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基于3ds Max与Unity 3D的三维虚拟校园系统的设计与实现作者：喻臻钰杨昆来源：《电脑知识与技术》2016年第07期摘要：虚拟校园是虚拟现实技术的一个具体应用。
三维虚拟校园漫游系统可给予体验者身临其境的真实感，从而模拟现实环境，为使用者提供便利，也为学校展示自身风采提供了有效途径。
本设计基于虚拟现实技术，使用3ds Max建模，依靠Unity 3D搭建场景，最终实现云南师范大学主校区的三维虚拟校园系统，对本校的宣传有一定作用。
关键词：3ds Max；Unity 3D；虚拟现实；虚拟校园；三维建模中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）07-0218-04Based on the 3ds Max and Unity 3D Design and Implementation of a Three-dimensional Virtual Campus SystemYU Zhen-yu1，2， YANG Kun1，2（1. School of Information Science and Technology， Yunnan Normal University， Kunming 650500， China； 2. GIS Technology Engineering Research Centre for West-China Resources and Environment of Educational Ministry， Kunming 650500， China）Abstract： Virtual Tour technology is virtual reality technology branch， virtual campus is a specific application of this technology. Three-dimensional virtual campus roaming system can give those who experience an immersive realism to simulate realistic environments， provide users with convenience， but also for schools to demonstrate their presence provides an effective method. The design is based on virtual reality technology， the use of 3ds Max modeling， rely Unity 3D structures scene， and ultimately a three-dimensional virtual campus system of Yunnan Normal University main campus.Key words： 3ds Max； Unity 3d；virtual reality； virtual campus； three-dimensional modeling1 概述在信息化技术不断发展的今天，众多领域均通过计算机应用为用户的使用提供便捷。
基于IMAGIS 2.3构建三维可视化校园社区管理系统的研究作者：杨娇陈林云来源：《数字技术与应用》2013年第03期摘要：三维建模技术是数字城市建设的关键技术之一。
本文在对比几种建模技术优缺点的基础上，选择IMAGIS 2.3，以东华理工大学南昌校区为例，经过数据准备、建筑物模型创建、纹理及属性编辑等步骤，最终完成三维模型的建立，实现简易校园社区管理查询等功能。
关键词：IMAGIS 三维建模校园社区管理系统中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0094-011 引言目前，很多单位都已建设了二维的地理信息系统，但二维的地理信息系统无法实现真实场景的再现，本报告的研究目的是利用IMAGIS2.3构建三维可视化的学生公寓社区管理系统，将学生公寓三维模型、学生信息、寝室以及周边环境等进行直观可视的显示，达到“可见即可得”的效果。
2 IMAGIS建模特点本文采用适普公司的IMAGIS 2.3进行三维建模。
IMAGIS建模的主要优点是简单、方便和快速，但它难以生成光滑的曲面，所以它适合于构造具有规则形状的物体。
学校建筑大多为教学大楼、办公楼和宿舍建筑，建筑形体比较规整，层次和细节部分较少，非常适合选择IMAGIS构建三维可视化校园社区管理系统。
基于AutoCAD的三维建模能快捷进行模型生成和编辑、能精确计算容积率、建筑密度、建筑间距，但不支持纹理编辑，DEM建立复杂，不具备建筑物属性数据。
基于3DStudio Max的三维建模可建立较复杂三维模型、场景细腻、渲染逼真、支持纹理贴图、能快速生成简单模型，但不能精确输入模型参数，不具备点的精确捕捉，DEM建立复杂，不具备建筑物属性数据的编辑和查询。
基于IMAGIS 2.3的三维建模能快速方便建立DEM，可直接使用数字摄影测量数据，建筑物日照、建筑物纹理添加和属性编辑，但复杂模型生成、编辑不方便，三维场景不够光滑细腻。
计算机测量与控制．２０２１．２９（１） 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·１４０ ·收稿日期：２０２００５２６； 修回日期：２０２００６１８。
基金项目：国家自然科学基金项目（６１７０１３８８）；陕西省自然科学基础研究计划资助项目（２０１８ＪＭ６０８０）；西安市科技局科技创新引导项目（２０１８０５０３３ＹＤ１１ＣＧ１７（１））；西安市科技局科技创新引导项目（２０１８０５０３３ＹＤ１１ＣＧ１７（２））。
作者简介：叶 娜（１９７９），女，陕西西安人，硕士生导师，副教授，主要从事数据挖掘、Ｗｅｂ应用、云计算等方向的研究。
张 翔（１９７２），男，陕西咸阳人，硕士生导师，副教授，主要从事增强现实、机器学习等方向的研究。
董丽丽（１９６０），女，福建福州人，硕士生导师，教授，主要从事数据挖掘、机器学习等方向的研究。
引用格式：叶 娜，严昱欣，张 翔，等．基于ＢＩＭ＋Ｃｅｓｉｕｍ三维可视化校园系统的设计与实现［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２１，２９（１）：１４０１４５．文章编号：１６７１４５９８（２０２１）０１０１４００６ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２１．０１．０２９ 中图分类号：ＴＰ３１１文献标识码：Ａ基于犅犐犕＋犆犲狊犻狌犿三维可视化校园系统的设计与实现叶 娜，严昱欣，张 翔，董丽丽（西安建筑科技大学信息与控制工程学院，西安 ７１００５５）摘要：构建具备“三维可视化”、“信息化”、“数字化”特征的校园平台是智慧校园建设的基础点，现有校园平台大多使用传统建模工具融合Ｃ／Ｓ架构的ＧＩＳ平台搭建，缺乏模型信息统一整合、趋于平面化且可视化水平较低、不具备跨平台等问题；ＢＩＭ技术因其数据整合模式有效提高了建筑业信息化水平，文章结合ＢＩＭ技术二三维信息整合及ＷｅｂＧＩＳ－Ｃｅｓｉｕｍ框架免插件、可跨平台的优点，以本校作为建模原型借助Ｒｅｖｉｔ软件建模及二次开发、文件流等技术，基于Ｂ／Ｓ架构开发兼备可视化、信息化及跨平台能力的校园平台，实现了地图显示模块、建筑物信息查询模块、空间ＧＩＳ模块、地物对应查询模块及其子功能；通过测试，设计的系统工作可靠可行，满足校园平台需求。
三维虚拟校园自动漫游系统的设计与实现引言：随着科技的不断发展和网络的普及，虚拟现实技术正成为学校教学、宣传和展示的一种新方式。
三维虚拟校园自动漫游系统是基于虚拟现实技术的一种应用，通过使用此系统，用户可以在电脑或移动设备上实现在校园中自由漫游，了解学校的教学环境、学科设置和各个教学楼的位置，提高学校的宣传和招生效果。
一、系统需求分析1.功能需求：-展示学校校园各个教学楼、实验室、体育场馆等的立体模型；-提供漫游操作，实现在虚拟校园中的自由移动，用户可以随意切换位置和方向；-提供校园各个位置的详细介绍，如教学楼的名称、所属学科、使用情况等；-提供全景图、图片、视频等多种展示方式，向用户展示校园的方方面面；-实现导航功能，用户可以根据自己的兴趣和需求，规划自己的漫游路线；-可以与学校的官方网站和其他平台进行数据共享，为学校的招生宣传提供支持。
2.非功能需求：-系统界面友好、简洁，易于操作；-系统运行稳定，流畅，可以在不同的操作系统和设备上运行；-数据的准确性和完整性；-系统的安全性和隐私保护。
二、系统设计基于以上需求分析，我们可以设计以下系统架构：1.前端界面设计：在此模块实现系统的用户界面和用户操作。
-使用虚拟现实技术，实现校园各个位置的三维立体模型的展示；-提供用户漫游的操作界面，用户可以通过鼠标、键盘或者触摸屏操作实现虚拟校园的自由移动；-提供校园各个位置的详细信息展示界面，包括文字介绍、图片、视频等展示方式；-提供导航功能，用户可以根据自己的需求规划漫游路径。
2.后端数据库设计：在此模块实现系统所需的数据存储和管理。
-设计数据库，存储校园各个位置的相关信息，如教学楼名称、所属学科、楼层布局等；-存储校园各个位置的图片、视频等多媒体展示资源；-设计用户数据表，管理用户的个人信息和漫游记录。
3.数据交互和共享设计：在此模块实现系统与外部系统的数据交互和共享。
-设计数据接口，实现系统与学校的官方网站和其他平台的数据共享；-提供数据导入和导出功能，实现数据的迁移和备份。
三维数字校园建设方案目录一、内容简述 (3)1.1 背景与意义 (4)1.2 目标与愿景 (5)二、现状分析 (6)2.1 校园基础环境现状 (8)2.2 现有数字化设施与服务 (9)2.3 存在的问题与挑战 (10)三、建设目标与任务 (11)3.1 总体目标 (12)3.2 具体任务 (13)四、三维数字校园建设内容 (14)4.1 校园三维建模 (15)4.1.1 建筑物三维模型创建 (16)4.1.2 场景布置与绿化建模 (17)4.2 数字化教学资源 (19)4.2.1 课程资源数字化 (20)4.2.2 教学素材库建设 (21)4.3 校园管理系统数字化 (22)4.3.1 学生管理系统数字化 (23)4.3.2 教职工管理系统数字化 (24)4.3.3 校园办公系统数字化 (25)4.4 校园物联网应用 (26)4.4.1 校园安防监控系统数字化 (27)4.4.2 物资与设备管理数字化 (29)五、技术路线与实施步骤 (30)5.1 技术选型与架构设计 (32)5.2 分阶段实施计划 (33)5.3 关键技术与难题解决 (34)六、资源保障与支持措施 (36)6.1 组织机构与人员配置 (37)6.2 技术培训与交流 (38)6.3 运营管理与维护服务 (39)七、预期成果与效益分析 (40)7.1 预期成果展示 (41)7.2 经济效益分析 (42)7.3 社会效益评估 (43)八、风险评估与应对策略 (44)8.1 可行性风险分析 (46)8.2 风险应对策略与措施 (47)九、总结与展望 (48)9.1 实施效果总结 (49)9.2 未来发展规划 (50)一、内容简述教育资源共享平台：整合各类教育资源，提供在线课程、教学视频、教材教辅等资源，实现优质教育资源的共享和传播，提高教学质量。
教学管理系统：通过网络平台实现教师、学生、家长等多方的信息沟通与管理，包括课程安排、成绩管理、作业批改等功能，提高教学管理的效率和效果。
第24卷第4期2009年8月 山东建筑大学学报JOURNAL OF SHANDONG J I A NZHU UN I V ERSI TY Vol .24No .4Aug .2009收稿日期:2009-01-13作者简介:孙英君(1976-),女,山东阳谷人,山东建筑大学土木工程学院副教授,博士,主要从事空间信息分析技术在城市建设中的应用研究.文章编号:1673-7644(2009)04-0377-04基于二三维联动机制的数字校园系统研究孙英君,丁宁,王倩(山东建筑大学土木工程学院,山东济南250101)摘要:数字校园建设是国内外各大专院校为提升校园对外知名度,为学校来访者提供动态交互方式,为学校各项工作创造便利条件的有效途径。
在数字校园建设中,三维数据的处理、建模、可视化是一个重要的课题。
以山东建筑大学数字校园为例,通过二三维联动的方式解决二维缺乏真实感,三维易造成迷失感且缺乏空间分析功能的问题。
利用Sketch Up 进行三维模型的建设,以A rcEngine 为开发工具,进行二维、三维可视化系统的研发,实现两个系统之间的编辑联动,并将二维空间分析的结果实时的显示到三维系统。
关键词:数字校园;2维;3维;Sketch Up;A rcEngine;联动系统中图分类号:P208 文献标识码:AThe research of d i g it a l cam pus ba sed on 2Dand 3D i n teracti ve systemS UN Ying 2jun,D I N G N ing,WANG Q ian(School of Civil Engineering,Shandong J ianzhu University,J inan 250101,China )Abstract:It is an effective way f or each university t o devel op digital ca mpus syste m t o publicize itself and facilitate its r outine life .The dis posal,modeling and visualizati on of 3D data are very i m portant in the constructi on of digital ca mpus .Traditi onal 2D map is li m ited in vividity .W hereas 3D syste m is only perfect in visualizati on without any functi on of s patial analysis .The paper tries t o s olve the p r ob 2le m caused by 2D and 3D interactive syste m ,exa mp led by the digital ca mpus of Shandong J ianzhu U 2niversity .Based on the mature 3D s oft w are 2Sketch Up,the researcher got the ele mentary 3D model as the ite m input t o the sy mbol database .Thus,the ne w syste m can p r oduce 3D features in batches .The syste m chose A rcEngine as the devel oped t ool .The 2D syste m p layed a r ole of eyevie w .The basic functi ons,such as dis p lay,edit 2add,delete t ook effect in both 2D and 3D syste m.Besides,the result of s patial analysis acquired in 2D syste m can be reflected in 3D syste m si m ultaneity .Key words:digital ca mpus;2D;3D;Sketch Up;A rcEngine;interactive syste m0 引言随着数字技术的进一步发展,“数字城市”和“数字校园”开始涌现并逐步成为现实。
随着现代生活的飞速发展,人们对自身生活环境的了解不再仅停留在原有的数字地图或平面图上,而是要求一个直观的、现实的感受。
三维可视化技术应运而生,以其现实性、直观性和逼真的视觉效果受到了人们的日益青睐,特别在城市规划设计、军事指挥、城市仿真等中得到了广泛的应用。
国内外的大学、公司、研究所陆续开发了一些三维的建模软件,如:Multi 2378 山东建筑大学学报 2009年 gen Creat or、3DMAX、Cyber2CityGI S等。
这些系统和软件都具有对三维模型进行创建、管理的能力,且三维模型具有较强的真实感。
但在软件的分析功能方面,由于三维数据模型等理论上的限制,分析功能的开发和交互操作还有待于进一步研究。
同时,一些GI S系统软件,在原有二维GI S中增加了三维功能,使其能够表达现实世界中的三维对象,如:I M AGI S、VRMAP、CCGI S等三维GI S软件。
原有的二维GI S 系统具有很强的分析能力,例如缓冲分析、路径分析、平面测量、搜索查询、渲染分析等,但扩展后的三维功能,在地貌表达上取得了较好的效果,而在地物的精细建模上缺乏足够的真实感和美感。
因此到目前为止还没有出现真正完善的三维GI S系统,急需寻求解决这一问题的途径[1]。
此外,独立的二维系统和独立的三维场景都有着自身的不足之处。
二维系统有宏观性、整体性、抽象性的优点,但由于我们生活在一个真三维的现实世界里,二维地图对处于三维空间中的各种地理对象全部进行向二维平面投影的简化处理,导致第三维方向的几何位置信息、空间拓扑信息和部分语义信息的损失,不能完整地反映客观世界[2]。
同时,二维地图的抽象多义性,给我们认识空间信息带来了一定的困难[3]。
三维虚拟场景虽然有视觉效果逼真的优点,但也存在一些缺陷,其中一个重要方面是三维虚拟场景动态展示和交互式观察的方便程度和灵活性相对较弱[4],漫游时容易产生迷失感。
用户往往只能看到视野范围中的物体,导致用户在漫游时缺乏整体感,常常迷失方向[5]。
因此,有必要将二维与三维进行联动开发,在同一框架体系下充分发挥各自的优势,既具有强有力的三维沉浸感,同时还需要清晰的二维平面图提供全局的定位、部署,实现二、三维位置的联动定位和信息查询[6]。
1 联动原理二、三维联动就其内部的实现方式可以分为两大类:统一模型和消息驱动[6]。
1.1 统一模型最理想的方式是建立统一的数据模型,二维和三维数据是统一数据模型的投影,二维和三维界面是与用户进行交互的视图。
无论三维还是二维的数据修改均是对同一个数据模型的操作,因此系统容易保持数据的一致性。
但目前尚难以将二维的几何数据与三维的对象数据完全统一起来,二者之间仍然存在一定的差异。
1.2 消息驱动建立统一模型由于技术所限,目前还难以实现,因此可以采用松散的消息驱动方式来保持二、三维数据的一致性。
基于二维数据和三维数据所具有的统一坐标系,通过彼此之间坐标的对应关系来实现二、三维的联动。
本文即采用该方式进行二、三维系统的联动。
2 联动实现2.1 实现方式本文选用组件开发模式进行二、三维联动的实现。
组件式GI S的基本思想是把GI S的各大功能模块划分为几个控件,每个控件完成不同的功能,各个GI S控件之间,以及GI S控件与其他非GI S控件之间,可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来,形成最终的GI S应用。
控件如同一堆各式各样的积木,他们分别实现不同的功能,根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来,就构成应用系统。
组件式的开发模式成本低,可扩展性强,开发周期相对较短。
文章选用A rcEngine提供的MapContr ol、Sce2 neContr ol等组件,以及AO组件库,在VB开发环境下完成对山东建筑大学二、三维联动系统的开发设计,系统开发采用DLL技术使编写的代码实现重用与移植。
系统包括二维、三维两个视窗,三维为主,二维为辅。
2.2 二维空间建立校园基础地理信息库,该库主要存储两方面的内容:(1)校园基础地理信息:如校园主要道路,水库及地形变化等。
这部分信息通过野外实际测量获取。
(2)校内地面各种设施空间位置及属性信息:如照明系统、环卫系统、园林绿化系统及建筑物等。
同时,进行二维数字校园系统的功能开发,该系统应具备二维显示、查询、基本空间分析等功能。
2.3 三维空间2.3.1 三维场景建模三维场景建模在A rcGI S的三维扩展模块A rcS2 cene下进行。
选取山东建筑大学共2000余个离散 第4期 孙英君等:基于二三维联动机制的数字校园系统研究 379高程点用TI N构造校园地面高程模型(DE M)的建设。
将建成的DE M与quickbird影像进行融合,作为三维场景。
2.3.2 三维地物建模地物建模选用的是SketchUp软件。
该软件是美国著名的建筑设计软件开发商是@A tlast Soft w are 公司开发的。
选择该软件的原因是:1)SketchUp生成的模型非常精简,极其容易掌握,避免了初学者用其它软件学习复杂的建模技术,其设计理念是建筑创作上的一大革命,深得建筑行业认可,被建筑师称为最优秀的建筑草图工具。
2)该软件提供了GI S 软件的模型接口,即利用SketchUp建造的三维模型可以直接导入到GI S软件中。
建筑物高度按其层数粗略求算,并根据其屋顶形状人为的加一个修饰性的屋顶。
建筑物纹理采用地面摄影相片直接提取。
由于山东建筑大学主体建筑物数量有限,所以用相机拍摄建筑物侧面相片,然后用phot oshop软件进行处理。
虽然该方法的获取速度较慢,且涉及数据量大,后续处理工作量也很大,但是这种方法建成的校园三维模型真实感强。
2.4 二三维空间的联动为充分发挥二、三维系统的优点,取长补短,本文选用A rcEngine进行二、三维联动系统的开发,实现二、三维显示、编辑的联动,及其二维空间分析结果的三维同现功能。
具体功能如下:(1)用户在三维场景中漫游时,在二维地图中显示出相应的位置和视野。
(2)在二维地图中改变观察点时,相应地在三维虚拟场景中跳到对应的位置;在三维虚拟场景中改变观察点时,在二维地图中也跳到对应的位置。
