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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- Cul-Virool系統(tǒng) --基于文化傳播的三維虛擬校園系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本Cul-Virool系統(tǒng)旨在著力構(gòu)建基于文化傳播的三維虛擬校園系統(tǒng)。項(xiàng)目通過自主開發(fā)的造型技術(shù)構(gòu)建學(xué)校的三維虛擬主場景，并實(shí)現(xiàn)校園場景交互式漫游，信息搜索引擎等功能；構(gòu)建校園信息港，實(shí)現(xiàn)信息的多渠道交互共享；運(yùn)用多媒體技術(shù)，并結(jié)合校園特有的文化因素，經(jīng)過視聽覺等感官的模擬，在展示一個(gè)全新的三維視覺的同時(shí)，著力凸顯學(xué)校深厚的文化底蘊(yùn)，使漫游者時(shí)刻能感受文化的氣息，以實(shí)現(xiàn)虛擬系統(tǒng)的文化傳播等功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于其獨(dú)有的多感知性、沉浸感、交互性及自主性一直是信息領(lǐng)域研究、開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)方向之一。 本項(xiàng)目組通過構(gòu)建學(xué)校的三維虛擬場景，實(shí)現(xiàn)校園場景交互式漫游，并輔以校園信息港，信息搜索引擎、文物保護(hù)與文化傳播等功能。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)整合繪圖，聲音、影像，動(dòng)畫等，再結(jié)合我們校園所特有的文化因素，在經(jīng)過視覺、聽覺等感官的模擬，展示一個(gè)全新的三維視覺的同時(shí)，同時(shí)向大家展示學(xué)校深厚的文化底蘊(yùn)。 在校園特色建筑和核心場景中（如亭臺(tái)樓閣，屋頂飛檐等）采用了自主開發(fā)的造型方法，提出了基于混合坐標(biāo)系的掃掠曲面設(shè)計(jì)方法，嵌入到模型中使其更加逼真；改造了傳統(tǒng)的粒子系統(tǒng)，在粒子形狀和波動(dòng)振蕩器方面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并采用OpenGL程序設(shè)計(jì)出噴泉系統(tǒng)，增加了可塑性和交互性。本項(xiàng)目還突出了校園文化傳播和文物保護(hù)功能，挖掘悠久的校史文化內(nèi)涵，凸顯文化育人的辦學(xué)特色。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 通過構(gòu)建我校的三維虛擬場景，實(shí)現(xiàn)校園場景漫游，突出校園文化傳播和生態(tài)文物保護(hù)。主要功能包括建立校園立體地圖、實(shí)現(xiàn)交互式漫游、構(gòu)建校園信息港，滿足信息搜索和實(shí)景虛擬漫游需要、實(shí)現(xiàn)文物保護(hù)與文化傳播價(jià)值功能。 創(chuàng)新點(diǎn)：本項(xiàng)目組改進(jìn)了傳統(tǒng)的粒子系統(tǒng)、水波動(dòng)畫和掃掠曲面生成算法，通過改造粒子形狀、周期性波動(dòng)振蕩器以及三角樣條放樣技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了新型的噴泉系統(tǒng)和曲面造型方法。同時(shí)凸顯了人文教育的文化傳播理念。系統(tǒng)可使漫游者在巡游中體驗(yàn)學(xué)校悠久的辦學(xué)歷史和科學(xué)人文融合的辦學(xué)氛圍，達(dá)到文化育人的教育效果。 技術(shù)關(guān)鍵和技術(shù)指標(biāo)：1、對(duì)校園各類建筑物等進(jìn)行實(shí)景拍攝和實(shí)地勘測，為構(gòu)建模型奠定基礎(chǔ)。 2、對(duì)于核心場景建模，主要采用自主開發(fā)的造型算法；普通場景建模則在直接利用3ds Max軟件開發(fā)。對(duì)于模型的真實(shí)感造型方面主要采用紋理貼圖的方式，并利用Photoshop等圖像處理軟件對(duì)信息進(jìn)行處理，選取適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)。本項(xiàng)目所有建模均是按照前期的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，以構(gòu)建校園真實(shí)的三維模型。 3、采用消除不可見面片以及面片合并的方法以減少模型的數(shù)據(jù)量，系統(tǒng)總計(jì)刪減不可見曲面片達(dá)25%，使得在不影響視覺效果的前提下，大大減少系統(tǒng)繪制的多邊形數(shù)量，使實(shí)時(shí)運(yùn)行中模型顯示速度更快。 4、三維場景制作完成后，設(shè)置并實(shí)現(xiàn)校園巡游，配以語音解說，形成虛擬校園場景漫游動(dòng)畫影片，整個(gè)漫游過程設(shè)定為每秒24幀。 5、主要利用Virtool軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)校園三維場景的漫游及人機(jī)交互功能，以實(shí)現(xiàn)虛擬校園的漫游功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、技術(shù)創(chuàng)新：現(xiàn)有的軟件技術(shù)，雖有其穩(wěn)定性，但不能全面的滿足真實(shí)感與實(shí)時(shí)性的需要，通過項(xiàng)目研發(fā)，我們提出了基于三角樣條放樣和混合坐標(biāo)系的Skinning曲面設(shè)計(jì)方法；通過改造粒子形狀和周期性波動(dòng)振蕩器改進(jìn)了傳統(tǒng)的粒子系統(tǒng)和水波動(dòng)畫算法，實(shí)現(xiàn)了較好的噴泉系統(tǒng)和造型方法。 2、文化創(chuàng)意：本作品充分立足學(xué)校“文化育人”辦學(xué)特色，圍繞學(xué)校標(biāo)志性人文建筑——敬敷書院和安徽大學(xué)紅樓，突出校園生態(tài)文化和歷史文物保護(hù)理念。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上可使漫游者在巡游過程中隨時(shí)體驗(yàn)學(xué)校悠久的辦學(xué)歷史和學(xué)?？茖W(xué)人文融合的辦學(xué)氛圍，達(dá)到文化育人的教育教學(xué)效果。 3、場景逼真：本作品不僅實(shí)現(xiàn)了校園立體地圖的制作，還實(shí)現(xiàn)了校園場景的交互式漫游，同時(shí)配以聲樂與廣播，更具真實(shí)性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品參加了2010-2011年安慶師范學(xué)院科研立項(xiàng)，并在安慶師范學(xué)院大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品大賽順利通過了初審、復(fù)賽與決賽，在眾多作品中脫穎而出，作為六件作品之一，代表我校參加 第四屆“挑戰(zhàn)杯”合鍛股份安徽省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)服務(wù)
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 1、本作品建立了校園立體地圖，還實(shí)現(xiàn)了校園場景的交互式漫游，同時(shí)配備聲樂與廣播，更具真實(shí)性。 發(fā)揮我校特色，建立校園特色建筑虛擬模型，提出新的歷史文物保護(hù)理念，同時(shí)以校園文化為主線，增強(qiáng)大學(xué)生活透明度。 通過小組研發(fā)，利用openGL語言和VC++開發(fā)環(huán)境，開發(fā)出粒子系統(tǒng)、水波動(dòng)畫和建模掃掠算法，實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的噴泉系統(tǒng)和造型方法。 2、隨著計(jì)算機(jī)性能的提升,人們希望得到更豐富的三維信息展示及身臨其境的體驗(yàn).通過本系統(tǒng)的建設(shè)，將其與學(xué)校的辦公、教學(xué)等有關(guān)信息相結(jié)合, 為師生提供一個(gè)三維可視化的、多感知和有臨場感的信息介紹與查詢環(huán)境, 訪客只要通過網(wǎng)絡(luò)就能了解校園的文化風(fēng)情及相關(guān)介紹信息，有助于提高學(xué)校的形象。也可以向別的學(xué)校進(jìn)行推廣，特別是一些私立學(xué)校急需宣傳效應(yīng)；同時(shí)，可以建立中小型企業(yè)及生產(chǎn)過程的虛擬仿真，促進(jìn)其宣傳和發(fā)展；還可以為景區(qū)制作虛擬場景，通過三維場景的構(gòu)建，直觀的了解景區(qū)風(fēng)貌，熟悉景區(qū)，激發(fā)旅游熱情等，從而獲得良好的市場及經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 自20世紀(jì)以來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)由于其獨(dú)有的多感知性、沉浸感、交互性及自主性一直是信息領(lǐng)域研究、開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)方向之一。 在國外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究方面做的較好的有美國、德國、英國、日本、韓國等國家。在我國，浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、國防科技大學(xué)、中科院等單位在虛擬現(xiàn)實(shí)方面的研究工作開展的相應(yīng)比較早，相關(guān)成果也比較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國最早建立虛擬校園的高校是天津大學(xué)，其后是浙江大學(xué)、深圳大學(xué)、北京大學(xué)、西南交通大學(xué)等一些著名大學(xué)也紛紛采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立虛擬校園。 企業(yè)界運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合代表性的有英國的IASK公司和美國的谷歌公司。國內(nèi)發(fā)展規(guī)模較大的兩家三維城市展示公司分別為杭州的E都市和廣州的都市圈。以及杭州卓銳、北京訊邦兩家公司開發(fā)的虛擬校園系統(tǒng)，在整體外觀、互動(dòng)形式、開發(fā)語言上十分接近都市圈、E都市公司產(chǎn)品。 綜上所述，企業(yè)層虛擬校園開發(fā)成本比較高，開發(fā)人員的技術(shù)水平要求高，開發(fā)周期較長，開發(fā)過程也需要較高的硬件支持，建模技術(shù)上也大多采用現(xiàn)有的軟件技術(shù)。由于虛擬校園項(xiàng)目門檻較高，大部分高校虛擬校園都是有公司協(xié)助開發(fā)完成的，一套全方位的虛擬校園產(chǎn)品市面估價(jià)約12萬到20萬之間，在費(fèi)用上也限制了高校虛擬校園方案的推廣與應(yīng)用。 本系統(tǒng)則針對(duì)小型校園虛擬系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)，針對(duì)性強(qiáng)，開發(fā)成本少，采用的技術(shù)較為成熟，開發(fā)周期較短，硬件要求也不高。而且，產(chǎn)品還將技術(shù)創(chuàng)新和文化創(chuàng)意有機(jī)融合在一起，以文物保護(hù)和校園文化推廣為主線，更加凸顯虛擬校園的文化內(nèi)涵。
