文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 基于ArcEngine和Unity3D的虚拟校园漫游系统的研究与实现 (1)

基于ArcEngine和Unity3D的虚拟校园漫游系统的研究与实现 (1)

基于ArcEngine和Unity3D的虚拟校园漫游系统的研究与实现 (1)
基于ArcEngine和Unity3D的虚拟校园漫游系统的研究与实现 (1)

三维虚拟校园漫游系统设计

Scientific Journal of Information Engineering June 2013, Volume 3, Issue 3, PP.50-55 Design of 3D Virtual Campus Roaming System Hongyan Yang, Zhuo Shi, Yanru Zhong# College of Computer science and engineer, Guilin University of Electronic Technology, Guilin Guangxi 541004, China #Email: rosezhong@https://www.wendangku.net/doc/3b17071374.html, Abstract With the growing sophistication of virtual reality technology, 3D virtual campus roaming system as effective platform for school propaganda outside, the campus planning and management decision will provide a strongly support. Taking the campus of Guilin University of Electronic Technology as prototype, combing with the software of 3Ds Max and using VR-Platorm development platform connections with the backend database and virtual building and live Imaging shooting, a real-time roaming system of virtual campus has been designed and implemented. In this paper, the main aim is to explore a new idea for digital campus construction. Keywords: Virtual Reality; VR-Platform; Digital Campus 三维虚拟校园漫游系统设计* 杨宏艳,史卓,钟艳如 桂林电子科技大学计算机科学与工程学院,广西桂林 541004 摘要:随着虚拟技术的日益成熟,三维虚拟校园漫游系统作为学校对外宣传的有效平台是数字化校园建设的核心。以桂林电子科技大学东校区为例,结合三维仿真技术3DS max实现了虚拟校园的三维模型。运用VR-Platorm开发引擎,结合SQL Server数据库连接设计并实现了三维虚拟校园漫游系统。实现了自主漫游、按目的地自动生成漫游路径、定位鸟瞰等功能。实验结果表明:经过改进的场景优化技术,系统在普通PC机上运行稳定、流畅、高效。 关键词:虚拟现实;VR-Platform;数字校园 引言 20世纪80年代美国人Jaron Lanier首次正式提出了虚拟现实[1](Virtual Reality)概念。自此,这种利用计算机模拟虚拟世界,提供用户身临其境的视觉、听觉、触觉的感官模拟技术,因其具有感知性、沉浸性、交互性和构想性的特点,如今已广泛应用于城市规划、文物保护、交通模拟、虚拟现实游戏及远程教育等领域。“虚拟校园”是随因特网、虚拟现实技术、网络虚拟小区等的发展而产生,是基于现实校园对三维景观和教学环境数字化模拟的产物。数字化校园虚拟漫游系统是数字校园建设计划的核心平台。当前浙大率先开发展示了虚拟校园之后,国内众多高校如清华、南京大学、北航、香港中文大学等高等院校纷纷建立自己的虚拟校园[2-3] 。 通常,三维虚拟校园开发的主要方法是用ArcGis,SuperMap和其它具有三维功能的软件进行二次开发。但这些方法明显的缺点是对开发者的编程水平要求较高,建模代码太长,开发系统不能独立于运行环境。考虑到以上情况,本文选择VR-Platform为开发环境,提出了一种简单实现虚拟校园的方法。这种方法一方面能利用专业的建模工具3DS MAX软件很快实现三维场景模型的建立。另一方面,通过运用VRP引擎高效的模块化的编程能力,能够进行实时渲染和交互控制,减少了建模时间加速了系统开发的进程。另 *本文受国家自然科学基金(NO.50865003)和广西科学制造系统和先进制造技术开放基金资助(No.K090014)以及新世纪广西高等教育教改工程项目(No. 2011JGB048)“以工程应用能力为导向的数字媒体技术人才培养模式的探索与实践”基金资助。

虚拟现实和增强现实的应用与畅想

虚拟现实和增强现实的应用与畅想上世纪中叶,全息技术被提出,随着研究的深入和技术的日趋成熟,它被广泛运用于电影电视、监视探测、信息存储等领域。此项技术最震撼人心的应用莫过于2009年日本克里普顿未来媒体公司以虚拟歌姬“初音未来”为名义而举办的大型虚拟演唱会。具有全息图像特点的透明投影屏幕播放主唱的3D影像,从全方位给予观看者3D视觉体验。人们不禁开始思考,虚拟人物可以在现实中存在,那么我们何时能与之进行对话或思想交流,更进一步地,现实的我们是否可以体验全新的虚拟世界呢?其实多年以来,在计算机技术日益发展和成熟的推动下,越来越多的新型技术被广泛运用到电子产品上,虚拟现实和增强现实两种全新技术的发展也开始起步,正在走入所有人的视线。 VR,全称Virtual Reality,即虚拟现实,利用计算机生成一种模拟环境,通过三维动态和实体行为,使用户完全沉浸到该环境中。现在的网络世界是完全虚拟的,用户只需通过鼠标键盘或触摸屏就可以实现人机的信息交互,只有视觉和听觉上的感知。但是在虚拟现实中,你完全不会意识到自己身处虚拟世界,因为你感受得到包括重力等各种力的存在,能通过触碰其他事物获得真实触感,还和正常人一样拥有视觉、听觉、味觉等各种感知能力,并受到现实世界物理运动定律的限制。目前有公司设计研发出类似的VR设备和虚拟世界,但是依然受到极大的限制,包括场地和功能的限制。你需要穿戴多种设备,以便支持你拥有一个虚拟世界主人公的第一视角,你的动作信息被捕

获后,通过计算机处理,让虚拟人物做出同样动作,但此时就受到场地的限制了:你无法跑得很远,跳得很高,因为设备体积和工作原因将对你自由活动的范围大小进行约束;同样在功能上,例如现在的虚拟世界无法基本反馈给你食物的所有信息,“色香味”三者你只能体会到色,香和味的体验很难实现,因为在没有实物的情况下,你难以获得这些信息的输入。 AR,全称Augmented Reality,即增强现实,可以实时地计算摄影机影像的位置和角度,并添加相应的图像、视频和3D模型,简单来说,就是把虚拟世界添加到现实世界并且可以互动。现在国内外就有一些利用了AR技术的软件和应用。例如谷歌翻译有一个实景翻译的功能,手机摄像头一旦捕捉到文字或句子,就会在屏幕上,将翻译后内容以贴片的方式贴在原文上;还有一个是SketchAR,一款简单的画图软件:在相册中找出想画的图片,软件会将其转化成素描版,之后再对着一张画纸打开摄像头,就可以把图像投影到摄像头捕捉到的画纸上,接下来你只需拿起画笔,看着屏幕,照葫芦画瓢去勾勒线条就可以完成简单作画。 以上都是VR和AR目前已经具备的功能和应用,但是人类认识世界的能力是无穷的,发展也是无止境的。正是因为人们发现在微观粒子、超高速物体和天体运动等一些领域,用牛顿经典力学体系已经解释不了其中的某些现象,才会有相对论和量子力学的诞生。其中有一假说,称为“量子脑动力学”,属于神经系统科学,其目的是在量子场论的理论框架内解释大脑功能。试想,如果未来在量子力学和医学

(整理)人机交互课程设计---VRML设计--虚拟校园漫游系统.

《人机交互》综合设计报告 设计名称:人机交互综合设计 选题名称:VRML设计--虚拟校园漫游系统 姓名学号: 专业班级: 系(院): 设计时间: 指导教师评语: 成绩: 签名: 年月日

目录 一、概述 (3) 1、项目背景 (3) 2、系统简介: (3) 3、开发环境: (3) 4、主要技术 (3) 二、需求分析 (4) 1、用户分析 (4) 2、用户设计流程 (4) 3、任务分析 (4) 三、设计 (5) 1、界面设计原则 (5) 2、设计模型 (5) 3、系统描述 (6) 4、使用的交互技术 (6) 四、界面实现 (6) 五、主要源码设计 (7) 六、可用性评估 (8) 1、评估指标体系 (9) 2、具体步骤 (9) 3、结果分析 (10) 七、结论 (10) 1、总结.......................................................................................................................... 错误!未定义书签。10 2、不足之处 (10) 3、心得体会 (10)

一、概述 1、项目背景 VRML是一种建模语言,也是一种描述Internet上交互式3D多媒体和共享虚拟世界的开放标准。 VRML定义了一组用以描述三维图形的对象,这些对象称为节点,节点被组织成一种分层的结构,称为场景。使用场景图数据结构来建立3D场境。场景图是一种代表所有3D世界静态特征的节点等级:几何关系、质材、纹理、几何转换、光线、视点以及嵌套结构。境界中的对象及其属性用节点描述,节点按照一定规则构成场景图,也就是说,场景图是境界的内部表示。场景图中的第一类节点用于从视觉和听觉角度表现对象,它们按照层次体系组织起来,反映了境界的空间结构。另一类节点参与事件产生和路由机制,形成路由图,确定境界随时间的推移如何动态变化。 VRML用文本信息来描述三维场景,在Internet上传输,然后在本地机上由VRML 浏览器解释生成三维场景。这种工作机制,避免了在网络上直接传输图形文件,把复杂任务交给本地机器,从而减轻了网络的负担,使得在Internet上的三维交互成为可能。 VRML的访问方式是基于客户/服务器模式,其中服务器提供VRML文件及支持资源,客户通过网络下载希望访问的文件,并通过本地平台上的VRML浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界,因为浏览器是本地平台提供的,从而实现了与硬件平台的无关性。 现今,基于VRML的虚拟校园漫游系统已经有很多成功案例,如成都电子科技大学、义乌工商学院等,都已成功开发出了虚拟校园漫游系统。 2、软件定义: 基于VRML的虚拟校园漫游系统 3、系统简介: 通过VRML制作的虚拟校园是个规模较大的三维场景,旨在通过网络展示校园风貌,用户可以走入虚拟校园中,观赏校园的自然风貌,领赂校园的生活氛围。浏览者可以利用输入设备控制自己的视点和视角,对这个虚拟场景进行全方位的浏览和交互。 4、开发环境: 3DMax,NetScape浏览器

虚拟校园漫游系统的设计与开发

学院 : 信息与电子工程学院 专业 : 教育技术学___ 班级 : __ A2_____ 学号 : ___ 学生姓名: _____ 指导教师: _____ 论文题目:虚拟校园漫游系统的设计与开发

承诺书 我谨在此郑重承诺: 本毕业设计(论文)是本人在指导老师指导下,独立撰写完成的。凡涉及他人观点和材料,均依著作规范作了注释。如有抄袭或其他违反知识产权的情况,我愿接受学校处分。 承诺人(签名):

摘要 虚拟校园是基于地理信息技术、虚拟现实技术和计算机网络技术等高新技术,将校园地理信息和其他校园信息相结合,以虚拟现实场景界面实现校园景观及信息的浏览查询,并可上载到计算机网络和提供远程用户访问。虚拟校园提供了校园景观及设施最直观的表现形式,方便了用户对校园信息的访问,促进了大学的建设和远程教学的发展。建立简单易行的现实感强的虚拟校园漫游便成为对大学校园虚拟化的目标。而VRML和3D MAX等相关软件也为虚拟校园提供了技术上的支持。 本文的研究目的是设计并开发一个虚拟校园漫游系统,作者通过阅读大量国内外相关文献资料,深入地研究了虚拟现实技术和现有构造三维场景的语言,在此基础上,确定了基于VRML及浏览器插件技术的虚拟现实系统架构方案。 首先,以虚拟场景构造的流程为线索,采用3Dstudio Max和VRMLPad实现虚拟场景对象的建模;针对建筑物建模的复杂度和真实感问题,提出了建筑物二次建模方法; 其次,探讨了虚拟校园场景的交互。在此基础上实现了视点控制和动画交互。 第三,在系统设计开发的末尾阶段,讨论对虚拟校园漫游系统的优化方法。通过碰撞检测、层次细节技术、纹理映射等技术方法优化系统。 除此之外,还探讨了系统的整体构架、系统的开发流程、模型纹理贴图以及纹理贴图对场景外观的巨大作用。最后综合以上研究工作,设计并实现了一个基于VRML技术的虚拟校园系统。 关键词:虚拟校园、虚拟现实(VR)、漫游、建模、纹理贴图、交互设计

山东信息职业技术学院虚拟校园漫游系统

0引言 随着虚拟现实技术的不断发展和完善,在社会生活各个领域得到了极其广泛的应用,其中一个重要的应用就是大学校园。三维虚拟校园是展示校容校貌和校园信息化建设的重要组成部分,以三维虚拟现实场景呈现校园风光,并在此基础上增加了漫游功能,更加具体表现了虚拟校园真实性和沉浸性等特点,可以极大地方便学生、促进招生和网络办公。在国内许多高校都建设了自己的虚拟校园,如浙江大学、清华大学、南京大学、北京航空大学、华中科技大学等[1]。 目前,在虚拟校园的开发中,主要采用的方法有Virtools [2] 、VRML [3-4]、VEGA [5-6]等。基于这些技术开发的虚拟校园漫游 系统具有交互性和沉浸感,能够让参观者获得身临其境的感觉。但对于实际应用来说,光有漫游功能是不够的,对于虚拟校园场景中出现的建筑和艺术雕像,应该能为用户提供更加详细的介绍。 本文基于VRP 虚拟现实平台,实现了虚拟校园。不仅能让用户实现三维漫游,还介绍了如何联接数据库,使得用户在漫游中查询到选择物体的详细信息,更好地满足用户的需求。并以山东信息职业技术学院为例,详细介绍了系统的构建过程。 1开发步骤 山东信息职业技术学院虚拟校园系统开发方法可以分为如图一所示的六个步骤,分别是基础数据采集、虚拟校园场景建模、模型优化、导入VRP 、连接数据库和系统生成。 图一系统开发流程图 2前期工作 根据山东信息职业技术学院提供的信息,校园主要的建筑有旧教学楼、办公楼、新教学楼和餐厅等。然后,根据建筑搜集其建筑面积、高度以及用途等各种相关信息。再结合校园建筑平面图,我们能够完整地获得整个校园建筑物、绿地、公路等地物的地理坐标及平面轮廓形状,勾勒出整个校园场景。 对校园进行实地考察,用数码相机采集反映学校真实景观的建筑物、道路、树木等纹理图。为了减少数据量,贴图用 山东信息职业技术学院虚拟校园漫游系统 Virtual Campus Roaming System of Shandong Information Vocational and Technical College 王琰萍1,2邵丽丽1陈勇1Wang Yanping Shao Lili Chen Yong (1.中国海洋大学信息学院,山东青岛266100;2.山东信息职业技术学院,山东青岛266100)(1.College of Information Science and Engineering,Ocean University of China,Shandong Qingdao 266100; 2.Shandong Information Vocational and Technical College,Shandong Qingdao 266100) 摘要:本文以山东信息职业技术学院校园为例,将虚拟现实技术应用于校园。介绍了虚拟校园的构建过程,借助VRP 生成三维虚拟校园漫游系统,并实现了连接数据库功能,使得用户在漫游中查询到选择物体的详细信息,为用户提供更加详细的介绍。 关键词:虚拟现实;虚拟校园;信息查询中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1671-4792-(2009)3-0121-04 Abstract :This paper introduces the process of constructing a virtual campus and based on VRP ,realized Virtual Campus Roaming System of Shandong Information Vocational and Technical College .In this demo ,we attached a database to the virtual object ,which allows users getting detailed information of objects when roam-ing ,and provides users introduction with more details . Keywords :Virtual Reality ;Virtual Campus ;Information Query 山 东信息职业技术学院虚拟校园漫游系统 121

虚拟现实(VR)和增强现实(AR)产业分析报告

高盛对虚拟现实(VR)和增强现实(AR)产业分析报告要点 日前高盛发布研究报告来对虚拟现实(VR)和增强现实(AR)产业进行分析。对此篇研报进行翻译后,将其独到之处(特别是软件细分市场)进行整理和解读,希望能方便国内投资者和业界把握行业脉搏。 高盛上周在研究报告中预计,虚拟现实市场到2025年的年营收规模将会超过电视机市场。高盛预计,虚拟现实10年内将创收1100亿美元,而电视机仅为990亿美元。

VR和AR将成为继电脑和智能手机之后的下一代计算平台,现有电子市场将被重塑。一个重要原因是VR可以在多个领域重塑目前的做事方式,而不仅仅是我们熟知的游戏、视频等。 对未来十年进行预测,到2025年,VR和AR的软硬件年销售额将达到800亿美元。如果解决了电池和移动的问题,年营收可以达到1820亿美元。即使VRAR仍受困于延迟、显示、隐私安全这些基础问题,年营收也可实现230亿美元的水平。 一、市场现状 历史:VR的前身是3D游戏,但当时显卡、价格、计算能力、抗延迟性能等都无法满足要求。行业的新高潮是Facebook投资20亿美元收购Oculus公司,而且在最近两年内225家VC已经为VR/AR领域投资了35亿美元。现在VR硬件技术基本成熟了。 VR与AR区别:除了技术特点外,一般认为AR主要用于商用,而VR 消费和商用都有。 日前Oculus发布了消费版VR头盔,但其对于PC的要求比较高。Nvidia估计只有1300万台PC满足要求,而Gartner则估计有1%PC 可以。所以VR头盔的初期发展会受到PC性能不足的限制。此外苹果在VR领域还没动静,可能在等待先发者探路后再寻找最好的机会杀入,苹果可能是未来VR产业格局中最大的变数。 图2 目前产业链厂商汇总

虚拟现实增强技术综述

虚拟现实增强技术综述 曾玮峰 中南大学信息科学与工程学院 摘要随着近年来计算机三维处理能力的增长和低成本传感显示元件的出现,虚拟现实得到了快速发展,特别是与现实世界产生了越来越多的结合技术,从虚拟和现实的两个角度对虚拟现实进行增强。论文重点围绕近几年的发展趋势,论述了增强现实与增强虚拟环境的技术特点,介绍了虚拟现实增强技术的相关硬件设备发展;然后分别介绍了增强现实和增强虚拟环境技术的发展现状,讨论了移动互联网上的虚实增强技术与应用,最后进行总结并提出需要解决的问题。 关键词增强虚拟环境增强现实虚实增强混合现实 1引言 虚拟现实技术建立人工构造的三维虚拟环境,用户以自然的方式与虚拟环境中的物体进行交互作用、相互影响,极大扩展了人类认识世界,模拟和适应世界的能力。虚拟现实技术从20世纪60~70年代开始兴起,90年代开始形成和发展,在仿真训练、工业设计、交互体验等多个应用领域解决了一些重大或普遍性需求,目前在理论技术与应用开展等方面都取得了很大的进展。虚拟现实的主要科学问题包括建模方法、表现技术、人机交互及设备这三大类,但目前普遍存在建模工作量大,模拟成本高,与现实世界匹配程度不够以及可信度等方面的问题。 图1虚拟现实、增强现实和混合现实搜索量统计对比(来源: Google trends, 2004。01~2014。 06) 针对这些问题,已经出现了多种虚拟现实增强技术,将虚拟环境与现实环境进行匹配合成以实现增强,其中将三维虚拟对象叠加到真实世界显示的技术称为增强现实,将真实对象的信息叠加到虚拟环境绘制的技术称为增强虚拟环境。这两类技术可以形象化地分别描述为“实中有虚”和“虚中有实”。虚拟现实增强技术通过真实世界和虚拟环境的合成降低了三维建模的工作量,借助真实场景及实物提高了用户体验感和可信度,促进了虚拟现实技术的进一步发展。

漫游系统毕业设计开题报告

大学毕业设计(论文)开题报告 课题名称:漫游系统 学生姓名: 学号: 学院:信息科学与技术学院专业年级:计算机科学与技术级指导教师: 职称: 完成日期:二○○九年一月十三日

一、本课题来源及研究的目的和意义 1、课题来源 石河子大学信息科学与技术学院 2、本课题研究的目的和意义 虚拟现实技术是当今计算科学的一个研究热点,将虚拟现实技术引入校园的研究中,为校园的漫游和规划提供一种全新的手段,使得校园多了一个展示自己风貌的互动的实时漫游平台。 随着石河子大学知名度的提高,越来越多的人希望了解这所学校,上网是最快捷方便的办法。但是以传统的Web技术建立的网页,只能使用文本、静态画面或者交互能力低的动画来传达信息,如果想全面展示优美的校园,局限性是显而易见的。鉴此,我们将以GoogleSketchUp的方法创建石河子大学虚拟校园漫游系统,该系统将使那些没有机会实地参观的人获得身临其境的感受。 二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 1、基于OpenGL实现虚拟校园漫游系统 研究了基于VC++开发环境与OpenGL图形API的虚拟校园漫游系统的相关技术的设计与实现。并主要就三维建模、场景空间划分技术作了进一步的论述。 2、基于VRML的大学虚拟校园漫游系统 介绍了基于VRML技术建立的大学网络虚拟校园漫游系统的设计与实现,并就其中一个重要问题——VRML文件的优化作了详细的探讨。 3、IMAGIS下虚拟校园漫游系统的设计和实现 虚拟GIS是GIS的重要发展方向,应用领域广泛.将虚拟GIS技术引入“数字校园”的研究中,为校园的规划和设计提供了一种全新手段+本文基于IMAGIS‘软件,探讨了虚拟校园漫游系统的解决方案,讨论了虚拟建模与虚拟漫游的方法和全过程,论述了相关的技术特点,在此基础上使虚拟GIS与实际应用领域更好地结合在一起.

虚拟社区漫游系统的设计与实现

虚拟社区漫游系统的设计与实现(场景建模) 摘要 虚拟现实技术是由计算机产生,通过视、听、触觉等作用,使用户产生身临其境感觉的交互式视景仿真,具有多感知性、存在感、交互性和自主性等特征。虚拟现实建模语言VRML被用来描述三维物体及其行为,可以构建虚拟世界。VRML的基本目标是建立互联网上的交互式三维多媒体。VRML的出现使得虚拟现实像多媒体和互联网一样逐渐走进我们的生活。 本文主要研究基于VRML的虚拟场景建模、交互、漫游技术,根据虚拟设计及其主要特点,结合3D MAX和Cosmo Worlds,对基于VRML的虚拟现实技术在人们生活领域的应用进行了研究,着重阐述了如何利用VRML语言以生动的模型来模拟和显示现实三维空间,最终以人机交互方式来实现社区三维景观的实时漫游。对建筑楼群的建模采用3D MAX三维造型工具和VRML相结合的方式,对这些模型进行优化。同时为了增加真实性,在虚拟社区中加入树木、游人、汽车等模型。这些模型共同构建整个虚拟三维场景,为市政规划建设提供一个科学简便、形象直观的可视化人机交互平台。 关键词:虚拟现实,VRML,场景建模,虚拟漫游

DESIGN AND IMPLEMENTATION FOR THE VIRTUAL COMMUNITY ROAMING SYSTEM(SCENARIO MODELING) ABSTRACT Virtual reality is a result of computer development, it may create some scenery that includes senses of sight, hearing and touch. Its characteristics are multi-sensation, existent sense, interaction and independence. VRML can descript three dimensional objects and their behaviors, thus can build virtual world. Because of the appearance of VRML,Virtual Reality comes to our life such as multimedia and Internet. The researches of this paper focus on the modeling, the interacting and the browsing of the VRML-based virtual scene. According to the virtual designing and the main features, unifying the 3D MAX and Cosmo Worlds, based on the VRML virtual reality technology , we have researched the application in the field of people's life. The paper focuses on how to use VRML language to construct in the model vividly to simulate and display realistic three-dimensional space. Finally, we achieved the real-time roaming in the Three-dimensional landscape of the community by human-computer interaction. We have modeled these buildings by the combination of 3D MAX three—dimensional modeling tool and VRML. At the same time, we put other models such as trees,humans and cars into the 3d scene to intensify the sense of the facticity. We use these models to build a virtual three-dimensional scene together, to provide a scientific and simple, intuitive image visualization platform for construction of municipal. KEY WORDS:virtual reality,VRML,scenario modeling,virtual tour

虚拟现实与增强现实技术在教学中的应用

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/3b17071374.html, 虚拟现实与增强现实技术在教学中的应用 作者:杨雪果 来源:《艺术殿堂》2018年第09期 【摘要】2016年被称为“虚拟现实元年”,虚拟现实的出现,为各行各业带来了便利,同时,增强现实是随着虚拟现实发展起来的,增强现实也给人们提供了极佳的体验。基于此,文章首先对虚拟现实和增强现实进行简要介绍,然后分析虚拟现实和增强现实在教学中的应用,旨在为相关人员提供借鉴,提升教学水平。 【关键词】虚拟现实;增强现实;教学;应用 《国家教育事业发展“十三五”规划》中提到“要全力推动信息技术与教育教学深度融合。综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式”。这充分说明了虚拟现实和增强现实的重要性。将虚拟现实和增强现实应用在教学中,能够有效提升教学的趣味性,激发学生兴趣,提升教学质量。 1、虚拟现实技术与增强现实技术概述 1.1虚拟现实技术 虚拟现实,是一种基于多媒体计算机技术、传感技术、仿真技术的沉浸式交互环境。具体地说,就是采用计算机技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。虚拟现实是一个学科高度综合交叉的科学技术领域,具有3I特性,即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、构想性(Imagination)。虚拟现实与人工智能(AI)技术及其他相关领域技术结合,将会使其还具有智能(Intelligent)和自我演进 演化(Evolution)特征。 1.2增强现实技术 增强现实技术是在虚拟现实技术的基础上发展起来的,具体而言,增强现实技术就是基于网络的定位、跟踪、计算机的交互、显示灯技术,将计算机形成的虚拟信息叠加到现实场景中,对现实世界进行补充,使人们在视觉、听觉、触觉等方面增强对现实世界的体验。增强现实具有三大特点,即虚实结合、实时交互和三维配准。 2、虚拟现实技术和增强现实技术在教学中的应用 2.1头戴式虚拟现实设备在教学中的应用

开题报告-基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现

梧州学院 毕业设计(论文)任务书 课题名称基于虚拟现实技术的三维校园 漫游系统的设计与实现 系部计算机科学系 专业计算机科学与技术 班级07计本5班 学号0700608118 姓名王荣华 指导教师(签名)年月日教研室主任(签名)年月日

一、课题的内容和要求: 本课题从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,并根据路线做了详细的碰撞检测。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;给需要了解梧州学院校园地理信息的用户提供了极大方便。 二、设计的技术要求与数据(或论文主要内容): 采用Polygon+NURBS高级建模的建模方法,各个模型采用简体模型来对整个校园建筑进行立体虚拟;用Bitmap位图+UVW Mapping坐标贴图、VRAY渲染方法还原校园的真实景象;采用Max-for-VRP导出插件将模型导入VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块,加入碰撞检测算法、VRP命令行脚本实现人机交互功能,保证系统的实用性;运用行走相机、动态漫游增加三维实景表现力,多角度查看学校环境;调试运行后由虚拟现实编辑器模块导出为EXE可执行文件实现系统的可移植运行。 三、设计(论文)工作起始日期: 自2011 年1 月10 日起,至2011 年4 月10 日止。 四、进度计划与应完成的工作: 1.收集资料进行需求分析时间:2011年1月 2.实时数据采集,建立三维模型时间:2011年2月初-----2011年2月底 3.运行和调试,系统设计及实现时间:2010年3月初-----2011年3月底 4.论文撰写时间:2011年4月 五、主要参考文献、资料: [1]陈珍.虚拟现实技术的教育应用初探.中小学电教.2009,7.8-9 [2]申蔚,曾文琪.虚拟现实技术(21世纪计算机科学与技术实践型教程).北京:清华大学出版社.2009.3-20 [3]数字仿真与虚拟现实技术概述.https://www.wendangku.net/doc/3b17071374.html,/showthread.php?t=3340700 [4]姜学智,李忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状.辽宁工程技术大学学报.2004,23(2):238-240 [5]杨爱良等.反走样技术在计算机图形仿真中的运用.计算机仿真.2005,22(4):124-125

[虚拟现实,系统]虚拟现实漫游系统的设计与实现

虚拟现实漫游系统的设计与实现 摘要:漫游系统的设计以西北民族大学大学生实践创新中心为研究对象,利用3DS MAX、Unity3D等软件,探讨了虚拟现实漫游系统的设计与实现过程以及设计过程中需要注意的一些技术上的关键问题。漫游系统的设计实现了交互、自寻路径、碰撞检测等功能,真实的还原了大学生实践创新中心场景。 关键词:漫游系统;三维建模;模型优化;游戏引擎 1 系统概述 虚拟现实漫游系统是利用三维建模软件3ds MAX、MAYA等加以游戏引擎如UDK、Unity3D 等的配合来实现在电脑中再现现实世界的技术。西北民族大学大学生实践创新中心的设计利用3ds max软件建立模型,Photoshop软件处理贴图,最后将模型导入unity3d中设计游戏引擎并发布。 2 数据采集 数据采集阶段是系统开发的基础,西北民族大学大学生实践创新中心漫游系统的数据采集包括CAD图纸的设计、建筑参数的测量、建筑实景照片的拍摄以及室内数据的收集等。 利用计算机辅助设计CAD导出的图纸,精确搭建西北民族大学大学生实践创新中心建筑模型,不仅使工作效率得到极大的提高,同时模型的精度也是非常高的。建筑的高度难以测量,利用微积分思想,通过数台阶的方式。这样只需测量每个台阶的高度,就能通过简单的计算得到建筑的高度。 3 模型建立 3.1建筑建模 漫游系统制作的第一步就是模型的建立,首先,利用已有的西北民族大学大学生实践创新中心CAD图纸(如图1),将其导入3Ds MAX软件,采用分层导出的方法进行外场景建筑的制作。 3.2室内建模 室内建模对于还原场景十分重要,直接关系到后期用户界面的体验效果。模型精确程度关系到后期纹理贴图,模型不能过于简单,因为如果模型过于简单,模型就会显得粗糙,导致很多细节都不能表现出来,模型容易失真。但是如果物体的每一个面都用三维模型的面来模拟,又容易产生大量的三角面,增加了每一次的渲染时间。 3.3 建模流程和模型优化 3.3.1 三维建模流程

三维虚拟校园的漫游系统实现

2015.09 主要通过VR-Platform 平台编辑器中对已建立的校园模型交互功能实时设置,同时进行系统优化及设置、编译、发布等系统生成。交互功能设置是通过虚拟相机生成、光照、云彩效果生成、消隐、碰撞检测功能,为校园模型增加场景的逼真度;经过系统优化工作以提高系统交互感,最后对系统添加背景音乐、编译测试、发布运行。 1场景合成导入 首先运用3DS Max 软件进行场景合成,然后将场景导入 到VR-Platform 平台中,通过VRP 平台进行交互处理后,最终生成三维虚拟校园漫游系统。 2交互功能设置 运用VR-Platform 平台编辑器可实现场景模型的交互处 理,包括虚拟相机生成、场景真实化处理、优化处理以及设置背景音乐等。 2.1虚拟相机生成 在三维虚拟校园系统中漫游,其实质是以某一点为基础 点进行观看游览,随着基础点的移动而变换场景,因此在系统开发时需要生成虚拟相机,用以模拟用户在虚拟校园中漫游的视角。 VRP-BUILDER 中内置了多种样式的相机,开发者可以自 由选择,如定点观察相机、行走相机、飞行相机等。其中:定点相机主要用于拍摄虚拟场景;行走相机主要用于模拟人的第一视角进行漫游交互,开发者可自主选择观看位置和观看角度,视线可实现360度调整,可提高虚拟校园的交互性和逼真度,因此行走相机对系统交互性的影响最大;动画相机用于创建自由漫游的路径,并可按此路径进行游览;飞行相机则是通过创建一个较高的视点,实现用户在高空俯瞰校园虚拟场。灵活运用以上多种虚拟相机,系统开发者可设计出不同模式、不同视角的用户自主控制漫游路径。 2.2光照效果 在3DS Max 中,可使用天空盒模型生成辽阔的天空场景, 但实现天空场景的逼真感,还需要有云朵、光照等与真实校园上的天空相似的景观和气候,其中光照就是必不可少的模块。在VR-Platform 平台中,生成光照对象后调整光线方向,使其投射去向和场景投影方向相同。同时还可进一步添加光晕效果,选择合适的光晕加入到虚拟校园系统中,调整其高 度和角度参数,使其与光照方向相吻合,结合天空盒中的光线方向,即可生成美丽的光圈。 2.3云彩效果 云彩是实现虚拟校园系统逼真性不可缺少的道具之一。 为实现更加逼真的云彩效果,建议在天空中对云彩效果进行随机布置,并设置好云彩的浓淡效果,从蓝天到白云应有一个由淡转浓的渐变过程,才可实现云彩效果的逼真性。 2.4消隐 各种三维模型绘制的先后顺序不一样,在整个虚拟场景 中,经常会出现某些模型的一部分被其他部分遮盖住的情况。用户漫游虚拟校园时,随着视点和视角的变化,有些场景对用户来说是不可见的,不可见的场景是随着视点和视角的变化而变化的。为实现这种变化,使三维场景的立体观感更强烈,应对不可见的场景进行隐藏,即进行图形的消隐处理,经过消隐处理的图像视觉观感更为真实。 2.5碰撞检测 真实世界中,人体是无法穿过固态物体的;而在虚拟校 园系统中,大部分的模型为三维模型,这些三维模型在用户的视点发生变化时,可能会出现视点和物体交接穿越的现象。为了更加真实地模拟校园,需要对这类碰撞进行检测。碰撞检测可判定视点与模型之间是否会发生碰撞,增强虚拟系统的交互感与真实感,从而让用户产生身临其境的逼真感。因此,一个逼真的虚拟系统需要高效的碰撞检测算法。 内置物理引擎系统的碰撞检测算法具有非常高的效率是 VR-Platform 平台的显著优势之一,VR-Platform 平台在进行物 理模拟之前,先重组三维场景中所有模型的片和面,使其格式最优化并进行存储,后续的模拟将不需要进行再次计算。为排除碰撞检测时可能出现的计算冗余,在碰撞检测前,VR- Platform 平台会进行多次过滤,包括场景过滤、碰撞组过滤、 包围盒过滤以及动、静物体过滤。 3系统优化 在信息收集和模块建模之后需要对模型进行优化,以确 保虚拟校园系统不仅可以保证良好的沉浸感、交互性和仿真感,还能高效、快速和流畅地运行,这种优化需要在整个项 三维虚拟校园的漫游系统实现 徐飞 (安徽理工学校,安徽安庆246002) 摘 要:虚拟校园系统是虚拟现实技术在教育领域的一个重要应用,可服务于学校的宣传展示、资源管理、规划设 计、远程访问等,也是校园管理信息化的一个重要应用,对学校的数字化管理具有较重要的积极影响。 关键词:三维虚拟校园漫游系统;虚拟现实;VR-Platform 平台;碰撞检测;交互功能;漫游功能 收稿日期: 2015-01-12 91 DOI:10.16184/https://www.wendangku.net/doc/3b17071374.html,prg.2015.09.040

虚拟漫游系统技术要求

虚拟漫游系统技术要求 一、技术标准 1.BIM数据导入格式技术要求 本系统应可导入BIM核心建模软件所建立的BIM模型格式,如:REVIT , XSTEEL、sketchup等。本展示系统的建立需和设计施工的BIM模型基本同步,通过读入不同阶段、不同细度的BIM模型,分阶段提供不同细度的展示系统。在各阶段模型提交后,不超过15个工作日,重大模型修改不超过30个工作日提交视觉平台成果。 成果文件格式为:*.rvt格式文件\*.nwd格式文件\*.dwg 格式文件及*.avi格式文件等。 2.配备简易建筑装饰效果库 本系统应增加图层或者选项,并提供常用装饰材质库,实时进行室内装饰效果风格切换或即时装饰效果调整操作,供使用者辅助决策,并提供相应培训或者现场服务。 3.视觉效果与界面UI设计 本系统应提供接近真实品质的实时渲染效果,清晰的表达各种真实的材质特点,与灯光特性。系统应支持大面积用地的场景,实时渲染。 UI界面为友好直观的中文图形化用户管理界面,充分考虑人员的操作习惯,方便易学、易于操作方式。应以图形化的方式提供各种操作手段,充分发挥以图形面对用户的特点,信息的表现方式更直观,效率更高,摆脱过去那种面对大量枯燥的表格、文字信息进行数据挖掘的状况。 4.数据关联的直观表达 系统中的各种BIM数据,无论是空间信息数据、文本、链接、图片等多种富媒体数据,都应有内在逻辑关联。支持各种数据进行相互关联的直观表达。 二、虚拟漫游系统功能指标要求 1.功能指标要求

2.虚拟漫游展示效果(参照图片) 1)室外总体效果 按建筑、景观图纸建模,真实表达道路、建(构)筑物及场地地形等; 模拟四季及昼夜变化,同时简单配置建筑立面及地面灯光等; 需真实体现立面材质及分割尺寸等; 地面绿化及景观装置等可简单配置(无需区分树种); 简单配置人、车、物等配景; 地面车行线、停车位(配置车档)等简单划线。

虚拟现实与增强现实的区别和联系

虚拟现实和增强现实区别和联系 1、人机交互的友好度很重要 随着社会经济的发展,计算机已经成为社会生活中不可缺少的重要组成部分,友好的人机接口技术很早已成为人们关心的一个重要课题,因为一个比较差的人机交互接口很可能将使一个功能很强的产品变得不可接受。 总体来讲,人机接口技术主要研究方向有两个方面:(1)人如何命令系统以(2)系统如何向用户提供信息。 众所周知,人在使用计算机方面的感受(即人机交互部分的友好度)直接影响到人对系统的接受程度,而这两个方面直接决定了人机交互部分的友好度。 2、虚拟现实时代来临 互联网时代的来临使得人类的交流采用了新的方式,进入了新的领域。具体发展过程如下:命令界面—图形用户界面—多媒体界面—虚拟现实。 那么,什么事虚拟现实技术? 虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),是由美国VPL公司创建人拉尼尔(Jaron Lanier)在20世纪80年代初提出的。其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中,计算机生成的、可交互的三维环境成为虚拟环境(即Virtual Environment,简称VE)。 3、增强现实技术应运而生 近年来,虚拟现实在各个行业和领域应用得越来越广泛,而同时也暴露出了一些不可忽视的问题。如对现实世界的隔离,与人类感知外部世界的方式有冲突等等。为了克服这些问题,增强现实技术应运而生。它将计算机生成的虚拟物体或关于真实物体的非几何信息叠加到真实世界的场景之上,实现了对真实世界的增强。同时,由于用于与真实世界的联系并未被切断,交互方式也就显得更加自然。 那么,什么事增强现实技术? 增强现实(Augmented Reality,简称AR),是在虚拟现实基础上发展起来的新技术,是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术,并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中,从而实现对现实的“增强”。AR通常是以透过式头盔显示系统和注册(AR系统中用户观察点和计算机生成的虚拟物体的定位)系统相结合的形式来实现的。 4、虚拟现实和增强现实技术今天的发展情况 作为新型的人机接口和仿真工具,VR和AR受到的关注日益广泛,并且已经发挥了重要作用,显示出了巨大的潜力。 VR和AR是充分发挥创造力的科学技术,为人类的智能扩展提供了强有力的手段,对生产方式和社会生活产生了巨大的深远的影响。随着技术的不断发展,其内容也势必将不断增加。而随着输入和输出设备价格的不断下降、视频显示质量的提高以及功能很强大但易于使用的软件的实用化,VR和AR的应用必将日益增长。VR和AR技术在人工智能、CAD、图形仿真、虚拟通讯、遥感、娱乐、模拟训练等许多领域带来了革命性的变化。当然了,在虚拟现实领域,国内不乏知名品牌,比如中视典。国内VRP(VR-Platform,简称VRP)虚拟现实软件已经在多个领域投入使用,涉及数字展馆、数字城市、场馆仿真、地产漫游、室内设计、旅游教学、文物古迹、应急预案、网上产品、网上看房、网上展馆、网上看车、影视拍摄等众多领域,且最新的12.0版本已经集成了强大的增强现实功能。

相关文档