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：
3 虚拟校园的设计与实现
3.1基本数据
基本数据是指建设虚拟建筑时所需要相关建筑的空间地理位置，空间高度，以及跟周边环境的相互关系和地理位置。本论文主要以讨论虚拟校园建设，校园空间基本数据是指所属地区的主要建筑物空间数据，包括空间位置，实体高度，方位和建筑纹理等。这些数据是构成三维立体建筑最基础不可缺少的资料。
3.1.1 建筑物、地物影像获取及处理
获取目标建筑物或者地形物的高清影像图，需要高精度数字地图。但是由于缺乏精确的CAD底图以及其他方式的高清晰影像，不能获得到相对精确的资料，更无直接参考的地形图。因此校园基础数据主要来源于卫星影像图，而QuickBird、SPOT这些卫星遥感的高精度影像需要购买，并且价格昂贵，所以本设计采用Google Earth 正射影像。这种影像虽然精确度不高但是建筑物平面数据包括的建筑物外围轮廓，周边环境，地物地貌等基本上足够满足使用者的使用要求，部分地区最精确已经能达到0.61m的高清影像精度。所以综合这两方面考虑，Google SketchUp的优越性就显露无疑了。
将图片导入SketchUp步骤：
在SketchUp中点击“添加位置”按钮，选定商丘师范学院，长按鼠标拉选整个校区，然后点击“选择区域”，影像就会保存在SketchUp 文件中，选择打开保存的文件作为底图。然后选择另存为”，选择路径，将底图保存为Skp 文件，待模型建立好以后直接导入。
3.1.2建筑物的高度数据
建设三维立体虚拟校园，必须获得相应建筑物高度数据。
经过实地测量与调查，本文中高度采用（3）（4）结合的方法得知环境与规划学院楼建筑物高度为12 米。
3.1.3建筑物及地物纹理数据
卫星影像数据只能获得建筑物顶端纹理，但是对于建筑物四周和环境纹理却由于位置限制不能得到，所以必须利用数码相机进行数据现场采集。屋顶纹理借助Google Earth获得，商丘师范学院
3.2.1建筑物平面图生成
由于直接在底图上建模比较麻烦，所以对底图进行矢量化处理就相对简便了处理步骤。我们借助CAD软件进行处理，对数据进行矢量化处理，即可得到平面图。
地形平面图的处理与建筑物平面图的处理类似，都是首先获取卫星影像数据，然后进行矢量化。生成要的平面图。
地物平面生成：
构建虚拟校园的数据采集完毕之后，下面进行虚拟模型的建立和渲染。最后展示在Google
Earth 中。
Google Earth 中三维模型建立的方法
以环规系楼为例，展示应用SketchUp 设计建筑物三维模型的具体过程。
(1)打开SketchUp 软件，设置合理参数，将谷歌地图导入SketchUp，生成全新平面图。去除周围无关建筑。根据SketchUp功能软件提示做出所需建筑物周边闭合平面图。如图 3.2所示
(2)利用SketchUp 的拉伸工具，在高度上维拉3000mm。这是一层的层高高度。根据现场拍摄的照片等资料，绘出建筑物表明纹理所需的门窗等细节。由于每一层可能各不相同，
所以在绘制完成后要对整栋建筑模型进行结合实际修改。
模型建立完成后，打开对应卫星图，选择：“文件”的导入命令，把设计完成的模型导入相应的影像图中，通过平移，缩放，旋转等命令按钮，将建筑模型摆放在最精确的位置上。命令功能截面图如下图3.5所示：
3.3三维模型的渲染
三维模型的渲染是指纹理贴图的过程，纹理贴图的含义在是建模中通过对物体对象进行贴图，使物体本身更接近真实物体的效果。
3.3.1纹理贴图
建模中最关键的环节就是纹理贴图，这直接将影响到最后生成场景的质量。对生成逼真的三维场景十分重要。
SketchUp 中SketchUp 提供了强大的纹理映射功能。按照使用要，贴图分为三种：普通贴图、包裹贴图、投影贴图。
3.4.1 导入并制作地标文件
要将设计的模型导入进Google Earth中，要加入相应建筑物的说明。作商丘师范大学图书馆为例展示地标文件的制作过程。
在谷歌earth中选择添加命令，点击地标，在地标栏中输入商丘师范学院环规楼。并可以根据需要设置自己想要的地标符号。也可以输入简单的介绍内容如下图3.6。
3.4.2 校园数据的发布与共享
完成地标制作后，按照上述的摆放方法正确摆放建筑模型，就完成了从Sketch Up 中输出三维校园模型到Google Earth上所有步骤。
4.1本篇论文结论
本篇论文以 Google Earth 影像为数据源，使用 Sketchup 为三维建模工具，建设成的虚拟校园具有成图快，效果清晰明显，相对于其他建模方式有着较大的优势。因此这种方法未来的使用中，有很好的前景。通过对本论文的长期探讨和研究，得到以下收获：（1）了解了Google Earth影像软件和Sketchup三维建模工具，明显体会到各个软件的优点和缺陷。
（2）熟悉了三维虚拟建设相关的内容，以及关于这方面的设计需要注意的一些问题。比如影像底图必须清晰；生成平面图时要注意数据相符，最后建模时才能完全相符（3）掌握了简单的三维空间虚拟建设。
4.2对于论文中探讨方法的展望
目前三维虚拟校园建设还处在成熟完善的阶段，目前三维虚拟技术给社会带来的便利。三维虚拟技术可以说已经取得成功，但是这种技术在目前仍有很大的开发前景。例如最近谷歌地图Google Earth基于三维虚拟技术，推出了Panoramio。该网站上传的照片主要用于Google Earth上的实景照片，上传照片后可以在卫星地图上定位。人们在观察了解某一地域时，可以身处照片中的拍摄位置观察景观。给予使用者更真实贴切的感受。因此，虚拟空间技术在今后军事，电影等领域会有更广泛的应用。
医学护理虚拟仿真系统 1.产科护理虚拟仿真软件 1）四步触诊：可以完整、清楚地展示四步触诊的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在透视模式下可以显示出子宫内胎儿情况。 2）平产接生：从接产前准备到接产步骤：完整、清楚地展示平产接生的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，可以通过三维交互操作，身临其境地练习接生手法。 3）人工流产：完整、清楚地展示人工流产的操作步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在剖视模式下可以直观显示出器械在阴道和子宫内部的具体情况。 4）影响产妇的四个因素：可以完整、清楚地展示产力（子宫收缩力、腹壁肌及膈肌收缩力、肛提肌收缩力），产道，胎儿的相互关系，从多种模式、多个方位观看相关肌肉收缩情况。
5）臀位助产：完整、清楚地展示臀位助产的操作步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，在透视模式下可以显示出胎儿与子宫的变化关系。 6）分娩机制：在原理模式下，可以清楚了解每个步骤胎头各相应径线和骨盆入口平面、中骨盆平面及出口平面的相互关系。可以观察到胎头的前囟门和后囟门。 2.基础护理三维仿真软件 1）心肺复苏：可以完整、清楚、准确地展示心肺复苏的步骤，从多个模式、多个方位对操作步骤逐一进行观看，例如，可以在三维透视模式下显示病人心肺内部三维结构的变化情况。
2）留置导尿术：通过三维泌尿系统和导尿管真实模拟出导尿管在尿道内的位置关系和运动反馈；例如，可以在透视和剖视模式下观看导尿管通过尿道的过程。 3）静脉输液：可以完整、清楚、准确地展示对患者的评估核对，七步洗手法洗手，戴口罩，用物准备，操作过程。可以从多个方位观看如何选静脉，如何持针、如何插针，如何固定，如何拔针等，例如可以在三维透视模式下查看静脉内部结构，针头与静脉的位置关系等。 4）鼻饲法：通过三维消化系统和导管真实模拟出导管在体内的位置距离，吞咽时食道的变化，误插入管，患者出现的咳嗽、呼吸困难、发绀的症状；例如，可以在透视和剖视模式下观看口腔和食道内的插管过程。 福建水立方三维数字科技有限公司是一家专注于虚拟仿真/VR/AR/MR技术在医学护理领域应用软件及系统的研发和推广的高新技术企业。公司专注于助产、护理、基础医学、中医学等医学三维虚拟仿真技术的研发。公司的主要产品（服务）包括：提供VR虚拟现实系统、MR/AR系统、3D交互墙、大型Cave系统等解决方案，构建实验教学平台、微创手术系统、教育培训系统、虚拟仿真平台。 公司为福建省高新技术企业，也是目前国内首家的集VR/AR临床医学培训+解决方案+平台建设于一体的高新技术企业。“公司自成立以来，已相继研发出"
Scientific Journal of Information Engineering June 2013, Volume 3, Issue 3, PP.50-55 Design of 3D Virtual Campus Roaming System Hongyan Yang, Zhuo Shi, Yanru Zhong# College of Computer science and engineer, Guilin University of Electronic Technology, Guilin Guangxi 541004, China #Email: rosezhong@https://www.doczj.com/doc/e17194097.html, Abstract With the growing sophistication of virtual reality technology, 3D virtual campus roaming system as effective platform for school propaganda outside, the campus planning and management decision will provide a strongly support. Taking the campus of Guilin University of Electronic Technology as prototype, combing with the software of 3Ds Max and using VR-Platorm development platform connections with the backend database and virtual building and live Imaging shooting, a real-time roaming system of virtual campus has been designed and implemented. In this paper, the main aim is to explore a new idea for digital campus construction. Keywords: Virtual Reality; VR-Platform; Digital Campus 三维虚拟校园漫游系统设计* 杨宏艳，史卓，钟艳如 桂林电子科技大学计算机科学与工程学院，广西桂林 541004 摘要：随着虚拟技术的日益成熟，三维虚拟校园漫游系统作为学校对外宣传的有效平台是数字化校园建设的核心。以桂林电子科技大学东校区为例，结合三维仿真技术3DS max实现了虚拟校园的三维模型。运用VR-Platorm开发引擎，结合SQL Server数据库连接设计并实现了三维虚拟校园漫游系统。实现了自主漫游、按目的地自动生成漫游路径、定位鸟瞰等功能。实验结果表明：经过改进的场景优化技术，系统在普通PC机上运行稳定、流畅、高效。 关键词：虚拟现实；VR-Platform；数字校园 引言 20世纪80年代美国人Jaron Lanier首次正式提出了虚拟现实[1](Virtual Reality)概念。自此，这种利用计算机模拟虚拟世界，提供用户身临其境的视觉、听觉、触觉的感官模拟技术，因其具有感知性、沉浸性、交互性和构想性的特点，如今已广泛应用于城市规划、文物保护、交通模拟、虚拟现实游戏及远程教育等领域。“虚拟校园”是随因特网、虚拟现实技术、网络虚拟小区等的发展而产生，是基于现实校园对三维景观和教学环境数字化模拟的产物。数字化校园虚拟漫游系统是数字校园建设计划的核心平台。当前浙大率先开发展示了虚拟校园之后，国内众多高校如清华、南京大学、北航、香港中文大学等高等院校纷纷建立自己的虚拟校园[2-3] 。 通常，三维虚拟校园开发的主要方法是用ArcGis，SuperMap和其它具有三维功能的软件进行二次开发。但这些方法明显的缺点是对开发者的编程水平要求较高，建模代码太长，开发系统不能独立于运行环境。考虑到以上情况，本文选择VR-Platform为开发环境，提出了一种简单实现虚拟校园的方法。这种方法一方面能利用专业的建模工具3DS MAX软件很快实现三维场景模型的建立。另一方面，通过运用VRP引擎高效的模块化的编程能力，能够进行实时渲染和交互控制，减少了建模时间加速了系统开发的进程。另 *本文受国家自然科学基金（NO.50865003）和广西科学制造系统和先进制造技术开放基金资助（No.K090014）以及新世纪广西高等教育教改工程项目（No. 2011JGB048）“以工程应用能力为导向的数字媒体技术人才培养模式的探索与实践”基金资助。
（VR虚拟现实）虚拟教育 设计方案
虚拟教育设计方案 背景： 随着信息时代的发展，数字化三维虚拟仿真技术以其画面逼真精美、运行高效便捷、功能丰富实用、查询管理信息直观方便等特点逐渐应用在各个领域，国内院校也同样期望着在校园建设成果展示、学校品牌推广、教学辅助与校园资源管理等方面全面实现三维数字化。三维虚拟校园平台系统正是顺应这种需求而产生，在国内迅速普及。 三维虚拟校园平台是指利用计算机虚拟现实技术、网络技术、网络三维技术、数据库技术等对学校的建筑三维数据、建筑室内外结构、建筑相关属性信息、教学设施相关信息和教学资源信息进行处理，建立基于互联网浏览器展示的可交互的三维虚拟校园应用平台，并在此基础上实现学校教学管理所需的各种功能。 三维虚拟校园可以实现三维虚拟校园展示、学校建设成果宣传、楼宇教室查询、自主校园漫游、人机交互体验、网络互动交流、仿真课堂体验、院校设施设备管理等功能，最重要的是其可以直接在互联网网页浏览器中直接登录使用，使用户能够不受时间和空间的限制，直接在线浏览和使用虚拟校园提供的各种应用。 目前国内越来越多的院校已经逐步建设了三维虚拟校园平台系统，比如北京大学、清华大学、浙江大学、北京师范大学、北京外国语大学、上海同济大学等著名高校，众多高职、中职、中小学院校也正在陆续开展网上三维虚拟校园建设。 随着网络时代的来临，网络教育迅猛发展，尤其是宽带技术和校园网大规模应用的今天。国内一些高校已经开始逐步推广、使用虚拟校园教学模式。虚拟现实技
术具有广泛的作用和影响,亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力。主动地去交互，与被动的观看，有质的差别，尤其在虚拟教学、虚拟实验、虚拟仿真校园、科技研究等方面的应用更为广泛性。 虚拟教学系统分为原理教学和动态教学.原理教学主要指的是传统的课件制作,把课件中的图片做成动态三维的形式,改变教育模式,不用再通过乏味的幻灯片技术教学,将教学步骤完美的融合到教学中,让学生不在死守在书本上面,却又心不在焉的想着自己的事情,不同于传统的教育模式,所有的教育步骤一气呵成,使学生学习兴趣浓厚,教学质量显著提升.动态教学就是把物理化学实验中一些大型不易操作的实验或一些因含有有毒气体学生不能进行操作的实验,通过虚拟现实技术,学生可以在网上进行操作,丝毫没有束缚之感,让学生有一种身临其境的感觉.成功案例有 虚拟现实技术划分四类： 1、桌面虚拟现实 桌面虚拟现实利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口。通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互，这些外部设备包括鼠标，追踪球，力矩球等。它要求参与者使用输入设备，通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但这时参与者缺少完全的沉浸，因为它仍然会受到周围现实环境的干扰。桌面虚拟现实最大特点是缺乏真实的现实体验，但是成本也相对较低，因而，应用比较广泛。常见桌面虚拟现实技术有：基于静态图像的虚拟现实QuickTimeVR、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实、MUD等。 2、沉浸的虚拟现实
《三维虚拟仿真》课程教学大纲 课程编号：（暂可不写） 课程名称：三维虚拟仿真 总学时数和学分：本课程计划144学时，8学分 实验或上机学时：108学时 先修及后续课程要求： 先修课程： 1. 3ds max基础：要求学生了解3ds max各个功能模块和基本制作流程。掌握常用工具及简单模型的制作方法、掌握基础灯光、材质的调节方法。 2. 图形图像处理PS：要求掌握常用工具的使用方法，把握图层、蒙版、图层样式以及图层叠加方式的作用和意义，熟练掌握调色工具及滤镜的使用，深入理解通道的作用。 后续课程：《工作室实训》、《毕业设计》 （说明部分） 1.课程性质 三维虚拟仿真是利用计算机图形学技术，在计算机中对真实的客观世界进行逼真的模拟再现。通过利用传感器技术等辅助技术手段，让用户在虚拟空间中有身临其境之感，能与虚拟世界的对象进行相互作用且得到自然的反馈，并让人产生构想。本课程通过3ds max软件强大的三维图像技术制作出逼真的虚拟空间环境，再通过VRP平台加入交互功能，从而形成一种超现实的虚拟体验。本课程主要解决如
何生成具有真实感的虚拟空间，通过3ds max的建模工具创建场景模型，通过材质贴图以及灯光的综合应用模拟自然世界的真实质感及光影效果，再通过渲染设置调节出最终效果。最后使用贴图烘焙的方式将最终渲染效果转为贴图贴回场景，并导入到VRP中进行交互式制作。本课程是一门综合性学科，与其相关的学科种类繁多，如计算机视觉、数字图像处理、模式识别、人工智能、计算机网络、科学计算可视化、输入输出设备、人机交互、自动化控制、生理学、心理学等，其与虚拟现实都有十分紧密的联系。本课程重点在于如何在计算机中生成虚拟环境并通过VRP平台将其转化为具有交互功能的空间环境。其中需要大量的实践决定了本课程主要以技法为主，并兼顾理论的学习。能制作出完整、真实的交互式虚拟场景是本课程的最终教学目的。 2.教学目标及意义 本门课教学目标在于使学生在熟练地掌握3ds max软件的基础之上系统的学习VRP交互式平台软件。在熟练掌握模型创建、材质贴图的赋予、灯光布光方案及调节方法的基础上，创建出具有沉浸感与交互性的虚拟现实作品。借助本系强大的工作室电脑硬件及所购的20节点VRP软件可以进行大型场景的虚拟现实作品表现。使学生在校园里就能拥有公司级别的制作条件，为优秀作品的制作提供了先决条件，并使学生在实战训练中提高其市场竞争力，为进军这一新兴行业奠定坚实的基础。 3.教学内容及教学要求 一、场景模型的创建。（50学时）
目录 摘要 (2) 前言 (4) 1.论文的选题背景与研究意义 (5) 1.1选题的背景 (5) 1.2论文的研究意义 (5) 2.当前虚拟现实系统的主要问题与发展方向 (5) 2.1虚拟现实系统中场景建模的问题 (5) 2.2虚拟现实系统中场景绘制的主要问题 (6) 2.3虚拟现实系统今后的发展方向 (7) 3.虚拟校园系统的三维建模 (7) 3.1场景的建模技术 (7) 3.1.1基于图形绘制的建模技术 (7) 3.1.2基于图像的建模绘制技术 (8) 3.1.3基于图形与图像的混合建模技术 (9) 3.2层次细节模型生成和绘制 (9) 3.3系统的建模方法 (10) 4.建模设计与数据表现 (11) 4.1三维建模的原则 (11) 4.2实体建筑的构建 (12) 4.2.1构建实体建筑的基本原理 (12) 4.2.2实体建筑的构建 (12) 5.建模中常见的问题 (16) 5.1过分强调细节 (16) 5.2实体拼接组合的位置关系不正确 (16) 5.3存在冗余多边形 (17) 结束语 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)
摘要 随着计算机技术、通信技术及其他相关技术的飞速发展，虚拟现实的仿真技术也日益成为当前研究的热点。通常传统的校园三维立体图内容单一，缺乏实体感，实用价值受到限制，而虚拟校园是将虚拟现实技术引入到“数字校园”的研究中，为校园的规划和设计提供了一种全新的手段。虚拟校园三维模型不仅能自然、真实、形象地表达现实世界的对象，而且拓展了现实校园的时间和空间维度，从而扩展其功能。 本文在分析了虚拟现实(Virtual Reality)技术的概念、基本特征及其在国内外发展应用情况的基础上，结合校园的具体情况，构建了基于Web的VCS虚拟校园系统采用图形与图像混合建模技术，实现了VCS虚拟校园系统的三维建模，并对虚拟世界中复杂物体建模技术进行了探索，总结出了树木、花草等复杂对象建模的一般方法，分析并解决了几何体的纹理映射问题，极大地减少了场景制作的工作量。 关键词：虚拟校园，三维建模，
建设“三维数字校园信息系统“的必要性 数字时代的浪潮冲击着当今世界的每个角落，从数字地球、数字城市到数字校园，三维数字校园目前已成为高校信息化建设的热点，成为展示高校形象和自身信息化技术能力的一个直观的表现方式。三维数字校园是一种集数字化、信息化、可视化等多种技术为一体的校园计算机管理应用系统。与传统二维数字校园相比,三维数字校园能更真实地反映客观世界。三维数字校园系统功能强大,不仅能通过互连网更直观地展示校园风貌,还能通过动态交互产生身临其境的感觉,对提高校园管理水平等具有重要的现实意义。近年来,众多高校已经开始致力于通过不同的方式、利用各种语言或软件构建数字校园。 一、三维数字校园管网信息系统概述 1、概念三维数字校园管网信息系统是基于真实数据（测绘、勘探）和真实场景（三维建模），且融合了多项虚拟现实技术和多媒体技术而建立的数字校园管理系统。 我公司开发的三维数字校园信息系统涵盖了地面建筑物信息，地下给水、排水、电力、电信、天然气等各种管线信息，该系统由建筑信息系统、地下给水信息系统、地下排水信息系统、电力信息系统、通讯线缆信息系统以及天然气信息系统等六大子系统组成。 2、特点三维数字校园管网信息系统与斜视三维电子地图、一般平面效果图、CAD电子地图、三维动画乃至沙盘具有本质上的区别。具体特点和优势如下： ⑴、数据来源真实准确，是现实校园的真实再现系统中的地物地貌不是简单的示意或模仿，而是建立在准确地测绘（地面部分）和勘探（地下部分）的基础之上，地面所有场景的结构、外形、尺寸、比例、色泽与现实中的校园完全一致，地下所有不可见设施则经过精密无损探测设备勘探而来。 ⑵、将地下不可见的设施或构筑物生动呈现在管理者的面前系统充分利用地下设施精密无损探测的技术，探明地下各种管线（给水、排水、电力、电信、天然气等），并将它们和地面构筑物一起生动地呈现在管理者的面前。因为有了可视的地下设施或构筑物，管理者可以对水、电、气等实施节能监控。
大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案 VSTATION HD（V1.0）
前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学，已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。
目录 前言 (2) 一、总体需求分析 (4) 1．1 “情景”的定义： (4) 1．2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”？ (5) 1．3 根据教学建设，用户需求归纳如下： (6) 二、设计原则 (7) 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述 (8) 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图： (10) 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (11) 六、与教材同步完备的虚拟场景库 (16) 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点 (18) 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标 (19) 九、系统技术支持及服务 (21)
一、总体需求分析 通过运用学语言，已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中，让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后，另一方根据上下文进行意义协商，作出反馈，他可以表示支持、进行反驳或提出疑问，然后接受方对反馈意见再进行意义协商，作出回应，双方如此反复交流，形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中，这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动，还应该包括教材，因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性，力求三者有机结合。 1．1 “情景”的定义： 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景，有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象，通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演，可以让学生通过视觉和听觉去感受场景，产生想象和联想，激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言，使用虚拟仿真实训系统教学, 学生觉得有话可说，有戏可演，
三维校园开发与全景校园虚拟漫游VR设计方案 目录 前言 (1) 第1章虚拟现实技术 (2) §1.1虚拟现实技术的概念 (2) §1.2虚拟现实的特点 (2) 1.2.1多感知性（Multi-Sensory） (2) 1.2.2 浸没感（Immersion） (2) 1.2.3交互性（Interactivity） (2) 1.2.4构想性（Imagination） (3) §1.3虚拟现实的关键技术 (3) 1.3.1基于动态环境的建模技术 (3) 1.3.2应用系统开发工具 (3) §1.4虚拟现实的研究现状 (3) 1.4.1国外研究现状 (3) 1.4.2中国研究现状 (4) 第2章虚拟校园技术 (6) §2.1虚拟校园的基本概念 (6) §2.2虚拟校园的建模方法 (6) 2.2.1基于图形的建模与绘制 (6)
2.2.2基于图像的建模与绘制 (6) §2.3全景图的概念 (6) 2.3.1全景图的特点 (7) 2.3.2 全景图的生成 (7) 2.3.3 全景图的公共隐私处理 (8) §2.4虚拟校园的优势 (9) 2.4.1 直观的了解校园 (9) 2.4.2 方便学生 (9) 2.4.3 有利于招生宣传 (9) 2.4.4地图便笺功能 (9) 2.4.5丰富的应用接口功能 (10) 2.4.6校园信息搜索引擎 (10) 2.4.7优化领导管理 (10) 第3章技术实施说明 (11) §3.1全景图生成制作技术 (11) 3.1.1 照片的拼接技术 (11) 3.1.2 FLASH技术 (12) 3.1.3 利用软件直接制作全景图 (20) 第4章校园地图与风景展示 (22) §4.1校园地图立体化导航的意义 (22) §4.2校园地图的实用性研究 (22)
校园虚拟实景漫游设计方案及说明 一、校园三维实景简介 校园实景是最新的三维全景技术在我们学院中的一种应用，通过三维实景技术展示学院的校园风貌，具有真实、感官、零距离的优势，对于远在千里之外的人了解校园真实情况有很大帮助。教育部在一系列相关的文件中，曾多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用，可见它对于实现学校的数字化校园意义非凡。 校园三维实景虚拟展示，是将三维全景、二维图像、声音、文字材料等素材结合起来，创建带有交互式地图、雷达、指南针、漫游路线、背景音乐、解说词等功能的专业虚拟漫游。提供了全新带有指南针效果的交互式地图，浏览的同时，地图上会出现视角扫描的指南针，观看者可以很清楚地知道正在插入物是哪个地方哪个位置，并且观者可以通过点击地图上的热点、拖动指南针等方式交互地控制全景的播放。提供了制作者一个做导演的机会，完全按照制作者的意愿来导演虚拟漫游的整个过程。哪个场景先出场、从哪个角度开始展示、转换到哪个角度、停留多长时间等都可以完全按照制作者的意愿来设定。嘉兴技师学院的校园三维实景展示可以给浏览者更直观和深刻的印象，对学习和了解学院更有帮助，是学生、教师、家长了解学校的新的有效途径。 二、校园三维实景的意义 1、直观的了解校园 三维虚拟校园基于浏览器，无任何浏览器插件，具有友好的用户操作界面，用户操作方便快速，可以用鼠标任意的拖动，放大或者缩小。通过三维虚拟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，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，减少处理时间，提高效率，提供了一个生动的校园空间。 2、方便学生
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成： 虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系
统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。 虚拟现实交互系统 多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设，它们主要是6自
毕业设计（论文）文献综述 学院：机电工程系 专业：电子信息工程 年级： 指导教师： 学生姓名： 学号： 起止时间：
文献综述 引言： 虚拟漫游技术是虚拟现实技术的重要分支，在建筑、旅游、游戏、航空航天、医学等多种行业发展很快。虚拟校园可以提供三维虚拟环境，可支持对现实大学的资源管理、环境规划、学校发展和远程访问等，让人足不出户就能实现对该场景的漫游与交互，从而达到身临其境的主观感受。在本系统中，将运用3DSMAX技术设计一个虚拟的三维校园图书馆建筑。 1、课题背景 虚拟现实技术是指利用计算机建立的人工媒体空间，它是模拟的，但又是具有真实感的，通过多媒体传感交互设备使人进入一种虚拟的环境，并提供一种模拟现实的操作环境，利用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、触觉的感观世界，使人们对所研究的对象和环境获得身临其境的感受，从而提高人类认知的广度和深度，拓宽人类认识客观世界的“认识空间”和“方法空间”，最终达到更本质地反映客观世界的实质[2]。虚拟现实技术有3个主要特征：交互性、沉浸性和想象性。 本课题介绍了三维虚拟校园建筑的建模方法以及它所实现的功能。 2、研究内容及目标 本文就是以浙江海洋学院图书馆的设计为研究对象，以浙江海洋学院为虚拟空间，以建立三维虚拟图书馆建筑为目的，探讨了建立立体式虚拟校园建筑的建模技术与数据表现方法。论文分析了虚拟现实技术中的三维建模技术的方法、特点，针对虚拟校园建筑中的建模方法进行了深入地探讨。针对校园建筑中出现的结构，特殊建筑，光线生成，天空环境的加入等实体的建模方法做了详细的分析，这些建模方法具有一定的针对性，符合事物自身的特点，对不同类型的事物具有很强的代表性，体现了虚拟现实建模技术的一些重要概念和方法。 系统要能表现较好的空间立体感，在形态、光照、质感等方面都十分逼真，使参与者能在构筑的栩栩如生的虚拟建筑场景中观察.体验。为了达到这一要求，在总体设计时必须遵守沉浸性，构想性，交互性，高效性，可扩展性以及灵活性原则。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e17194097.html, 基于Unity3D的三维数字校园漫游系统 作者：宋姗姗 来源：《中国科技博览》2016年第21期 [摘要]在数字校园建设中应用虚拟现实技术，是进行校园规划和设计的新趋势。本文以某大学校园环境为虚拟空间，以Unity3D为开发平台，采用场景建模软件，结合使用编程语言进行交互，并与HTML进行整合，共同开发完成虚拟校园。 [关键词]Unity3D；三维；数字校园；漫游系统 中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）21-0245-01 1 前言 虚拟现实技术可以利用计算机生成比较真实的模拟环境，用户仿佛置身于真实的环境中，用户通过接口与虚拟环境进行交互，具有用户渲染感、交互性以及实时性。虚拟现实技术是信息科学的一门新的技术，广泛应用于军事、娱乐、医学等各个领域。三维数字校园漫游系统具有强大的功能，可以直观地展现校园全景，用户产生置身于真实校园的感觉，对学校的规划和设计具有指导意义。现在很多高等院校都在利用不同的软件来进行数字校园建设。本文介绍了Unity3D游戏开发技术在三维数字校园漫游系统中的应用情况，校园漫游系统可以让用户对学校有更形象直观的了解。 2 系统简介 三维数字校园漫游系统是三维形式的校园系统，主要是将校园的信息进行三维形式的展示。该系统采用三维可视化技术和虚拟现实技术，并借助三维建模软件模拟现实环境，使系统实时可交互。Unity3D是实现校园漫游系统的游戏型软件，系统可以在网页上直接运行，用户的体验比较直观。 现在实现校园漫游的系统软件很多，最早的语言是VRML语言，以后又出现VRP，这是一款国内国内顶尖的虚拟漫游引擎，在设计虚拟产品方面Cult3D非常的便捷，在国内外享有盛誉的是Unity3D软件。 3 Unity3D平台介绍 Unity3D是一款跨平台游戏开发软件，可以直观的对游戏进行编辑。Unity3D由Unity？Technologies进行系统开发开发，可以轻松创建三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型的互动内容，是一个多平台的综合型游戏开发工具，可以进行全面的游戏引擎。其优势在于性价比高，用户不用下载客户端，直接进行网页效果浏览进行体验。Unity3D支持各类脚本
虚拟仿真虚拟现实实验室解决方案
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解 决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了能够辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成：
虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，一般为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与她们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，一般有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示
Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2018, 8(1), 114-122 Published Online January 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/e17194097.html,/journal/csa https://https://www.doczj.com/doc/e17194097.html,/10.12677/csa.2018.81015 Construction of Web 3D Virtual Campus Simulation Platform Dabei Zhou1, Lian Duan1,2*, Meihua Huang1, Meiqi Feng1 1School of Geography and Planning, Guangxi Teachers Education University, Nanning Guangxi 2The Key Laboratory of the Ministry of Education of the Beibu Gulf Environment Evolution and Resources Utilization, Guangxi Teachers Education University, Nanning Guangxi Received: Jan. 6th, 2018; accepted: Jan. 23rd, 2018; published: Jan. 30th, 2018 Abstract Based on the technologies such as 3D visualization, computer network and so on, the establish-ment and publishment of campus indoor and outdoor integration 3D virtual simulation platform have been achieved. Through the 2D campus plan of the Guangxi Teachers Education University, combined with remote sensing image data, 3D scene is modeled according to the real campus scene layout. Campus 3D scene construction, based on CGA (Computer Generated Architecture) rule language of City Engine, has achieved the rapid generation of building models and automatic texture mapping, as well as the rapid construction of indoor scenes and pedestrians, cars, dynamic water, landmark buildings and other special models. At the same time, the multi-source spa-tio-temporal data such as camera and campus management system are connected into 3D campus platform so that the display and inquiry of the attribute information of teaching buildings and se-curity multimedia information can be achieved. In addition, the campus can be displayed in dif-ferent directions through functions such as automatic roaming. Keywords GIS, 3D Modeling, Virtual Campus, CityEngine 网络三维虚拟校园仿真平台构建 周大北1，段炼1,2*，黄梅花1，冯美琪1 1广西师范学院，地理科学与规划学院，广西南宁 2广西师范学院，北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室，广西南宁 收稿日期：2018年1月6日；录用日期：2018年1月23日；发布日期：2018年1月30日 *通讯作者。
安徽建筑大学环境与能源工程学院 毕业设计（论文）开题报告 课题名称：安徽建筑大学校园建筑物三维建模与实现 ——基于Sketchup和ArcGIS 专业：地理信息系统 班级：10地信2班 姓名：宋磊 学号：10203050241 指导教师：朱传华 2014年 3 月 9 日
（2）“Push-pull”：通过沿预定的路径挤压2维界面从而创建3维物件。 （3）“Follow Me”简单高效的学习能力。 （4）可以模拟摄像机和太阳的运动 （5）与Google Earth的协同功能 2.2. ESRI ArcGIS软件 除了直观反映真实世界的三维模型，还要借助三维GIS平台处理、使用这些三维模型，并提供各类地理分析功能。 ArcGIS是一个全面的、可伸缩的GIS平台, 可以为用户提供构建一个GIS系统的解决方案。其中，ArcGIS 3D分析是ArcGIS桌面产品的三维可视化和分析扩展模块，用户可以利用这个模块有效地显示和分析表面数据，并且可以利用其内含的三维可视化和地形建模功能。 3D分析扩展模块的核心是ArcScene应用，它为多层三维数据图的显示观察以及表面数据生成和分析提供了用户界面，使用3D分析模块，用户可以从多个视点检查一个表面，查询表面，并能将栅格和矢量数据贴在一个表面上，生成现实的影像效果。 我们可以通过在ArcScene的主视图中加入各类地理图层，并使用一些基本的地图分析功能浏览和查看我们的地理数据。针对三维数据而言，我们可将影像栅格数据和矢量数据叠加到TIN或规则格网DEM表面高程数据上，以进行三维场景的查看和分析；或者根据数据分析需要，在场景中按照图层某属性值的大小以立体柱的形式突出显示其分布状况；同时，我们还能应用三维分析工具实现空间表面的创建和分析功能。 2.3、三维地图的分类 实景；实景三维地图是利用卫星或激光技术直接扫描建筑物的高度和宽度，最终形成三维地图数据文件。实景三维地图是基于实物拍摄、数据抽象采集技术实现的。虽然从照相机出现的那一刻起，就出现了实景三维地图，但是真正的发展是20世纪以来，随着飞艇、飞机和卫星等高空飞行工具的出现，获得了一个全新的视角并可以进行全方位的拍摄，实景三维地图才得到真正的发展。其直观性、信息量和精确性远非传统二维电子地图可比。 不过，这种地图获取的成本很高，基本上局限于军事或局部，普通人群基本上看不到真正的实景三维地图。直到最近几年，搜索引擎大腕Google把卫星遥感地图资源和三维电子地图技术以及互联网集合起来，推出Google Earth和Google Maps，将人们带进了一个全新的广阔空间，从而带给人栩栩如生、身临其境的体验。另外，国内一些公司也借助于Web GIS技术，利用飞艇、飞机和汽车等交通工具，从不同的角度进行拍摄，把整个地区都拍一遍，通过数据库和地图上每个具体地点联系起来，获得这个地区的实景地图。但是，这种方式还是受交通工具的限制，只有交通工具可以到达的地方才可以进行数据采集，故实景三维地图给出的信息还是有限的。例如，城市实景地图主要采用
三维虚拟仿真平台 1.概述 三维虚拟仿真平台旨在建设一个具有大范围的海量城市数据一体化管理、无缝三维实时漫游，包容和拓展常规GIS独具特色的空间多媒体信息查询、表示、分析和决策功能的虚拟城市管理信息系统。 近年来，数字省市、数字城镇很快已经成为世界各国发达省市和地区21世纪的发展战略、争先抢占科技、产业和经济的制高点之一。为了加速城市的发展，提高管理水平，需要借助于现代化的科学手段进行城市体系规划与管理。 据目前对我国大部分城市的摸底调查，除少数大、中城市已建立了城市管理信息系统外，而绝大部分地区的空间信息管理手段仍然沿用比较落后的手工操作方式，即便是用一些地理信息系统（GIS）管理着空间数据，但仍停留在简单的二维数据管理、显示的基本功能，分散地、相对独立地和非标准地管理模式，很难进行地域管理的三维综合研究和空间分析，使各级领导部门不可能及时地得到对空间的清晰、直观的认识。 另外，城市规划设计的主要研究对象是城市的体形结构与各个要素，在设计过程中需要进行大量的空间形象思维。同时，在设计中又
应以城市的使用者的感觉为核心，分析城市设计各空间要素之间的关系。传统的城市模型只能获得城市的鸟瞰形象；效果图只能提供静态局部的视觉体验；动画不具备实时的交互性，人是被动的，并且制作周期长。这些传统技术只能实现简单、固定的演示功能，尚不能很好地满足当前城市设计的需要。另外，随着空间范围的扩大，传统的方法也无法胜任空间数据的管理和维护。 同样，在城市中存在大型的港口、工厂、地下管网、人防设施等部门，它们具有地形起伏较大、管网密集、需要精确定位等特点，用传统二维的表示方法很难加以描述和信息管理。 虚拟环境是由计算机生成的，通过视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真。从二维地图、沙盘、动画，到虚拟视景仿真是一个合乎人们认识深化和技术发展趋势的必然结果。 2.虚拟城市与仿真技术发展 美国目前已经有50个城市计划建立了“数字虚拟城市”。我国北京、上海、香港、台北、深圳、广州、南海、厦门市等也正在积极筹建之中。普遍认为，3D-GIS、空间视景数据库的建立是建立数字虚拟城市首先要解决的问题。国际上已经专门成立了类似组织，主要为
梧州学院 毕业设计（论文）任务书 课题名称基于虚拟现实技术的三维校园 漫游系统的设计与实现 系部计算机科学系 专业计算机科学与技术 班级07计本5班 学号0700608118 姓名王荣华 指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日
一、课题的内容和要求： 本课题从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。基于3D和VRP技术的三维仿真漫游系统的开发方法，以梧州学院（北区）建立虚拟场景，实现了自动漫游、手动漫游、校园路径导航、校园景物的查看、校园信息查询、各种气候效果、各种实体的动态效果，并根据路线做了详细的碰撞检测。同时根据三维仿真漫游的特点，在自动漫游和手动漫游过程中，以现有场景为基础，通过视频、图片、音乐对虚拟现实系统做了补；给需要了解梧州学院校园地理信息的用户提供了极大方便。 二、设计的技术要求与数据（或论文主要内容）： 采用Polygon+NURBS高级建模的建模方法，各个模型采用简体模型来对整个校园建筑进行立体虚拟；用Bitmap位图+UVW Mapping坐标贴图、VRAY渲染方法还原校园的真实景象；采用Max-for-VRP导出插件将模型导入VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块，加入碰撞检测算法、VRP命令行脚本实现人机交互功能，保证系统的实用性；运用行走相机、动态漫游增加三维实景表现力，多角度查看学校环境；调试运行后由虚拟现实编辑器模块导出为EXE可执行文件实现系统的可移植运行。 三、设计（论文）工作起始日期： 自2011 年1 月10 日起，至2011 年4 月10 日止。 四、进度计划与应完成的工作： 1.收集资料进行需求分析时间:2011年1月 2.实时数据采集，建立三维模型时间:2011年2月初-----2011年2月底 3.运行和调试，系统设计及实现时间:2010年3月初-----2011年3月底 4.论文撰写时间:2011年4月 五、主要参考文献、资料： [1]陈珍.虚拟现实技术的教育应用初探.中小学电教.2009,7.8-9 [2]申蔚,曾文琪.虚拟现实技术（21世纪计算机科学与技术实践型教程）.北京:清华大学出版社.2009.3-20 [3]数字仿真与虚拟现实技术概述.https://www.doczj.com/doc/e17194097.html,/showthread.php?t=3340700 [4]姜学智,李忠华．国内外虚拟现实技术的研究现状.辽宁工程技术大学学报.2004,23(2):238-240 [5]杨爱良等.反走样技术在计算机图形仿真中的运用.计算机仿真.2005,22(4):124-125