虚拟校园的概念_基于VGS技术的虚拟校园设计与实现
[摘要]以潍坊学院虚拟校园的开发为例,将虚拟校园的规划建设与虚拟现实技术、多媒体技术和网络技术进行有机的结合。采用Google SketchUp建模,利用VGS技术建立多种技术相结合的虚拟校园导航系统。该系统提供自主漫游、自动漫游、语音解说、文字介绍、鸟瞰图、按建筑和教学系部查询等功能。为虚拟现实技术的实际应用提供有益的尝试。
[关键词]虚拟现实虚拟校园VGSWebmax
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1210063-01
虚拟现实技术(Virtual Reality,简称VR)是指利用计算机生成一种模拟环境,并通过多种专用设备该环境使用户“投入”到中,实现用户与该环境直接进行自然交互的技术[1]。参与者能够在这个环境进行中交互式的游览、查询等多种操作。VR技术具有“沉浸性(Immersion)”、“交互性(Interaction)”和“想像性(Imagination)”三大特性[2],全面超越传统的二维图像表现能力。虚拟现实技术的网络化应用称为web虚拟现实技术。随着web虚拟现实技术的发展,以及数字地球概念的提出和广泛的实践,大学校园数字化和虚拟化(虚拟校园)的研究与构建也越来越多。
一、总体设计
潍坊学院坐落在世界著名的风筝之都、中国优秀旅游城市山东省潍坊市。校区占地1800余亩,校舍建筑面积75万平方米。基于虚拟现实技术沉浸性、交互性和想像性三大特点,结合学院的自身特点对潍坊学院虚拟校园漫游系统设计目标如下:
1.实现网络化应用,是虚拟校园通过网络即可浏览。同时对计算机性能要求适合大多数计算机配置。
2.对主要景观如教学楼、喷泉、人工湖等制作精致模型,做到尽量接近现实。
3.访问者可以通过自动导览在校园内按固定路线游览,也可以通过键盘鼠标控制随意游览。
4.设置鸟瞰图、旋转图、地图导航最大化方便对校园的整体了解。
5.配备声音解说、及文字介绍。
6.设置多页面导航、院系链接及常用信息服务。
二、数字模型的建立
(一)信息采集。信息采集是虚拟校园建立的基础,包括数据信息和图像信息两部分。通过学校建设平面图和实际测量得到各项数据信息。通过数码相机拍照及专业素材库收集整理各项贴图材质。在完成信息采集之后进行学校三维模型的建模与渲染。
(二)建模渲染。虚拟校园的最终效果与三维模型的质量息息相关。通过对现有建模软件的调查分析,最终采用SketchUp进行建模。SketchUp软件是一款应用于建筑领域的全新三维设计软件。其建模简单明了,同时模型质量符合虚拟校园的要求。模型建立完成之后导入3dmax中,设置材质贴图、阳光、环境等。设置完成后进行烘焙渲染。
三、虚拟设置
VGS(一种基于浏览器的三维网页技术)是Web3D领域中国唯一的专利技术,相对国外同类技术,运算速度更快,并在三维场景数据压缩上有绝对优势,WebMax就是基于VGS工具软件。目前该软件为免费使用,无功能限制。
本项目从实际需求出发采用VGS技术为基础,将多媒体技术、网络技术进行有效的结合。
在3dmax中针对虚拟校园的需要制作以下事项:
(1)漫游动画路径设置。(2)汽车行走等动画设置。(3)景点相机设置。(4)地面及建筑碰撞包围盒。
制作完成之后通过导出插件导出以*.s3d的格式导入到webmax软件进行设置。在webmax中完成碰撞、相机、天空、导航图等各种设置。
(一)优化与发布。限于网络发布及计算机性能的要求,所有树木以单面片的方式模拟。贴图使用两层jpg格式图片叠加生成透明效果。同时将其设置成设置成正对相机。
喷泉电子屏等动态贴图采用tga格式带通道的序列图片进行模拟。
设置地面及碰撞物体并隐藏。
(二)导航界面制作。二维互动界面采用html页面编辑与webmax二维编辑结合的方式。
在html页面中添加spry选项卡式面板,分别为导航一、导航二、院系链接、信息服务。在photoshop中编辑二维界面图像,通过切片方式导入到html中。
导航图制作使用在3dmax中读取的三维坐标数据在webmax中添加png格式导航图,保留有效的导航区域。
在webmax二维编辑中添加帮助、音乐等图标及函数名。
(三)优化及互动。Webmax支持Javascript编程。在html中通过Java
Script的编写完成互动的操作。
基于二维导航界面,实现点击图片调用Javascript:
相机切换的命令实现:
Function 函数名()
{
VGS2.SetCurrentCameraByName("相机名");
VGS2.SetWalkCtrl_ManualParam(0.5, 0.8, 0.7, 0.5, 180);
}
自动导航的实现:
function调用的函数名()
VGS2.PlayCameraKfr("相机名",-1);
VGS2.GotoFrame(0);
VGS2.PlayKeyFrame();
//VGS2.StopCameraKfr("相机名");
VGS2.CurCamGotoFrame(0);
VGS2.SetCurrentCameraByName("相机名");
}
太阳光晕的实现:
VGS2.CreateLensFlare(70000, 35000, -20000, 1);
帮助及音乐的实现,查询的实现同样利用html中的Javascript的编写。
四、结语
通过将多媒体技术、虚拟现实技术、网络技术等的有效结合,创建了美观、方便的潍坊学院虚拟校园导航系统。该系统具有两种显示模式,具备自动漫游、车载、航拍等多种游览方式,选项卡式的导航条有效的解决了景点过多不好排列的问题。对虚拟现实技术的实用化作了有益的尝试。
参考文献:
[l]申蔚、夏立文,虚拟现实技术[M].北京希望电子出版社,2002,09(1):4.
[2]黄秀常、全秋燕、叶春红,基于VRML的虚拟校园漫游系统[J].电脑知识与技术,2005,35,097.