文献综述-三维虚拟校园的设计与实现

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。

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 背景介绍传统的教学模式往往受到时间和空间的限制，学生只能通过课本和图片去了解学校的各个角落。

借助虚拟校园漫游系统，学生可以通过身临其境的方式，实时感受校园的氛围，了解学校的建筑结构、景观规划等方面的信息。

这种沉浸式的学习体验不仅可以提高学生的学习兴趣和参与度，还可以丰富他们的学习体验，促进他们在校园生活中更好地融入和成长。

设计一套基于三维全景技术的虚拟校园漫游系统对于提高教学质量、增强学生学习体验有着重要的意义。

本文将围绕虚拟校园漫游系统的概述、系统架构设计、技术实现方案、用户体验优化以及安全性保障等方面展开讨论，为今后虚拟教育领域的发展提供一定的参考和借鉴。

1.2 研究意义虚拟校园漫游系统是利用三维全景技术构建的虚拟校园环境，让用户可以通过计算机或移动设备进行校园的虚拟漫游。

这种系统对于学校和学生来说具有重要的研究意义。

虚拟校园漫游系统可以为校园宣传和招生起到积极作用。

通过展示校园的美丽景观、先进设施和优质教学资源，吸引更多学生和家长了解学校并提高学校的知名度和声誉。

虚拟校园漫游系统可以为远程学习和教育提供支持。

学生和教师可以通过系统进行虚拟的学习和教学活动，不受地域限制，提高教学效率和教学质量。

虚拟校园漫游系统可以为校园安全管理提供帮助。

通过系统监控和管理校园的人流和安全设施，及时发现并处理安全隐患，保障师生的生命财产安全。

研究虚拟校园漫游系统具有重要的实践价值和发展前景，可以促进校园教育的创新发展和提升校园管理水平。

2. 正文2.1 虚拟校园漫游系统概述虚拟校园漫游系统是一种基于三维全景技术的校园导览系统，通过虚拟现实技术将校园环境以三维图像的形式呈现给用户，使用户能够在虚拟环境中自由漫游，了解校园的各个区域和建筑物。

这种系统可以极大地提升校园导览的效率和体验，让游客和新生更加快速、直观地了解校园的布局和景点。

虚拟校园漫游系统通常包括地图导航功能、建筑物展示、校园景点介绍等功能模块。

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。

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。

/CHINA MANAGEMENT INFORMATIONIZATION+"’,’"+this.DropDownList1.Text +"’,’"+System.DateTime.Now.ToShortDateString()+"’)";DB.Exec(sql);this.TextBox1.Text ="";bel3.Text ="上传成功!";}2.3下载文件代码private void FileDownload(string FullFileName)//{FileInfo DownloadFile =new FileInfo(FullFileName);Response.Clear();Response.ClearHeaders();Response.Buffer =false;Response.ContentType ="application /octet-stream";Response.AppendHeader("Content-Disposition","attachment;filename ="+HttpUtility.UrlEncode (DownloadFile.FullName,System.Text.Encoding.UTF8));Response.AppendHeader("Content-Length",DownloadFile.Length.ToString());Response.WriteFile(DownloadFile.FullName);Response.Flush();Response.End();}3结束语网络硬盘是一个功能强大的网络应用系统,本文就其功能和实现代码作了一定的说明。

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。

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］。

基于X3D的虚拟校园漫游系统设计与实现【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。

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

还可以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，经过整体拼合，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发展和人类的进步，人们对世界的探索越来越深入，人们对事物的认识与了解已经不再局限于表面，更多地的是对事物多方面的接触与深入了解。

然而，很多领域的发展受到了很多条件的约束和限制，很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预测，未知结果的提前模拟等，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这样的背景下诞生的[1]。

虚拟现实技术一经问世，人们就对它产生了浓厚的兴趣。

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巨大的经济效益。

因此，有关人士认为：20世纪80年代是个人计算机的时代，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计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真的校园环境，还能够挂到校园网上，让远程用户下载或者直接参看。

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况展现在用户的眼前[2]。