人机交互课程设计--VRML设计-虚拟校园漫游系统

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。

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。

虚拟校园漫游系统设计与实现虚拟校园是虚拟现实技术在数字化校园中的具体应用。

虚拟校园可以再现真实的校园场景，可以使那些没有机会实地参观的人获得身临其境的感受。

它具有校园对外宣传的功能，给普通用户搭建了一个了解校园的良好平台，使用户可以全面直观的了解校园，对校园的各种景观建筑的属性进行查询。

从3D MAX的建模和渲染烘焙技术着手，采用成熟VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块进行二次开发来构建的三维校园漫游系统。

开发过程
第一步数据采集：是系统开放的基础，包括CAD图纸的获取，建筑实景片的拍摄，校园建筑信息到收集。

第二步CAD图纸处理阶:将得到的CAD图纸进行整理，分层倒出校园平面图，建筑轮廓图，校园道路图，植被分布图等。

第三步3Ds Max建模阶段:运用整理后得到的CAD图纸进行建模，包括地形模型，建筑模型，环境模型，装饰品的建造。

第四步三维漫游引擎制作阶段：系统制作的最后阶段，主要是将建造的模型经过纹理贴图后进行系统功能和界面制作。

参考书籍
虚拟现实VRP深度交互实例精解
FLASH CS6动画制作与特效设计200例(附DVD光盘)
完全掌握:Flash CS6白金手册(附光盘)
抠图+修图+调色+合成+特效Photoshop核心应用5项修炼(附光盘)
中文版Photoshop CC完全自学教程(附光盘)
Cinema 4D完全学习手册(第2版)。

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，三维全景技术已经被广泛应用于各个领域，其中包括教育领域。

虚拟校园漫游系统是基于三维全景技术的一种教育创新方式，它可以为学生提供更加生动、直观的学习体验，帮助他们更好地了解和认识校园环境，提高他们的学习兴趣和专注力。

本文将就三维全景技术下的虚拟校园漫游系统的设计方案进行详细探讨，希望能为相关领域的研究和实践提供一些有益的参考。

一、系统概述虚拟校园漫游系统是指利用三维全景技术，将校园的各个场景、建筑、设施等进行数字化建模，并通过专业的虚拟现实设备，如头戴式VR眼镜、全景摄像头等，实现用户在虚拟环境中的自由漫游。

用户可以通过操作设备来实现在虚拟校园中的自由移动、观察、交互等，从而获得一种身临其境的感觉，加深对校园环境的了解和认识。

二、系统设计1. 数据采集系统设计的第一步是进行校园的数据采集工作。

这包括校园各个场景、建筑、设施的实地拍摄、测绘、建模等工作，通过高清摄像头、三维激光扫描仪等设备来获取真实的校园场景数据，并将这些数据进行数字化处理，生成虚拟校园的三维模型。

2. 虚拟环境建设在数据采集的基础上，需要利用相应的三维建模软件，对采集到的校园数据进行数字化建模和渲染，使其具有逼真的质感和真实的物理特性。

同时还需要进行场景的布局设计、光线效果的调整、材质贴图的设定等工作，以确保虚拟校园的整体环境能够真实地呈现给用户。

3. 功能模块设计针对虚拟校园漫游系统的用户需求，需要设计相应的功能模块，包括导航模块、交互模块、信息展示模块、社交分享模块等。

导航模块可以帮助用户在虚拟校园中快速定位和移动，交互模块可以让用户在虚拟环境中进行操作和互动，信息展示模块可以为用户提供更加全面和深入的校园信息，社交分享模块可以让用户与他人分享自己在虚拟校园中的体验和感受。

4. 兼容性与可扩展性考量在系统设计中需要考虑虚拟校园漫游系统的兼容性和可扩展性，即系统需要能够适配不同的虚拟现实设备，如PC端、移动端、头戴式VR设备等，并且还需要能够支持不同的操作系统和平台，以满足不同用户群体的需求。

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Unity3D的虚拟校园漫游系统1. 引言1.1 背景介绍虚拟校园系统不仅可以为学生提供更加便捷和生动的校园体验，还可以为学校提供全新的宣传和招生渠道。

通过虚拟校园系统，学校可以向外界展示自己的校园风貌和办学特色，吸引更多优秀的学生和教师加入到学校大家庭中。

研究和开发基于Unity3D的虚拟校园漫游系统具有重要的现实意义和实际应用价值。

1.2 研究意义虚拟校园漫游系统是一种基于Unity3D技术的新型校园管理系统，能够模拟真实校园环境，提供虚拟漫游体验，为学生和教师提供更加便捷、高效的校园生活管理服务。

其研究意义具体表现在以下几个方面：虚拟校园漫游系统可以有效提高校园管理的智能化水平。

通过整合校园各项信息资源，系统能够实现对校园各个模块的智能化管理和优化，提升整体管理效率和准确度。

虚拟校园漫游系统可以为学生和教师提供更加便捷的校园生活服务。

通过系统的虚拟漫游功能，用户可以随时随地通过电脑或移动设备浏览校园地图、查找教室、了解课程信息等，使校园生活更加便捷和高效。

虚拟校园漫游系统还可以为学校提供更好的宣传和推广渠道。

通过系统的展示与推广功能，学校可以将校园环境、教学资源等信息展示给更多潜在的学生和家长，提升学校的知名度和吸引力。

深入研究和开发虚拟校园漫游系统具有重要的实际意义和应用价值。

2. 正文2.1 Unity3D技术概述Unity3D是一款跨平台的游戏引擎，可以支持多种平台的游戏开发，包括Windows、iOS、Android等。

它允许开发者在一个统一的编辑器中开发游戏，并自动将游戏编译成适用于不同平台的版本。

Unity3D具有强大的可视化编辑工具，可以让开发者快速地创建游戏世界、场景和角色。

Unity3D还提供了丰富的资源库和插件，可以帮助开发者轻松实现各种功能和特效。

Unity3D使用C#作为主要的开发语言，开发者可以通过编写脚本来实现游戏逻辑。

Unity3D还支持ShaderLab语言，可以用来编写着色器程序，实现游戏中的特效和渲染效果。

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。

基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发虚拟校园漫游系统是一种基于虚拟现实技术的校园模拟系统，可以帮助用户通过计算机仿真的方式体验校园的各种场景和建筑，包括校园内的教学楼、图书馆、实验室、学生宿舍等。

虚拟校园漫游系统可以为学生、教师和游客提供更加直观、生动的校园体验，同时也可以为学校宣传和招生提供便利。

本文将讨论基于Unity3D的虚拟校园漫游系统的设计与开发。

一、系统设计1. 功能需求虚拟校园漫游系统应当包括以下主要功能：- 校园地图导航：用户可以在地图上选择具体的建筑或场景，并进行导航；- 建筑模拟：系统应当能够对校园内的各种建筑进行模拟，包括建筑外部和内部的展示；- 交互体验：用户可以在虚拟校园内进行交互，比如参观教室、图书馆内检索书籍等；- 信息服务：系统应当提供学校的基本信息、教学计划、学术成果等相关信息。

2. 技术实现系统的技术实现主要基于Unity3D游戏引擎，其中包括以下关键技术点：- 场景建模：使用Unity3D进行场景建模，包括建筑的外部和内部，地形的模拟等； - 用户交互：使用Unity3D的交互功能实现用户在虚拟校园内的操作和交互；- 虚拟现实技术：利用Unity3D支持的虚拟现实技术，实现用户的虚拟体验；- 数据管理：系统需要利用数据库管理学校的相关信息，并通过网络服务向用户提供相关数据。

3. 界面设计虚拟校园漫游系统的界面设计应当简洁、直观，方便用户进行操作和导航。

界面的设计应当包括校园地图、建筑展示、交互按钮等元素，以实现用户对校园的全方位体验。

二、系统开发1. 数据获取与处理系统开发的第一步是获取学校的相关数据，包括校园地图、建筑模型、学术资料等。

这些数据可以通过学校提供的信息系统获取，也可以通过实地测量和模拟获取。

获取到的数据需要进行处理，包括建筑模型的建模、地形的模拟等处理步骤。

2. 场景建模与导航利用Unity3D进行校园场景的模拟和建模，包括建筑的外部和内部，地形的模拟等。

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。

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。

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・。

基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发1. 引言1.1 研究背景在当前社会信息化快速发展的背景下，传统的教育模式已经无法满足学生们多样化的学习需求。

虚拟现实技术的快速发展给教育领域带来了前所未有的机遇，为学生们提供了更加丰富、生动、沉浸式的学习体验。

而虚拟校园漫游系统作为虚拟现实技术在教育领域的应用之一，可以为学生们提供一个栩栩如生的校园环境，使他们可以在虚拟环境中进行校园探索、学习交流和互动体验。

随着Unity3D引擎的不断完善和普及，开发基于Unity3D的虚拟校园漫游系统已经成为可能。

通过该系统，学生们可以在虚拟校园中进行虚拟实验、实时互动、实地探索等活动，提高他们的学习积极性和学习成效。

基于Unity3D的虚拟校园漫游系统的设计与开发具有重要的理论意义和实践价值。

通过对系统的架构设计、虚拟场景设计、用户交互设计、功能模块实现、系统测试与优化等方面的研究与探索，可以为今后虚拟校园漫游系统的进一步完善和发展提供参考与借鉴。

1.2 研究目的研究目的（2000字）：本文的研究目的主要是基于Unity3D技术，设计与开发一个虚拟校园漫游系统，以提供一个真实且生动的校园环境，使用户能够通过虚拟现实的方式进行校园导览和体验。

具体目的包括：1. 提供校园导览功能：通过虚拟校园漫游系统，用户可以在虚拟环境中浏览校园内的各个建筑和场所，了解校园的布局和景观，并且可以通过系统提供的导航功能，快速找到目标地点。

2. 提升校园宣传效果：利用虚拟校园漫游系统，学校可以更好地展示校园的风貌和特色，吸引更多学生、家长和游客的关注，提升学校的知名度和美誉度。

3. 提供交互体验：在系统设计中，重点考虑用户体验和交互性，通过虚拟现实技术给用户带来沉浸式的校园体验，让用户感觉仿佛置身于校园之中。

4. 促进校园文化传承：通过虚拟校园漫游系统，可以向用户展示学校的历史、传统和文化，促进校园文化的传承和发展，增强师生和校友之间的联系和认同感。

基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发1. 引言1.1 研究背景虚拟校园系统的设计与开发是当前教育科技领域的热点之一。

随着信息技术的飞速发展，传统的教育模式已经难以满足现代学生的需求。

虚拟校园系统通过虚拟现实技术，为学生提供了一个生动、直观的学习环境，帮助他们更好地理解和掌握知识。

目前，随着互联网的普及和新一代技术的不断涌现，虚拟校园系统的需求日益增加。

传统的校园游览方式已经无法满足人们对学校的了解和探索。

而基于Unity3D技术的虚拟校园漫游系统能够极大地提升用户体验，让用户仿佛置身于真实校园之中。

设计和开发基于Unity3D的虚拟校园系统具有重要的实践意义和推广价值。

通过这一研究，将为教育领域的信息化建设带来新的思路和方法，为学生提供更加丰富多彩的学习体验，促进教育教学的发展和创新。

1.2 研究目的虚拟校园漫游系统设计与开发的研究目的是为了提供一种全新的校园体验，使用户能够在虚拟世界中自由探索校园的各个角落。

通过这个系统，用户可以更加直观地了解校园的建筑、设施和景观，促进校园文化的传播和推广。

此外，我们还希望通过这个系统，提供一种便捷的方式给学生、家长和游客了解学校情况，为他们提供更加全面和深入的了解。

另外，虚拟校园漫游系统的设计与开发，也将促进虚拟现实技术在教育领域的应用和推广，为教育教学带来新的可能性。

总的来说，我们的研究目的是通过虚拟校园漫游系统的设计与开发，丰富用户的校园体验，促进学校文化的传承和发展，推动虚拟现实技术在教育领域的应用。

1.3 研究意义虚拟校园漫游系统的设计与开发对于现代教育和科技发展具有重要意义。

通过这样的系统，学生可以在虚拟环境中进行校园漫游，了解校园的布局、建筑和各类设施。

这种技术不仅可以提高学生对学校的了解和归属感，也可以为新生提供更加直观的校园导览方式。

虚拟校园漫游系统还可以为校园管理者提供更有效的管理方式，可以在虚拟环境中模拟各种情景，帮助管理者更好地规划校园发展和资源配置。

基于VR技术的虚拟校园漫游系统设计与关键技术研究【摘要】本文主要介绍了基于VR技术的虚拟校园漫游系统设计与关键技术研究。

在分析了研究背景、研究意义和研究目的。

在正文中，详细阐述了虚拟校园漫游系统的概述，VR技术在虚拟校园中的应用，系统设计与功能实现，关键技术研究以及系统实施与评估。

最后在总结了研究成果，展望了未来发展，并提出了技术应用推广的建议。

通过本文研究，可以为虚拟校园的建设提供重要参考，提升校园教育和管理水平，促进教育信息化进程。

【关键词】虚拟校园漫游系统、VR技术、系统设计、功能实现、关键技术、系统实施、评估、研究成果、未来展望、技术应用推广、研究背景、研究意义、研究目的。

1. 引言1.1 研究背景随着科技的不断发展，虚拟现实（VR）技术在教育领域中得到了广泛的应用。

虚拟校园漫游系统作为其中一种典型应用，为学生提供了一种全新的学习体验，可以帮助他们更直观地了解学校的布局、设施和资源。

传统的校园导览方式通常是通过地图或文字介绍，存在信息不够直观、交互性不强等问题。

而基于VR技术的虚拟校园漫游系统可以通过沉浸式的虚拟环境，让用户身临其境地感受校园的实际情况，有助于加深学生对校园的了解和归属感。

设计和研究一套基于VR技术的虚拟校园漫游系统具有重要的现实意义和实际价值。

通过此系统的建设，可以提升学生的学习体验和校园导览效果，为学生提供更便捷、直观的服务，同时也为学校的数字化建设和教育教学改革提供借鉴和参考。

1.2 研究意义虚拟校园漫游系统是一种基于虚拟现实技术的校园体验平台，可以让用户通过虚拟现实设备在虚拟校园中进行漫游和体验。

这种系统的出现不仅可以增强学校的数字化化程度，提升校园的科技感，更可以为学生和教职员工提供一个更加便捷、直观、真实的校园体验。

通过虚拟校园漫游系统，用户可以在不同时间、不同地点，甚至在无法亲临校园的情况下依然能够感受到校园的氛围，了解到学校的教学设施、校园环境和文化氛围。

基于Unity3D的虚拟校园漫游系统设计与开发虚拟校园漫游系统是一种利用虚拟现实技术构建的校园模拟系统。

该系统可以为用户提供一个栩栩如生、具有互动性和真实感的虚拟世界，让用户在虚拟的校园中自由漫游、交换信息和互动，以此达到更好的学习和教育效果。

在本文中，我们将基于Unity3D技术，介绍如何设计与开发一个虚拟校园漫游系统。

1. 系统设计虚拟校园漫游系统的设计应该遵循以下原则：1.1. 校园真实性虚拟校园漫游系统需要尽可能地真实地模拟校园环境，包括校园建筑、道路、植被、景观等，以及校园内的设施、设备和人员。

这将使用户更容易融入虚拟校园，在此基础上进行教学、学习和交流。

1.2. 支持自定义用户可以根据自己的需求自定义虚拟校园中的一些元素，比如地图、场景等。

这将使用户能够更好地适应虚拟校园漫游系统，并为该系统的发展带来更多的可能性。

1.3. 多样化的交互方式用户可以通过多样化的交互方式与虚拟校园中的环境、设施、设备和人员进行互动，比如物理交互、语音交互、文本交互等。

这将提高用户的参与度，并且符合不同用户的需求。

1.4. 多样化的教学和学习场景虚拟校园漫游系统应该提供多样化的教学和学习场景，包括虚拟实验室、虚拟课堂、虚拟讲座、虚拟辅导等。

这将帮助用户更好地学习和教学，并且适应不同的学习和教学需求。

2. 系统开发2.1. 虚拟校园建模我们对校园环境进行了建模，包括建筑、植被、道路、场景等，模型制作选用3D建模软件，如3DSMax、AutoCAD等。

建模完成后，我们使用Unity3D进行虚拟校园场景的设计。

我们利用Unity3D提供的物理引擎，构建与用户进行物理交互的环境和设施，比如门、窗户、实验器材等。

我们还利用Unity3D提供的脚本和插件，实现虚拟声音、动画和互动等功能。

3. 结论。

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。

基于VRML的虚拟校园漫游系统设计与实现
李延军;陈玮
【期刊名称】《自动化与信息工程》
【年(卷),期】2008(029)002
【摘要】虚拟现实建模语言(Virtual Reality Modeling Language 简称VRML)作为一种新的Web文件,以节点(Node)和事件路由为组成要素描述三维对象和交互行为.系统以VRML97标准结构为基础,通过VRML结合3DS MAX的方法,以JavaScript作出交互,设计并实现了虚拟校园漫游系统,使那些没有机会实地游览的人获得身临其境的感受.
【总页数】3页(P46-48)
【作者】李延军;陈玮
【作者单位】昆明理工大学,应用技术学院;昆明理工大学,应用技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【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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