开题报告-基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统设计与实现
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。
VR校园漫游系统的设计与实现
VR校园漫游系统的设计与实现VR校园漫游系统的设计与实现随着虚拟现实（VR）技术的发展和应用，其在教育领域的重要性逐渐凸显。
VR技术可以为学生提供沉浸式的学习体验，尤其是在校园漫游系统的设计与实现方面。
本文将从需求分析、系统设计、功能实现和应用案例等方面，探讨如何设计与实现一款VR校园漫游系统。
一、需求分析1.1 教育背景VR校园漫游系统是基于虚拟现实技术实现的校园导览系统。
当今，越来越多的学校具备校园漫游的需求，以提升学生的校园导览体验和教育效果。
1.2 功能需求（1）虚拟地图：系统应提供校园的虚拟地图，标注教学楼、图书馆、实验室等主要场所，并提供导航和定位功能。
（2）教育资源：系统应整合丰富的校园教育资源，如教学视频、讲座录像、实验室模拟等。
（3）交互功能：系统应具备学生与场景进行交互的功能，如能够触摸物体、查看详细信息等。
（4）多媒体展示：系统应支持多媒体的展示，如图片、音频、视频等，以丰富学生的感官体验。
二、系统设计2.1 架构设计VR校园漫游系统的架构设计应包括前端和后端两部分。
前端负责展示虚拟场景和交互功能，后端负责处理用户请求和数据存储。
2.2 前端设计前端设计主要包括用户界面设计和虚拟场景设计。
用户界面设计应简洁明了，便于用户操作。
虚拟场景设计则应根据实际校园环境进行模拟，力求真实感。
2.3 后端设计后端设计包括数据管理和交互功能实现。
数据管理负责存储校园地图、教育资源和用户数据等，交互功能实现则包括导航、定位、触摸等功能。
三、功能实现3.1 地图实现在系统中，应建立一个虚拟地图，准确标注校园重要场所，并提供用户导航和定位的功能。
同时，应考虑地图的可扩展性，以便未来校园发展时能够及时更新。
3.2 教育资源整合系统应整合校园的教育资源，例如教学视频、讲座录像、实验室模拟等。
用户可以通过系统观看相关视频、参与虚拟实验等，提升学习效果。
3.3 交互功能实现系统应提供学生与虚拟场景进行交互的功能。
三维场景漫游开题报告
三维场景漫游开题报告一、选题背景和意义：随着科技的快速发展，三维场景漫游成为了一种新兴的虚拟现实技术，在游戏、建筑设计、旅游等领域都有广泛的应用。
三维场景漫游是指通过计算机图形学技术将虚拟三维世界呈现给用户，使用户能够像在现实世界中一样自由地移动和观察场景。
三维场景漫游技术的出现，很大程度上提高了用户对虚拟世界的沉浸感和体验感，不仅使用户感觉到身临其境的真实感，还可以为用户提供更加优质的服务。
比如在游戏中，用户可以通过漫游技术来探索游戏世界、解决谜题，增加游戏的乐趣；在建筑设计中，用户可以通过漫游技术来实现对设计方案的实时演示和修改，提高设计的效率和准确性。
因此，研究三维场景漫游的技术和方法，对于提高虚拟现实技术的应用水平和发展潜力具有重要意义。
同时，通过深入研究和探索，可以进一步挖掘三维场景漫游技术的潜在应用领域，为相关行业的发展提供新的思路和方案。
二、研究内容和方法：本课题旨在研究三维场景漫游的技术和方法，重点解决以下几个问题：1. 三维场景的建模与导入：研究如何通过计算机图形学技术对现实世界中的场景进行建模，并将建模结果导入到软件平台中。
2. 漫游路径的规划与优化：研究如何根据用户的需求和场景的特点，合理规划漫游路径，并通过优化算法实现路径的自动规划和调整。
3. 用户交互的设计与实现：研究如何设计和实现用户与虚拟场景的交互方式，提高用户对场景的探索和操作体验。
4. 漫游效果的实时渲染与优化：研究如何通过实时渲染技术提高漫游效果的质量和流畅度，并通过优化算法提高渲染的效率。
本研究将采用实验和仿真相结合的方法，通过设计和开发三维场景漫游系统，验证和评估所研究技术和方法的有效性和可行性。
三、预期成果和创新点：通过本次研究，预期可以获得以下成果：1. 设计和开发一个基于三维场景漫游的虚拟现实系统，提供用户友好的交互界面和优质的漫游体验。
2. 提出一套三维场景漫游的技术和方法，解决了现有技术和方法存在的问题，提高了漫游效果的质量和流畅度。
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。
开题报告-基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统设计与实现
系别：计算机科学系 班级：07计本5班 姓名：王荣华 指导教师：黄筱佟
本课题国内外研究动态及意义
• 随着计算机技术，特别是计算机图形学、三维仿真技术以 及虚拟现实技术的飞速发展，信息管理的数字化和实物模 型的虚拟化已成为当今世界非常重要的技术应用领域。人 们意识到虚拟现实技术的巨大应用前景，因此虚拟现实技 术几乎是所有发达国家目前都在大力研究的前沿领域，其 发展也达到了异常迅速的程度。在国外，美国、德国、英 国、日本、韩国等国家在虚拟现实技术方面的研究做的比 较好。我国虚拟现实技术研究起步较晚，与国外发达国家 还有一定的差距。我国正逐渐开始尝试和研究建设数字城 市、数字社区的实践。在高校，现实大学校园的数字化和 虚拟化，对虚拟校园的研究与构建也越来越多。据统计， 我国最早建立虚拟校园的高校是天津大学，其后浙江大学 、深圳大学、北京大学、西南交通大学、上海交通大学、 清华大学、复旦大学等一些著名高校也纷纷采用虚拟现实 技术建立了虚拟校园。
本课题国内外研究动态及意义
• 在我国，目前各大学所构建的虚拟校园漫游系统 广泛采用的是VRML技术，因为VRML 技术支持在线 访问，动态更新等优点。但是，由于网络的带宽 约束，不能支持像本系统这样规模比较大的系统 ，同时在效果方面，也不能做出这么多动态效果 。基于3D和VRP的漫游系统开发流程快，并且仿真 效果也十分好，具有更多交互形式等优点。因此 ，3D+VRP的使用越来越普遍，越来越多的高校开 始重视这个新兴平台并开设了相对的课程。
• [4] 杨艳玲、王浩涌.虚拟现实(VR)技术在虚拟城市中的应用[J] .辽东学 院学报
• [5] 黄薇.立体式虚拟校园的建模技术与数据表现方法[D]华中师范大学， 2006.
三维虚拟校园开题报告
三维虚拟校园开题报告一、研究背景传统的校园教育模式存在一些问题，如空间资源有限、设施设备不足、时间和地点限制等。
为了解决这些问题，虚拟现实技术被引入到校园教育中，创造了三维虚拟校园的概念。
三维虚拟校园是基于虚拟现实技术构建的校园环境，可以模拟真实校园的各种场景，为学生提供更加灵活、丰富的学习体验。
本项目旨在研究三维虚拟校园的设计与开发，探索其在教育领域中的应用。
二、研究目标本项目的主要研究目标包括： 1. 设计并开发基于三维虚拟现实技术的校园模拟环境。
2. 实现学生在虚拟校园中进行自由漫游、参观、实验等活动的功能。
3. 提供便捷的交互方式，便于学生进行学习和交流。
4. 探索三维虚拟校园在教育领域中的应用效果，评估其对学生学习效果的影响。
三、研究内容本项目的研究内容将包括以下几个方面： 1. 三维虚拟校园的设计：根据实际校园的特点和需求，设计虚拟校园的整体结构和具体场景。
2. 虚拟现实技术的应用：采用虚拟现实技术，实现校园场景的建模、渲染和互动功能。
3. 交互设计与实现：设计并实现用户在虚拟校园中的自由漫游、交互和探索功能，提升用户体验。
4.面向教育的功能开发：开发针对教育领域的功能模块，如虚拟实验室、学习交流平台等。
四、研究方法本项目将采用以下研究方法： 1. 文献综述：对相关的虚拟现实技术、三维校园建模等技术进行综述，了解研究现状和进展。
2. 系统设计：根据研究目标和内容，进行系统的整体设计，包括虚拟校园的结构、功能等。
3. 技术实现：利用现有的虚拟现实开发平台和工具，进行虚拟校园的建模和功能实现。
4. 用户评估：开展用户实验，通过问卷调查和访谈等方式，评估虚拟校园在教育领域中的应用效果。
五、预期成果本项目预期实现以下成果： 1. 三维虚拟校园原型系统：设计并开发基于虚拟现实技术的校园模拟环境原型系统。
2. 技术实现文档：详细记录虚拟校园的设计与开发过程，包括技术选用、实现方法等。
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。
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随着科技的不断发展，三维全景技术已经在各个领域得到了广泛的应用。
虚拟校园漫游系统是应用三维全景技术的一个重要方向，它可以为学生、教师和家长提供一个真实、直观的校园环境，使他们能够更好地了解学校的情况，并且方便地进行校园导览和相关信息的查找。
本文将对三维全景技术下的虚拟校园漫游系统进行设计方案的详细阐述。
1. 系统概述三维全景技术下的虚拟校园漫游系统，是基于三维数字模型技术，采用虚拟现实技术和交互式技术，通过计算机、传感器等设备，模拟出学校的真实环境，包括校园建筑、植物、道路、车辆等各种元素，形成一个可供用户漫游和交互的虚拟校园环境。
用户可以通过电脑、手机、VR眼镜等终端设备，实现对校园的虚拟漫游，随时随地了解学校的情况。
2. 系统功能（1）校园导览功能：用户可以在虚拟校园中进行导览，了解学校的各个部分、建筑物的分布和风格、周围环境等，同时可以查看各个建筑的详细信息和图片，方便用户快速的了解学校的情况。
（2）周边设施查询功能：系统可以提供校园附近的超市、餐厅、医院、银行等周边设施的查询服务，用户可以通过系统了解附近设施的位置、简介、营业时间等信息。
（3）在线咨询功能：系统可以实现学生、家长、教师的在线咨询功能，用户可以通过系统与学校的老师或工作人员进行在线交流，咨询招生政策、办学情况等相关信息。
（4）校园活动宣传：系统可以发布学校的各种活动信息，如开学典礼、运动会、文艺汇演等，方便用户了解学校的最新动态。
3. 技术实现三维全景技术下的虚拟校园漫游系统的主要技术实现包括：三维数字模型建模技术、虚拟现实技术、交互式技术等。
（1）三维数字模型建模技术：利用摄影测量技术和计算机图形学技术，对校园的建筑、植物、道路等进行数字化建模，形成真实的校园模型。
（2）虚拟现实技术：通过虚拟现实技术，将三维数字模型呈现给用户，实现用户对校园的虚拟漫游体验，使用户身临其境地感受校园的真实情况。
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统
基于Unity3D的虚拟校园漫游系统1. 引言1.1 背景介绍虚拟校园系统不仅可以为学生提供更加便捷和生动的校园体验，还可以为学校提供全新的宣传和招生渠道。
通过虚拟校园系统，学校可以向外界展示自己的校园风貌和办学特色，吸引更多优秀的学生和教师加入到学校大家庭中。
研究和开发基于Unity3D的虚拟校园漫游系统具有重要的现实意义和实际应用价值。
1.2 研究意义虚拟校园漫游系统是一种基于Unity3D技术的新型校园管理系统，能够模拟真实校园环境，提供虚拟漫游体验，为学生和教师提供更加便捷、高效的校园生活管理服务。
其研究意义具体表现在以下几个方面：虚拟校园漫游系统可以有效提高校园管理的智能化水平。
通过整合校园各项信息资源，系统能够实现对校园各个模块的智能化管理和优化，提升整体管理效率和准确度。
虚拟校园漫游系统可以为学生和教师提供更加便捷的校园生活服务。
通过系统的虚拟漫游功能，用户可以随时随地通过电脑或移动设备浏览校园地图、查找教室、了解课程信息等，使校园生活更加便捷和高效。
虚拟校园漫游系统还可以为学校提供更好的宣传和推广渠道。
通过系统的展示与推广功能，学校可以将校园环境、教学资源等信息展示给更多潜在的学生和家长，提升学校的知名度和吸引力。
深入研究和开发虚拟校园漫游系统具有重要的实际意义和应用价值。
2. 正文2.1 Unity3D技术概述Unity3D是一款跨平台的游戏引擎，可以支持多种平台的游戏开发，包括Windows、iOS、Android等。
它允许开发者在一个统一的编辑器中开发游戏，并自动将游戏编译成适用于不同平台的版本。
Unity3D具有强大的可视化编辑工具，可以让开发者快速地创建游戏世界、场景和角色。
Unity3D还提供了丰富的资源库和插件，可以帮助开发者轻松实现各种功能和特效。
Unity3D使用C#作为主要的开发语言，开发者可以通过编写脚本来实现游戏逻辑。
Unity3D还支持ShaderLab语言，可以用来编写着色器程序，实现游戏中的特效和渲染效果。
基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统设计与实现
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。
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• [5] 黄薇.立体式虚拟校园的建模技术与数据表现方法[D]华中师范大学， 2006.
• [6] 徐利明、姜昱明.可漫游的虚拟场景建模与实现[J]系统仿真学报, 2006.
• [7] 王富伟.基于3dmax 和VRP-Builder 平台的数字校园虚拟漫游系统的设 计与实现.江阴职业技术学院计算机科学系
毕业设计(论文)研究内容、拟解决 的主要问题
• 基于Polygon+NURBS高级建模，采用Bitmap 位图+UVW Mapping坐标贴图、VRAY渲染方 法、碰撞检测进行系统创建；采用Attach 、Collapse命令命令精简模型个数。
毕业设计(论文) 研究方法、步骤及 措施
• 研究方法、步骤： • 1. 收集相关资料进行可行性评估； • 2. 进行需求分析，进行模型建立； • 3. 实时数据采集，建立三维模型； • 4. 贴图制作及渲染烘焙； • 5. 对各个功能模块框架的构思与创建； • 6. 调试，运行。
毕业设计(论文)研究内容、拟解决 的主要问题
• 在综合考虑了目前成熟的各类技术实现方式后， 本文从3D MAX的建模和渲染烘焙技术着手，采用 成熟VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块进行二次开 发来构建的三维校园漫游系统。基于3D和VRP技术 的三维仿真漫游系统的开发方法，以梧州学院（ 北区）建立虚拟场景，实现了自动漫游、手动漫 游、校园路径导航、校园景物的查看、校园信息 查询、各种气候效果、各种实体的动态效果，并 根据实际加入了碰撞检测。同时根据三维仿真漫 游的特点，在自动漫游和手动漫游过程中，以现 有场景为基础，通过视频、图片、音乐对虚拟现 实系统做了补充。
基于虚拟现实技术的三维校园漫 游系统设计与实现
系别：计算机科学系 班级：07计本5班 姓名：王荣华 指导教师：黄筱佟
本课题国内外研究动态及意义
• 随着计算机技术，特别是计算机图形学、三维仿真技术以 及虚拟现实技术的飞速发展，信息管理的数字化和实物模 型的虚拟化已成为当今世界非常重要的技术应用领域。人 们意识到虚拟现实技术的巨大应用前景，因此虚拟现实技 术几乎是所有发达国家目前都在大力研究的前沿领域，其 发展也达到了异常迅速的程度。在国外，美国、德国、英 国、日本、韩国等国家在虚拟现实技术方面的研究做的比 较好。我国虚拟现实技术研究起步较晚，与国外发达国家 还有一定的差距。我国正逐渐开始尝试和研究建设数字城 市、数字社区的实践。在高校，现实大学校园的数字化和 虚拟化，对虚拟校园的研究与构建也越来越多。据统计， 我国最早建立虚拟校园的高校是天津大学，其后浙江大学 、深圳大学、北京大学、西南交通大学、上海交通大学、 清华大学、复旦大学等一些著名高校也纷纷采用虚拟现实 技术建立了虚拟校园。
毕业设计(论文) 研究方法、步骤及 措施
• 措施：
• VR场景模型的优化对VR-DEMO的演示速度影响 很大，因此我们采用Polygon+NURBS高级建模方式 制作建筑简体模型，在表现细长条的物体时，尽 量不用模型而用贴图的方式表现，并且采用 Attach、Collapse命令命令精简模型个数。运用 Bitmap位图+UVW Mapping坐标贴图、VRAY渲染方 法、碰撞检测进行系统创建。使系统达到最优化 状态，减少硬件资源的开销，保证系统的稳定性 。
本课题国内外研究动态及意义
• 在我国，目前各大学所构建的虚拟校园漫游系统 广泛采用的是VRML技术，因为VRML 技术支持在线 访问，动态更新等优点。但是，由于网络的带宽 约束，不能支持像本系统这样规模比较大的系统 ，同时在效果方面，也不能做出这么多动态效果 。基于3D和VRP的漫游系统开发流程快，并且仿真 效果也十分好，具有更多交互形式等优点。因此 ，3D+VRP的使用越来越普遍，越来越多的高校开 始重视这个新兴平台并开设了相对的课程。
主要参考文献
• [1] 黄玉清、郑雨涵. 3ds Max8 游戏设计与制作宝典[M]. 北京：科学出 版社,2006.
• [2] 姚勇、鄢竣. 红色风暴III：3DS MAX建筑表现实例教程.中国青年出版 社，2006.
• [3] 王卫辰、江晓红.虚拟校园三维仿真系统的开发及优化[J] .徐州师范 大学学报
• [8] 张荣华. 几何建模技术在虚拟校园漫游系统开发中的应用. 华北电力 大学计算机科学与技术学院
• [9] 孙海峰、孙秀玲.虚拟校园环境的构造及漫游系统的实现.长春理工大 学光电信息学院
结束
我的开题报告就到这里了， 敬请各位老师予以指正， 谢谢大家观赏！