三维虚拟校园的设计与研究

42软件开发与应用Software Development And Application电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering●项目性质：赛尔网络下一代互联网技术创新项目；项目名称：基于IPv6的AR 录取通知书设计与实现；项目编号：NGII20180610。

三维虚拟校园漫游系统以其逼真的校园环境再现能力和丰富的交互功能，在校园规划、对外宣传、帮助新生熟悉校园等方面，都能起到非常重要的作用，近年来在国内外高校中得到了广泛的应用。

笔者在赛尔网络下一代互联网创新开发项目研究中，也制作了荆楚理工学院三维校园模型。

我们最初使用3DMax 三维建模软件，花费了大量人力和时间对荆楚理工学院校园环境进行了三维建模，校园环境细节得到最大程度的还原。

虽然展示校果很好，但因模型面数巨大，程序在目前主流配置手机上都无法流畅运行，所以我们转而使用专用于大规模城市仿真的CityEngine 进行校园模型制作。

1 数据准备与处理1.1 影像数据获取建模所需的影像数据可以通过CityEngine 软件的Get Map Data 功能获取，也可以从水经注万能地图下载器等相关软件中获取。

1.2 建筑物轮廓数据如果有校园建筑的测绘地形图，我们可以直接从地形图里提取建筑物平面轮廓的CAD 数据，然后使用ArcGIS 工具，将CAD 数据转化为Shapefile 文件，设置相关属性，如楼层、屋顶、建筑名称等。

如果拿不到建筑的CAD 数据，也可以在ArcGIS 中对高分辨率的地图影像进行矢量化得到建筑物轮廓。

本次建模没有使用这两种方法，一是我们没有CAD 数据；二是高清影像图进行矢量化也不能达到所需效果。

我们采用的办法是在CityEngine 中对照影像数据绘出轮廓图和在3D Max 中参照实际建筑绘出轮廓图，然后再将轮廓图导入CityEngine ，将其转化为形状后再进行规则建模。

三维虚拟校园漫游系统的设计与实现摘要：虚拟现实技术是计算机图形学研究和应用的热点，尤其是随着近年来计算机硬件的飞速发展，以及人们对虚拟现实的要求与日剧增，虚拟技术得到了飞速发展，应用背景也越来越广阔。

介绍了基于ogre与cegui三维校园实时漫游交互系统的设计与实现流程，涵盖了：模型的制作；ogre3d专用素材的导出，各素材的介绍及之间的引用关系；利用得到的素材文件组织场景，其中深入介绍了ogre3d采用的八叉树场景管理器工作机理；如何添加实时交互；如何利用cegui制作系统界面等。

关键词：三维建模；ogre；八叉树；交互；cegui中图分类号：tp391 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）15-3527-05传统的三维建模软件可以轻松地完成模型场景的制作，但是却缺乏良好的实时交互性[1]。

该文介绍了如何利用3dmax建立的模型，结合高级图形渲染引擎oger3d，制作三维虚拟校园漫游系统。

在三维建模一节中讲述了两种常用的建模方法及其适用环境；场景组织与渲染一节中同样讲述了两种常用的组织方法，渲染则着重介绍了八叉树场景管理器的工作机理；实时交互一节提供了基本的代码框架；最后系统界面的制作中讲述了cegui的使用手技巧与流程。

1 三维建模1.1 顶点列表建模创建模型最常用的方式有两种，第一种是在代码编写顶点索引列表，列表中的每个顶点是一个struct类型，其中包括的数据成员至少必须有顶点位置（三个浮点数），除了位置信息外，还可以选择性的包含：颜色成员（dword类型，共32位，分成4等分，分别代表透明度a，红色r，绿色g，蓝色b）、贴图坐标位置（这是一种映射模式，当前位置的顶点对应贴图上一对二维坐标，二维坐标的值并没有采用实际像素值，而是将范围限制在0～1.0之间，主要是为了适应各种尺寸不一的贴图。

如果想要效果更加逼真的话，这一项就应该添加到顶点结构中）、法向量成员（同样是三个浮点数，当场景中使用了光照效果时，这一项就必不可少了）等。

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。

三维虚拟校园的设计与实现摘要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。

可以说，虚拟校园将是未来校园数字信息化的一个重要发展方向。

本课题利用3DsMAX建模工具对浙江海洋学院图书馆进行建模并配合各种纹理贴图技术，制作出逼真的图书馆场景。

首先，我通过查阅相关资料简述了本课题的研究意义及研究现状，进行了课题的需求分析，拍摄了大量真实场景的照片，为课题的进一步研究制作做了充分准备，然后通过3DSMAX软件将浙江海洋学院图书馆进行建模并配合各种纹理贴图技术，制作出逼真的三维校园建筑场景，最后为模型添加光线效果以及加入天空的场景对建筑进行渲染，最终得到一个完整逼真的模拟图书馆场景。

通过本文的研究，我能熟练的运用一系列虚拟现实开发工具，并深入的了解了三维建模技术在虚拟漫游技术中的重要性。

【关键词】：虚拟校园，三维场景建模，虚拟场景Design and Implemention of 3D Virtual CampusDu Yitao(Department of Electronic and Information Engineering, DongHai Science & TechnologySchool 316000)ABSTRACTThe Virtual Walk-through technology is an important content of Viriual Realitytechnology，it was developed in architecture、junketing、gmae、aviation spaceflight、medicine fastly，Virtual campus can provide virtual enviornment，it also can support theresource management、environment Porgramming、campus evolution and the 1on-distance accessing of the real campus. People can achieve without going to the scene of roaming and interacting to achieve the immersive perception. So the Virtual campus will be the most important direction of informational evolution of campus.The subject of the use 3DsMAX modeling tools to model the Zhejiang Ocean University Library, and with a variety of texture mapping techniques to produce realistic scenes library. First, I access to relevant information outlined by this topic and the Research status, Issues demand analysis carried out to shoot a lot of pictures of real scenes, The subject of further study, making full preparations made, Then 3DSMAX software Zhejiang Ocean University Library with a variety of modeling and texture mapping techniques to produce realistic three-dimensional scene on campus construction, Finally, add lighting effects for the model and the addition of the sky to render the scene of the building, finally get a realistic simulation of a complete library scene.Through this research, I can use 3DSMAX software more skilled, more in-depth understanding of 3D modeling in virtual roaming the importance of technology.【Keywords】Keywords:Virtual Campus，3-Dimentional Scene Remodeling，Virtual Scene目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 前言 (4)1.1 课题背景及研究意义 (5)1.11 课题研究背景 (5)1.12课题的研究意义 (6)1.2课题的国内外研究现状 (7)1.21 本课题的国外研究现状 (7)1.22 本课题国内研究现状 (10)2 可行性分析 (13)2.1设计技术 (13)2.2 开发环境 (14)3 需求分析 (18)3.1 系统性能需求分析 (18)3.2 系统功能需求分析 (18)3.3 系统开发原则 (19)4 系统设计 (20)4.1场景建模工具3DSMAX (20)4.113DSMAX软件概述 (20)4.12 3DSMAX建模方法 (20)4.2 系统环境 (22)4.3 虚拟校园建筑模型建立 (22)4.31 图书馆模型的构建 (23)4.32 模型的材质与贴图 (31)4.33 建模中常见的问题 (38)5.场景的渲染 (40)5.1光线效果的添加 (40)5.2 天空的生成和最终效果图 (41)6.总结与展望 (43)7.结束语 (44)参考文献 (45)1 前言二十一世纪伴随着以微电子技术为基础、计算机技术为核心、网络和通讯技术为热点的信息技术的飞速发展，图形图像技术的发展也如星星之火，呈燎原之势，成为信息时代的一大崭新亮点。

基于Unity3D的虚拟校园开发研究与实现作者：欧阳攀李强卢秀慧来源：《现代电子技术》2013年第04期摘要： Unity3d是一种基于开源.net即的组件化的游戏引擎，它能够实现一次开发，跨平台发布的效果，其内置的API函数与开发工具Visual Studio结合能够高效地开发出游戏、视景仿真系统。

以中北大学虚拟校园开发为例，在此研究了如何利用Unity3D引擎实现场景实时驱动、用户界面、多媒体信息与模型交互、一键部署桌面、网络功能。

发布后达到了足不出户即可通过单机、网络流畅游览校园的目的。

系统具有良好的运行效果、维护方法，说明了Unity3D引擎对构建三维校园及进行相关视景仿真方向的研究具有实用与参考价值。

关键词：计算机应用；多平台开发；虚拟校园漫游；游戏引擎中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）04⁃0019⁃040 引言虚拟现实技术是当今计算机科学研究的一个热点，将虚拟现实技术引入“数字校园”的研究中，为校园宣传和游览提供一种全新的手段。

如文献[1]中的VRML虚拟校园漫游，文献[2]中的基于Virtools的虚拟校园，文献[3]中的山东农业大学三维校园虚拟漫游系统，以及文献[4⁃7]的虚拟校园系统。

中北大学总面积3 000 多亩，面积较大，目前仍在建设之中。

虚拟校园的建设，有利于校园形象的展示，并对校园的进一步建设和远景规划提供逼真的可视化平台。

Unity3D是新推出的一款针对游戏开发、视景仿真、多平台开发需求用户的三维引擎，它基于开源的.net即，能够真正实现一次开发、跨平台发布的功能。

它内置的游戏元素、脚本语言、丰富的类库、物理引擎能够帮助开发者快速构建自己的游戏、视景仿真系统[8]。

1 场景实时驱动与用户界面Unity3D对当前主流的三维模型格式提供了良好的支持，文章采用3DSMAX进行建模，PS进行纹理处理，相关模型与贴图技术可参考文献[9]和文献[10]，在此不再复述。

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VRML的三维虚拟校园应用研究摘要：虚拟现实技术和web3d技术的发展，催生了对三维虚拟校园的研究与构建。

基于vrml的三维虚拟校园通过数据采集、平面图制作、三维模型建立和三维地图发布等主要步骤，实现了对校园的建筑物进行了真实场景的再现。

关键词：vrml；虚拟校园；虚拟现实技术中图分类号：tp311.5 文献标识码：a 文章编号：1007-9599 （2013） 04-0000-021 三维虚拟校园概述虚拟校园是虚拟现实技术在教育中的一个典型应用，是数字校园重要组成部分。

三维虚拟校园技术基于地理信息系统（gis）和遥感（rs），利用计算机虚拟现实技术、网络技术，具有b/s架构、真实感强、功能强大、维护更新便捷等特点，同时还具有智能化的poi查询定位功能和管理后台标注功能以及三维全景功能，能够让用户体验到一种主体存在感和沉浸感。

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[1]。

2 vrml简介vrml（virtual reality modeling language）即虚拟现实建模语言，用于三维场景建模。

vrml是因特网上制作三维互动网站的主流语言，因其要在internet上传输，所以具有平台无关性[2]。

vrml 标准中既定义了描述三维模型的编码格式，也定义了描述交互或脚本的编码及行为模式。

html里是用文本标签描述了基于二维图片和文字，vrml文档则是用文本描述的三维的内容。

vrml文件以.wrl 为类型名，大多数三维软件都能够导入或导出vrml格式，部分三维引擎能够直接载入vrml格式的模型，浏览器可以调用java applet来提供简单的vrml体验。

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，AbstractWith the development of computer technology，communications technology，and other relative technology,the simulation technology based on virtual reality is a hot research issue at present。

第13期2023年7月无线互联科技Wireless Internet TechnologyNo.14July,2023作者简介:张玉婷(1980 ),女,江苏南京人,讲师,硕士;研究方向:数字媒体技术,虚拟现实技术㊂基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统设计与实现张玉婷(金肯职业技术学院人工智能与信息工程学院,江苏南京210000)摘要:文章以金肯职业技术学院为例,通过3Ds Max 软件进行三维模型的创建,使用Photoshop 处理照片,Substance Painter 编辑材质贴图,再导出模型到Unreal Engine 4虚幻引擎中完成整个场景的搭建和运行㊂应用Unreal Engine 4自带的蓝图可视化脚本或者C ++语言,添加多样的人机交互,再连接到VR 设备,通过控制手柄,完成沉浸式的虚拟现实校园漫游系统㊂关键词:虚拟现实;漫游;Unreal Engine 4中图分类号:TP391㊀㊀文献标志码:A0㊀引言㊀㊀随着三维技术和虚拟现实技术的发展,现实场景的数字化可以更好㊁更便捷地展示特定的区域㊁场馆㊁风景㊂其科技性㊁艺术性和身临其境的观感,可以给人们提供跨越时间和空间的沉浸式体验㊂近年来,国内外各大高校一直努力进行硬件㊁软件的数字化㊁智能化㊁信息化的建设㊂在以往传统的校园场景三维建筑动画的基础上,融入新的虚拟现实技术,增加体验效果㊂本文以金肯职业技术学院为例,介绍基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现㊂1㊀总体设计㊀㊀首先确定了应用虚拟现实技术实现三维校园漫游的方案㊂使用CAD㊁3ds max 制作三维模型,在三维软件中对建筑物㊁地形㊁实体对象进行模型的创建和优化㊁展开UV,再导出FBX 文件到Unreal Engine 4(以下简称 UE4 )中进行整合和搭建场景㊂在其中完成植被㊁灯光㊁材质㊁碰撞等设置㊂通过蓝图可视化脚本或者C ++语言,添加有趣㊁恰当的交互设计,最后与VR 硬件设备进行打包安装㊁测试发布,完成虚拟校园的三维漫游系统的设计与制作[1]㊂2㊀漫游系统的开发与实现2.1㊀数据采集㊀㊀真实场景的数字化还原要有准确的校园各场景建筑物分布信息㊂金肯学院有南㊁东㊁西3个校区,已有的CAD 图纸不完整㊂通过实地勘测与拍照结合的方式,采集㊁整理了地形图和建筑设计图等数据,绘制了校园内的各教学楼㊁体育馆㊁图书馆㊁宿舍区㊁食堂㊁办公楼㊁实训楼等区域分布图,划分出主干道和建筑小品的区域[2]㊂2.2㊀模型创建和导入㊀㊀在前期绘制的CAD 图纸的基础上,通过照片建模的方式,在三维软件3Ds Max 中,1ʒ1还原各主要建筑物的外观模型㊂由于整个场景数字化数据较大,因此在创建过程中,务必要做好模型面数的控制,及时优化㊁处理错漏面,最后导出为FBX 格式的文件㊂打开UE4,在新建项目中选择蓝图,选择第一人称,创建空白项目㊂点击导入命令按钮,将FBX 文件导入引擎中㊂第一次导入的时候,通常需要选择设置选项卡㊂可以根据系统要求设置 自动创建碰撞体 创建灯光UV 视图 合并模型 等项目内容㊂此外,还可以选择 新建材质 或者 导入纹理 来决定导入模型时,是否创建材质球和附带相关的材质素材㊂将地形㊁建筑物等模型依次导入后,UE4会对导入有问题的部分进行提醒,通常要一一查看模型㊁材质球㊁纹理贴图等效果是否需要修改㊂必要的时候,要返回到三维模型软件中进行调整㊂解决问题后,对各个文件进行分类整理,方便以后调取使用㊂2.3㊀材质贴图制作㊀㊀由于整个校园的建筑外立面设计独特㊁风格统一,系统采用了大量拍摄的实景照片,使用Photoshop 软件进行后期处理,Substance Painter 软件绘制纹理,作为建筑的贴图使用㊂此外,使用UE4虚幻引擎自带的材质系统为模型添加外观效果[3]㊂打开UE4虚幻引擎,在内容浏览器空白处单击鼠标右键,选择创建新材质㊂双击材质球,打开UE4的材质编辑器,在界面中空白位置按下数字键3,创建一个三维数组㊂点击Constant 色块可以设置具体的RGB 颜色㊂按住鼠标左键不松手,拖拽连接到基础颜色的节点上,完成材质颜色的创建㊂同样的原理,按住数字键1,创建一个一维数组,设置参数在0~1的任意数值,再拖拽到粗糙度或者高光度的节点上,就可以设置相对应的效果㊂之后返回场景中,将材质球附在模型上,就可以看到实际效果㊂漫游系统中,可以通过复制已有的材质球,在编辑器中修改其中的某些参数,来得到另一个新的材质㊂基础材质如图1所示㊂图1㊀基础材质在系统中,有些模型需要添加纹理贴图㊂可以在材质编辑器界面中,按住U 键的同时单击鼠标左键,就会创建新的节点纹理坐标㊂在其中导入处理好的贴图,将输出端连接到UV 引脚上㊂在左下角的界面中输入数量,可以调整贴图的比例以适应模型的大小㊂2.4㊀交互设计㊀㊀本系统设置了第一人称的视角,带上VR 眼镜之后,仿佛置身于现实场景中㊂参观者通过对手柄的控制,实现走㊁跑㊁跳跃㊁转向㊁瞬移等运动效果,模拟真实场景中人的基本运动动作㊂系统添加了对话系统㊂当人物走进特定的区域,或者点击场景中的某个道具,画面中会出现相关的校园介绍㊂为了增加参观者的体验感,这些内容以动态文字㊁动画视频结合的方式呈现,伴以适合的音乐,提升氛围感和视觉效果㊂系统设计了自动导航,默认情况下顺着设计好的路线进行漫游㊂通过右上角的同步小地图,体验者可以一目了然地掌握所在位置㊂同时,考虑到校区区域范围大,在制作系统时,设计了通过快捷键或者操作VR 设备配套的手柄,可以跳转到不同的校园区域,精准定位到各场景,实现空间的交互㊂为了添加趣味性,系统特地增加了一些交互小游戏㊂比如在漫游到湖心亭的时候,体验者通过手柄射线点击UI 界面上的按钮,开启材质贴图的样式和颜色的切换功能,欣赏由 一键换装 带来的春夏秋冬不同的风景㊂2.5㊀多视角角色的创建和切换㊀㊀高职院校各类实训室㊁工作室的建设,也体现学院的成果和特色㊂系统特意增加了室内漫游的内容,因此系统需要实现360ʎ室外场景自由旋转查看的功能和用于室内漫游的角色,以及两种角色相互切换控制权的设置㊂在UE4中选择蓝图类创建Pawn,创建一个能被操控的角色㊂在编辑界面中,添加组件里面新建弹簧臂组件㊂以这个点做一个牵制,以弹簧臂组件为父类,添加摄像机组件为子类,弹簧臂就能牵制摄像机进行360ʎ的旋转查看㊂接着点击弹簧臂组件,在细节面板中勾选使用Pawn 控制旋转,弹簧臂会跟着鼠标进行旋转㊂接下来,通过蓝图输入一些控制逻辑,来实现鼠标输入的事件㊂在事件列表界面中,输入Turn,调取 输入轴Turn ;再输入LookUp,调取 输入轴LookUp ㊂将 输入轴Turn 里面的Axis Value 连接关联的 添加控制器Yaw 输入 ,其中Yaw 设置的是Z 轴㊂将Lookup 连接关联的 添加控制器Pitch 输入 ,Pitch 对应的是Y 轴㊂设置完成之后,摄像机就可以跟随鼠标旋转㊂接着把蓝图类放置在场景中,调整位置㊁高度㊂可以通过调整摄像机的目标臂长度的数值,将视角调整得远或者近一些㊂设置完成回到场景,在细节面板中,自动控制玩家选择 玩家0 ㊂保存文件进行编译,查看设置效果㊂如果旋转生硬,可以在蓝图类中选择弹簧臂组件,启动摄像机旋转延迟㊂这样旋转角度时,就会更加丝滑自然㊂接下来继续创建第二个用于室内场景漫游的角色㊂在内容浏览器中单击鼠标右键,选择蓝图类,创建一个有碰撞的Actor 角色,用来模仿人在场景中真实漫游㊂先添加弹簧臂组件和摄像机㊂摄像机放在弹簧臂组件的子类里面,但弹簧臂长度要改成0,用来模拟人的头部旋转查看场景㊂在右侧的编辑面板中,勾选 使用Pawn 的控制旋转 ㊂在设置完Z 轴Y 轴坐标后,还需要设置角色前后左右的移动㊂在场景漫游角色的事件图表界面中,添加 输入轴Move Forward 和 输入轴Move Right ,再调出 获取控制旋转 ,在Return Value 右键引出 分割结构体引脚 ,使用Z 轴Yaw 创建旋转体,Return Value 中获取向前向量,再获取向右向量Add Movement,添加移动输入㊂系统已经封装好能够让角色移动的蓝图节点,只要传入对应的参数即可㊂设置完成之后,当按下键盘W,就会返回数字+1,按下S 就会返回数字-1,如果没有输入,就会返回数字0㊂有数值之后,角色就会移动㊂当按下W 键,传入的是+1,移动的方向就会参考向控制器正前方移动;当按下S 键,传入的是-1,向前的向量乘以-1,变成向后的向量,就会向后移动㊂同样的原理,按下A 键输入的是-1,向左移动;按下D 键输入的是+1,向右移动㊂将设置好的Actor 角色拖动到场景中编译测试㊂如果角色移动速度或快或慢,可以在Character Movement 组件中设置最大行走速度,改成适合的数值即可㊂最后,设置两个角色控制权的切换㊂为了能够快速地实现功能,可以把这些蓝图写在关卡蓝图里面㊂打开关卡蓝图界面,先创建两个自定义事件,一个是切换到场景漫游,另一个是切换到360度自由查看㊂接下来将两个蓝图类拖拽到关卡蓝图界面㊂新建 获取玩家控制器 节点,连接 使用混合设置视图目标 ,引脚连到 切换到场景漫游 ,再将 场景漫游角色 连接到New View Target,Bland Time(混合时间)设置成2.0㊂设置的效果是经过2s时间,将当前的画面,混合到新的画面㊂Bland Func(混合函数)选择 VT混合交叉缓动 ,就会有缓动效果㊂再用同样的方法,完成从另一个角色的跳转设置,实现2个镜头之间的混合㊂之后,在事件图表界面中输入F键㊁空格键和键盘,直接跳转到键盘事件,用FlipFlop制作一个流程控制㊂按下F走A,再按一下走B,再按一下再走A,往复循环的功能㊂实现由A引出切换到场景漫游,由B切换到360ʎ全景漫游㊂2.6㊀场景中播放视频㊀㊀为了更好地展示和介绍学院信息,系统在场景中设置了几处通过屏幕播放视频的组件㊂先提前制作好相关的mp4格式的视频文件㊂在内容文件夹里面创建新文件夹存储相关文件㊂在空白处单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Media里面的Media Player㊂再次单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择创建蓝图类,选择Actor角色,命名之后双击打开编辑界面㊂在左侧的组件中选择Cube,调整尺寸大小,做成类似显示屏的模型,用来播放视频使用,再根据需求设置材质㊂在关卡蓝图中,调出Event BeginPlay事件㊂创建变量,选择Media Player中的Object Reference对象引用㊂在默认值中选择创建的Media Player㊂再将Media Player拖入编辑区,拖出引脚连接Open Source 打开源㊂在下方选择需要播放的视频㊂再将创建的Actor拖入场景,并编译保存㊂此时场景中可以播放视频画面,但缺少声音㊂这是因为这种播放视频的原理是将视频作为材质附在模型上㊂因此需要再设置声音㊂双击打开Actor编辑界面,在Cube组件中找出Media Sound组件㊂在编辑器的Media Player里面找到创建的播放器㊂再次编译,视频画面和声音都同步出现了㊂3　结语㊀㊀本系统使用了三维软件㊁虚幻引擎和VR设备,创建了校园的虚拟现实漫游系统,对现实场景数字化构建㊁虚拟交互体验,进行了实践操作㊂由于相关技术难度较大,更新换代较快,目前国内的研究还需要学习和补充一些国外的技术和思维㊂随着技术的发展,还会有更多的虚拟数字化应用,适用于更多不同的领域,拓展时间和空间的范围[4]㊂参考文献[1]叶玉萍.基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统研究[J].电脑与信息技术,2020(28):14-16. [2]庄姗姗.基于虚拟现实技术的漫游校园VR系统的研究与开发[J].信息记录材料,2021(22):227-229. [3]苏雨晴,李彦雪,严进轩.虚拟现实技术在校园景观漫游中的应用研究[J].现代园艺,2022(7):121-123.[4]刘崧印,朱学芳,李川.基于VR技术的虚拟图书馆全景漫游系统的设计与实现[J].图书馆学研究, 2022(11):47-56.(编辑㊀沈㊀强)Design and implementation of3D campus roaming system based on virtual reality technologyZhang YutingSchool of Artificial Intelligence and Information Engineering Jinken College of Technology Nanjing210000 ChinaAbstract Taking JinKen Vocational and Technical College as an example the system uses3ds Max software to create a three-dimensional model uses Photoshop to process photos Substance Painter to process material maps and then exports the model to the Unreal Engine4virtual engine to complete the construction and operation of the entire scene. Apply Unreal Engine4 s own blueprint visualization script or C++language add various human-computer interactions and then connect to VR devices.Through the control handle complete an immersive virtual reality campus roaming system.Key words virtual reality roam Unreal Engine4。

第35卷第1期2021年1月北京测绘BeijingSurveyingand MappingVol35No1January2021引文格式：刘永轩•基于SuperMap的三维虚拟校园设计与实现北京测绘，2021,35(1):2023.DOI：10.19580/ki.1007-3000.2021.01.005基于SuperMap的三维虚拟校园设计与实现刘永轩12(1.北京市测绘设计研究院，北京100038； 2.城市空间信息工程北京市重点实验室，北京100038)［摘要］本文基于SuperMap软件，以山西师范大学校区为例，通过虚拟地表的生成、三维建模、纹理贴图等方法，打破了时空的限制，直观地展现了交互式三维校园场景，实现了校园三维虚拟场景的缩放、旋转、漫游操作等功能，达到了模拟现实的效果，并可作为数字化校园的基础平台，拓展现实校园的时间和空间维度，提升传统数字校园的运行效率，扩展传统数字校园的业务功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高校园管理水平和效率的目的。

［关键词］SuperMap；三维虚拟现实；数字校园［中图分类号］P208［文献标识码］A0引言扩展人类空间认知手段和范围是三维地图的本质目的，作为三维虚拟现实的基础，三维虚拟场景建模与仿真技术受到越来越多的重视，并得到了广泛的应用。

目前数字地图技术在国内外得到了广泛的应用，美国、日本、欧洲的许多大中城市均实现了地图的数字化，国内各大城市地图也基本实现了数字化,而且国内很多高校都建立了自己的三维校园模型，如武汉大学、北京大学、山东科技大学、福建师范大学等。

数字地图技术日渐成熟,并得到了快速发展。

但早期的数字化地图，仅体现为文本地图的数字化，本质上还是一个二维平面地图，而且数字化的方法也较为简单。

而新兴的数字三维地图技术，将以直观的三维形式展现地图，可以生动地展现真实的校园景观，实现了三维地形和三维景观的有机叠合，使真实感大为增强，给用户带来强烈的视觉冲击,获得身临其境的体验，从而成为校园内新的信息源［1］。

三维虚拟校园系统设计与实现于飞;纪玉波【摘要】以抚顺大学新校区作为研究对象，设计实现了虚拟校园漫游系统。

重点研究了两个方面的内容，一是基于建筑图纸的三维模型的建立和优化，二是基于Virtools 实现用户与校园虚拟环境的动态交互。

首先在AutoCAD中对建筑设计图纸进行整理，作为建模的框架依据；然后利用3ds max按真实尺寸比例建立校园模型，通过烘焙后得到真实感较强的校园模型；最后将模型导入到Virtools中实现自主漫游功能并设计了碰撞检测，避免了上天入地的不真实现象。

所建立的虚拟校园漫游系统得到了实际使用，很好地展示了新抚顺大学的风貌，取得了良好的效果。

%A virtual campus roaming system is established base on the Fushun University .Two kinds of key technologies are Focused on ,one is the methods of 3D modeling and optimization based on architectural working drawing ,the other is the dynamic interaction between the user and the virtual environment on campus .The virtual campus is d eveloped in AutoCAD and 3DS MAX .The final virtual campus system provides roaming and collision detection function independently through the Virtools .The virtual campus has been carried out now and is of good effect .【期刊名称】《辽宁石油化工大学学报》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P95-98)【关键词】虚拟校园;三维建模;模型优化;碰撞检测;AutoCAD【作者】于飞;纪玉波【作者单位】辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院，辽宁抚顺113001; 抚顺师范高等专科学校计算机系，辽宁抚顺 113006;辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院，辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TE662;TP391.3虚拟校园是虚拟现实技术在教育领域最早的具体应用，是基于现实学校的一个三维虚拟环境，并可以提供系统交互功能，使用户足不出户即可身临其境地浏览校园全貌，对学校的管理、规划、形象宣传和招生宣传都起到极其重要的作用，目前许多高校都建立了自己的网上虚拟校园系统［1－4］。

毕业论文基于X3D的虚拟校园漫游系统设计与实现37【摘要】虚拟校园是虚拟现实技术在数字化校园中的具体应用。

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

还能够在此基础上建立三维虚拟大学，提供相应的网上教育等，具有较高的应用价值。

本文较为全面地介绍了虚拟现实技术和X3D技术，对虚拟校园漫游系统所涉及的技术问题进行了比较详细的研究。

本文以深圳大学为对象，以X3D技术为主，综合运用多种技术，设计了校园内的多个场景，构建了办公楼、图书馆、科技楼等立体模型，通过整体拼合，最终实现了一个虚拟校园漫游系统。

【关键词】虚拟现实；虚拟校园；漫游系统；场景设计；X3D第1章绪论1.1研究背景及意义随着科学技术的进展和人类的进步，人们对世界的探究越来越深入，人们对事物的认识与了解差不多不再局限于表面，更多地的是对事物多方面的接触与深入了解。

然而，专门多领域的进展受到了专门多条件的约束和限制，专门难真正意义上实现人类的主观愿望，比如对没有发生的事物的推测，未知结果的提早模拟等，也有对现有事物的可视化描述。

这些社会的需求摆在我们眼前，迫切需要一个能解决上述问题的有效工具，虚拟现实技术正是在如此的背景下产生的[1]。

虚拟现实技术一经问世，人们就对它产生了浓厚的爱好。

近几年，虚拟现实技术不但已开始在军事、医学、教育、设计、艺术、娱乐等诸多领域得到了越来越广泛的应用，而且还给社会带来了庞大的经济效益。

因此，有关人士认为：20世纪80年代是个人运算机的时代，90年代是网络、多媒体的时代，而21世纪初则将是虚拟现实技术的时代。

虚拟校园是虚拟现实技术在教育领域中的一个重要应用。

它是将现实中学校的教学环境和校园的三维景观利用先进的技术在运算机中虚拟的再现出来。

虚拟校园不仅能够构建一个全三维的逼确实校园环境，还能够挂到校园网上，让远程用户下载或者直截了当参看。

有了虚拟校园，学校的对外宣传就不再仅仅局限于文字、图片等传统的宣传方式，能够更加直观的将学校的情形展现在用户的眼前[2]。