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1、摘 要本文是以教室漫游模型作为应用背景，研究虚拟漫游计算机技术，为当下各式各样的虚拟漫游，提供了一种科学先进的方法。针对虚拟漫游交互方便性、有效性和相对廉价等需求，设计出了一种虚拟漫游的系统。通过运用Unity 3D相关技术，通过交互动画等方式，使虚拟漫游获得了全新的展示和全新的应用方式。通过系统方面的分析与归纳，展现出了新时代下虚拟漫游领域中数字技术的应用，从而推动了虚拟漫游技术快速发展。相信在不久的将来这种展示技术会被广泛地应用，我们会被带入一个崭新的视觉体验中。关键词： 教室漫游；虚拟漫游；Unity 3D技术；AbstractIn this paper, classroom roami
2、ng model for the application background, Virtual Tour of computer technology for a variety of virtual roaming, provides a scientifically advanced methods. Virtual Tour for interactive convenience, effectiveness and relatively inexpensive demand, designed a virtual roaming system, by using Unity 3D t
3、echnology through interactive animation manner that Virtual Tour with a new display and application mode. By analyzing and induction system, showing the new era of digital technology in the virtual roaming applications, thus promoting the development of virtual roaming technology, I believe that the
4、 future of display technology will be widely used, we will bring a new vision experience.Keywords: Classroom roaming Virtual Tour Unity3d technology目录1绪论11.1课题研究的背景及意义11.2研究现状11.3本文研究的主要内容21.4本文组织结构22相关技术及开发工具介绍32.1软硬件平台简介32.2虚拟现实技术介绍32.3关键技术与开发工具介绍42.3.1Unity3D虚拟现实引擎42.3.2开发工具介绍53系统总体设计分析83.1总体结构分析
5、83.2概要设计83.3研究的主要目标分析84详细设计104.1确定系统单位104.2设计详细过程16 4.2.1自动漫游的实现16 4.2.2动态加载功能实现18 4.2.3材质实现194.3最终效果图205总结与展望15.1总结15.2展望1参考文献2致谢3III1 绪论1.1课题研究的背景及意义随着计算机技术的发展，特别是三维仿真技术、计算机图形学和虚拟现实技术的快速发展，信息管理方面的数字化以及实物模型的虚拟化已经成为了当今世界十分重要的技术应用的领域。人们已意识到了虚拟现实技术潜在的应用前景，所以虚拟现实技术几乎成了所有发达国家如今大力研究和探索的前沿领域，其发展程度也达到了前所未有
6、的迅速。目前，美国、德国、英国、日本、韩国等发达国家在虚拟现实技术领域的研究做的相对较好。我国的虚拟现实技术的研究起步比较晚，与国外的一些发达国家存在一定的差距，我国正在逐渐开始去探索和研究建设数字城市和数字社区等领域的实践。虚拟现实（又称为VR），被称为精神环境的技术1，是一种交互仿真的技术，它同时也可以比作一个直观的、用户类型的抽象和复杂的计算机数据的空间。在这互动的3D环境中，不仅能让玩家感到十分逼真的场景和模型的存在，同时也可以进行实时的与运动联合作战的精确响应。虚拟现实技术不但让人机交互界面去创建了一个全新的研究领域，与此同时也为智能工程的应用提供了全新的接口设备，它提供了在宏观是因
7、为各种原因，并没有直接观察，提供人类极大的方便的住区，提供了一个接口。更加自然和环境为所有类型的培训技能与培训和数字媒体部门，例如影视、娱乐等数字媒体部门，提供了一种崭新的、交互的、更具刺激性和更富有实感的新兴的技术。1.2 研究现状虚拟现实技术探索和研究的发源地是美国，美国的研究水平实际就意味着国际虚拟现实技术的发展水平。近几年，虚拟现实获得美国航空航天和军事等若干领域的成功应用并因此收获了经济和社会的巨大效益，进一步推动美国在虚拟现实技术研究方面的支持力度2。在军事相关领域，虚拟现实的出现在武器系统的操作训练、性能评估与设计和大规模的军事演练以及战役指挥等方面发挥出了重要的作用，并由此产生
8、了巨大的经济收益。美国已然在一些洲际范围内建成了分布式的虚拟环境，并把所有的人操纵，同时将半自主兵力引到虚拟的空间里，这使其在世界上处于最领先的位置。我国在虚拟现实技术的研究方面起步较晚，与发达国家存在一定差距，但近些年来，我国逐渐开始对虚拟现实技术重视，虚拟现实技术的研究已被国家科委、国防科工委列为重点攻克对象。虚拟现实的研究和应用也在国内许多研究机构和高校进行，并且取得了不错的一些研究成果3。 例如清华大学国家光盘工程研究中心研究的“布达拉宫”获得很好的成果；北京航空航天大学的研究成果则是由其计算机系完成的用虚拟现实与可视化新技术的研究室集成的分布式虚拟环境；虚拟现实大全景的实现；国家重点
9、实验室之一浙江大学CAD&CG开发出来一套关于桌面型虚拟建筑环境的实时漫游系统；此外，西安交通大学、中科院软件所、国防科技大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学等学校单位也都进行了交通方面的虚拟现实的研究工作，并取得了一批可喜的研究成果4。1.3 本文研究的主要内容本文的应用背景是教室漫游模型，虚拟漫游计算机技术的研究目的是为了让计算机更好地展示城市的信息，为不同的的虚拟漫游提供一种更科学先进的方法。针对虚拟漫游的有效性、相对廉价和交互方便性的需求，由此设计出一种虚拟漫游系统，通过使用Unity 3D技术，通过运用交互动画的方式，令虚拟漫游获得了全新的展示方式和应用方式。通过系统归纳与分析，展现了
10、新时代下的虚拟漫游中的数字技术的应用，进而促进了虚拟漫游技术的迅速发展，相信在不久的未来这种展示技术会被广泛的应用，把我们的视觉带入一个全新的体验中。1.4 本文组织结构本文一共分为了五个章节。第一章为绪论。先是引言，接着就是研究的目的及其意义。本文研究的主要内容。第二章为相关技术及开发工具介绍。其中包括了软硬件平台简介。虚拟实现技术的介绍。关键技术与开发工具的介绍。介绍了Unity3D技术，开发工具3DS Max等工具。第三章为系统总体设计分析。其中包括了总体结构分析、概要设计和研究的主要目标分析。第四章为详细设计。其中介绍了确定系统单位，并详细介绍了设计过程以及最终的效果图展示等。第五章为
11、总结与展望。2 相关技术及开发工具介绍2.1 软硬件平台简介开发硬件方面，其实虚拟现实技术本身对硬件有较高的要求。因为真正的意义上的虚拟现实会使人着实分不清真实与虚幻。它可以从视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉五感全方位来欺骗人体的感官系统。因此，视觉就会需要人眼3D成像技术，触觉就会需要传感器和反作用器，味觉、嗅觉、听觉等也都需要相关的硬件技术支撑，从而整个虚拟现实系统实现下来，必然是有较高的硬件要求。但是本次课题条件有限，技术水平也相对欠缺，因此只是从听觉和视觉这两方面入手进行开发，还请大家见谅。本次课题对硬件方面的要求不算太高，市场上的一般的CPU就能够满足，内存只要不低于2G，显卡的话只要是
12、1G独立显卡就可以了。如果想要更好的效果和更流畅的画质，那么显卡需要相对好一点的。本人的配置是：CPU(酷睿2.53GHz)，内存(2G)，显卡(NVIDIAGeForce 610M)。开发软件方面，完成本次开发所用到的几款软件如下：Unity3D虚拟现实引擎、3D Studio Max、Photoshop等。其中Unity3D是一个集合工具，等到最后出成品的时候，就是用它来进行发布的了。3D Studio Max则是一个建模工具，是用来负责虚拟场景和虚拟人物等相关的建模工作。在3DSMAX里面建好模型后，导出为.fbx格式的模型，然后再导入Unity3D虚拟现实引擎从而进行后期加工5。而Ph
13、otoshop则是一款比较优秀的图像编辑工具，它主要用来负责贴图的处理和各种UI图片的提供。它将图片导出到了3DMAX进行模型贴图，又或者将图片导出到了Unity3D虚拟现实引擎中进行后期的处理。针对以上这几款软件的详细信息，我们将会在下一节进行具体介绍。2.2 虚拟现实技术介绍（1）历史背景概况自1965以来，Ivan Sutherland在一篇名为The Ultimate Display的论文中首次提到了交互式图形的显示，它是经过语音的基本思路提示和能量回馈装置的虚拟现实系统。第二年，美国麻省理工学院的林肯实验室已经正式开始着手HMD（头戴式显示器）的研发工作。HMD原型很快就准备好，触觉力反馈装置和模拟电源的再次显影被添加到该系统中。 1970年，第一次有了较完整的功能的HMD系统6。自1960年以来，美国VPL（实验动物产品）的创始人拉默，在20世纪80年代初，首次在这个领域把虚拟现实作为一个专业术语名词。后来，由于各方面的原因，这一技术的发展停滞了下来，一直到了20世纪80年代和90年代为止，它始终被认为是一种新的技术，而且总是在不断地发展和变化中。随着加工制造、生产技术和生产水平等技术的不断发展
