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基于虚拟现实技术和智慧校园设计研究

2021-01-05 来源:爱问旅游网
2020.05科技论坛基于虚拟现实技术和智慧校园设计研究谷冰(沈阳职业技术学院,辽宁沈阳,110045)摘要:智慧校园建设通过虚拟现实技术的三维建模特征得以实现,通过计算机操纵与虚拟校园的交互,从而达到智慧校园的建设目的。本文通过对虚拟现实技术于智慧校园设计中理论依据、软件的具体功能及分类和设计研究过程进行分析,从而得出虚拟现实技术于智慧校园设计中的可实现性和优势。关键词:虚拟现实技术;智慧校园;设计研究与实现Research on virtual reality technology and intelligent campus designGu Bing(Shenyang Vocational and technical college, Shenyang Liaoning, 110045)Abstract:The construction of smart campus is realized by the three-dimensional model of virtual reality technology, and through the interaction between computer control and virtual campus, so as to achieve smart campusThe purpose of the park. In this paper, the theoretical basis of virtual reality technology in the design of smart campus, the specific functions of software, classification and design research process are divided intoThrough analysis, we can get the realizability and advantages of virtual reality technology in the design of intelligent campus.Keywords: virtual reality technology; smart campus; design research and Implementation

0 引言

智慧校园以其特有的简洁性、美观性和信息化的特点深受我国高等院校的喜爱。伴随着信息化的发展,智慧校园设计在高校中的发展也日趋成熟,学生通过构建的虚拟校园华景,可以更好的了解学校路况、建筑信息和内部地形等情况,有助于学生快速的掌握校园情况,同时智慧校园可以将学校的实际情况真实清晰的展示出来,方便外人了解更具宣传性。

2 软件的性能解析及模块应用规划

2.1 软件的需求分析和功能构思

(1)Google或高德等地图工具可以帮助收集校园平面图数据,具有多角度和完整性等优点,为后期的模型设计、比例设计和材质选用提供数据支持。(2)Auto Maya用于3D建模。(3)Photoshop不仅可以已构建的3D模型提供材质和纹理贴图还能为Unity引擎提供软件设计界面。(4)Unity引擎与智慧校园相互结合,并可以运用C#程序设计语言为智慧校园设计提提供第三人称视角。

1 虚拟现实技术运用于智慧校园设计中的理论依据

智慧校园的是虚拟现实技术和信息化技术紧密结合的产物,具有数字化和可视性等优点,通过交互性来达到灵活操纵的目的。智慧校园以其特有的交互性、实时性、逼真性等特点,需要与之相适应的建模软件来确保得以实现,从而实现虚拟现实技术于智慧校园建设中的全面应用。设计人员可以运用地图软件辅助获取道路基本信息、建筑物设计情况,通过多角度构建出完整的校园平面图,在运用相应的智能软件构建模型比例、材质等元素,实现平面图到3D建模的过程。除此之外,虚拟现实技术的3D软件还可以运用于贴图处理和模型制作处理中,重点在于纹理贴图的绘制和建模材质的选择运用上。引擎设计的合理运用可以满足UI界面所需的基本设计流程,智慧校园设计也主要依赖于次,特定的程序语言有助于构建智慧校园的整体框架。同时智慧校园设计过程中也应注意性能拓展和评价调试等问题。

2.2 模块建模及应用规划

软件模块的构建主要分为建模和引擎搭建两部分,建模相对简单只需在校内进行拍照取景,通过建模和选取合适的纹理贴图即可实现。引擎搭建相对费时费力一些,在建模初步完成后,可以结合2D与3D从而实现搭载进程。整个构建过程如图1所示。

2.3 虚拟现实技术软件的功能实现

通过3D引擎技术完善的智慧校园建设可以拥有宣传推广信息的作用,界面显示主要为二维界面为主,其中3D模型的建立是为了更好的展现空间感,帮助用户体验和操纵虚拟环境。以下以三维功能搭建为例子,方便理解和运用:通过操纵系统制定的虚拟人员,对智慧校园进行全面细致的探究,可以观察到多种物理效应并进行仿真。自由落体效应和刚体

基金项目:沈阳职业技术学院2019年院级课题“基于VR虚拟现实技术在高职院校中的应用研究(SZYYB2019014)”。

135科技论坛碰撞实验的模拟可以使智慧校园中的声效设计更具三维效应,具有环绕性和真实感。还可通过导航、定位等功能模块的建立,对不同时间段和不同场所的阳光强度和温度等环境进行调试,确保师生体验感真实,有利于智慧校园建设。主菜单LOGO团队校园信校园讯介绍息库息简介四大按键StartHelpTeamQuit主场景小地图场景主呈现菜单定位音乐导航全景图1 构建过程图3 智慧校园建设主要步骤3.1 收集基础数据资料

智慧校园设计成立的前提前期收集数据的准确性和全面性。例如校园中教学楼的平面建筑图纸,基本道路信息等数据,也可通过高空俯瞰获取全角度俯视图。成像清晰的实景地照片和精准剖面图都有辅助效果。通过对以上数据全面准确的收集才可以支撑3D建模的准确性。智慧校园建设中建筑物内部的结构架构需要依据各项参数的全面整合,因此需要相关数据参数的准确设计。以Maya建模软件举例,与之相匹配的操作为布尔操作,而布尔操作又分为Difference操作、Union操作以及Intersection三个步骤,因此借助多边形建模手段来制定特有单元,具有表征各项建模参数的作用,有利于虚拟现实技术在智慧校园设计中的应用。

3.2 软件模块功能划分

在划分现有虚拟现实技术的软件模块时,落实3D建模为根本宗旨。借助相应的技术平台对GUI界面以及编程语言的灵活选择,有效提升用户体验感,全面性的优化了虚拟现实技术的交互性。同时设计人员在保证建模流程完整准确的前提下,还应注意搭载引擎相关操作的落实性。2D界面以其准确性在对智慧校园信息宣传中起到了重要性作用,而3D模型则让师生在智慧校园体验中更具参与感,通过多样化全面性的虚拟校园景观体验加快对学校的了解,体验中反馈的问题有利于智慧校园设计。

3.3 纹理贴图与模型材质的选用

纹理贴图与模型材质选择是3D建模的收尾工作,基础模型全面完成的情况下方可执行此步骤。多种多样的材质是

1362020.05实现智慧校园设计的基础,合适的纹理贴图和模型材质可以使3D模型更具真实性,增强体验感。其中建筑材质指的是自然状态下定制物体能够折射周围光线的程度,不同时间段和不同地点的相同材质折射程度都不尽相同,这就需要合理运用贴图的多层次模型色彩进行精细调整。色彩、凹凸感、透明度和折射效应做为贴图的主要要素,对材质的整体效果呈现有很强的的影响作用,因此需借助前期准备的影像资料进行精确对比,确保虚拟模型的高还原度和准确性。具体获取方法为通过对UV的获取将其导入PS,从而实现贴图绘制操作的全方位展示。4 智慧校园设计研究与实习的路径4.1 实现各界面参数精准调控虚拟现实技术与智慧校园设计中依赖特定界面的设置,因此参数调控方式就显得尤为重要。多层次的界面参数存在于虚拟现实技术构建的界面中,在不同场景下需要通过细微的调节确保参数的准确性。时间轴参数、行走参数和旋转速度参数等构成了完整的界面参数,在应用过程中对于特殊场景的虚拟体验也应适当添加所需界面参数,从而确保体验感的真实完整。界面参数的灵活调整需要借助滚动条来操作,滚动条独具的滑动特征,可以确保时间景色和校园场景要素的一致性。可以确保在不同时间段通过参数的细微变动,观察到各异的校园景色,为参与者和体验者提供了最优的界面调控效果。4.2 操作多元化角色控制智慧校园设计中的角色控制包括地面角色和其他相关角色。控制和操作此类角色的前提是建立角色与地面位置之间的关联性。在某些特殊的虚拟场景中角色控制需要通过按键来操控,确保准确性。封装角色可以通过行走动画的制作处理实现调用处理。还可以通过对失重状态下的人物特征模拟,获取更多的场景体验,这也需要借助加速度代码的技术应用。除地面角色外,其他多种类的角色可需要精准的操纵和控制处理。通过虚拟现实技术的不断发展进步,已经能达到刚体碰撞试验的实现要求。通过实验获取精准度高的物体重力效应,从而更好的协调建筑物与人物的位置关系。也可通过设置相应的重力系数和浮点型变量,确保降落效果和建模的精确度。

5 结束语

运用AutoMsya、Photoshop和Unity3D引擎等智能软件的应用,建立起仿真度极高的智慧校园,不仅提高了体验者的操作感受还想外界展现了高校的软实力,是高校竞争力的完美体现。但我国的智慧校园设计中还存在些许不足,需要在未来的实践过程中不断完善,通过虚拟现实技术的成熟运用构建更加多层次的智慧校园。

参考文献

[1]徐青山,张建华,杨立华.高校智慧校园建设的顶层设计

及实践应用——以“智慧北航”为例[J].现代教育技术, 2016(12).

[2]倪斌.基于虚拟现实技术的智慧校园设计与实现[J]. 武汉

冶金管理干部学院学报, 2016(04).

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