接到基础颜色的节点上,完成材质颜色的创建㊂同样的原理,按住数字键1,创建一个一维数组,设置参数在0~1的任意数值,再拖拽到粗糙度或者高光度的节点上,就可以设置相对应的效果㊂之后返回场景中,将材质球附在模型上,就可以看到实际效果㊂漫游系统中,可以通过复制已有的材质球,在编辑器中修改其中的某些参数,来得到另一个新的材质㊂基础材质如图1所示㊂图1㊀基础材质在系统中,有些模型需要添加纹理贴图㊂可以在材质编辑器界面中,按住U 键的同时单击鼠标左键,就会创建新的节点纹理坐标㊂在其中导入处理好的贴图,将输出端连接到UV 引脚上㊂在左下角的界面中输入数量,可以调整贴图的比例以适应模型的大小㊂2.4㊀交互设计㊀㊀本系统设置了第一人称的视角,带上VR 眼镜之后,仿佛置身于现实场景中㊂参观者通过对手柄的控制,实现走㊁跑㊁跳跃㊁转向㊁瞬移等运动效果,模拟真实场景中人的基本运动动作㊂系统添加了对话系统㊂当人物走进特定的区域,或者点击场景中的某个道具,画面中会出现相关的校园介绍㊂为了增加参观者的体验感,这些内容以动态文字㊁动画视频结合的方式呈现,伴以适合的音乐,提升氛围感和视觉效果㊂系统设计了自动导航,默认情况下顺着设计好的路线进行漫游㊂通过右上角的同步小地图,体验者可以一目了然地掌握所在位置㊂同时,考虑到校区区域范围大,在制作系统时,设计了通过快捷键或者操作VR 设备配套的手柄,可以跳转到不同的校园区域,精准定位到各场景,实现空间的交互㊂为了添加趣味性,系统特地增加了一些交互小游戏㊂比如在漫游到湖心亭的时候,体验者通过手柄射线点击UI 界面上的按钮,开启材质贴图的样式和颜色的切换功能,欣赏由 一键换装 带来的春夏秋冬不同的风景㊂2.5㊀多视角角色的创建和切换㊀㊀高职院校各类实训室㊁工作室的建设,也体现学院的成果和特色㊂系统特意增加了室内漫游的内容,因此系统需要实现360ʎ室外场景自由旋转查看的功能和用于室内漫游的角色,以及两种角色相互切换控制权的设置㊂在UE4中选择蓝图类创建Pawn,创建一个能被操控的角色㊂在编辑界面中,添加组件里面新建弹簧臂组件㊂以这个点做一个牵制,以弹簧臂组件为父类,添加摄像机组件为子类,弹簧臂就能牵制摄像机进行360ʎ的旋转查看㊂接着点击弹簧臂组件,在细节面板中勾选使用Pawn 控制旋转,弹簧臂会跟着鼠标进行旋转㊂接下来,通过蓝图输入一些控制逻辑,来实现鼠标输入的事件㊂在事件列表界面中,输入Turn,调取 输入轴Turn ;再输入LookUp,调取 输入轴LookUp ㊂将 输入轴Turn 里面的Axis Value 连接关联的 添加控制器Yaw 输入 ,其中Yaw 设置的是Z 轴㊂将Lookup 连接关联的 添加控制器Pitch 输入 ,Pitch 对应的是Y 轴㊂设置完成之后,摄像机就可以跟随鼠标旋转㊂接着把蓝图类放置在场景中,调整位置㊁高度㊂可以通过调整摄像机的目标臂长度的数值,将视角调整得远或者近一些㊂设置完成回到场景,在细节面板中,自动控制玩家选择 玩家0 ㊂保存文件进行编译,查看设置效果㊂如果旋转生硬,可以在蓝图类中选择弹簧臂组件,启动摄像机旋转延迟㊂这样旋转角度时,就会更加丝滑自然㊂接下来继续创建第二个用于室内场景漫游的角色㊂在内容浏览器中单击鼠标右键,选择蓝图类,创建一个有碰撞的Actor 角色,用来模仿人在场景中真实漫游㊂先添加弹簧臂组件和摄像机㊂摄像机放在弹簧臂组件的子类里面,但弹簧臂长度要改成0,用来模拟人的头部旋转查看场景㊂在右侧的编辑面板中,勾选 使用Pawn 的控制旋转 ㊂在设置完Z 轴Y 轴坐标后,还需要设置角色前后左右的移动㊂在场景漫游角色的事件图表界面中,添加 输入轴Move Forward 和 输入轴Move Right ,再调出 获取控制旋转 ,在Return Value 右键引出 分割结构体引脚 ,使用Z 轴Yaw 创建旋转体,Return Value 中获取向前向量,再获取向右向量Add Movement,添加移动输入㊂系统已经封装好能够让角色移动的蓝图节点,只要传入对应的参数即可㊂设置完成之后,当按下键盘W,就会返回数字+1,按下S 就会返回数字-1,如果没有输入,就会返回数字0㊂有数值之后,角色就会移动㊂当按下W 键,传入的是+1,移动的方向就会参考向控制器正前方移动;当按下S 键,传入的是-1,向前的向量乘以-1,变成向后的向量,就会向后移动㊂同样的原理,按下A 键输入的是-1,向左移动;按下D 键输入的是+1,向右移动㊂将设置好的Actor 角色拖动到场景中编译测试㊂如果角色移动速度或快或慢,可以在Character Movement 组件中设置最大行走速度,改成适合的数值即可㊂最后,设置两个角色控制权的切换㊂为了能够快速地实现功能,可以把这些蓝图写在关卡蓝图里面㊂打开关卡蓝图界面,先创建两个自定义事件,一个是切换到场景漫游,另一个是切换到360度自由查看㊂接下来将两个蓝图类拖拽到关卡蓝图界面㊂新建 获取玩家控制器 节点,连接 使用混合设置视图目标 ,引脚连到 切换到场景漫游 ,再将 场景漫游角色 连接到New View Target,Bland Time(混合时间)设置成2.0㊂设置的效果是经过2s时间,将当前的画面,混合到新的画面㊂Bland Func(混合函数)选择 VT混合交叉缓动 ,就会有缓动效果㊂再用同样的方法,完成从另一个角色的跳转设置,实现2个镜头之间的混合㊂之后,在事件图表界面中输入F键㊁空格键和键盘,直接跳转到键盘事件,用FlipFlop制作一个流程控制㊂按下F走A,再按一下走B,再按一下再走A,往复循环的功能㊂实现由A引出切换到场景漫游,由B切换到360ʎ全景漫游㊂2.6㊀场景中播放视频㊀㊀为了更好地展示和介绍学院信息,系统在场景中设置了几处通过屏幕播放视频的组件㊂先提前制作好相关的mp4格式的视频文件㊂在内容文件夹里面创建新文件夹存储相关文件㊂在空白处单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Media里面的Media Player㊂再次单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择创建蓝图类,选择Actor角色,命名之后双击打开编辑界面㊂在左侧的组件中选择Cube,调整尺寸大小,做成类似显示屏的模型,用来播放视频使用,再根据需求设置材质㊂在关卡蓝图中,调出Event BeginPlay事件㊂创建变量,选择Media Player中的Object Reference对象引用㊂在默认值中选择创建的Media Player㊂再将Media Player拖入编辑区,拖出引脚连接Open Source 打开源㊂在下方选择需要播放的视频㊂再将创建的Actor拖入场景,并编译保存㊂此时场景中可以播放视频画面,但缺少声音㊂这是因为这种播放视频的原理是将视频作为材质附在模型上㊂因此需要再设置声音㊂双击打开Actor编辑界面,在Cube组件中找出Media Sound组件㊂在编辑器的Media Player里面找到创建的播放器㊂再次编译,视频画面和声音都同步出现了㊂3 结语㊀㊀本系统使用了三维软件㊁虚幻引擎和VR设备,创建了校园的虚拟现实漫游系统,对现实场景数字化构建㊁虚拟交互体验,进行了实践操作㊂由于相关技术难度较大,更新换代较快,目前国内的研究还需要学习和补充一些国外的技术和思维㊂随着技术的发展,还会有更多的虚拟数字化应用,适用于更多不同的领域,拓展时间和空间的范围[4]㊂参考文献[1]叶玉萍.基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统研究[J].电脑与信息技术,2020(28):14-16. [2]庄姗姗.基于虚拟现实技术的漫游校园VR系统的研究与开发[J].信息记录材料,2021(22):227-229. [3]苏雨晴,李彦雪,严进轩.虚拟现实技术在校园景观漫游中的应用研究[J].现代园艺,2022(7):121-123.[4]刘崧印,朱学芳,李川.基于VR技术的虚拟图书馆全景漫游系统的设计与实现[J].图书馆学研究, 2022(11):47-56.(编辑㊀沈㊀强)Design and implementation of3D campus roaming system based on virtual reality technologyZhang YutingSchool of Artificial Intelligence and Information Engineering Jinken College of Technology Nanjing210000 ChinaAbstract Taking JinKen Vocational and Technical College as an example the system uses3ds Max software to create a three-dimensional model uses Photoshop to process photos Substance Painter to process material maps and then exports the model to the Unreal Engine4virtual engine to complete the construction and operation of the entire scene. Apply Unreal Engine4 s own blueprint visualization script or C++language add various human-computer interactions and then connect to VR devices.Through the control handle complete an immersive virtual reality campus roaming system.Key words virtual reality roam Unreal Engine4。
虚拟校园三维漫游系统中的关键技术
小， 采用 实 例技 术 ， 所 ｆｌ类 的 树 小 川 Ｉ 个纹 Ｉ ｄ ｔ叫一
珥， Ｉ内存仪涮 Ｈ一 次 ， 仪 约 ｒ系统 资 源 ， Ｉ以 ｊ 不 还 ｌ ｒ
大 大Ｊ 伙 ， 速 度 ． Ｊ Ｉ Ｉ Ｊ
３ ３ 建筑 体 的合 Ｊ ． Ｐ
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维普资讯
第 ｌ ５卷第 ４期
２００６年 １ Ｉ Ｊ ２
河南教 育学院学报（ 自然科学版）
Ｊｕ ａ ｏ ｅ ａ ｎｔｕｅｏ ｄ ｃｔ ｎ（ ｔｒｌ ｃｅ ｃ ） ｏ ｒ ｌ ｆＨ ｎ ｎＩｓｔｔ ｆＥ ｕ ａｉ Ｎａ ａ Ｓ ｉｎｅ ｎ ｉ ｏ ｕ
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和高校建 设 典范 ， 吸 引众 多 的国 内外人 士前 去 观 将
摩 、 问 ． 拟校 园的 建设 ， 访 虚 有利 于校 园形象 的展 示 ，
并对 校 园的进一 步建 设和远 景规 划提 供 了逼 真 的可 视化平 台 ． ２ 校 园三维 漫游 系统 的建设 过 程 目前我 们 已经建 设成 ｒ双通 道被 动式立 体演 示
字 化打下 良好 的根 基 ， 字城 市 的 建设 也 促 进 人们 数 开始着 手探 索数字校 园可能 发挥 的角 色 ． 目前 ， 整 在
个 数字校 园 的建设 中 ， 虚拟 校 园三 维 漫游 系 统 是 数 字校 园建设 计划 的核 心 平 台 ， 此 平 台上 的各 种数 在
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发本文将介绍一个基于Unity3D的虚拟校园漫游系统的设计与开发，该系统旨在为学生提供一个全面的、真实的、数字化的校园体验。
通过该系统，学生可以在一个虚拟的3D环境中进行校园漫游，并了解学校的各个设施、活动和服务。
一、需求分析针对学生在现实中难以深入了解学校的各个方面的问题，我们开发出该虚拟校园漫游系统，学生可以通过系统来更全面地了解学校内部设施、服务等内容。
首先，我们需要为该系统制定以下需求：1. 3D环境：系统应该提供一个逼真的3D环境，使学生能够沉浸式地欣赏学校的各个方面。
2. 校园漫游：学生可以自由地在校园中漫游，了解各个部分的内容。
3. 交互式探索：学生可以通过与虚拟环境进行交互，与学校教职员工进行互动交流。
4. 多终端支持：该系统应该可在不同终端上运行。
5. 网络学习资料：该系统应该还提供帮助学生学习的各种资料。
6. 同步更新：该系统应该与实际学校内部设施、服务的更新同步，保证内容的准确性和完整性。
二、系统设计在系统设计方面，我们主要有以下几点考虑：1. 3D环境：我们需要使用Unity3D平台，通过3D模型构建模型各个视图。
这可以通过整合学校的室内外结构来实现。
2. 交互式探索：我们将通过展示各个场景和制作问答或难题来激发学生的兴趣，实现学生与学校的交互。
3. 多终端支持：我们需要配置服务器来支持多人在线游戏，以支持不同计算机和终端的用户。
4. 网络学习资料：我们将提供学习资料，如文章、视频、其他课程资源等，以帮助学生更好地了解学校内部内容。
5. 同步更新：我们将支持将更新内容同步到已经构建的环境中，确保环境的准确性。
三、系统开发1. Unity3D环境搭建：我们需要使用Unity3D来创建3D模型，制作视觉效果和交互式内容，这需要环境的搭建。
2. 场景建模：我们需要使用纹理、材料和贴图来创建模型，添加场景元素，制作可以交互的对象，这需要较高的制作技术水平。
虚拟数字校园漫游系统中的模型构建技术研究
园建筑 的原始 Ａ Ｔ Ｃ Ｄ图纸 ， ＵＯ Ａ 那么 就需要通 过 数码 采集设
备采集校 园场景 的平面 图和鸟瞰 图。这种 情况 下 ， 为了能够
以是全景也 可以是一些 细节的特 写。另外 ， 利用 数码 相机还
需要拍摄一些关于材质和纹理 的素材并进行 纹理预处 理。所
（） 习难易程度 的 比较 ：ｄ ａ 入 中国的时 间较早 ， ３ 学 ３ ｓｍ ｘ进
①
收稿 日期 ：０ ０— ４—１ ２１ ０ ３
作者简介 ： 程
娟 （９ １一Ｊ 女 ， １８ 。 江西景德镇市人 。 师。 讲
灵活。
控制建筑楼群的比例就需要我们通过测量砖块 的大小去推算
整个建筑物的大致高度。布局 图的获取是为 了让 制作者进一 步了解学校环境规划 ， 确定模型 间的相对位 置。 再次可以借 助数码相机拍 摄出每一幢建筑物 的正面和侧 面图 ， 方便建模 时 的参 照和对模 型细节 的掌 握。 图片素材 可
由于三维建模 技术是整 个虚拟现 实系统 建立 的基 础 ， 是 所有应用中的一个 关键 的步骤 和技术 ， 是整个虚 拟现实技 术 的灵魂。它 的研究 有助 于提高虚拟环 境的真 实感 、 实时 交互 的速度和实际 交互 的可 操作程 度 ， 能使用 户 真正 地“ 临其 身
境 ” 。
３ 主要 建筑 模型 的实现 过程
在建 模过程 中， 了使 工作能 清晰 明了 ， 为 提高 工作效率 ，
我们把校 园建模分 为几个部 分来 完成 ， 包括 ： 资料 的收集 ， 主
虚拟现实技术的三维校园漫游系统解析
- 54 -信 息 技 术0 引言早在20世纪美国VPL 公司便发明出一个新词语——虚拟现实，这便是虚拟现实技术的前身。
在21世纪早期，最具广袤发展前景的计算机运用技术就将虚拟现实、多媒体及网络技术等囊括其中。
针对虚拟现实技术，可以将其理解成在计算机设备的协助下建设虚拟环境，实现交互与仿真过程的一种重要技术力量。
自从计算机被研发以来，人们不断拓展对其研究的深度，这对互联网的应用过程起到了一定的驱动作用，在这样的背景下，虚拟现实成了科学界与产业界的主要研究方向，它在建筑、军事以及教育等诸多领域中都取得了较好的成效，也在社会经济持续发展的过程中形成了强大的支撑力。
该文主要探究其在三维校园漫游系统设计领域中的应用情况。
1 研究背景与意义分析1.1 背景在互联网科技蓬勃发展的大背景下，虚拟现实技术在欧美等发达国家中的应用较为广泛。
虚拟现实（VR）技术是在计算机和最先进传感器技术等协助下创造出来的，广大用户能从视觉、听觉和嗅觉层面上与计算机设备实现有效互动，多感知性、存在感、交互性以及自主性等是它的主要特征。
VR 技术在计算机科研领域中占据重要位置，并逐渐与军事、教育和工业设计实践过程相融合，呈现出较大的发展潜能[1]。
应用其自身高端的交互性、多感知性等特征，VR 技术和三维数字景观漫游研究过程的融合也取得了较好的成绩。
近些年，国内外各大高校之间形成了激烈的竞争关系，沿用传统方法已经无法较好地满足学校现代化、智能化的发展需求。
很多高校陆续着手建设信息化校园，建设功能完善的虚拟校园漫游系统已经成为提高高校竞争力和社会影响力的有效方法之一。
1.2 意义在VR 技术的支撑下，项目能从不同维度实现对高校校园场景环境的三维立体化演示，广大用户足不出户就可以身临其境地感受到校园的四季风光。
VR 技术最大的作用是建设一个多元化信息平台，进而为全面了解校园环境创造便利，学校也可以获得一个崭新的对外宣扬、呈现校风的途径。
VR 技术不仅能以漫游形式呈现校园环境的发展现状，还能方便相关人员对校园景观进行整改，从而进一步提升校园景观的美观性。
Multigen Creator三维建模的关键技术与实践
Multigen Creator三维建模的关键技术与实践大中小来源:转载资料编辑:guest人气:78摘要介绍了将Creator应用于虚拟校园三维建模的技术路线；讨论了建模过程中所用到的实例化、LOD和公告牌三个关键技术；通过这些方法解决了虚拟校园三维建模的精细程度与数据量之间的矛盾，并结合实际加以应用。
关键词Creator；虚拟校园；三维建模；实例化；LOD1 引言虚拟现实是指由计算机生成的一种实时三维空间[1]。
虚拟校园是在传统校园的基础上，采用先进的信息化手段和技术，将现实中的校园各项资源都数字化，形成一个数字空间。
将物质资源变为取之不尽用之不竭的信息资源。
其中，虚拟校园的三维建模是实现校园数字化的重要基础。
本文结合虚拟校园的三维景观的建设着重讨论了用Multigen Creator对其建模的关键技术，实例化技术、多层次细节模型技术和公告牌技术。
２Creator软件及用于虚拟校园三维建模的技术方法现在流行的三维建模工具主要有AutoCAD，3DS Max，Multigen Creator。
AutoCAD允许用户借助灵活的体、面、边编辑技术编辑三维实体，实现面的移动、旋转、平移、删除、复制、改变颜色、实体的拆分或检查实体的有效性。
但对于大范围区域，如果每个地物目标都这样建模不仅费时，而且也不实际。
3DS Max建模功能强大，对对象的细节描述非常生动，适合于对象的精细建模；但是其建模数据量非常大，不能满足实时渲染对数据量的要求，需要简化、消除冗余数据才能用于虚拟城市三维建模。
Multigen Creator 是专门为复杂的虚拟场景实时漫游设计的建模工具，有良好的用户交互界面，建模速度快，而且它建立的模型较小，不会影响虚拟环境的实时性，但是在精细建模方面却不能和3D Max相提并论。
图1结合“虚拟校园三维可视化研究”课题的实际情况，由于该课题要求能够实现实时漫游，对模型的精度要求的却不是很高，所以我们采用Multigen Creator进行建模，并用Vega实现其漫游功能。
虚拟漫游系统关键技术研究
・
个科 学快捷 ，形 象直观 的 可视化人 机 交互 平 台。重 点研 究 了三 维建模 的关键技 术 以及 场景 的 优 化 策略 ，最后 利用 支持 Ｖ ＭＬ的 ３ ａ 软 件 实现 了三维 复杂物 体 的建模 ，通过 Ｖ ＭＬ中 Ｒ ＤＭ ｘ Ｒ
０ 引言
虚拟现 实技 术 （ Ｒ） 又称 ” 境 ” 术 。它 是 ２ 纪 末 发 展起 来 的一 种崭 新 的综 合性 信 息 技 术 ， Ｖ ， 灵 技 ０世 它融合 计算 机 图形学 、 数字 图像 处 理 、 真 与人 工 智 能 、 媒 体技 术 、 感 与 测量 技 术 等 多 门 学科 于 一 仿 多 传 体， 为人 们建 立起 一个 虚拟 的三 维空 间 ， 创 了一 个 新 的人 机 界 面形 式 … 。近几 年 随着 虚拟 现 实及 其 开 相 关技术 的发 展 ， 数字 地球 、 数字 中 国、 字 城 市 愈来 愈 受 到 人们 的关 注 ， 是信 息社 会 发展 的必 然 趋 数 这
与Ｖ Ｍ Ｒ Ｌ相结 合 的方法 ， 采用 一 系列 的场 景优 化技 术 ， 开发 出 了一套 基 于桌 面 系统 的虚 拟校 园 ， 且在 并
场景 中虚拟 实体 的空 间定 位上 采用 了坐标 转换 的方法 ， 服 了 Ｖ ＭＬ单 一建 模不 可视 化 的问题 ， 而大 克 Ｒ 从 大缩 短 了工作 周期 。
的传感 器和 ＪｖＳ ｒ ｔ 言 实现 了用户 与校 园虚拟环 境 的动 态交互 。 ａａ ｃ ｐ 语 ｉ
关键 词 ：虚拟现 实技 术 ；Ｖ ＭＬ Ｒ ；漫游仿 真 ；虚拟校 园 ；动 态交互
中 图分 类号 ：Ｐ ９ ． Ｔ ３ １９
文献标 识码 ： 文章编 号 ：６ ３— ５ ９ ２ １ ） １ ０ ６ ０ Ａ １７ ０ ６ （ ０ １ ０ — ０ ０ ７
虚拟校园三维全景漫游技术研究
ａｇ ｒｔｍ ｏｃ ｎ ｔｕ ｔａｓ ｈ ｒｃ ｌ ａ ｏ ａ ｃｈｌｇ ｕｏ ｔ ａｌ ａ ｅ ｎｏ ｔｉｉ ｅｐ ｒｅ ｔｐ ｒｍ ｅｅｓｏ ｓ ｉ， ｉｈ ｌｏ ｈ ｔ ｏ ｓｒ ｃ ｐ ｅ ｉａ ｎ ｒｍｉ Ｔａ ｅａ ｔｍａｉ ｌ ｂ ｓ ｏ ｂａｎｎ ｔ ｅｆｃ ａ ａ ｔｒ ｆｍｏａｃ ｗｈ ｃ ｉ ｐ ｃ ｙ ｄ ｇ ｈ ｈ ｓｔｅｃ ａａ ｔｒ ｔ ｓｏ ｘ ｅ ｉ ｏ ｓ ｅ ｓａ ｄｎ ｃｔ． ａ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｅ ｐ ｄ ｔ ｕ ｎ ｓ ｎ ｉｅｙ ｈ ｉ ｃ ｉ
Ｂａ ｅ ｎ ３ Ｐａ ｏ ａ ａ ｖ ｇ ｔｏ ｓ ｄ ｏ Ｄ ｎ ｒ ｍ ｓ Ｎａ ｉ ａ ｉ ｎ
杨 琳。 赵建民 。 朱信忠 ， 慧英 ， 徐 郑国强
ＹＡＮＧ ｎ。 Ｌｉ ＺＨＡＯ ｉｎｍｉ ＩＪＸ ｎｚ ｏ ｇ， Ｊａ － ｎ， Ｉ ｉ －ｈ ｎ ＸＵ ｉ ｉｇ， Ｈｕ－ ｎ ＺＨＥ ｙ ＮＧ ｏｑａ ｇ Ｇｕ － ｉｎ
中图分类号： ３ １ ９ ＴＰ ９ ．
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统随着信息技术的不断发展，虚拟现实技术在教育领域的运用愈发广泛。
基于Unity3D 的虚拟校园漫游系统成为了一个备受关注的话题。
本文将介绍虚拟校园漫游系统的概念和优势，以及基于Unity3D技术开发的虚拟校园漫游系统的特点和应用前景。
一、虚拟校园漫游系统的概念和优势虚拟校园漫游系统是指利用虚拟现实技术，将真实的校园环境模拟成一个虚拟世界，让用户可以通过设备进行虚拟漫游，包括校园建筑、景观、设施等。
用户可以通过虚拟校园漫游系统，像游玩视频游戏一样，随意游览校园各个角落，并且可以进行互动体验。
1. 可视化展示：通过虚拟校园漫游系统，可以将校园环境以三维图像的方式进行展示，使用户可以更加直观地了解校园布局和建筑风貌。
2. 交互性强：虚拟校园漫游系统可以实现用户与虚拟环境的互动，用户可以进行自由探索和参与各种虚拟活动，增强用户体验。
3. 无时间空间限制：用户可以随时随地通过设备进入虚拟校园漫游系统，不受时间和空间的限制，方便用户进行校园导览或参与一些虚拟活动。
4. 多样化应用：虚拟校园漫游系统可以应用于学校招生宣传、校园导览、虚拟实验室等各个教育场景中，提高了校园的品牌形象和教学质量。
Unity3D是一个跨平台的游戏开发引擎，其强大的3D制作功能以及跨平台的支持，使得它成为了虚拟校园漫游系统的理想选择。
1. 强大的3D建模功能：Unity3D拥有强大的3D建模和渲染功能，可以实现高质量的虚拟校园环境制作。
2. 跨平台支持：Unity3D支持多种平台，虚拟校园漫游系统可以在PC、手机、平板等多种设备上进行应用。
3. 高度可定制化：Unity3D支持丰富的插件和资产商店，开发者可以根据需要选择合适的插件和模型进行定制化开发，满足不同用户的需求。
4. 强大的交互功能：Unity3D可以实现各种交互式功能，包括操控角色、物体、场景切换等，使得虚拟校园漫游系统更加丰富和生动。
5. 良好的性能优化：Unity3D对于性能的优化做得非常好，能够在各种设备上实现流畅的虚拟漫游体验。
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发虚拟现实（VR）技术已经逐渐成为了教育领域的热点话题，而基于Unity3D的虚拟校园漫游系统正是其中的翘楚。
本文将对虚拟校园漫游系统的设计与开发进行详细解读，旨在全面介绍其相关技术、应用范围以及未来发展方向。
虚拟校园漫游系统是一种基于VR技术的校园仿真系统，通过模拟真实校园环境，使用户能够在虚拟世界中进行校园漫游，实现对校园环境的深度了解与体验。
通过虚拟校园漫游系统，用户可以在虚拟环境中参观校园各处建筑，了解校园文化和生活，感受校园氛围，甚至进行一些虚拟实验和交互活动。
这种系统不仅可以为在校学生提供更加直观的学习和生活体验，还可以为准备进入该校的学生提供一个更好的了解校园环境的机会。
虚拟校园漫游系统基于Unity3D引擎进行开发，Unity3D是一款跨平台的游戏开发引擎，拥有强大的图形渲染能力和便捷的开发工具，非常适合用于虚拟校园漫游系统的开发。
下面将详细介绍在虚拟校园漫游系统的设计与开发中，如何利用Unity3D引擎进行相关工作。
在虚拟校园漫游系统的设计中，需要对校园环境进行建模和渲染。
利用Unity3D引擎的强大渲染能力和丰富的素材库，开发者可以轻松地对校园环境进行建模和渲染，包括校园建筑、植被、道路等。
Unity3D还支持灯光和阴影效果的实时渲染，可以使虚拟校园环境看起来更加真实。
Unity3D还提供了丰富的互动元素和特效，可以为虚拟校园漫游系统增添更多的趣味性和真实感。
在虚拟校园漫游系统的开发中，需要对用户交互和控制进行设计。
通过Unity3D引擎的虚拟现实技术，可以实现用户在虚拟校园环境中的自由漫游和交互操作。
开发者可以利用Unity3D提供的虚拟现实交互接口，设计用户的手势和动作控制方式，使用户可以通过手势、头部运动等方式与虚拟环境进行交互。
Unity3D还可以结合VR设备，使用户能够通过头戴式显示器和手柄设备进行更加直观和逼真的虚拟校园漫游体验。
虚拟校园漫游系统建模方法及关键技术的研究
虚拟校园漫游系统建模方法及关键技术的研究作者：肖春英谭振江来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第18期摘要：本文运用OpenGL在Visual C++开发平台下实现了三维校园的可视化过程。
以吉林师范大学四平校区为实例进行探索和研究。
通过数据信息采集、数据信息处理、三维模型的建立等相关过程，构建出了一个效果较逼真、显示较顺畅的三维可视化校园场景。
通过实现了虚拟校园漫游系统中的相关功能，对吉林师范大学的教育宣传、就业招生、人才招聘，对外交流、展现办学实力等方面都有重要的作用。
关键词：虚拟校园；漫游系统；三维建模中图分类号：TP393.18虚拟现实（Virtual Reality，简称VR，也可译作灵境技术、幻真技术）是近年来出现的高新技术，亦称灵境技术或人工环境。
第一个虚拟现实系统出现在上个世纪八十年代。
虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，给使用者提供了关于视、听、触，甚至味觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察和进一步了解三维空间内的事物，并且可以与之发生交互作用。
虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形学技术，宽视野（广角）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。
虚拟现实技术，尤其在教育领域，具有广泛的作用和影响。
数字校园是“数字城市”和“数字地球”的重要组成部分。
虚拟校园漫游系统则是数字校园建设的基础，它的研究和创建对以后数字校园的建设有着重要的现实意义。
它是虚拟现实技术、三维可视化技术、地理信息系统技术、人机交互技术、计算机图形学等高新技术的有机结合。
可以使人们感受到全方位的教学环境、校园文化，这正是现代所需要的真正教育。
该技术的使用对吉林师范大学的教育宣传、就业招生、人才招聘，对外交流、展现办学实力等方面都有重要的作用。
所以虚拟校园漫游系统的建设和完善同样也具有重要的研究意义。
三维虚拟校园漫游系统的研究与应用
模型优化 时，主要是在 建模完成后 检查看不 见 的面 ， 并
设 置 群 组 光 滑 模 式 来 表现 光 滑 表 面 效 果 ， 以降 低 系 统 资 源 的
占用。
教务、 校 园生活等 功能于 一体 ， 为师 生们提 供便 利和 快捷 的 交 流环 境 ， 同时增 添 交流 的趣 味 性 ， 有 利 于教 师 、 学生 之 间
的 良好 沟 通 ；
模 型构建完成后可 以利用 ３ ＤＳ ＭＡ Ｘ材质 编辑器编辑各
模型的材质 ， 以此体现模 型的真实感和 立体效 果。而编辑材
（ ３ ）以校 园为 中心 ， 将 虚拟 现 实技术 作为 远程 教 育的 基 础， 提供虚拟 学习平 台的接 口。 ３ ．虚拟 校园场 景的漫游 技术研 究 虚拟校 园漫游动 画的核心 是教学楼 、 办 公楼 、 宿舍楼 、 体
算机 在虚拟 校 园中漫游 ， 甚 至 可 以进 行 查 询 、 搜 索 等 交 互 操 作。
分 为重点楼群 、 次重 点楼群和非 重点楼群 。再 根据建筑 楼群 种类 的划 分 ， 建模 时可 以分 别采用 精细建 模 、 次精 细建 模和 粗 略建模等不 同方式 。在 整个建模过程 中 ， 可 以结合使 用层 次细节技 术（ Ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｆ Ｄｅ ｔ ａ ｉ １ ， 即Ｌ Ｏ Ｄ） 和纹 理映 射技术 ， 在杂度 。 ３ ．２ 虚拟 校园树木 、 草地 等模型构建
群， 一般可 以采用 ３ ＤＳ ＭＡＸ进行建模 ， 用此软件 构建的模型
仿真度 强。
虚拟 校园漫游 系统 以真实校 园 为蓝本 ，利 用三维 软件
创 建 出学校的教 学楼 、 图书馆 、 宿舍 楼 、 体 育场 、 树 木 等虚拟
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The Key Technologies of Virtual Campus on Three Dimension Simulation Wandering System
ZHAO Hong2ling , CAO Ming2liang
Multigen Creator 对于大面积真实场景建筑物建 模 ,并不是最佳选择 ,它的优势主要在于对规则几何
体的 建 模 , 而 更 好 的 方 法 是 通 过 Auto CAD 或 者 3DSMAX 软件建模 ,然后转入 Creator 进行修改之后 贴图. 另外 ,可以进一步改进运动模型 ,以支持多人 协同漫游 ,提高系统的真实性和趣味性. 5 结语
目前我们已经建设成了双通道被动式立体演示
系统 ,运行的效果良好. 研发的过程主要包括 :数据 资料的获取和处理 、建模 、渲染和漫游方式几个主要 部分. 数据资料主要包括已有建筑单体的建筑结构 图和地形的规划图 ,以及采集和处理相关的素材纹 理. 三维实体的模型采用 Multigen 公司的 Creator 建 模. 场景的渲染通过 Multigen 公司的 Vega 进行渲 染. 最后以驾驶方向盘或飞行遥控杆作为交互设备 , 模拟驾驶车辆漫游或从空中乘直升机俯瞰校园的效 果. 部分效果图如下 :
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们分 别 是 : Z、HAT、Tripod 、LOS、Bump 、XYZPR 、Vol2 ume. 每种方法都有各自的适用场合 ,比如 Z 方法适 合计算海拔 ;LOS 适合进行视线方向的检测. 如果发
为了使用户能以更加自然的方式与虚拟环境交 互 ,我们采用的是接入类似方向盘的设备 Joy Stick , 通过对方向盘的操纵达到驾车漫游校园的效果. 我 们在 Vega 提供的运动模型的基础上 ,利用 C + + 编 程结合 Vega 提供的类库进行编程实现.
在我们所开发的校园漫游系统中使用方向盘作 为输入设备采集数据. 在分析了 Vega 的结构和工作 原理的基础上 ,将 Direct Input 技术和力反馈操纵杆 应用到基于 Vega 的虚拟现实漫游系统中. 该方法操 作简单灵活 ,自然直观 ,有效地增强了漫游系统的沉 浸感. 通过对方向盘的操纵控制场景中的轿车 ,从而 让体验者有身临其境 、驾车漫游的感觉. 该输入设备 共有 10 个布尔型的触发键 ,分别表示轿车的前进和 后退 ,特效的开启与关闭等 ;另两个整型的键分别用 来模拟方向盘和油门 ,如图 5 所示 : 3. 5 碰撞检测的实现
本文主要讨论了虚拟校园三维漫游系统建设过 程中的一些关键技术和方法 ,该系统是数字化校园 的核心平台 ,可以与学校相关信息管理平台结合 ,增 加校园信息展示的媒体和方法 ,加强学校资源的管 理和规划.
参考文献
[1 ] 李湘德 ,彭斌. 虚拟现实技术发展综述[J ] . 技术与创新管理 , 2004 ,25 (6) :10 - 14.
我们需要一种方法实现防止穿墙而过的现象 , 而在 Creator 中并没有直接提供碰撞节点的工具. 碰 撞检测可以帮助我们解决这个问题.
碰撞检测是在可能要发生碰撞的场景实体间进 行检测 ,它是可视化渲染软件的重要特征 ,可以归结 为数学上的求交点问题. 在碰撞检测和相交测试中 需要用到向量 ,向量的检测目标可以为整个场景或 某个物体 ;向量的体是由有限个有向线段构成. 共有 七种定义向量体的方法 ,这些方法对物体的位置进 行了限制 ,而且也决定了所需的最小测试结果集 ,它
图 2 二期生活学生宿舍楼
图 3 Байду номын сангаас二期生活区食堂和招待所
图 4 电气工程学院侧面绿地
3 几个关键问题的讨论 3. 1 纹理贴图
为了表现现实场景 ,需要用数码相机采集物体 的表面纹理照片. Vega 中推荐使用 RGB 或者 RGBA 格式的图形文件. 纹理文件输出时要注意输出文件 的长宽尺寸 ,将文件长 、宽全部限制为 2 的幂次单位 的像素大小. 这样严格限制保证了贴图纹理的正常 显示. 对于大片的草地或者屋顶这样的大面积相同 纹理贴图 ,使用多表面纹理贴图. 通常过滤方式会使 用 Mipmap Bilinear 或者 Mipmap Trilinear ,这在显示的 时候将会避免纹理闪烁的情况. 3. 2 树木的处理
第 15 卷第 4 期 2006年12月
河南教育学院学报 (自然科学版)
Journal of Henan Institute of Education (Natural Science)
Vol. 15 No. 4 Dec. 2006
虚拟校园三维漫游系统中的关键技术
赵红领 , 曹明亮
(郑州大学 河南省信息网络重点学科开放实验室 ,河南 郑州 450052)
对于道路上大量的树木 ,如何快速有效地表现 , ·28 ·
同时又不失去漫游速度 ,是一个比较困难的问题. 我 们主要使用了 Billboard 和交叉面贴图来处理. 另外 , 利用 Creator 提供的 Instance 实例技术生成大量的树 木 ,采用实例技术 ,所有同类的树木共用同一个纹 理 ,内存仅调用一次 ,不仅节约了系统资源 ,还可以 大大加快显示速度. 3. 3 建筑单体的合并
摘要 :虚拟现实技术是当今计算机科学的一个研究热点 ,将虚拟现实技术引入“数字校园”的研究中 ,为校园的 漫游和规划提供了一种全新的手段. 本文结合我校虚拟校园三维漫游系统的建设 ,重点对一些关键问题进行了讨 论. 最后提出了有关虚拟校园进一步改进的想法.
关键词 :虚拟现实 ; 虚拟校园 ; 三维建模 ; 视景漫游 中图分类号 :TP391. 41 文献标识码 :B 文章编号 :1007 - 0834 (2006) 04 - 0027 - 03
1 引言 虚拟现实 (Virtual Reality 简称 VR) 是 20 世纪末
发展起来的一项集计算机 、传感与测量 、仿真 、微电 子技术于一体 ,利用计算机生成的一种虚拟环境 ,通 过视 、听 、触 ,甚至味觉 ,使用户身临其境 ,并能够与 之发生交互作用. [1 ]
作为数字城市建设的一个层面 ,数字校园的建 设必将推动数字城市的建设 ,为整个城市的信息数 字化打下良好的根基. 数字城市的建设也促进人们 开始着手探索数字校园可能发挥的角色. 目前 ,在整 个数字校园的建设中 ,虚拟校园三维漫游系统是数 字校园建设计划的核心平台 ,在此平台上的各种数 据库及其系统集成构成了整个数字校园的核心应 用. 所以校园的虚拟仿真三维漫游系统的建设具有 极其重要的研究意义. [2]
( Henan Provincial Key Lab on Information Network , Zhengzhou University , Zhengzhou 450052 , China)
Abstract :The Virtual reality technology has been applied to the establishment of“Digital Campus”, which can provide a new approach for the wandering and planning of the campus. The author combined with the development of Virtual Cam2 pus Three Dimension Simulation Wandering System , especially talking about some important problems of the system. At the end of this paper , some ideas about the development in the future are raised. Key words :virtual reality ; virtual campus ; 3 - D modeling ; scene wandering
生了碰撞 ,则利用保存在相交测试结果集中的交点 的信息作进一步的碰撞响应. [4]
在实验中 ,为了实现碰撞检测 ,我们通过在Vega
图 5 方向盘
图 6 方向盘驾驶漫游
环境中用 C + + 编程 ,为每个物体建立防撞的属 性 ,也就是相当于创建一个“类”,通过这种手段防止 发生穿墙而过. 我们使用 Z 方法计算运动体与地面 的碰撞 ,从而实现爬坡或台阶的效果. 使用 Bump 方 法计算运动体与场景中的建筑物 、树木等的碰撞. 4 未来应用及研究方向
图 1 综合行政楼
收稿日期 :2006 - 06 - 18 作者简介 :赵红领 (1978 —) ,男 ,河南商丘人 ,郑州大学河南省信息网络重点学科开放实验室教师.
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
[2 ] 余莉 ,王乘. 基于虚拟现实技术的数字校园三维仿真系统[J ] . 计算机仿真 , 2004 (4) :100 - 103.
[3 ] 王裕俭. 基于 Multigen Creator 和 Vega 的虚拟现实探讨[J ] . 测 绘信息与工程 , 2003 ,28 (4) :16 - 18.
郑州大学 (新校区) 总面积 4 000 多亩. 由于面 积较大 ,目前仍在建设之中 ,部分已经投入使用. 郑 州大学自合校后 ,致力于建设成国内甚至国际一流 大学. 整个新校区作为河南省乃至全国的窗口校园 和高校建设典范 ,将吸引众多的国内外人士前去观 摩 、访问. 虚拟校园的建设 ,有利于校园形象的展示 , 并对校园的进一步建设和远景规划提供了逼真的可 视化平台. 2 校园三维漫游系统的建设过程