三维虚拟校园设计

1 绪论

1.1 论文选题背景与意义

1.1.1 本文选题背景

在如今一个网络化高速发展的年代，计算机科技逐渐改变着人们的生活。本文正是以虚拟建设技术最前沿的技术为基础，探讨关于这种新型科技在社会生活中实际应用。随着全球化的不断进展，不同地区的人们之间的联系越来越多样化，因此人们需要的信息往往比较快捷，及时。地球概念的提出和成功实践，对现实大学校园的数字化和虚拟化，即对虚拟校园的研究与构建也越来越多，前景也越来越广。正是在这样的前提下，本文联系到与大学校园有关的内容，探讨有关三维虚拟校园的设计任务。

虚拟校园(virtual campus)是基于地理信息技术、虚拟现实技术、计算机网络技术等高新技术，将校园地理信息和其他校园信息结合，以三维虚拟可视化境界面实现校园景观、校园信息的浏览、查询，并可连接到到计算机网络，提供远程用户方便访问的一个新的校园空间。这个校园空间是利用虚拟现实技术建立起来的，所以它也有虚拟现实技术的一些特点--沉浸感和交互性，即用户能体会到计算机带来的真实感。从而对校园进行更真实的观察和访问。

1.1.2 研究的意义

国家教育部多次涉及提到了虚拟校园的建设，阐明了虚拟校园的地位和作用。

建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，给用户以逼近真实的视觉理解和感知，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉，其中的各种办公楼、食堂、道路及绿化地带和植物，都栩栩如生的呈现在人们的眼前，三维虚拟校园模拟现实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园用途广泛：可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络察看，丰富其人性化的信息查询功能，有效提高大学的知名度，有助于大学的宣传和信息的集中和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以便捷领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够更全面的掌握。虚拟现实技术应用在数字校园中，使用计算机技术来生成一个模拟的三维校园景观，并赋予其可控性，让浏览者可以与这一虚拟客体进行交流，是体现校园风貌、特色和实力的标志，其主要核心是帮助校园推广、宣传，招生等方面的要，主要通过以下几个方面体现：

（1）更直观的呈现方式，利用三维成像技术将学校直接呈现在观察者面前，而这只要使用者在联网即可。

（2）更先进的呈现手段，随着多媒体网络的发展，每一个用户都可以通过互联网体验到这种先进的技术，再者管理者更轻松，便捷的管理。提高了管理效率，同时满足了用户的需求。（3）最便捷的编辑工具，本文利用Google Earth 影像为数据源，以 Sketchup 为三维建模工具，其数据来源快捷准确，操作软件简单快捷。两者的有机配合更是为建设虚拟校园提供了更高的效率。

综上所述：以Google Earth 和Sketchup 为三维建模工具实现的虚拟校园有更广的发展前景，更实用的发展品台。

（4）更光广泛的应用前景，众所周知谷歌是世界上最流行的网络巨头之一，随着谷歌对虚拟产业的关注，三维虚拟产业也将会有更好的前景。

1.2.2虚拟现实技术国内研究现状

网络虚拟校园已在国内许多地方都有成功的例子，哈尔滨工业大学、湖南大学、北京大学、中南大学、西南交通大学、中国石油大学等多所高校，都已采用VR技术建设了虚拟校

园。大学对每个上过大学的人来说是有着特殊的，不一样的感情，在大学生活过的人都知道，大学生活给每一个学生留下了最美好的回忆。大学校园的学习氛围、校园风景，文化底蕴对人的教育有着非常深远的影响。我们生活过，娱乐过，学习过的教学楼更是每一位学生在大学时代难以忘怀的美好回忆。教室、食堂、图书馆这些学校的标志性建筑，以及校园内的每一寸风景树木都在影响着每一个人。这些都是人们从书本中难以得到的。VR技术的应用和网络技术的发展，使我们可以更亲近，更逼真的体验校园环境，即使不在校园，远在天边，也能面对面真实的感受到身临其境的感觉。因此虚拟校园成了VR技术与网络在教育领域最早的应用。当前的虚拟校园主要功能是满足浏览功能以及查阅功能等，但是在不久的将来将会有更强大更灵活的功能。让使用者能身临其境的感觉未来，能亲眼目睹随着网络科技的不断进步与创新，在未来我们肯定能对VR技术进行更广泛的应用与研究。

1.3本文主要内容

本文以商丘师范大学的环境与规划学院设计为研究对象，通过最普遍的应用型软件Google Earth 与最便捷的三维建模软件Sketchup（草图大师）建立起三维虚拟校园。并详细给出其中主要运用的方法和技术，并作详细介绍。以及对这些技术提出的改进和对未来的展望。希望这种应用型软件Google Earth和三维建模软件Sketchup（草图大师）能在将来的使用中不断改进和完善。

主要包括内容如：国内外研究状况，三维建模软件Sketchup（草图大师）和应用型软件Google Earth的结合方法，这种方法研究的意义与前景；三维虚拟校园建设理论基础；Google Earth 与KML；建模软件SketchUp ：对此种方法提出的建议以及对未来的展望。

将虚拟技术引入到现代校园建设中，变出现了三维虚拟校园技术。这种以虚拟技术为基础的虚拟校园有许多优点：有多感知性（及多种感官系统感知）；临场感（及现场的感觉）；构想感（用户不单单的以平面，可以更多元化的观察）。三维虚拟校园的建设方法有很多种，其中各有各的特色，但是就虚拟校园建设的快捷，简单，方便来讲。本文以三维建模软件Sketchup（草图大师）和应用型软件Google Earth的相互配合，充分体现高效快捷的主题。本文以虚拟现实技术的理论为依托，快捷的空间数据资源获取，借助强大的建模功能软件SketchUp，与最便捷的三维展示平台Google Earth，完美的生成此套设计方法。下面对涉及到的理论部分进行简述。

2.1.2虚拟现实语言KML

Google Earth 中的标注都是通过KML 来描述的。KML 是一种文件格式，用于在地球浏览器（例如Google 地球、Google 地图和谷歌手机地图）中显示地理数据。

KML 被Google Earth viewer 显示的过程和HTML 网页被浏览器处理差不多，而且和HTML一样，KML也使用一种基于标签(名称和属性)的语法格式来描述地里标注信息，可以说，Google Earth viewer是一个KML文件浏览器。可以通过以下几个方式编写KML：

1.使用Google Earth client 撰写KML文件：

2.使用文本编辑器：

3.使用开发环境来自动生成KML文件：