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1、三维校园的开发与设计即全景校园虚拟现实技术的实现陈 诚摘要 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。 VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影
2、像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。以武汉科技大学中南分校环境为虚拟空间,拍摄教学楼、图书馆、体育馆、宿舍区、道路、树木、花园、亭阁等室外场景生成全景图,实现虚拟校园实景漫游,并为用户提供键盘、鼠标等多种控制手段和人机交互方式。 而整个技术设计中需要解决的三个问题是：全景图的生成、漫游空间的编辑和浏览器的设计.关键词：虚拟现实;圆鱼眼图像;图像拼接;全景漫游;PV3D;FLASH AS3.0Three-dimensional design and dev
3、elopment campusPanoramic Virtual Tour technology is the realization of the campusCheng ChenAbstractVirtual Reality (Virtual Reality, referred to as VR; they translated spiritual environment, fantasy really) is a high-tech in recent years, also known as Virtual Reality technology or artificial enviro
4、nment. Virtual reality is the use of computer simulation to generate a three dimensional virtual world, to provide users with regard to visual, auditory, tactile simulations, Users, as immersive general, in time, there is no limit to observe the three-dimensional things inside.VR is a comprehensive
5、integrated technology involving computer graphics, human-computer interaction technology, sensor technology, artificial intelligence, it generates a realistic three-dimensional computer vision, hearing, smell and other sense of people as participants through the appropriate device naturally on the v
6、irtual world to experience and interact. Location of mobile users, the computer can immediately conduct complex calculations, will be accurate 3D images back to produce the worlds presence. The technology integration of computer graphics (CG) technology, computer simulation technology, artificial in
7、telligence, sensor technology, display technology, network parallel processing technology, the latest development results, is a computer-aided generation of high-tech simulation system. To the Wuhan Branch of the environment for the virtual space, filming teaching building, library, gymnasium, dormi
8、tory areas, roads, trees, gardens, pavilions and other outdoor scenes generated panorama, virtual school Virtual Tour, and to provide users with the keyboard, mouse and other means of control and human-computer interaction. The technical design of the three issues need to be addressed is: panorama g
9、eneration, roaming space, the design editor and browser.Key Words: Virtual reality; circular fisheye images; image mosaic; Panorama; PV3D; FLASH AS3.0目录前言5第1章虚拟现实技术71.1虚拟现实技术的概念71.2虚拟现实的特点71.2.1多感知性（Multi-Sensory）71.2.2 浸没感（Immersion）71.2.3交互性（Interactivity）81.2.4构想性（Imagination）81.3虚拟现实的关键技术81.3.1基
10、于动态环境的建模技术81.3.2应用系统开发工具81.4虚拟现实的研究现状91.4.1国外研究现状91.4.2中国研究现状10第2章虚拟校园技术112.1虚拟校园的基本概念112.2虚拟校园的建模方法112.3全景图的概念112.3.1全景图的特点122.3.2 全景图的生成122.4虚拟校园的优势132.4.1 直观的了解校园132.4.2 方便学生142.4.3 有利于招生宣传142.4.4地图便笺功能142.4.5丰富的应用接口功能142.4.6校园信息搜索引擎152.4.7优化领导管理15前言随着社会和科学技术的发展,基于图像绘制的虚拟现实技术已经成为计算机视觉、图像处理、计算机图形学
11、、人工智能研究的热点并得到广泛的应用,可应用于全景漫游系统的实现。学校为了展示自身风采,越来越重视宣传,需要一种更为直接的方式宣传自己。虚拟现实技术应用于学校,就是虚拟校园,能够全方位地展示学校的各种软硬件环境。本文对全景漫游技术进行了讨论,认为全景漫游技术中需要解决三个问题:全景图的生成、漫游空间的编辑和浏览器的设计。在对全景漫游技术探讨的基础上采用基于两张圆鱼眼图像的球面全景生成方法生成每个场景的球面全景图,从而实现一个中等复杂程度的、具有一定人机交互能力的校园全景漫游系统。先进高校整个系统里面，最薄弱的环节就是校园的电子化信息建设，虽然在整体或者局部实现OA自动化，但是对校园信息整体上没
12、有一个立体化、形象化的展示，只能通过基础文字性的网页，加上几张照片，算是对学校的一个展示，这样不但给学校自身形象建设上拖后腿，另一方面也不利于新生和家长对校园环境有一个快速全面的了解，从而去花大量的时间和力气去徒步丈量。教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。虚拟校园也是虚拟现实技术在教育培训中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览 基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园 以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台，虚拟远程教育、虚拟现实可为
13、高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，由局域网工具作校园网站的链接，可对各个终端提供开放性的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益。随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐，最终在教育培训领域广泛应用并发挥其重要作用。本论文就是研究如何利用现有的计算机技术，将校园平面图或者照片制作成一个立体形式的展示影片，甚至可以实现虚拟校园漫游，包揽校园全景的功能。通过鱼眼图像原理，抽象
14、到平面照片上，在无缝拼接的画面上实现定点旋转展示，也是对FLASH AS语言的一个更加深入的了解，利用PV3D基础类，实现强大的虚拟校园漫游成果。第1章 虚拟现实技术1.1虚拟现实技术的概念虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”
15、到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。从本质上来说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作。根据虚拟现实技术所应用的对象不同，其作用可表现为不同的形式，例如将某种概念设计或构思可视化和可操作化，实现逼真的遥控现场效果，达到任意复杂环境下的廉价模拟训练目的等。1.2虚拟现实的特点1.2.1多感知性（Multi-Sensory）所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 1.2.2 浸没感（Immersion）浸没感又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
