基于HTC VIVE虚拟校园漫步系统——以中山职业技术学院为例

（ ２） 虚拟 实训ｌ 、实验基 地 ； （ ３） 虚拟 漫游校 园。虚拟 现实
技 术的焦 点内容是虚 拟环境的 建立和交互功 能的实现 。三维
场景 虚拟校 园漫游 系统 ，让校 园的展示呈现 、宣传提供了崭
新 的表现方 式 ，同时也 让老师 、学 生 、家长社会 人士等仅 需 通过 电脑和 头盔设 备 ，就能进入优美的校园 ，进行校园漫步 ， 体验校 园概况 和感受良好的校园环境 。 本项 目以 ｕ ｎ ｉ ｔ ｙ ３ Ｄ为主要开发工具 ，并基于 Ｈ Ｔ Ｃ ＶＩ ＶＥ
ｂ… Ｍ ａｔ ｅｒ ｉ ａｌ＝ ｎｅｗ Ｍ ａｔ ｅｒ ｉ ａＩ（Ｓｈａｄｅｒ ． Ｆｉ ｎｄ
（“ Ｃｌ ￣ ｓ ｔ ｏ ｍ／ Ｓ ｔ ｅ ａ ｍＶＲ— Ｂｌ ｉ ｔ Ｆ ｌ ｉ ｐ ” ））；
）
Ｖ Ｏ Ｉ ｄ ＯｎＲｅ ｒ ／ ｄ ｅ ｒ ｌ ｍａ ｇ ｅ（ Ｒｅ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｔｅ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｒ ｃ
一
Ｄ Ｏ ６ 【 ： １ ０ 万 ． ３ ９ 可 ６ 一 ９ 实 ／ ｊ 现 ． ｉ ｓ ２ 度 ｎ ０ ． １ ０ ０ 万 １ — ８ ９ ◎ 可 ７ ２ 替 ． ２ 代 ０ 度 １ ７ ． １ ０ ． ０ ２ ６
真 实度
随着信息技 术和互联 网技术的迅速 发展 ，虚拟漫 游 已渐
ＨＴ Ｃ ＶＩ ＶＥ 设备通过控制手柄来实现输入的 ，因此要解
决 漫游中人物 点击手柄移动 的问题 。本 系统的人物移 动采用 的是对于 ＨＴ Ｃ Ｖｌ ＶＥ和 Ｕｎ ｉ ｔ ｙ引擎易用简单Ａ ｇ ｌ ￣ ＃ 移系统 ，用
户 可 以穿 越 过 比 游 戏 区 域 大 的 ＶＲ 环 境 。
三 维虚 拟场 景 的建 立
模 型 的 建 立
对于场景建模有两种方法 ，一种是利用 Ｕｎ ｉ ｔ ｙ本身的建模 功能 ，另一种是从外部导入模型 。本系统采用 ３ ｄ ｍａ ｘ建模 工 具进行建模 ，充分利用 ３ ｄ ｍａ 根据建筑物三维视 图和摄影测量 学
且提高了模型的绘制帧速度 ，提高 了系统 的时效性 。
有地形与建筑 。力求让 玩家有身临其境般的游玩感受 。
本项 目实现功能有 ：１ 、实现玩家可随时选择一天 中早上 、 中午 、傍晚三个时间段的天色转换 ；２ 、实现对校园建筑物与 玩家所处地点的讲解介绍 ：３ 、实现地图功能的展示 ，力求让 校园直观显示在玩家面前 （ 可采用 ３ Ｄ地图真实展现在玩家眼
１ ． 计 算 可 导 航 空 间 ：因 为不 能 够 让 用 户 可 以 走 出边 界 ，或 者 穿 越到 不 透 明物 体 内部 。使用 Ｕｎ ｉ ｔ ｙ生 成 的导 航 网格 作 为用 户可 以传 送 的边 界便 可 以解 决这 个 问题 。为了 预 加 载这 个 数据 ，只须 要 在 为场景 的任 何 游戏 对象 添 加一 个” Ｖｉ ｖ ｅ Ｎａ ｖ Ｍｅ ｓ ｈ ” 组 件， 同时 在 Ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ 面 板 点 击 ” Ｕｐ ｄ ａ ｔ ｅ Ｎａ ｖ ｍｅ ｓ ｈ Ｄａ ｔ ａ ” 按 钮 。这 样那 么无 论何 时对 场景 进行更新都可 以用新的 Ｎ ａ ｖ Ｍｅ ｓ ｈ来 烘 焙 更 新 Ｖｉ ｖ ｅ Ｎａ ｖ
Ｈ Ｔ Ｃ Ｖｌ ＶＥ与 Ｕｎ ｉ ｔ ｙ的结合
关 联 ＨＴ Ｃ Ｖ Ｉ ＶＥ头 盔镜 头
以 Ｕｎ ｉ ｔ ｙ ３ ｄ引擎 为核心 ， 在 ＨＴ Ｃ ＶＩ ＶＥ ＶＲ设备上开发
前 ，也可采用 Ｕ Ｉ 展示 方式 ） 让 玩家直观清楚了解 自己所在的
地点 ：４、基于地图的功能上实现玩家可随意传送到 目的地的 功能 ，让玩家可以快速到达 自己所感兴趣的建筑 、风景前 。
后将其导出为 ． ｆ ｂ ｘ 的文件 ， 存入到 Ｕ ｎ ｉ ｔ ｙ 项目 Ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ 文件夹
中 ，被导入的信息包括物体的空间位置 、材质名称 、动画等 。
模 型 的 优 化
建立完场景 模型后 ，为 了达 到逼 真的效果需要 比较多的 面 ，往往要在呈 现效果和时效性 进行取舍 。这是 由于当模型
图 １ 主教学 楼三维模型
６ １万 一 ２０ ０万
首先要把 Ｕ ｎ ｔ ｉ ｙ和 ＨＴ Ｃ ＶＩ ＶＥ ＶＲ头盔镜头关联起来 ： ｖ ｏ ｉ ｄ Ｏｎ Ｅ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ （）
１
Ｉ ｆ（ ｂ ｌ ｉ ｔ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ＝ ＝ｎ ｕ ｌ １ ）
中面数 数 目超过 系统的计算能力 时 ，虚拟场景 中漫 游时将无
法及 时完成帧处 理 ，从而破坏了 场景变换的平 滑性 。为了提 高运行 系统的时效 性 ，必须对模型进 行简化处理 ，以减 少数 据库中的多边形消耗 。 三 维模型 优化有很 多的技 巧 ，主流 的有 Ｌ ＯＤ技术优 化
模型 ，这种技 术在图形绘制 中会根据 目标视 点的距离远近 或 其他准则在 这些模型细节 中进行转换 ，从 而随时地改变场 景
的复杂 度 。运用 Ｌ ＯＤ技 术不但 保全了模 型的视 觉效果 ，而
ＶＲ头 盔设 备所开 发的～款 观赏 游览性 的 ＶＲ游戏 。以中 山
职业 技术学 院为主要展 示地点 ，百分百 真实还原 校园中的所
原理 ，完成 各个建筑物的三维虚拟建模 。建立完模型后 保存
渐渗透 到人们生活 的各个方 面 ，并且这些领 域中起到 重要作 用 ，加上 它具有虚 拟现实技术 的交互性 、体验性和 沉浸性 ，
使虚拟场 景漫游 比起文字描述 、全景图 片和 动画形式 的展示 方式更具有效果和更具 交互体验 的优 势 ，并且 在游 戏 、旅游 、 建筑 、教 育和航空航 天等众多 范围广泛应用 。例如虚拟 现实 应用于教育中主要应用于 以下几个方面 ：（ １） 科技研究教育；
Ｒ ｅ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｔ ｅ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ｅ ｓ ｔ ）
图 ２ 控制 手柄实现 点击移动
｛
Ｇｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ ｓ ． Ｂ ｌ ｉ ｔ（ ｓ ｒ ｃ ，ｄ ｅ ｓ ｔ ，ｂ ｌ ｉ ｔ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ １ ）：
关联 ＨＴ Ｃ ｖ Ｉ ｖ Ｅ控 制 手柄 实现 移动