三维虚拟校园系统的设计与实现.pdfVIP

5.2三维虚拟校园地图场景实现38

5.3三维虚拟校园系统交互功能实现44

5.4三维虚拟校园系统的测试与数据分析47

5.5章节总结50

6总结与展望51

6.1系统总结51

6.2创新点52

6.3改进与展望52

参考文献53

1绪论

1.1课题研究背景与意义

近几年来随着移动互联网和计算机技术的快速发展，国家经济发展能力不断提高，全

国高校加大对教育投资建设，不仅体现在追求良好的教学质量，还致力于加强校园环境

建设、推进校园数字信息化。建设数字化校园是学校数字信息化推进的重要一步。数字

化虚拟现实技术不仅可以制作出精细逼真的场景模型，还能够让使用者体验到三维虚拟

仿真环境，全景漫游。虚拟仿真技术的应用领域非常广泛，它能够被应用于医学、工业

仿真、游戏及地图导航漫游等领域。建设数字信息化校园不仅有利于直观展示校园建设

[1]

成果、学校品牌对外推广宣传及招生，还可以有教学辅助、校园资源管理等作用。校园

数字化可以提高学校知名度，外界可以通过直观的方式浏览学校整体环境建设，了解校

园文化，这是学校传统网站、论坛所不具备的优势。

2018年，我国相关部门颁发了《智慧校园总体框架》（GB/T36342-2018），是建设

数字化校园的标准文件，我们国家各大高校迎来了“将物理空间和数据信息有机结合在

一起，使得每个人在任意时间在任意地点都能边界地获取校园资源和服务”的智慧校园

时代。建立三维虚拟校园是推进数字化智慧校园建设的关键一步。

建立三维虚拟校园系统是推进数字化校园的一种实现方式，通过联合使用虚拟现实技

术、计算机图形处理技术及网络软件开发技术，突破空间的限制，在系统终端上展现出

一个可漫游及可视化的三维虚拟化校园，可以人性化地人机交互，实现漫游、导航等功

能，还可以形象直观的全览校园环境，查看校园环境中建筑、景观的资料信息。三维虚

拟校园系统可以采用图形化及可视化的方式进行查询校园信息和定位校园地点、后勤资

源管理、学区规划管理、教学设施整合管理等，可以方便学校领导宏观、全局性的进行

校园规划和制定学校发展战略，避免资源浪费及设施功能重复设计，可以作为可持续发

展的科学决策辅助工具。

三维虚拟校园系统采用虚拟仿真技术和软件开发技术，以现实中的校园实景为模型参

照，采用三维建模软件来仿真一个三维虚拟校园漫游场景，可以在计算机软件系统中形

[2]

象地浏览访问。其中，三维建模是建设三维虚拟校园系统过程中的关键环节，直接影响

三维漫游系统的效果。目前，三维建模的一般方法包含基于拍摄测量的三维实景构建方

法、基于二维GIS辅助下的三维场景模型构建方法以及使用三维建模软件进行几何建模

[3]

的方法等。随着虚拟现实技术的广泛使用以及互联网网络技术的飞快发展，使得很多二

维的互联网应用开始向三维方向过渡发展，用户对三维场景应用的需求日益增多，不再

满足于平面二维应用场景。建设三维虚拟校园系统就是为了顺应用户需求的变化趋势，

[4]

同时也提高了学校展示校园风景的能力，提升了用户体验。

1.2国内外课题研究现状

国外的数字信息化技术发展与国内相比早很多，美国最早研究“数字地球”相关理论，

[5]

后来又陆续提出了数字智慧城市、数字智慧校园、数字化仿真等新的信息名词。早在上

个世纪70年代，美国麻省理工学院就提出“数字校园”这一理论概念。而我国在20世

纪90年代才引入“数字化校园”相关理论，紧接着在国内一部分高校开始实施初步的校

园信息数字化建设方案。三维虚拟校园系统的建设是实现数字化虚拟校园目标的一个基

本阶段，是作为数字信息化校园建设的基石，也是实现数字信息化校园所亟待解决的问

[6]

题。

三维虚拟数字校园使用的技术本质是虚拟现实技术，并且结合了计算机网络技术、三

维建模技术、图形处理及计算机软件