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基本信息
- 項目名稱：
- 虛擬校園漫游系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 在本次“挑戰(zhàn)杯”競賽中我們所構(gòu)建虛擬校園，是以東北石油大學(xué)為原型，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有自由漫游、自動漫游、二維地圖導(dǎo)航、信息管理系統(tǒng)等功能的三維數(shù)字化校園。
- 詳細(xì)介紹：
- 在本次“挑戰(zhàn)杯”競賽中，我們所要構(gòu)建的虛擬校園漫游系統(tǒng)，不但具有虛擬校園的三維展示功能，而且還增加了校園導(dǎo)航、信息管理及展示（校內(nèi)建筑的信息，包括教學(xué)樓幾層多少教室等等）、校園服務(wù)等功能，這種集校容校貌展示、招生宣傳、校園信息化管理的新一代數(shù)字校園系統(tǒng)，將是數(shù)字化校園建設(shè)的大勢所趨，必將成為校園門戶網(wǎng)站不可缺少的重要欄目，對學(xué)校的對外形象宣傳、招生宣傳、信息化管理將產(chǎn)生重要的作用。 我們所構(gòu)建的數(shù)字校園將具有如下的功能和特點(diǎn)： 1、展示校園風(fēng)采，提升校園形象。三維數(shù)字校園基于瀏覽器模式展示，具有友好的用戶操作界面，用戶操作方便快速，可以用鼠標(biāo)或鍵盤實現(xiàn)三維校園虛擬場景的自由漫游、按路徑漫游。通過三維數(shù)字校園可以比較直觀的了解校園的各個區(qū)域，在這個三維的校園里，空間次序的視覺理解和感知變得非常容易，使瀏覽者對校園環(huán)境產(chǎn)生身臨其境的感覺，三維虛擬校園不僅僅是對現(xiàn)實校園建筑形狀、地理形態(tài)的仿真，而是對整個校園及其社會活動和經(jīng)濟(jì)活動在網(wǎng)絡(luò)上的真實再現(xiàn)，有助于提升學(xué)校形象，擴(kuò)大學(xué)校聲望。 2、提供豐富的校園生活信息平臺，方便師生校園生活和學(xué)習(xí)。校園內(nèi)教學(xué)樓、宿舍樓、食堂及實驗樓等公共設(shè)施眾多，在三維數(shù)字校園中，交互式的查詢和漫游，可以使瀏覽者全面的了解校園的布局，了解校園的所有信息。 3、提供豐富的應(yīng)用接口。三維數(shù)字校園系統(tǒng)具有良好的開放性，為其他信息提供了載體， 4、優(yōu)化領(lǐng)導(dǎo)管理。三維數(shù)字校園的直觀特性，可以優(yōu)化領(lǐng)導(dǎo)管理，對于校園信息管理、校園規(guī)劃建設(shè)等能夠全局掌控。 首先 校園導(dǎo)航分為二維地圖導(dǎo)航和三維地圖導(dǎo)航。所謂二維地圖導(dǎo)航就是在傳統(tǒng)的二維地圖的基礎(chǔ)上實現(xiàn)鼠標(biāo)點(diǎn)擊地圖上的地點(diǎn)，三維場景立即切換到指定地點(diǎn)。這種導(dǎo)航具有簡潔清晰的特點(diǎn)。三維地圖導(dǎo)航是指將所做的三維場景進(jìn)行45度截圖，雖然也是平面的但能給人一種立體感。這種地圖具有內(nèi)容豐富、可視化效果強(qiáng)的特點(diǎn)。 校園漫游這一模塊中的自動漫游是指相機(jī)或人物自動安某一條路線行走為用戶展示校園；自由漫游是指用戶通過鼠標(biāo)和鍵盤在虛擬校園中根據(jù)自己的興趣自由的行走觀看。 信息管理是指將校園內(nèi)的建筑、道路、數(shù)目的一些基本信息存放到數(shù)據(jù)庫中，用戶可以通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊、鍵入等互動行為在相應(yīng)的位置呼出這些信息。 數(shù)字校園通過整合和共享各類信息資源，可以有效地擴(kuò)展和提升傳統(tǒng)校園的功能，最終實現(xiàn)校園信息的全面信息化，這是校園信息化建設(shè)的高級階段?？梢暬菙?shù)字校園的高級技術(shù)特征之一，是實現(xiàn)虛擬校園空間的必然要求，校園可視化特別是實現(xiàn)校園的三維可視化是數(shù)字校園建設(shè)的重要內(nèi)容。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、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)
- 1、作品設(shè)計思路、技術(shù)關(guān)鍵及主要指標(biāo) 以東北石油大學(xué)主要道路、建筑物為虛擬空間，綜合運(yùn)用地理信息建模、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以設(shè)計開發(fā)使用的虛擬漫游系統(tǒng)為目的，從理論和技術(shù)上主要解決以下問題。 (1)根據(jù)虛擬校園漫游系統(tǒng)的需要，進(jìn)行需求分析，設(shè)計系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，采集相關(guān)的數(shù)據(jù)和資料。 (2)由于地形、道路、建筑物、樹木以及其它輔助設(shè)施的建模方法不同，探討三維建模技術(shù)，結(jié)合系統(tǒng)需要，創(chuàng)建效果最佳、占用內(nèi)存空間最小的三維建模。 (3)根據(jù)虛擬校園漫游系統(tǒng)建設(shè)過程中對建筑、環(huán)境場景的要求，采集不同分辨率和精度的圖像，將采集的圖像在圖像處理軟件中進(jìn)行大小調(diào)整、雜質(zhì)去除、亮度、對比度和銳化等效果處理，制作模型的材質(zhì)貼圖。給已建好的場景添加燈光、天光等光照系統(tǒng)。進(jìn)行調(diào)試渲染，是整個場景顯現(xiàn)出現(xiàn)實世界的真實感和立體感。 (4)把已建好的場景導(dǎo)入到VRP中，進(jìn)行相機(jī)導(dǎo)入、二維界面導(dǎo)入，設(shè)置相機(jī)的行走路線、繞行方向，創(chuàng)建角色跟蹤和相機(jī)的切換。 (5)創(chuàng)建導(dǎo)航圖，進(jìn)行二維界面編輯，實現(xiàn)二維界面元素的現(xiàn)實與隱藏。 (6)對界面進(jìn)行整體編輯創(chuàng)建列表框、下拉菜單排版對齊。最終導(dǎo)出可執(zhí)行文件。 2、作品的創(chuàng)新點(diǎn) 對校園場景進(jìn)行三維立體、多方位、交互式展示。傳統(tǒng)的校園展示都是建立在二維平面圖像或視頻影像的基礎(chǔ)上，這種表達(dá)方式性能單一、交互性差；而我們所構(gòu)建的三維數(shù)字校園是利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將真實的校園場景通過數(shù)字化模型再現(xiàn)到計算機(jī)中，用戶對所構(gòu)建的三維虛擬場景可以進(jìn)行自由漫游，交互性強(qiáng)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，傳統(tǒng)的校園展示都是建立在二維平面圖片以及視頻影像的基礎(chǔ)上的，這顯然已經(jīng)不能適應(yīng)新時代校園的展示。本系統(tǒng)集二維平面地圖和三維場景于一體，是用戶能對校園場景有一個更為直觀、清晰的認(rèn)識，用戶可以通過漫游瀏覽校園各個學(xué)區(qū)，能產(chǎn)生身臨其境的感覺，相比傳統(tǒng)那個的二維展示更加科學(xué)先進(jìn)。 在系統(tǒng)制作過程中克服了很多難題，主要有材質(zhì)的制作紋理的烘焙、面數(shù)和模型個數(shù)的優(yōu)化、相機(jī)燈光的設(shè)計等等。再就是我們以VR-Platfrom三維仿真互動平臺進(jìn)行后期制作，建立了自由相機(jī)和自動相機(jī)以及導(dǎo)航圖、背景音樂等，與同類系統(tǒng)相比具有一定的優(yōu)勢。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場演示
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
- 本系統(tǒng)具有友好的可視化界面，用戶可以通過操作鼠標(biāo)和鍵盤實現(xiàn)對整個場景的漫游。具體可分為兩個方面的漫游：一方面，用戶可以通過導(dǎo)航圖點(diǎn)擊想要到達(dá)的地點(diǎn)，切換到當(dāng)?shù)氐淖詣酉鄼C(jī)視角，實現(xiàn)自動漫游。另一方面，用戶可以通過點(diǎn)擊屏幕下方的按鈕切換到當(dāng)?shù)氐淖杂上鄼C(jī)視角，實現(xiàn)自由漫游。 本系統(tǒng)最大的優(yōu)勢在于它實現(xiàn)了對我校的三維立體多方位展示。傳統(tǒng)的校園展示大都是以二維圖片、影視圖像為基礎(chǔ)的，這顯然已經(jīng)不能滿足學(xué)校對外招生宣傳、校園展示等方面的要求，而本系統(tǒng)集二維平面地圖和三維場景于一體，可使用戶具有身臨其境的感覺。 虛擬校園的漫游具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。首先，它可以個更好的展示校園風(fēng)采，可以為學(xué)校所用。再就是，掌握了這項技術(shù)可以開發(fā)小區(qū)全景漫游、工業(yè)園全景漫游甚至城市漫游。潛在市場價值巨大。
同類課題研究水平概述
- 目前，許多的國外大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)都在從事虛擬場景漫游的研究。其中美國加州大學(xué)北卡分校及伯克利分校在這方面走在世界前沿，他們都擁有世界一流的漫游技術(shù)研究室，研究室里配有許多虛擬現(xiàn)實技術(shù)的設(shè)備，包括功能強(qiáng)大的圖形工作站、高分辨率圖形顯示器、各種類型的頭盔顯示器(MHD)、數(shù)據(jù)手套、步行器等。美國、瑞士、德國和日本等國家在校園虛擬信息化方面已經(jīng)取得很大成績。例如，目前美國大學(xué)校園的信息化建設(shè)已經(jīng)涉及到圖書館信息管理、教學(xué)活動、學(xué)生管理等方面，2000-2003年瑞士聯(lián)邦政府提出了建立“瑞士虛擬校園”計劃，德國的Rostock，Stuttgart大學(xué)建立了模擬系統(tǒng)，對一些校園的基礎(chǔ)設(shè)施提供相關(guān)的查詢、分析和顯示功能。 和一些發(fā)達(dá)國家相比，我國的VR技術(shù)還有一定的差距，但以引起政府有關(guān)部門和科學(xué)家的高度重視。國內(nèi)一些重點(diǎn)院校，以積極投入到了這一領(lǐng)域的研究工作。清華、武大、北京航空航天大學(xué)、杭州大學(xué)、浙大、西南交通大學(xué)等許多大學(xué)都己經(jīng)開展虛擬場景漫游技術(shù)的研究，在視景技術(shù)、三維圖形算法、建模方法等方面都取得了重要成果，并在城市規(guī)劃與建筑領(lǐng)域得到了初步的實際應(yīng)用。天津大學(xué)早在1996年，在SGI硬件平臺上，基于VRML國際標(biāo)準(zhǔn)，最早開發(fā)了虛擬校園，隨后國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始逐步推廣、使用虛擬校園模式。先后有浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京大學(xué)、西南交通大學(xué)等著名高校采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建設(shè)了虛擬校園。
