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基于VRML的三维虚拟校园漫游系统的研究

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Ｖ ＭＬ ｓ ｎ ｓ ｒ ｔｅ ｒｗｓ ｎｔｅ ｅ ａ ｉ ｆ ｂｅｔ ｃ ｎ ｏ， ｅｔ ｈ ｉ ｅ ｒｌ ｅ ｅ ｅ ｄ ｌ ｇ ｅ ｔ ｅｍ ｐ ｉ ， ｄ Ｒ ｃ ｅ ｃ ｏ ｅ ｏ ｈ ｖｏ ｏ ｊｃ ｏ ｔ ｌ ｃ ｑ ｓ ｅ ｔ ３Ｄ ｓ ｎ ｅ ｎ ， ｘ ｒ ａ ｐｎ ａ ｅ ａ ｂ ｈ ｒ ｈ ｂ ｒ ｏ ｓ ｒ ｔ ｅｎ ｕ ａ ｄ ｈ ｃ ｍｏ ｉ ｔ ｕ ｇｎ
ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｔｃ ｎｏｏｇ ，ｏｌｅ３ｄｖ ｒｕ ｌｃ ｍｐｕ ｃ ｎ ｓｅ ｔｔ ｍ ｏ ｌｎ ｔ ｏ ，ｅｅｍ ｉ ｈ ｅ ｅｏ ｎ ｅ ｈ ｌ ｙｓ ｖ ｉｔ ａ ａ ｓ ｓ ｅ ｅ ｎｉ ｙ ｄｅｉｇ ｍｅ ｄｄ ｔｒ ｎｅｔｅ ＶＲＭ Ｌ ｐ ｒｅ ｔｏ ａ ｄ ＣＯＲＴＯＮＡ ｈ ｅ ｃ ｐｒ ｎ ｎ
支 持高级 查找 、使用 书签 、分色 显示 、 自动侦 错等 编辑 功能 ；支 持 多步取 消和重 复操 作：采 用树 形结构 显示场 景构 造 ；支持在 浏 览 器中对 场景浏 览 ；有 功能 强大 的软件 发布 向导。 三 、虚拟校 园漫游 系统建 设的意 义 虚拟校 园 的建设 必将推 动虚拟城 市 的建 设，为 整个城 市 的信 息数 字化 打下 良好的根 基 。数字城 市 的建设也 促进 人们 开始着 手
一
、
引 言
虚拟 现实 （ ｉｔａ ｅ ｌｔ ，简称Ｖ ）技 术又称 为 “ ｖ ｒｕ ｌｒａ ｉｙ Ｒ 灵境 ” 技 术 ，它 是综合 了计 算机 图形学 、计算 机仿 真、传 感器 技术 、显 示 技术等 多种 高科技 的最新 成果 ，使人 和计算 机很 好地 “ 为一 融 体 ”，给 人以 “ 身临其 境 ”的感觉 。… 二 、ＶＭ 建模 技术 ＲＬ Ｖ Ｍ （ ｉｔａ ｅ ｌｔ ｏｅ ｉｇＬｎ ｕｇ ）即虚 拟现 实建 ＩＬ ｖｒｕ ｌＲａ ｉｙＭ ｄ ｌｎ ａｇ ａｅ Ｌ 模 语言可 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．ＶＭ 与ＨＭ 一样 ，均为Ａ Ｃ Ｉ ＲＬ ＴＬ ＳＩ 文本格 式的描 述
虚 拟环 境的建 模是 开发虚拟 漫游 系统 的重要环 节 ，因此 ，在
开发之 前 ，必须进 行必 要的建模 分析 ， 以便 明确任 务 的 目的性 ， 根据 实际情 况配 备恰 当的硬件 资源建 立虚 场景 ，并设 置虚拟 物 体和场 景的各 种物 理属性 、运动 特性 以及交 互特性 等 ，及 常说 的 几何 建模 、物理 建模 、运动 建模 、交互建模 等 。其建模 之 间的关 系如 图所示 ：
碰 撞检 测 、Ｖ ＲＭＬ场景 优化技 术等 问题进 行 了探 。
关键 词 ：Ｖ ＫＭＬ ；虚拟现 实；纹理 映射 ；碰 撞检 测 ；三维建模
中图分 类号 ：Ｔ ３１ ２ 文 献标识码 ：Ａ 文章 编号 ：１０ — ５９ （ ００ １— ０２ ０ Ｐ １． ５ ０７ ９９ ２１ ） １ ０ ５— ２
ｃ ｌ ｉｎｄ ｔｃｉ ｎＶＲＭ Ｌ ｅ ｐｔ ｉａｉｎ ｗｅｅｅ ｐｏｒｄ． ｏｌｓｏ ｅｅ ｔｏ ， ｉ Ｓｃ ｎｅｏ ｉ ｚ ｔｏ ｒ ｘ ｌ ｅ ｍ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｙ ｒ ｓＶＲＭＬ； ｒ ａ ａｉ ； ｅ ｔｒ ｐ ｉｇ Ｃ ｌ ｓ ｎ ｄ ｔｃｉｎ ３ Ｄ ｓ ｅ ｅｍｏ ｅｉｇ Ｖｉ ｕ ｌ ｅ ｌ Ｔ ｘｕ ｅｍａ ｐｎ ； ｏ ｌ ｉ ｅｅ ｔ ；一 ｃ ｎ ｄ ｌ ｔ ｒ ｔ ｙ ｉｏ ｏ ｎ
性语 言 ， 因此 ， 原理 上讲可 以使用 任何 一种文 本编辑 系统 进行Ｖ Ｍ ＲＬ 编程 设计 。Ｖ Ｍ 可编辑 本地 或网络 上 的远程 文件 ，可压缩 存储 ： ＲＬ
果、较 小的数 据量 、适合 网上传 输 的模 型 ，为达 到最佳 的性能 和 效果 ，在设 计本校虚 拟 漫游 系统 时使用 了这两 种方法 相结 合。
ＶＲＭ Ｌ－ ａ ｅ ｒ ｅ ｄ ｍ ｅ ｓｏ ａ ｒ ｕ ｌ ｍｐ ｓＲｏ ｍ ｉ ｇＳ ｓｅ ｂ ｓ ｄ Ｔｈ ｅ － ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ Ｖｉｔ ａ Ｃａ ｕ ａ ｎ ｙ ｔ ｍ
Ｘ ｕＹｉｇ ｎ
（ｉｇｉ ｏｍａ Ｕ ｉ ｒｉ ｒ ａｉ ａｔ ｓ ｉ ｙ ５ ２ ０ 。ｈｎ ） Ｘｎ ｙ Ｎ ｒ ｌ ｎ ｅｓｙ ｏ ｔ ｎ ｌｅ ， ｎ ｉ ６ ４ ０Ｃ ｉ ｖ ｔｆ Ｎ ｏ ｉ Ｘ ｇ ｉ ａ
计 算机 光盘软 件 与应用
工 程技 术
Ｃ ｍ ｕ ｅ Ｄ Ｓ ｆｗ ｒ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｓ ｏｐ ｔｒ Ｃ ｏ ｔ ａ ｅ ａ ｄＡ ｐ ａ ｎ ｉ ｉ
２ １ 年第 １ 期 ００ １
基于 Ｖ ＭＬ的三维虚拟校园漫游 系统的研究 Ｒ
胥 颖
（ 兴义民族 师范学院，贵州兴义
５ ２０ ６ ４０）
摘 要 ：利 用 Ｖ Ｍ Ｌ（ ｉｕｌ ａｔＭｏｅｎ Ｌｎ ｕｇ ）的虚拟 建模语 言的开发技 术 ，提 出解 决三 维虚拟校 园场 景 实 Ｒ Ｖ ｒ ａＲｅｉ ｔ ｌｙ ｄｈ ｇ ａｇａｅ 体 建模 方法 ， 定基 于 Ｖ Ｍ Ｌ感 知器和 Ｃ ｒ ｎ Ｖ ＭＬＣ ｅｔ 览器对 场景 中对象行 为的控 制 ， 确 Ｒ ｏｏａ Ｒ ｔ ｈｎ 浏 并对 三维建 模 、 纹理映射 、
探 索数字 校园 可能发挥 的角 色 目前 ， 在整个 数字 校 园的建 设中 ，
Ａ ｓ ａｔ ｓ ｇ ｅ ｏ ｏ ｃｌ ｂ ｔ ｃ： ｉ ｃ ｎ ｍｉ ＭＯ Ｅ Ｉ Ｇ Ａ Ｇ Ａ Ｅ （ ＭＬ Ｖ Ｒ Ｕ Ｌ Ｅ Ｌ Ｔ ＭＯ Ｅ Ｉ Ｇ Ａ Ｇ Ａ Ｅ ｒ Ｕ ｎ ａ Ｄ ＬＮ Ｌ Ｎ Ｕ Ｇ ＶＲ ） Ｉ Ｔ Ａ Ｒ Ａ ＩＹ Ｄ Ｌ Ｎ Ｌ Ｎ Ｕ Ｇ

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基于VRML三维交互式虚拟校园的研究与应用的开题报告

基于VRML三维交互式虚拟校园的研究与应用的开题报告

基于VRML三维交互式虚拟校园的研究与应用的开题报告一、选题背景及意义随着数字技术的快速发展和信息化建设的不断推进，目前越来越多的教育机构和学校开始尝试利用虚拟现实技术构建数字化校园，旨在提高学生的学习体验和教学效果。

虚拟校园作为数字化学校的重要组成部分，可为学生、教师及家长提供更加真实、丰富的学习体验，同时也具有多样的功能，包括在线教学、学习资源共享、教学管理等。

因此，本课题旨在利用VRML三维建模技术，构建一种交互式虚拟校园，实现以学生为中心的教学模式，提升教学质量和学习效果。

二、研究内容1、总体设计运用软件技术对虚拟校园进行整体设计，包括建模、纹理等方面的设计。

2、虚拟场景构建利用VRML三维建模技术，在虚拟校园中构建各种校园场景，如教室、实验室、图书馆、体育馆等。

3、校园资源整合通过虚拟校园平台，整合学校教育资源，如教学资料、课程表等，集中管理，方便学生随时查看。

4、虚拟教学环境实现基于虚拟校园平台，实现在线教学课堂。

学生可以在虚拟教室中参加在线授课，进行互动交流。

教师可通过虚拟教学平台，对学生履行教学任务等情况进行管理。

三、研究方法1、文献调研法对虚拟校园和VRML三维建模技术的基础概念及应用进行系统性的研究和分析，为本研究提供理论支持和指导。

2、软件开发法利用Unity等虚拟现实开发平台实现虚拟校园的三维建模、虚拟教室的构建、虚拟教学平台的搭建等技术。

四、研究预期成果1、构建虚拟校园实现校园主体场景设计与实现，为学生提供一个高度还原真实校园场景的虚拟空间。

2、整合教育资源通过虚拟校园平台，整合学校教育资源，为学生提供统一的、集中管理的信息平台。

3、实现虚拟教学环境基于虚拟校园平台，实现在线教学课堂，为学生提供高度互动和个性化学习体验。

五、研究计划和进度安排1、文献综述和调研（4周）研究虚拟校园的现状和发展趋势，分析VRML三维建模技术的特点与应用。

2、系统设计（2周）设计虚拟校园系统的整体框架和各个模块的主要功能。

基于VRML的三维虚拟校园应用研究

基于VRML的三维虚拟校园应用研究

计算机 光 盘软件 与应用
本刊约稿 Ｃ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｃ Ｄ Ｓ ｏ ｆ ｔ ｗ ａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ￣ ｉ ｏ ｎ ｓ ２ ０ １ ３年第 Ｏ ４ 期
基于 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ的三维虚拟校 园应用研 究
任 艳 斐 （ 濮 阳职 业 技 术 学 院 ，河 南濮 阳
考图所绘建筑物在 ３ ｄ ｓ Ｍａ ｘ系统坐标系中的坐标位置，绘 制出建筑物的基本轮廓， 再在此基础绘制 出建筑物的墙体、 房 顶 、 门窗 等 。③ 因为建 筑 物各 组成 部 分材质 不 同 ，使用 材质编辑器对建筑物组成元素进行材质编辑，展现 出一个
真实 的建筑 物 。
（ ４ ） 三维地图发布：使用程序来实现模型导入和通过 （ ３ ） 校园各组成部分模型的导入 。 从３ Ｄ ｓ ＭＡ Ｘ输 出 Ｉ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｔ 实现三维场景的漫游、导航等功能。 的校园建筑模型转换成 ３ ＤＳ格式后，可以导入到 Ａ ｒ ｃ Ｇ Ｉ Ｓ ４ 虚拟校 园的实现 过程 的样 式管理 器 中，形 成 自己的样式 ，供后 续 的虚拟 校 园系 （ １ ） 校 园二维 平面 图 的建 立 。 校 园二维平 面 图的制 作 统 用 。 ’
在感和 沉浸感 。相对 于二 维虚 拟校 园 ， 三 维虚拟校 园更直观 形象 ，更逼近 校 园的实景 ，是虚 拟校 园建设 的革命性突破 。 三维虚 拟校 园建 立在真 实三维场 景 图的基 础上 ， 浏 览者可 以 直观 的 了解校 园的各个 区域 。 浏 览者对 校 园环 境产 生身临其 境的感 觉 ， 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【 ｌ 】 。
关键 词 ：ＶＲ ＭＬ；虚拟 校 园；虚 拟 现实技 术
基于VRML的三维虚拟校园漫游系统研究

基于VRML的三维虚拟校园漫游系统研究

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的虚拟校园系统的研究和设计

基于VRML的虚拟校园系统的研究和设计

Microcomputer Applications V ol.27,No.7,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第7期文章编号：1007-757X(2011)07-0029-03基于VRML的虚拟校园系统的研究和设计宋燕燕，蒋博全，贾鹏程摘要：虚拟校园基于现实大学的一个三维虚拟环境，用于支持资源管理、环境规划和学校发展。

研究了虚拟校园系统的相关技术，并运用三维建模技术，利用VRML强大的交互性，实现了中国传媒大学南广学院虚拟校园系统。

关键词：虚拟校园；VRML；建模中图分类号：TP39文献标志码：A0引言虚拟校园系统是校园建筑及文化展示的理想方式，实时的三维空间表现能力、人机交互式的操作环境带来身临其境的感受，用户通过一定的方式可以从各个视角观察校园的内外建筑结构，感受校园文化。

目前国内外研究的虚拟校园系统在实现方法上可分为两种，主要按照虚拟场景的构造方法来区分。

一种是传统的基于几何建模的虚拟漫游技术，另一种是新兴的基于实景图像的全景技术。

建模法实现的虚拟校园系统中虚拟景观大多具有精确对应的几何模型，得到的场景比较细腻、逼真，同时便于用户与虚拟场景中虚拟对象的交互。

全景技术是一种基于图像绘制技术生成真实感图形的虚拟现实技术，是一种基于图像处理的技术，它是把相机环绕四周进行360°拍摄的一组校园实景照片拼接成一个全景图像，用一个专用的播放软件在单机或网络上显示。

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，是计算机网络、多媒体技术与人工智能等技术的结合。

本文基于VRML实现虚拟校园系统，使其临场感强，文件短小，易于在网络上传输。

1VRMLVRML是一种虚拟现实建模语言，它以Internet作为应用平台，作为构筑虚拟现实应用的基本构架。

VRML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，例如记事本、写字板等，也常采用一个功能强大并且使用简便的开发设计软件—VrmlPad。