(整理)人机交互课程设计---VRML设计--虚拟校园漫游系统.
人机交互课程设计--VRML设计-虚拟校园漫游系统
《人机交互》综合设计报告设计名称：人机交互综合设计选题名称： VRML设计--虚拟校园漫游系统姓名学号：专业班级：系（院）：设计时间：目录一、概述 (3)1、项目背景 (3)2、系统简介： (3)3、开发环境： (3)4、主要技术 (3)二、需求分析 (4)1、用户分析 (4)2、用户设计流程 (4)3、任务分析 (4)三、设计 (5)1、界面设计原则 (5)2、设计模型 (5)3、系统描述 (6)4、使用的交互技术 (6)四、界面实现 (6)五、主要源码设计 (7)六、可用性评估 (8)1、评估指标体系 (9)2、具体步骤 (9)3、结果分析 (10)七、结论 (10)1、总结 (10)2、不足之处 (10)3、心得体会 (10)一、概述1、项目背景VRML是一种建模语言,也是一种描述Internet上交互式3D多媒体和共享虚拟世界的开放标准。
VRML定义了一组用以描述三维图形的对象,这些对象称为节点,节点被组织成一种分层的结构,称为场景。
使用场景图数据结构来建立3D场境。
场景图是一种代表所有3D世界静态特征的节点等级:几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。
境界中的对象及其属性用节点描述,节点按照一定规则构成场景图,也就是说,场景图是境界的内部表示。
场景图中的第一类节点用于从视觉和听觉角度表现对象,它们按照层次体系组织起来,反映了境界的空间结构。
另一类节点参与事件产生和路由机制,形成路由图,确定境界随时间的推移如何动态变化。
VRML用文本信息来描述三维场景,在Internet上传输,然后在本地机上由VRML 浏览器解释生成三维场景。
这种工作机制,避免了在网络上直接传输图形文件,把复杂任务交给本地机器,从而减轻了网络的负担,使得在Internet上的三维交互成为可能。
VRML的访问方式是基于客户/服务器模式,其中服务器提供VRML文件及支持资源,客户通过网络下载希望访问的文件,并通过本地平台上的VRML浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界,因为浏览器是本地平台提供的,从而实现了与硬件平台的无关性。
VR校园漫游系统的设计与实现
VR校园漫游系统的设计与实现VR校园漫游系统的设计与实现随着虚拟现实（VR）技术的发展和应用，其在教育领域的重要性逐渐凸显。
VR技术可以为学生提供沉浸式的学习体验，尤其是在校园漫游系统的设计与实现方面。
本文将从需求分析、系统设计、功能实现和应用案例等方面，探讨如何设计与实现一款VR校园漫游系统。
一、需求分析1.1 教育背景VR校园漫游系统是基于虚拟现实技术实现的校园导览系统。
当今，越来越多的学校具备校园漫游的需求，以提升学生的校园导览体验和教育效果。
1.2 功能需求（1）虚拟地图：系统应提供校园的虚拟地图，标注教学楼、图书馆、实验室等主要场所，并提供导航和定位功能。
（2）教育资源：系统应整合丰富的校园教育资源，如教学视频、讲座录像、实验室模拟等。
（3）交互功能：系统应具备学生与场景进行交互的功能，如能够触摸物体、查看详细信息等。
（4）多媒体展示：系统应支持多媒体的展示，如图片、音频、视频等，以丰富学生的感官体验。
二、系统设计2.1 架构设计VR校园漫游系统的架构设计应包括前端和后端两部分。
前端负责展示虚拟场景和交互功能，后端负责处理用户请求和数据存储。
2.2 前端设计前端设计主要包括用户界面设计和虚拟场景设计。
用户界面设计应简洁明了，便于用户操作。
虚拟场景设计则应根据实际校园环境进行模拟，力求真实感。
2.3 后端设计后端设计包括数据管理和交互功能实现。
数据管理负责存储校园地图、教育资源和用户数据等，交互功能实现则包括导航、定位、触摸等功能。
三、功能实现3.1 地图实现在系统中，应建立一个虚拟地图，准确标注校园重要场所，并提供用户导航和定位的功能。
同时，应考虑地图的可扩展性，以便未来校园发展时能够及时更新。
3.2 教育资源整合系统应整合校园的教育资源，例如教学视频、讲座录像、实验室模拟等。
用户可以通过系统观看相关视频、参与虚拟实验等，提升学习效果。
3.3 交互功能实现系统应提供学生与虚拟场景进行交互的功能。
基于VRML虚拟校园设计
２８科技资讯 ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ虚拟现实技术（ＶＲ，ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）是当前非常活跃的研究领域，１９８９年由美国ＶＬＰ公司创建人ＪａｒｏｎＬａｎｉｅｒ提出，是一种逼真的模拟人在自然环境中的视、听、动作等行为的人机界面技术［１］。
本文研究的项目背景是内蒙古科技大学虚拟校园，从另一角度来宣传学校，利用ＶＲＭＬ构建内蒙古科技大学虚拟校园，通过ＶＲＭＬ技术对校园场景进行建模，并且与图像、声音、文字、视频等多媒体技术的结合，构建出了一个生动逼真的三维校园，使更多的人可以通过学校主页了解内蒙古科技大学，了解学校的建设成就，在五十周年校庆时和本科教学评估时，使学校形象得到充分的展现，因此开展虚拟校园的建设研究有十分重要的现实应用意义。
１ 虚拟场景建设的相关技术在虚拟现实技术中，首先要解决的问题是虚拟场景的建模方法，即虚拟世界的构造问题。
而虚拟三维空间建模的好坏是产生沉浸感和真实感的先决条件，场景太简单会使用户觉得虚假，而复杂逼真的场景又势必会增加交互的难度，影响实时性。
目前围绕虚拟场景建模问题的解决方式主要有三类。
１．１基于几何模型的建模技术基于几何模型渲染的建模技术要求手工设定模型参数，它借助各种造型、建模技术，用一些基本的几何单元来构造虚拟场景，然后再进行纹理映射、光亮度计算，对几何模型进行渲染。
其缺点是建模前必须了解建筑物各组成部分的位置及大小，而且建模过程比较复杂且工作量大。
当构造出高度复杂的场景时，模型数据量相当庞大，影响后续的实时绘制过程。
在普通计算机上实现高度真实感图形的实时绘制，存在绘制算法与速度、质量和景物复杂程度之间的矛盾。
１．２基于图像绘制的建模技术基于图像的建模技术用建筑物图像作为输入，使用计算机视觉技术，自动恢复建筑物的几何模型。
它不依赖于几何模型，而是利用事先获取的一组真实图像序列，对环境进行编码，并通过适当地处理变换合成位于新视点的视图，最终实现环境的完全漫游。
基于VRML的三维虚拟校园漫游系统研究
现代计算机（总第二六三期）ＭＯＤＥＲＮＣＯＭＰＵＴＥＲ２００７．７＊资金项目：福建省教育厅自然科学基金资助计划项目收稿日期：２００７－０６－１３修稿日期：２００７－０７－０３作者简介：曲巨宝（１９６３－），男，吉林乾安人，副教授，硕士，研究方向为网络技术与数据存储０引言虚拟现实生成的逼真三维视觉、听觉、触觉、嗅觉等虚拟感觉世界，通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ直接作用于用户，使之产生身临其境的效果，尤其是与其中的物体进行实时交互后，使人产生与计算机融为一体的真实感。
为大学在网络上建立三维虚拟校园，对于宣传大学形象和校园文化无疑是非常重要的，也是普通网页所无法比拟的。
１ＶＲＭＬ的核心技术和体系结构虚拟现实建模语言（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙＭｏｄｅｌｉｎｇＬａｎｇｕａｇｅ，简称ＶＲＭＬ）可以描述三维物体及其行为，并把它放入虚拟的三维环境中，构建虚拟境界，因此又称灵境技术，它是以虚拟现实为特征的３ＤＷｅｂ技术的核心，集成文本、图像、音响、ＭＰＥＧ影像等多种媒体类型，并可以内嵌用Ｊａｖａ、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ等语言编写的程序代码。
目前，基于Ｗｅｂ的虚拟漫游环境一般使用ＶＲＭＬ语言，采用面向对象的描述方法，通过对象的层次结构、封装、重用、消息（事件）传递以及超链接来实现。
２三维场景建模与集成虚拟场景建模是整个三维场景漫游系统的基础，模型的好坏，直接影响运行的效果和场景的逼真度。
过多的模型细节会严重降低模拟的效率，在建模过程中，往往要在模型的细节度和复杂性之间寻求平衡，必要时用纹理代替模型细节。
完全用ＶＲＭＬ语言建立复杂的三维模型既烦琐又不直观。
而使用３ＤＳＭＡＸ强大的三维建模功能，刚好可以弥补ＶＲＭＬ这方面的不足。
虚拟校园场景的开发主要分为两个阶段：第一阶段是针对校园内各个地上物体分别单独建模；第二阶段则是把所有已建模好的建筑物集成到虚拟环境中。
２．１建筑物模型设计对于外形简单、形状规则的建筑物可以采用贴图法建模。
VR全景校园互动系统的设计与应用
VR全景校园互动系统的设计与应用随着科技的不断发展，虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术在教育领域的应用越来越受到人们的关注。
VR技术可以为学生提供更加丰富、生动的学习体验，使他们能够在虚拟的环境中进行互动学习，提高学生的学习兴趣和学习效果。
设计并应用VR全景校园互动系统成为当前教育领域的热点话题。
本文将探讨VR全景校园互动系统的设计与应用，以期为教育工作者提供一些启发，促进教育领域对VR技术的更加深入应用。
1. 虚拟现实技术（VR Technology）：VR全景校园互动系统的设计需要充分利用虚拟现实技术，包括三维建模技术、全景视频技术、交互式体验技术等。
因为VR技术可以模拟出真实的场景，使学生可以在虚拟的环境中进行互动学习。
2. 全景校园建模（Panoramic Campus Modeling）：在设计VR全景校园互动系统时，需要对校园进行全景建模，包括校园内部的各个场所，例如教室、实验室、图书馆、体育场等。
全景校园建模可以为学生提供一个真实的校园环境，增强学习的真实感和亲近感。
3. 互动式学习体验（Interactive Learning Experience）：VR全景校园互动系统设计的重点是提供互动式学习体验。
系统需要具备交互功能，使学生可以自由地在虚拟校园中行走、观察、学习，并与虚拟环境进行互动。
学生可以通过VR眼镜在虚拟校园中进行漫游，查看校园景物，并进行各种互动操作，如触摸、拖动、选择等。
4. 多媒体教学资源（Multimedia Teaching Resources）：VR全景校园互动系统需要结合丰富的多媒体教学资源，包括视频、音频、图片等。
这些教学资源可以为学生提供更加生动、直观的学习体验，帮助他们更好地理解和掌握知识。
5. 跨平台应用（Cross-platform Application）：为了更好地推广VR全景校园互动系统，系统的设计应当兼容多种平台，包括PC端、移动端等。
基于VRML的虚拟校园系统的研究和设计
Microcomputer Applications V ol.27,No.7,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第7期文章编号：1007-757X(2011)07-0029-03基于VRML的虚拟校园系统的研究和设计宋燕燕，蒋博全，贾鹏程摘要：虚拟校园基于现实大学的一个三维虚拟环境，用于支持资源管理、环境规划和学校发展。
研究了虚拟校园系统的相关技术，并运用三维建模技术，利用VRML强大的交互性，实现了中国传媒大学南广学院虚拟校园系统。
关键词：虚拟校园；VRML；建模中图分类号：TP39文献标志码：A0引言虚拟校园系统是校园建筑及文化展示的理想方式，实时的三维空间表现能力、人机交互式的操作环境带来身临其境的感受，用户通过一定的方式可以从各个视角观察校园的内外建筑结构，感受校园文化。
目前国内外研究的虚拟校园系统在实现方法上可分为两种，主要按照虚拟场景的构造方法来区分。
一种是传统的基于几何建模的虚拟漫游技术，另一种是新兴的基于实景图像的全景技术。
建模法实现的虚拟校园系统中虚拟景观大多具有精确对应的几何模型，得到的场景比较细腻、逼真，同时便于用户与虚拟场景中虚拟对象的交互。
全景技术是一种基于图像绘制技术生成真实感图形的虚拟现实技术，是一种基于图像处理的技术，它是把相机环绕四周进行360°拍摄的一组校园实景照片拼接成一个全景图像，用一个专用的播放软件在单机或网络上显示。
VRML(Virtual Reality Modeling Language，虚拟现实建模语言)是一种基于web面向对象的三维造型语言，是计算机网络、多媒体技术与人工智能等技术的结合。
本文基于VRML实现虚拟校园系统，使其临场感强，文件短小，易于在网络上传输。
1VRMLVRML是一种虚拟现实建模语言，它以Internet作为应用平台，作为构筑虚拟现实应用的基本构架。
VRML文件是虚拟现实的文本性描述文件，可由任一文本编辑器编写，例如记事本、写字板等，也常采用一个功能强大并且使用简便的开发设计软件—VrmlPad。
人机交互课程设计
人机交互课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解人机交互的基本概念，掌握人机交互技术的发展历程及其在现实生活中的应用。
2. 学习并掌握常见的人机交互设备及其工作原理。
3. 掌握人机交互界面设计的基本原则，能够分析并评价交互界面的优劣。
技能目标：1. 培养学生运用人机交互技术进行创意设计的实践能力，学会使用相关软件工具进行交互界面设计。
2. 培养学生团队协作能力，能够在小组项目中发挥个人特长，共同完成人机交互项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对人机交互技术的兴趣，激发学生创新意识，提高学生对科技进步的关注度。
2. 增强学生的信息意识，培养学生对信息安全、隐私保护等方面的责任感。
3. 培养学生尊重他人观点，学会倾听、沟通、表达，形成良好的人际交往能力。
课程性质分析：本课程为人机交互领域的入门课程，旨在让学生了解并掌握人机交互的基本知识和技能，培养学生对该领域的兴趣和创新能力。
学生特点分析：本课程针对初中年级学生，该年龄段学生对新鲜事物充满好奇心，具备一定的信息技术基础，但需进一步培养实践操作能力和团队协作能力。
教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力。
2. 采用项目式教学，引导学生主动参与，培养学生的团队协作能力和创新意识。
3. 关注学生个体差异，实施差异化教学，使每个学生都能在课程中取得进步。
二、教学内容1. 人机交互基本概念：介绍人机交互的定义、发展历程及分类，分析人机交互技术在生活中的应用实例。
教材章节：第一章 人机交互概述2. 人机交互设备：学习鼠标、键盘、触摸屏等常见交互设备的工作原理及其在交互过程中的作用。
教材章节：第二章 人机交互设备3. 交互界面设计原则：讲解交互界面设计的基本原则，如一致性、简洁性、易用性等，并通过案例进行分析。
教材章节：第三章 交互界面设计4. 交互界面设计实践：运用相关软件工具（如Axure、Sketch等），进行交互界面设计实践，培养学生实际操作能力。
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。
基于VRML的三维虚拟校园漫游系统的研究
Ｖ ＭＬ ｓ ｎ ｓ ｒ ｔｅ ｒｗｓ ｎｔｅ ｅ ａ ｉ ｆ ｂｅｔ ｃ ｎ ｏ， ｅｔ ｈ ｉ ｅ ｒｌ ｅ ｅ ｅ ｄ ｌ ｇ ｅ ｔ ｅｍ ｐ ｉ ， ｄ Ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｅ ｏ ｈ ｖｏ ｏ ｊｃ ｏ ｔ ｌ ｃ ｑ ｓ ｅ ｔ ３Ｄ ｓ ｎ ｅ ｎ ， ｘ ｒ ａ ｐｎ ａ ｅ ａ ｂ ｈ ｒ ｈ ｂ ｒ ｏ ｓ ｒ ｔ ｅｎ ｕ ａ ｄ ｈ ｃ ｍｏ ｉ ｔ ｕ ｇｎ
ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｔｃ ｎｏｏｇ ，ｏｌｅ３ｄｖ ｒｕ ｌｃ ｍｐｕ ｃ ｎ ｓｅ ｔｔ ｍ ｏ ｌｎ ｔ ｏ ，ｅｅｍ ｉ ｈ ｅ ｅｏ ｎ ｅ ｈ ｌ ｙｓ ｖ ｉｔ ａ ａ ｓ ｓ ｅ ｅ ｎｉ ｙ ｄｅｉｇ ｍｅ ｄｄ ｔｒ ｎｅｔｅ ＶＲＭ Ｌ ｐ ｒｅ ｔｏ ａ ｄ ＣＯＲＴＯＮＡ ｈ ｅ ｃ ｐｒ ｎ ｎ
支 持高级 查找 、使用 书签 、分色 显示 、 自动侦 错等 编辑 功能 ；支 持 多步取 消和重 复操 作：采 用树 形结构 显示场 景构 造 ；支持在 浏 览 器中对 场景浏 览 ；有 功能 强大 的软件 发布 向导。 三 、虚拟校 园漫游 系统建 设的意 义 虚拟校 园 的建设 必将推 动虚拟城 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
一
、
引 言
虚拟 现实 （ ｉｔａ ｅ ｌｔ ，简称Ｖ ）技 术又称 为 “ ｖ ｒｕ ｌｒａ ｉｙ Ｒ 灵境 ” 技 术 ，它 是综合 了计 算机 图形学 、计算 机仿 真、传 感器 技术 、显 示 技术等 多种 高科技 的最新 成果 ，使人 和计算 机很 好地 “ 为一 融 体 ”，给 人以 “ 身临其 境 ”的感觉 。… 二 、ＶＭ 建模 技术 ＲＬ Ｖ Ｍ （ ｉｔａ ｅ ｌｔ ｏｅ ｉｇＬｎ ｕｇ ）即虚 拟现 实建 ＩＬ ｖｒｕ ｌＲａ ｉｙＭ ｄ ｌｎ ａｇ ａｅ Ｌ 模 语言可 以描述 三维 物体及 其行 为，并 把它放 入虚 拟的三 维环 境 中，构建虚 拟境 界．ＶＭ 与ＨＭ 一样 ，均为Ａ Ｃ Ｉ ＲＬ ＴＬ ＳＩ 文本格 式的描 述
应用VRML实现虚拟校园漫游系统
摘 要 ：以 北 京 工 商 大 学 良 乡校 区 为 示例 ， 绍 了如 何 实现 网上 在线 浏 览虚 拟 校 园． 系统 采 用 介
Ｍｕｔ ｎ建 模 工具 建 模 ， ｌＧｅ ｉ 实现 了从 Ｍｕｔ ｎ的 Ｏｐ ｎ Ｆｉｈ ｌＧｅ ｉ ｅ ｌ ｔ格 式 到 ＶＲ ｇ ＭＬ格 式 的模 型 格 式 转
换， 实现 了 ＶＲＭＬ虚拟 空 间和 外部数 据通 信 ， 论 了如何 提 高漫游 的速 度 和实时性 问题． 讨 关键 词 ： ＭＬ；Ｊ ＶＲ ＡＶＡ；虚拟现 实 ； 布 式虚拟 环境 分 中 图分类 号 ： ３ ２ ＴＰ １ 文献 标识码 ： Ａ 整个 系统 的实 时 交互性 漫游 ．
陈
谊 （ ９３ ， ， １ ６ 一）女 北京 人， 教授 ， 从事虚拟现实与仿真 技术方 向的研究．
者 更 方便 地 对模 型 进 行优 化 ， 以建 立 基于 最 少 多边
个 虚拟 现 实系 统和 如何 实现 在该 系统 中进 行 实时
性 和 交互 性 的漫 游．这 个 系统 的设计 和 实现 分 为以 下 几 步 ： 先 用 Ｍｕｔ ｎ Ｃ ｅｔｒ建 立 模 型 ， 后 首 ｌＧｅ ｒａｏ ｉ 然 将 Ｍｕｔ ｎ 的 Ｏｐ ｎ Ｆｉｈ ｌＧｅ ｉ ｅ ｌ ｔ文 件 格 式 转 换 成 ｇ
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三 维 环境 中．ＶＲＭＩ 因其 网上 浏 览 、 易于 编 写和 修
改 等特 点 ， 因而得 到 了广泛 的应 用． 目前 ，Ｅ Ｉ ６版 本 或 更高 版本 的浏 览器 都集 成 了 ＶＲＭＬ解 释 器 ， 在 但
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现 实建模 语 言 ） 以虚 拟 现 实 为 特 征 的 ３ ｂ技 是 Ｄ Ｗｅ 术 的核 心 ， 可 以描 述 一 个场 景并 把 它放 入 虚 拟 的 它
小议基于VRML 的3D 虚拟校园设计
小议基于VRML 的3D 虚拟校园设计1 引言虚拟现实(Virtual Reality) 是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，使用者如同身临其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的事物。
虚拟校园漫游是虚拟现实在教育领域的一个应用。
是利用虚拟现实技术和计算机图形学等技术，实现对校园场景的仿真再现，对校园进行交互式的浏览。
虚拟校园漫游系统是数字校园建设的一个不可缺少的组成部分。
VRML(Virtual Reality Modeling Language，虚拟现实建模语言)是一种基于web面向对象的三维造型语言，是构建虚拟漫游系统的有力工具。
VRML用ASCII文件来描述三维模型及渲染信息和动画过程，而将真正的生成工作放在本地实现。
目前VRML2.0已经成为国际标准。
本文基于VRML实现了一种可交互的动态数字虚拟校园漫游系统。
本文对三维建模、渲染的过程、实现动态与互动以及为了提高在Web中传输速度对VRML文件的优化进行了研究。
2 VRML 与三维建模VRML是面向web 3D的核心技术，VRMLPAD是编辑VRML的主用工具之一，可以进行简单的三维建模。
而对于复杂的三维场景，可以利用可视化三维建模工具生成VRML。
下面对于VRML和建模工具进行分析。
2.1 VRMLVRML 是一种建立在Internet 上的交互式三维多媒体的建模语言，它具有分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真等特征，被称为第二代Web 语言。
VRML 通过节点进行三维描述，任何对象都用节点表示，可以通过标准形状节点和高级形状节点，创造虚拟环境中的静态虚拟对象；通过各种动态造型节点和时间传感器节点，实现动态建模；通过传感器节点和视点控制，使系统能与用户交互。
2.2 利用可视化三维建模工具生成VRML目前常见的三维建模工具有3DS MAX，Sketch Up等，本文采用了3DS MAX。
虚拟校园漫游系统的创新设计与实现
虚拟校园漫游系统的创新设计与实现本文在研究虚拟现实（VRML）等相关技术的基础上，以山东协和学院的校园为背景，开发了一套基于3D MAX的虚拟校园漫游系统。
首先，根據实际情况对本校园漫游系统进行了充分的需求分析，制定出了总体设计方案和功能需求，然后利用3DS MAX软件对本校园场景中的对象进行建模，利用VRPlatform 软件完成对建模的渲染，最后通过网页界面实现人与场景中对象的交互功能。
该系统实现了对山东协和学院详细生动的展示，以便于招生工作中对学校的宣传。
标签：虚拟现实技术；校园漫游；展示一、研究背景虚拟现实技术的研究最早在美国兴起。
当时主要应用在美国军方对飞行驾驶员与宇航员的模拟训练。
最早研究虚拟现实技术的大学是美国的北卡罗来纳大学，主要研究模拟手术、模拟建筑、模拟航空驾驶等。
Brooks教授带领其小组成功研究制造了第一个虚拟建筑物的漫游系统。
而目前我国大多数学校已经建立了自己的网站平台，学生可以通过平台了解学校的一些基本信息，但都是些二维信息，如果能构建一个三维虚拟校园漫游系统，将可以真实地再现学校的设施设备和校园风貌，能让更多用户通过网络平台直观全面地了解学校，还能让新生能借助校园虚拟系统尽快熟悉学校环境，掌握学校更多其他信息，这必将对学校招生、宣传以及提升学校形象等方面工作起到重要的推动作用。
二、系统的功能需求分析和设计目标虚拟校园漫游系统实现对原有的资源平台的有效整合，在虚拟校园漫游系统中可实现学校校园导航、校容校貌展示、校园信息化管理、二维地图的导航功能、后台三维模型添加删除等功能，实现统一平台的管理。
同时，为了整合原有的图书馆平台和教学资源平台以及学校办公平台等，提供连接的接口，根据一定的权限和业务规则实现数据统一分类管理，是学校信息化建设，实行信息化管理的先进、有效的资源平台。
虚拟校园漫游系统设计的最终目标，一是保证用户使用方便；二是效果逼真，让用户获得更加真实的体验。
系统可使用浏览器访问，只须借助鼠标键盘就可实现在虚拟校园内漫游，十分方便。
人机交互课程设计报告
人机交互课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 理解人机交互的基本概念，掌握人机交互技术的发展历程及其在现实生活中的应用；2. 学习并掌握人机交互界面设计的基本原则，能够分析现有的人机交互系统存在的问题；3. 了解人工智能技术在人机交互领域的应用，探讨未来发展趋势。
技能目标：1. 能够运用所学知识，设计简单的人机交互界面，提升界面友好性和用户体验；2. 学会使用基本的人机交互软件工具，进行界面原型设计、测试与评估；3. 培养团队协作能力，通过与同学合作完成人机交互项目的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对人机交互技术的兴趣，激发创新意识，树立勇于探索的科学精神；2. 增强学生的信息意识，认识到人机交互技术在日常生活中的重要性，提升信息素养；3. 引导学生关注人机交互技术对社会、环境和人际关系的影响，培养责任感和道德观念。
课程性质：本课程为人机交互领域的入门课程，以理论教学与实践操作相结合，旨在帮助学生建立扎实的人机交互基础，培养创新设计和实践能力。
学生特点：针对年级特点，学生具备一定的信息技术基础，好奇心强，善于合作，但独立思考和解决问题的能力有待提高。
教学要求：结合课程性质和学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动，培养其独立思考和解决问题的能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容根据课程目标，教学内容分为以下三个部分：1. 人机交互基础理论- 理解人机交互的定义、发展历程及分类；- 掌握人机交互的基本原则和设计方法；- 学习人机交互技术在现实生活中的应用案例。
对应教材章节：第一章 人机交互概述2. 人机交互界面设计- 学习界面设计的基本原则，如一致性、简洁性、易用性等；- 掌握界面原型设计、测试与评估的方法；- 分析现有的人机交互系统存在的问题，并提出改进措施。
对应教材章节：第二章 界面设计原则与方法；第三章 界面原型设计、测试与评估3. 人工智能与人机交互- 了解人工智能在人机交互领域的应用，如智能语音助手、推荐系统等；- 探讨未来人机交互技术的发展趋势；- 学习人工智能技术在人机交互中的伦理道德问题。
基于VRML的三维虚拟校园的设计与实现_百度文库.
·36·计算机与信息技术开发与应用基于VRML 的三维虚拟校园的设计与实现孙文霞顾翔（南通大学计算机科学与技术学院，江苏南通 226019）摘要 VRML 是可以用来创作桌面虚拟现实系统的建模语言。
本文在介绍了VRML 的基础上，以南通大学三维虚拟校园为例，讨论了虚拟场景的构建技术，介绍了一些常用的建模的方法。
关键词虚拟现实；VRML；虚拟校园0 引言VRML （Virtual Reality Modeling Language），是一种用于描述交互式三维空间的虚拟现实建模语言。
借助VRML，可以建造虚拟的房间、建筑物、城市甚至星球等现实中的和想象中的事物；可以编写小程序来控制虚拟空间，赋予浏览者和虚拟空间进行交互的能力。
VRML 制作的三维空间是以文本文件的形式保存的，由已安装过插件的浏览器来解释展示。
文件短小的特点使之能够很方便的在网络上进行传输。
因此，这一语言为软件实现网上的虚拟现实系统提供了重要途径。
构建网络上的三维虚拟校园就是VRML 的一个有效应用。
1 VRML 要点VRML 是解释展示的，浏览器就是其解释器。
为了使IE 浏览器能够支持VRML，需要安装相应插件。
一种比较流行的插件是Intervista 公司的World View，另有一种是SGI （Silicon Graphics Inc）公司的Cosmo Player。
VRML 使用场景图数据结构来建立3D 实境，这是以SGI 的Open Inventor 3D 工具包为基础的一种数据格式，其基本单元被称为节点，场景图规定了节点之间的等级关系与嵌套关系。
VRML 总共定义有54个节点，它大致可以分为如下几类：造型节点：用于表示各种基本的几何体和用于任意几何体的线框图和面框图。
属性节点：用于定义相关对象的颜色、材质、纹理以及摄像机组、灯光组、视点、背景等。
组节点：用于将节点分组，把相关节点组合成为同一个对象。
感应节点：用于感知用户的输入或动作，以触发相应的动作。
虚拟校园漫游系统的设计与实现
强 大 的编 辑工具 包括 自动 控制和脚 本语 言 以及键 盘 快捷方 式 自定义等功能 。 其它关键 的功 能包括 修改远 程 和本地 文件 ， 色彩 语法译 码 ， 错误 提示 ， 分层 结构 ，
一
个 引导你发布在线 的工具 和一个预览窗 口。 它同样
般虚 拟现 系统 的最 基本 特征 ： 三维 环境 、 实 时渲染
网有机组合在一起。 在第二代万维网中， 用户不仅仅 按钮 驱动的界面 能够 让你方便 的编辑 函数 ， 这个 功能
只是欣 赏常见 的音视 频 多媒体 ，还可 以 与虚拟世 界 交互， 以 自己的方式访 问世 界各 地 的场 所 。
Ｖ Ｒ ＭＬ的特点 由于 Ｖ Ｒ ＭＬ是基 于虚 拟 现实 技术 ， 所 以他拥 有
第２ ７ 卷第 １ 期
２ ０ １ ３年 １月
武汉商业服务学院学报
Ｊ ０ＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｗ ＵＨＡＮ ＣＯＭＭＥＲＣＩ ＡＬ Ｓ ＥＲＶＩ ＣＥ ＣＯＬＬ ＥＧＥ
Ｖ０ １ ．２ ７ Ｎｏ ． Ｉ
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｒ ｙ ２ ０１ ３
虚拟 校 园漫游系统 的设计 与实现
以及将各个模块进行组 装调试 ］ 二 作。 接着介 绍运用 比较普 遍 的 ３ Ｄ ｍａ ｘ ３ ｄ ｍ ａ ｘ 是 三维 建模 软件 中最 富盛 名 的一 款 。其 优点 是性 价 比较 高 ，在 普通 的配置 上就 可 以满 足学
随着 虚拟 现实技术 的快 速发 展 ，越 来越 多 的大
罗 裁
（ 云 南农 业大学， 云南 昆明 ６ ５ ０ ２ ０ １ ）
摘 要 ： 近年 来 ， 虚 拟校 园漫 游技 术得 到迅猛 发展 ， 在诸 多领域 应 用广泛 。 本文 着重分析 虚拟现 实建模 语
vrml动画课程设计
vrml动画课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解VRML的基本概念，掌握VRML文件的构成和基本语法。
2. 学生能运用VRML语言创建简单的三维动画场景，并了解动画原理。
3. 学生能掌握VRML中的常用传感器及其功能，实现对动画的交互控制。
技能目标：1. 学生能运用VRML软件进行三维建模，培养学生的空间想象能力和创新思维。
2. 学生能通过编写VRML代码实现动画效果，提高编程实践能力。
3. 学生能运用VRML动画进行作品展示，提升表达和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习VRML动画制作，培养对虚拟现实技术的兴趣和热情。
2. 学生在创作过程中，培养团队协作和解决问题的能力，增强自信心。
3. 学生通过VRML动画创作，关注现实生活，提高对美的鉴赏能力。
课程性质：本课程为信息技术课程，结合学生年级特点，注重理论与实践相结合，培养学生的创新能力和实践能力。
学生特点：六年级学生具有一定的信息技术基础，对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力。
教学要求：课程设计要注重启发式教学，引导学生主动探究，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
教学过程中，注重分层教学，关注每一个学生的成长。
二、教学内容1. VRML基本概念与文件结构- 理解VRML的概念及其在虚拟现实中的应用。
- 学习VRML文件的构成，掌握基本节点和字段的使用。
2. 三维建模与动画原理- 运用VRML软件进行基础三维建模。
- 学习动画原理，实现简单动画效果。
3. VRML传感器与交互控制- 介绍VRML中常用的传感器类型及其功能。
- 实现动画的交互控制，提高作品的互动性。
4. 编程实践与作品创作- 编写VRML代码，实现复杂的三维场景和动画效果。
- 结合实际案例，指导学生进行VRML动画作品的创作。
5. 作品展示与评价- 学生展示自己的VRML动画作品，进行交流与评价。
- 分析作品的优缺点，提出改进措施。
教学内容依据教材章节进行安排，确保学生能够循序渐进地掌握VRML动画制作的相关知识。
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随着互联网技术的发展，虚拟现实技术逐渐在各个领域得到了广泛的应用，其中包括教育领域。
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统就是一个很好的例子。
这一系统可以帮助学生更加直观地了解学校的各个部分，提高他们对学校环境的认知。
本文将探讨基于Unity3D的虚拟校园漫游系统的设计与开发。
一、系统设计1.系统功能需求基于Unity3D的虚拟校园漫游系统主要功能是为用户提供一个仿真的校园环境，使用户可以通过虚拟现实技术进行学校漫游，并了解校园的各个部分。
具体功能需求包括：校园地图导航、虚拟校园建筑模型、校园景观展示、校园设施介绍等。
2.系统结构设计系统的结构设计主要包括客户端和服务器端两部分。
客户端主要负责用户界面展示、用户交互等部分，而服务器端主要负责数据存储、地图数据处理、漫游路线规划等部分。
两者通过网络进行通信，实现系统的正常运行。
3.技术选型在系统设计中，我们选择了Unity3D作为虚拟校园漫游系统的开发平台。
Unity3D是一个跨平台的游戏开发引擎，具有强大的3D渲染能力和丰富的资源库，非常适合虚拟现实应用的开发。
我们还选用了C#作为主要的开发语言，利用其强大的面向对象特性和丰富的类库，实现系统的各项功能。
二、系统开发1. 系统模块开发在系统开发中，我们首先完成了虚拟校园地图导航模块的开发。
我们通过Unity3D提供的地图渲染功能，将现实中的校园地图模型化，并实现了用户在虚拟环境中的导航功能。
用户可以通过点击图标或者输入关键词，实现对指定地点的导航。
我们对校园建筑模型进行了开发。
我们根据实际校园的建筑模型，利用Unity3D的建模工具，将校园建筑进行了模型化，并实现了用户在虚拟环境中的漫游功能。
用户可以通过操控键盘和鼠标，实现在虚拟校园中的自由移动和观察。
我们还开发了校园景观展示模块和校园设施介绍模块。
通过Unity3D的动画和特效功能，我们实现了校园景观的展示，让用户可以在虚拟环境中感受到校园的美丽。
基于VRML的虚拟校园漫游系统的设计
第22卷第2期2010年6月河南工程学院学报(自然科学版)JOURNAL OF HE NAN I N STI T UTE OF E NGI N EER I N G Vol 122,No 12Jun .2010基于VRML 的虚拟校园漫游系统的设计刘占伟1,卢 静2(1.河南工程学院数理科学系,河南郑州451191;2.河南工程学院计算机科学与工程系,河南郑州451191)摘 要:运用三维建模技术,同时借助Java 与VR ML 强大的交互性,设计了河南工程学院虚拟校园漫游系统.该系统采用三层体系结构,实现了三维漫游、二维导航、数据查询和交互控制等功能.为了实现该系统,重点进行了三维场景建模和交互功能的设计,并给出了实现的具体方法.关键词:三维建模;VR ML;虚拟校园;三维漫游中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1674-330X (2010)02-0056-04收稿日期:2009-08-12作者简介:刘占伟(1979-),男,河南宁陵人,助教,硕士,主要从事智能决策、虚拟现实和地理信息系统研究. 随着计算机网络技术和虚拟现实技术的发展,许多高校建立了基于VR ML (V irtual Reality Model 2ing Language,虚拟现实建模语言)的网络虚拟校园系统,把教学楼、重点实验室、图书馆等教学设施通过三维图形生动地展现出来.用户仅需要通过电脑和网络,安装必要的插件,就能身临其境地感受真实场景的校园.以河南工程学院为例,学院分多个校区办学,校内滨湖公园、休闲景观、绿化带与教学建筑交相辉映.因此,采用虚拟建模技术,建立学院虚拟校园漫游系统,对于展示校园文化和扩大学院知名度具有重要的意义.建立基于VR ML 的虚拟校园,需要考虑真实感、绘制速度和交互方式等重要因素.通常VRML 文件较大,难以达到平滑的运行效果,实时浏览较慢;在交互方式上限于VR ML 插件提供的功能,用户在漫游过程中可能由于不清楚当前所在的位置,所以难以获得当前视点所在场景的信息.因此,本文在场景建模时主要实现生成文件量较小的三维模型,模拟场景的真实感;在交互控制中,运用Java 和VRML 实现信息查询和视点跟踪,增强用户与虚拟场景的交互.1 虚拟现实建模语言VRMLVR ML 是一种建立在I nternet 上的交互式三维多媒体的建模语言,它具有分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真等特征,被称为第二代W eb 语言[1].VR ML 文件是虚拟现实的文本性描述文件,可由任一文本编辑器编写,例如vr m l pad .该文件以扩展名1wrl 的格式进行保存.一个VR ML 文件包括了一些主要的功能部件:文件头、场景图、原型和事件路由等.它的解释、执行和显示一般由专门的浏览器来完成,通过浏览器对VRML 进行处理后,以声音和图像的形式展现出来,即所谓的“虚拟世界”.用户除了可以在“虚拟世界”中漫游外,浏览器还允许用户通过场景图层次中的感知器节点与虚拟世界进行交互[2].交互性是VR ML 2.0最大的改进[3],它支持Java 、脚本语言,从而可以产生全新的交互式应用.VR ML 2.0也支持外部编程接口(EA I ),它是一种介于VRML 世界与外部环境的创作接口,通过该接口,用户可以访问当前运行的VRML 世界,控制VRML 世界内部的场景[4],可以通过创建Java 小程序,与相应的VRML 场景一起嵌入到W eb 页面中实现相互通信,访问和控制VRML第2期刘占伟,等:基于VR ML 的虚拟校园漫游系统的设计场景中的节点,实现外部程序对VR ML 虚拟场景的访问和控制.VR ML 2.0不仅制定了标准的E A I,而且允许浏览器厂商开发E A I,这就意味着VRML 具有强大的扩充性[5].2 虚拟校园漫游系统的设计2.1 系统的结构河南工程学院虚拟校园漫游系统采用客户层、业务逻辑层和数据层的三层体系结构,见图1.浏览器处于客户层,用户使用内嵌VR 插件(cortvr m l ),采用HTTP 协议与服务器端进行通讯,提供三维虚拟场景的显示、操作、漫游和发出请求信息等;业务逻辑层包括W eb 服务器和应用服务器.W eb 服务器接收客户层发出的请求,调用应用服务器的服务模块,向数据服务器发出数据交互的请求.数据层包括S QL Server数据库和VRML 文件(3.wrl ).图1 系统的体系结构F i g .1 Structure of the syste m该系统的功能包括场景介绍、三维漫游、二维导航、数据查询、交互控制等.(1)场景介绍.对用户当前所处位置进行文字性描述,让用户不仅能直观地感受到景物,而且也能够从文字上了解景物的名称和用途,从而对学院有更深刻的了解.(2)二维导航.用户通过导航地图,了解校园场景的整体分布和当前所在校园中的位置,单击导航地图中某一位置,可以快速进入该景点.(3)三维漫游.通过键盘或鼠标,使用户能在虚拟校园中漫游,场景随着观察者所在位置的变化而变化.(4)数据查询.通过输入景物属性信息,能够显示景物和邻近景观;在景观中浏览,单击景物对象,能够显示景物的属性数据.(5)交互控制.在虚拟校园中,用户浏览不仅能被动地欣赏,还可以参与、介入虚拟世界中的物体及表现方式,与虚拟场景进行实时交互.例如用户在校园场景中随意浏览时,如遇到教学楼的门可以把它打开,进入教室可以把灯打开,把窗帘拉开.2.2 三维场景的建模三维建模是建立虚拟校园的基础,应该尽量将模型做得逼真、美观.(1)基础数据准备.将河南工程学院多个校区的平面图通过扫描得到图片,通过等高线图生成具有地形特征的DE M 作为整个系统的矢量化底图;通过Google Earth 软件,获取多个校区的卫星图片;用数码相机多角度的拍摄办公楼、教学楼、图书馆、操场等景观照片,再把所拍摄的照片进行优化.(2)设置空间背景及建立底图.VR ML 2.0提供了54种标准的节点类型.利用Box 节点建立一个立方体,再使用Texture i m age texture 的贴图功能把学院的平面图贴到该立方体上,得到系统需要的底图.通过Backgr oud 这个节点在VRML 中编辑系统的空间背景色,其中造型颜色使用RG B 色彩进行度量,造型材质色外观分别使用三原色进行调整设置.(3)三维建模过程.工程学院校区多,占地面积大,景观复杂,尤其是南校区有沟壑和天然槐树林.在虚拟场景构造时,往往需要构建复杂的三维几何体,并且需要将普通的文本和三维景观直接联系起来.VR ML 2.0提供了54种标准的节点类型,包括组节点、通用节点、几何体节点、几何属性等.VRML 没有提供高级的几何造型,可利用VR ML 结合3DS MAX 建立模型.一般基础模型尽可能用VRML建模,并进行VR ML 优化.然后,利用I nline 节点进行插入,以减少文件所占存储空间,提供浏览器的读取速度.对于复杂物体,在使用3DS MAX 建模时,尽量减少弧形、圆形以及各种光滑表面的使用,而多用直线、直面,即使使用曲线、曲面,也尽可能减少顶点和面片数.为了模拟虚拟场景的真实性,采用基于相对坐标的方法,对于规模大、精度要求高的模型以同一场景中的相对坐标来构建.模型建立完毕之后,模型导出为VRML 语言识别的1wrl 格式,通过V r m l pad 编辑器对1wrl 文件进・75・河南工程学院学报(自然科学版)2010年行代码的完善,加入Navigati on 节点实现漫游,运用LOD 技术进行设置模型可视距离.为了做到真实的碰撞效果,在每一个1wrl 文件中对每一个不可穿越的物体设置Collisi on 节点,防止出现因碰撞而穿墙过的问题.2.3 交互功能的设计2.3.1 景物与属性互查询功能利用VR ML 的Anchor 节点以及网页与场景中的对象连接功能,实现对场景中建筑、道路、操场等景物属性数据的查询.如:对建筑可查询的内容包括建筑名称、功能、层高等信息.反之,输入景物名称可以显示出相对应的景观.2.3.2 数据查询功能利用Java 编写的程序调用VR ML 虚拟场景Scene 对象,获取浏览者所在位置的坐标、方位等信息,还可以进行建筑、绿地等面积的查询与统计.2.3.3 虚拟场景动态控制功能VR ML 中的EA I 是与VRML 插件相联系的Java包,允许Java App let 访问VRML 中的场景,实现用Java 实现虚拟场景动态控制功能.用户控制虚拟场景流程见图2.图2 虚拟场景控制流程图F i g .2 Flow chart of v i rtua l scene con trol以打开虚拟教室里的灯的交互为例设计如下.DEF TS T ouchsens or{…}#定义“接触感应器”节点DEF la mp Transf or m {…}#定义“灯”的节点DEF la mp light D irecti onal L ight{#定义光源节点col or 1.01.01.0#光源在场景中的颜色on F ALSE #设置光源初值为“关闭”}DEF Change Scri p t{#定义脚本节点event O ut SF Bool la mp set #定义脚本执行后的发出事件eventI n SFTi m e t o t ouch #定义脚本启动后的发入事件url"vr m lscri p t:#定义脚本中的描述语言functi on t ot ouch (){#定义脚本中的执行函数la mp set =T URE;}"#设定发出事件}ROUTE Ts .t ouchTi m e T o Change .t ot ouch #设定感应器触发脚本执行的路由ROUTE Change .la mp set To la mp light .set 2on #设定脚本输出到场景节点改变的路由3 虚拟校园漫游系统的实现系统的开发方法:将VR ML 和Java App let 置于同一页面下,以Java App let 为控制的核心;三维模型以3.wrl 文件格式通过HT ML 的标记嵌入到网页中;Java App let 代码先生成相应的class 文件,然后通过HT ML 的标记<App let >包含在VR ML 文件所在的网页中.开发语言:Java 建模语言:VR ML 建模工具:V r m lPad展示平台:I E 610(安装VRML 浏览器插件Cortvr m l 及插件Quickti m e 7.0)初步开发的河南工程学院虚拟校园漫游系统主界面如图3所示.通过点击主界面上的卫星图片,可以选择其中一个校区进行虚拟校园漫游.进入校本部页面,单击图书馆链接后,可实现任意方向的实时实景漫游,其余景点类似.・85・第2期刘占伟,等:基于VR ML的虚拟校园漫游系统的设计图3 主界面F i g .3 The ma i n i n terface教学楼虚拟教室如图4所示,操作鼠标或键盘,可在虚拟教室中进行实时漫游、交互.图4 教学楼虚拟教室F i g .4 V i rtua l cl a ssroo m of a teach i n g bu ild i n g4 结束语本文运用VRML 建模与Java 交互技术设计了河南工程学院虚拟校园漫游系统,实现了网络化校园电子地图和虚拟现实技术的良好结合以及三维虚拟现实场景的交互式浏览.系统在绘制速度、真实感和交互性等方面取得了很好的效果.但是由于学院校区多,景观复杂,尤其是南区特有的地貌,该系统还有很多需要完善的地方,如三维场景建模的逼真度可进一步增强,虚拟场景中多用户交互的功能有待实现.参考文献:[1] 张昌明,张 虹.基于VR ML -Java 的网络虚拟现实的实现[J ].计算机工程与设计,2005,26(9):2410-2412.[2] 阳化冰.虚拟现实构造语言VR ML [M ].北京:北京航空航天大学出版社,2000:9-18.[3] ANCLRE G,CRABR I E L T,B I L L H.A framework f orstrea m ing geometry in VR ML [J ].I EEE Computer Graph 2ics and App licati ons,1999,19(2):68-78.[4] 王玉田,孔德慧.虚拟校园漫游系统的实现[J ].北京工业大学学报,2006,32(4):316-320.[5] 赛博科技工作室.VR ML 与Java 编程技术[M ].北京:人民邮电出版社,2002:36-58.D esi gn of V i rtua l Cam pus Cru isi n g Syste m Ba sed on VR MLL I U Zhanw e i 1,LU J i ng2(1.D epart m ent of M athe m a tical and Physica l Sciences,Henan Institute of Engineering,Zhengzhou 451191,China;2.D epa rt m en t of Co m puter Science and Eng ineering,Henan Institute of Engineering,Zhengzhou 451191,Ch ina )Abstract:The three di m ensi onalmodeling technol ogy and str ong interacti on of java and VR ML are app lied .The virtual ca mpus cruisingsyste m of Henan I nstitute of Engineering is designed .Three 2layer structure is adop ted in the syste m.Three di m ensi onal crui 2sing,t w o di m ensi onal navigati on,data query and interactive contr ol functi ons are realized.I n order t o realize the syste m,the research f ocuses on designs of three di m ensi onal scene modeling and interactive functi on,and then p r oposes the s pecific method t o realize the design .Key words:three di m ensi onal modeling;VR ML;virtual ca mpus;three di m ensi onal cruising・95・。
VRML虚拟校园漫游与交互技术
VRML虚拟校园漫游与交互技术
冯桂珍;池建斌;王大鸣;张德莹
【期刊名称】《图学学报》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】鉴于虚拟校园在高校数字化和信息化建设中的重要意义,以石家庄铁道学院为例,探讨VRML构建虚拟场景的漫游与交互技术.以VRML、3DMax等为场景构建工具、以JavaScript为VRML内部脚本和外部脚本接口编程工具,通过VRML 与HTML的整合集成,实现了虚拟校园漫游与交互系统,具有导航漫游、对虚拟场景进行交互操作和设置、信息查询等功能.直观地展示了校园景观及设施,方便了用户对校园信息的查询,取得了良好的效果.
【总页数】6页(P40-45)
【作者】冯桂珍;池建斌;王大鸣;张德莹
【作者单位】石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄,050043;石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家庄,050043;石家庄铁道大学机械工程学院,河北石家
庄,050043;石家庄铁道大学土木工程学院,河北石家庄,050043
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于VRML的虚拟校园交互式漫游系统的设计与实现 [J], 魏勇
2.基于VRML的虚拟校园漫游系统的设计 [J], 巢海鲸;张雨晴
3.基于VRML的虚拟校园漫游系统研究 [J], 杨建菊
4.基于VRML的虚拟校园漫游系统--义乌工商学院校园漫游系统 [J], 黄秀常;全秋燕;叶春红
5.基于VRML和JAVA的虚拟校园漫游导航系统的设计和实现 [J], 张凯
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虚拟校园全景漫游系统的设计与实现学士学位论文
本科生毕业设计（申请学士学位）论文题目虚拟校园全景漫游系统的设计与实现毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：滁州学院本科毕业设计（论文）原创性声明本人郑重声明：所呈交的设计（论文）是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：2011年5月6日目录摘要 (1)Abstract (1)1 绪论 (2)1.1 引言 (2)1.2 选题背景及意义 (2)1.2.1 选题背景 (2)1.2.2 选题意义 (3)1.3 本文结构及主要内容 (3)2 相关知识 (4)2.1 OpenGL编程基础 (4)2.1.1 OpenGL简介 (4)2.1.2 OpenGL的主要功能 (4)2.1.3 OpenGL体系结构及工作流程 (5)2.2 MFC编程技术 (6)2.3 虚拟场景建模技术 (8)2.3.1 三维几何建模技术 (8)2.3.2 基于图像建模技术 (8)2.3.3 基于几何和图像的混合虚拟场景建模技术 (9)3 全景漫游系统的设计 (10)3.1 系统整体设计 (10)3.1.1 系统功能概述 (10)3.1.2 系统基本设计方案 (10)3.1.3 系统基本框架 (11)3.2 系统详细设计 (11)3.2.1 全景图的生成 (11)3.2.2 纹理贴图 (14)4 系统实现与测试 (17)4.1 主界面的实现 (17)4.2 交互漫游的控制 (18)4.3 系统相关测试 (22)5 应用前景 (23)结束语 (25)参考文献 (25)致谢 (27)虚拟校园全景漫游系统的设计与实现摘要：虚拟现实技术能够逼真再现现实环境，用户在虚拟环境中通过自然的交互式操作能获得与真实环境相似的感受和体验。
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《人机交互》综合设计报告设计名称：人机交互综合设计选题名称：VRML设计--虚拟校园漫游系统姓名学号：专业班级：系（院）：设计时间：指导教师评语：成绩：签名：年月日目录一、概述 (3)1、项目背景 (3)2、系统简介： (3)3、开发环境： (3)4、主要技术 (3)二、需求分析 (4)1、用户分析 (4)2、用户设计流程 (4)3、任务分析 (4)三、设计 (5)1、界面设计原则 (5)2、设计模型 (5)3、系统描述 (6)4、使用的交互技术 (6)四、界面实现 (6)五、主要源码设计 (7)六、可用性评估 (8)1、评估指标体系 (9)2、具体步骤 (9)3、结果分析 (10)七、结论 (10)1、总结.......................................................................................................................... 错误！未定义书签。
102、不足之处 (10)3、心得体会 (10)一、概述1、项目背景VRML是一种建模语言,也是一种描述Internet上交互式3D多媒体和共享虚拟世界的开放标准。
VRML定义了一组用以描述三维图形的对象,这些对象称为节点,节点被组织成一种分层的结构,称为场景。
使用场景图数据结构来建立3D场境。
场景图是一种代表所有3D世界静态特征的节点等级:几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。
境界中的对象及其属性用节点描述,节点按照一定规则构成场景图,也就是说,场景图是境界的内部表示。
场景图中的第一类节点用于从视觉和听觉角度表现对象,它们按照层次体系组织起来,反映了境界的空间结构。
另一类节点参与事件产生和路由机制,形成路由图,确定境界随时间的推移如何动态变化。
VRML用文本信息来描述三维场景,在Internet上传输,然后在本地机上由VRML 浏览器解释生成三维场景。
这种工作机制,避免了在网络上直接传输图形文件,把复杂任务交给本地机器,从而减轻了网络的负担,使得在Internet上的三维交互成为可能。
VRML的访问方式是基于客户/服务器模式,其中服务器提供VRML文件及支持资源,客户通过网络下载希望访问的文件,并通过本地平台上的VRML浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界,因为浏览器是本地平台提供的,从而实现了与硬件平台的无关性。
现今，基于VRML的虚拟校园漫游系统已经有很多成功案例，如成都电子科技大学、义乌工商学院等，都已成功开发出了虚拟校园漫游系统。
2、软件定义：基于VRML的虚拟校园漫游系统3、系统简介：通过VRML制作的虚拟校园是个规模较大的三维场景,旨在通过网络展示校园风貌,用户可以走入虚拟校园中,观赏校园的自然风貌,领赂校园的生活氛围。
浏览者可以利用输入设备控制自己的视点和视角,对这个虚拟场景进行全方位的浏览和交互。
4、开发环境：3DMax，NetScape浏览器5、主要技术：3Dmax, VRML二、需求分析1、用户分析该系统的用户为偶然型用户，即没有计算机应用领域的专业知识，也缺少计算机系统基本知识的用户，遍布各种年龄层次，文化背景，职业特征和爱好等。
所以本系统的人机交互主要体现在鼠标点击事件。
点击事件为从此角度来观看整个校园。
2、用户设计流程（1）用户的观察和分析通过组织一组用户进行讨论，以便更了解用户的理解，想法，态度和需求。
（2）设计通过3D Max软件制作界面，并加入交互。
（3）实施实施阶段，对系统原型进入最后的调整。
3、任务分析（1）管理员和用户使用本虚拟校园漫游系统的用例图，如下图所示（2）用户漫游校园的顺序图三、设计1、界面设计原则1）界面要具有一致性2）常用操作要有快捷方式3) 提供必要的错误处理功能4) 提供信息反馈5) 允许操作可逆6) 设计良好的联机帮助7) 合理划分并高效地使用显示屏幕2、设计模型图1 信息楼的3D模型图2 文科楼的3D模型图3 理科楼的3D模型图4 花台的3D模型3、系统描述通过VRML制作的虚拟校园是个规模较大的三维场景,旨在通过网络展示校园风貌,用户可以走入虚拟校园中,观赏校园的自然风貌,领赂校园的生活氛围。
浏览者可以利用输入设备控制自己的视点和视角,对这个虚拟场景进行全方位的浏览和交互。
4、使用的交互技术本系统做运用的交互技术有(1)定位：确定平面或空间的一个点的坐标。
(2)定值：用于设置物体的旋转角度，缩放比例等。
(3)选择：在某个选择集中选出一个元素，通过注视，指点或接触一个对象，使对象成为后续行为的焦点。
(4)几何约束：用于对图形的方向，对齐方式等进行规定和校准。
四、界面实现1、用户可用键盘上的前后左右键漫游系统，在系统中行进；2、用户可用鼠标在系统中行进漫游；3、用户漫游时无法用+、—控制速度；4、用户可用NetScape浏览器自带的功能键实现俯视或仰视建筑（图5、图6、图7）；图5 NetScape浏览器自带的功能键（左起第一个是控制视角的）图6 用键得到的俯瞰信息楼图图7 用键得到的信息楼仰视图五、主要源码设计WRL文件格式是VRML语言编写程序的文件格式，可用记事本直接打开，以下是信息楼，文科楼和理科楼的3D模型的代码，其中“#”以后为程序注释语句。
#信息楼代码开始（xinxilou.wrl）DEF col Transform {children [Shape { appearance Appearance {exture ImageTexture { url "xinxilou.jpg"}}#链接到信息楼的图片作为墙体图片geometry ox { size 40 35 10 } #楼的立体大小} ]}Transform { translation 0 8.5 0 children [USE col] }#楼在三维环境中的地址#信息楼代码结束#文科楼代码开始（wenkelou.wrl）DEF col Transform { children [Shape {appearance Appearance { texture ImageTexture { url "xinxilou.jpg"}}geometry Box { size 40 35 10 } }]}Transform { translation 50 8.5 0 children [USE col] }#文科楼代码结束#理科楼代码开始（likelou.wrl）DEF col Transform { children [ Shape {appearance Appearance {texture ImageTexture { url "likelou.jpg"}}geometry Box { size 40 42 10 }}]}Transform { translation 20 8.5 80 children [USE col] }#理科楼代码结束#花台代码开始（huatai.wrl）DEF col Transform { translation -30 6 0children [Transform { translation 0 -4.5 0children [Shape { appearance Appearance {material Material {}texture ImageTexture { url "huatai.jpg"}}geometry Box { size 3 3 3 } } ]}]} Transform { translation 0 0 40 children [USE col] }Transform { translation 80 0 40 children [USE col] }#花台代码结束#主程序代码开始（虚拟校园.wrl）Transform { translation 40 2 0children [DEF sphere Shape {appearance Appearance {material Material {}}}]} #地面Transform { translation 0 0 30children [ Shape { appearance Appearance {texture ImageTexture {url "diban.png"}} #地板图geometry Box { size 240 1 240}}]}Inline { url ["huatai.wrl",] }#花台Inline { url ["likelou.wrl",] }#理科楼Inline { url ["xinxilou.wrl",] }#信息楼Inline { url ["wenkelou.wrl",] }#信息楼Background {skyColor [0.1 0.14 0.40, 0.9 0.8 1,]skyAngle 1.571 }#背景色Viewpoint { position 60 2 60 orientation 0 1 0 0.8}#定义最初视角#主程序代码结束六、可用性评估1、评估指标体系2, 具体实现步骤（1）评估人员介绍测试的目的（2）思维训练在做什么？看到了什么？怎么想的？有什么疑问？（3）任务介绍用户使用系统之前尽可能告诉用户有关系统的信息，询问用户是否有关于研究目标、过程或任务的问题。
（4）开始测试（5）（6）结束测试询问用户是否还有更多的关于系统或研究的问题。
回答那些现在就可以回答的问题，或让用户和可以回答这些问题的人联系。
3, 结果分析80%的测试者的完成比率较高，反应了测试任务设计是比较合理的，以简单任务开始，以简单任务结束，使得用户在任务完成时有成就感。
20%的测试者的完成比率较低的原因为：浏览时图像很模糊，且名称标记不清楚。
六、结论1、总结这次的虚拟校园漫游系统，我主要运用的是VRML、3DMax，3Dmax是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件，广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。
我在VRML中，创建并编辑了多个对象，将他们组合在了一起，为他们指定特殊材质，使他们看起来更加真实。
2、不足之处（1）建筑物各面墙体都是一样的，不够真实；（2）没有完成预期的拥有主要的树木和复杂的标志性建筑；（3）没有限定行人不可穿越建筑物。