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
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
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
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
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3Ds Max三维虚拟校园的设计与实现
/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
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。
三维虚拟校园立体场景的设计与实现
引言
引言
三维虚拟校园立体场景是指利用计算机技术将现实校园的三维景象进行模拟， 为学生、教师和来访者提供一个身临其境的虚拟体验。这种技术不仅可以提高校 园的知名度，还能为校际间交流提供方便，有助于改善学生的学习环境和提升教 学质量。
需求分析
需求分析
设计并实现一个三维虚拟校园立体场景需要满足以下需求：首先，要具备专 业的计算机技术人员和软件开发团队，能够完成场景的设计、建模、渲染和交互 等工作；其次，需要获得校园地图、建筑物图纸等相关资料，以便进行精准的三 维建模；最后，需要投入一定的资金购买相关软件和硬件设备，以及进行人员培 训和管理。
三维虚拟校园立体场景的设计 与实现01 引言来自03 设计思路 05 效果评估
目录
02 需求分析 04 实现方法 06 结论
内容摘要
随着科技的不断发展，三维虚拟技术已经逐渐融入到我们生活的方方面面。 其中，三维虚拟校园立体场景作为数字化校园建设的重要组成部分，越来越受到 人们的。本次演示将详细介绍如何设计和实现三维虚拟校园立体场景，包括需求 分析、设计思路、实现方法、效果评估和结论。
设计思路
3、灯光与音效设计：为了营造逼真的氛围，需要考虑场景中的灯光和音效设 计。不同的区域和时间段应该有不同的光线和声音，例如教学区的白天光线较明 亮，晚上则较为昏暗；运动场在白天比较热闹，晚上则较为安静。
实现方法
实现方法
以下是实现三维虚拟校园立体场景的具体方法和技术：
实现方法
1、建模：利用AutoCAD、SketchUp等软件进行三维建模，根据校园地图和建 筑物图纸等资料，构建出虚拟校园的各个区域和建筑。同时，利用贴图、光影等 技术提高模型的逼真程度。
实现方法
2、渲染：采用V-Ray等渲染引擎对模型进行渲染，以实现更加真实的效果。 根据设计要求，可以调整渲染的参数和效果，如光线强度、阴影效果等。
基于SuperMap的三维虚拟校园设计与实现
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］。
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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。
3、相关技术介绍
本系统主要是采用3DSMAX软件进行开发的，包括系统模型的构建，层次细节的绘制，模型的材质与贴图，场景的渲染。
本系统运用了如下的知识点：以下简单介绍主要知识点：
1.3DsMAX软件的建模方法
(1)直接创建几何体对象。
3DS MAX内置了许多基本的几何体模块，比如球体、立方体、圆柱体、三角锥等，用户只要拖动鼠标定义对象的尺寸，或者在命令面板中直接用键盘输入各种位置、大小信息，3DSMAX就会生成一些基本几何体，在对这些基本几何体进行一系列的编辑，既可以得到所要创建的对象。
(2)使用样条曲线图形。
样条曲线是一种根据数学原理弯曲的特殊类型曲线，它们通常是在三维空间中绘制的二维曲线，3DS MAX通过给二维图形添加厚度(Extrude)、旋转(Lathe)样条曲线来创建三维对象。
(3)使用网格(Mesh)对象。
网格对象是大多数3D文件类型使用的默认模型类型，包括流行的3D格式3DS DXF都是以网格的形式存储的。
3DS MAX可以把一些简单的几何体转换为网格对象，然后通过编辑修改器(Modifier)对网格对象的次对象，如顶点(Vertex)，边(Edge)、面(Face)、多边形(Polygon)和体元素(Element)进行编辑，从而得到想要得到的复杂模型[24]。
(4)使用面片(Patch)对象。
面片的使用方法类似于网格，它们的区别仅在于生成图形的数学原理基于Web的VCS虚拟校园系统的构建不同，网格对象用平面方程来包围几何体的表面，面片则是用Bezier曲线来逼近物体表面，它是多边形网格对象的补充。
(5)使用复合(Compound)对象。
它主要是通过对已得到的简单模型进行变形(Morph)，离散(Scatter)、包裹(Conform)、连接(Connect)、形体合并(ShapeMerge)、布尔运算(Boolean)、放样(Loft)等过程生成用户需要的复杂模型[19]。
(6)用NURBS对象。
NURBS是Non-Uniform Rational B Splines(非均匀有理B样条曲线)的首字母缩略词，从这个名字就可以知道它是基于NURBS曲线原理来构造三维物体的。
(7)放样(Loft)对象。
放样是来自造船业的一个术语，它借用了造船业的思想，先创建并定位横截面，然后定义一个放样路径，让横截面沿路径拉伸，从而得到三维对象。
2. 层次细节模型生成和绘制
目前的层次细节技术的研究主要集中于如何建立原始网格模型的不同层次细节模型以及如何建立相邻层次的多边形网格模型之间的几何形状过渡。
对于原始网格模型的不同层次细节的模型建立，我们假设场景的模型都是三角形网格(在实际应用中，为了绘制方便，三维场景最后一般都被转化为三角形网格)，从网格的几何及拓扑特性出发，存在着三种不同基本简化操作，分别是：
(1)顶点删除操作。
删除网格中的一个顶点，然后对它的相邻三角形形成的空洞作三角剖分，以保持网格的拓扑一致性。
(2)边压缩操作。
把网格上的一条边压缩为一个顶点，与该边相邻的两个三角形退化(面积为零)，而它的两个顶点融合为一个新的顶点。
(3)面收缩操作。
把网格上的一个面片收缩为一个顶点，该三角形本身和与其相邻的三个三角形都退化，而它的三个顶点收缩为一个新的顶点。
3.场景的渲染
本文给最终制作完成的三维模型添加了一个光线效果以及天空的背景。
首先添加一个IES太阳光，以图书馆为目标，调整其角度，使太阳光从侧面照射建筑。
然后对其进行渲染，这样就为场景添加一个光照效果。
本系统采用天空球的方式模拟天空效果，但是传统的天空球方式模拟天空，将纹理图片贴到半球上时，会在球的顶部出现纹理聚集的褶皱现象，在接缝处也会出现明显的纹理被拉伸的现象，为了解决这一问题，此处采用展UV 技术，首先把将要模拟天空的半球用展UV 方式展平成一个圆，然后在Photoshop 中将准备好的天空图片用圆形选择工具选取一个圆形区域后把该区域贴到刚才展平的那个圆上，这样就不会出现传统的天空球方式贴图后的褶皱和拉伸的现象了。
参考文献
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