基于虚拟现实技术的漫游校园VR系统的研究与开发

庄姗姗

（广西玉林农业学校 广西 玉林 537000）

1 引言

我国在VR技术方面的研究时间较短，存在较大的发展空间，在计算机系统，计算机图形学发展过程中，虚拟现实技术得到了社会各界的高度重视，受到我国各行各业的广泛关注，VR技术的研究和应用，虚拟环境建设，开发分布式VR也得到了更高的发展。通过进行学习环境的合理构建，能够为学生创造更大的学习空间，确保学生能够进行自由学习和综合探索。在研究开发虚拟现实技术漫游校园时，通过各种信息化技术工具，由团队自主探索研究开发，激发积极主动创新的能力[1]。

在研究设计虚拟校园系统时，需要严格遵循项目工程开发的一般原则，具体工作包括以下三个阶段。

2 数据收集和处理

利用我校现有规划的CAD图，进行虚拟校园漫游系统设计，通过合理利用百度地图，可以得到校园整体地形，明确建筑的整体比例和具体位置，随后对其进行实际测量，确保能够获得地形具体高度，随后还需要对校内建筑进行实地拍摄，确保能够获取更为真实的建筑图片，然后对PhotoShop软件进行合理应用，对图片尺寸进行科学处理，制作所有材质，进而保障纹理贴图，保证校园虚拟建模可以高度符合现场实际情况。同时还需要进行与建筑相关的媒体素材和历史信息的全面收集。

3 虚拟场景构建

在完善数据准备工作之后，相关人员还需要有效落实校园建模，再实施具体工作，首先需要利用Auto-CAD，绘制平面图形，随后将maya导入，进行校园虚拟环境的合理建设，确保虚拟校园模型高度符合校园生活实物，在完成建模工作之后，需要合理修正模型的物体坐标系、大小、格式，然后在Unity 3D平台内导入三维模型。在此项目中，我们还增设了一个小导游卡通人物角色。将其进行人物设定、材质贴图、骨骼绑定、动画调整等一系列制作，然后在Unity3D平台进行合理导入。

4 开发Unity3D平台

在Unity 3D平台导入虚拟三维场景，合理设计漫游交互功能。在平台内对其各类系统对象修改参数、编写脚本、添加组件，进而实现碰撞检测、角色漫游等各项功能，满足客户需求。开发工作具体包括以下流程。

4.1 虚拟场景建模

4.1.1 三维场景建模

在设计虚拟校园系统时，该项技术是其最为重要的部分，具有关键性价值，在具体实现虚拟校园漫游时，三维建模效果和体验效果具有紧密的关系。在具体实现虚拟校园建模工作时，建模的真实性对学生的感受程度和认识具有决定性影响。构建校园虚拟场景具体是对我校树木、篮球场、道路、综合办公楼、学生宿舍、食堂、教学楼进行建模。在开展具体工作时，需要以校园为整体场景，在具体实施建模作业时，需要对其进行分块建模，随后在大场景中合理导入，使其建模难度大大降低，在具体实施该项工作时，需要对模型进行合理优化，可以合理删除其中存在的不可见面，确保能够有效控制材质数，进而实现贴片的合理压缩，对其模型进行简化，实现模型大小的合理控制，通过对其场景模型进行合理优化，能够确保有效提升建模效果。

4.1.2 制作材质

在进行虚拟场景模型制作时，必须确保和校园实景高度符合，在创建模型之后，为了确保建筑物模拟具有更高的真实性，可以对其校园场景进行合理再现，确保其真实性，对模型进行相关材质贴图的科学添加，在落实该项工作时，相关人员还需要创建纹理贴图素材。在进行相关材质制作时，还需要实地拍摄相关建筑，确保能够明确建筑外形，但是在具体实施拍摄作业时，光线强弱、距离远近、拍摄角度等各项因素，对其拍摄过程具有很大的影响，但是拍摄图片和现场实际情况具有一定的差别，需要合理应用PhotoShop软件，科学处理拍摄的图片，然后在maya中导入提前处理的相关材质，利用maya调整图片属性和材质编辑器进行各项工作，使其编辑效果更为逼真。

4.2 虚拟交互技术

通过进行校园漫游系统的合理优化，能够对校园场景进行更为科学的展现，具有较高的交互性，在开展具体工作时，设计漫游角色交互是其最为关键的一项技术，虚拟交互设计同时具有漫游和界面两项功能，相关用户在具体应用系统时，界面是其非常重要的一个功能原则，而漫游的有效落实，能够使用户更为真实地参与虚拟校园，进而保障漫游体验具有更高的真实感，通常情况下，存在自动和自由两种不同的漫游方式，结合使用两种方式，可以实现用户参与度的有效提升，使其具有更大的灵活性。

4.2.1 手动漫游

该方式具体是指利用键盘鼠标，实时控制用户游览路径，自由度相对较高，能够随意游览校园，在开展具体工作时，需要在Unity 3D引擎内进行两个预设体的科学设置，进而实现两种不同的角色控制方式，可以实现漫游行走功能，通过科学应用键盘能够控制漫游角色移动，然后利用鼠标改变角色观察视角，随后还需要编写相关代码，确保能够科学移动鼠标定位。

4.2.2 自动漫游

该项技术具体是指根据设计师规划的视角和路径，进行校园的游览和参观。该种漫游方式的合理应用可以使用户迅速游览校园环境，对其具有更为直观的感受，在具体进行游览时，可以通过鼠标进行视觉的科学改变。在具体实现自动游览时，需要进行多个cube的合理创建，对漫游工作进行导航，在游览路径上设施导航点，确保每个路口都设有导航点，同时还需要保障各导航点之间可以直接到达，没有任何障碍物，然后进行脚本的编辑，为用户赋予角色。

4.2.3 信息交互

一般而言，Unity 3D可以实现3D拾取技术，使其实现信息交互，点击鼠标，向其射出一道射线，使其射向3D世界，然后选择第一个交互的对象为选中对象。通过相关形式，将文字、音频、图片、动画等各项信息展示给使用者。例如介绍重点建筑物，确保用户在进行漫游时，能够进一步明确周围环境，对其各项信息具有更为全面的认识。

4.3 碰撞检测技术

该项技术具体是指对虚拟环境中的相关物体进行检查，明确是否存在碰撞现象。在漫游系统内，需要对其碰撞现象进行严格控制。在模型具体运行时，如果出现碰撞，则模型会穿过模型，进而对其漫游真实感造成严重破坏。因此，在模型场景中，必须对其碰撞实施严格检测。在应用该种方式时，如果出现碰撞，必然会有物理现象产生，例如，当其物体位置出现改变，在具体实现漫游时，需要合理应用碰撞器，对建筑物、树木以及角色之间的碰撞进行科学处理。

在具体实现漫游时，高校在展示校容校貌、招生以及对外宣传时，三维虚拟校园具有重要的价值，是校园实现信息化建设的重要内容，能够实现以下几种功能。

4.3.1 直观了解校园

通常情况下，基于三维虚拟校园能够确保更为直观地认识校园各个区域，在三维空间内，能够更为直观深刻地感知空间次序，确保相关人员可以通过浏览器直观感受校园环境，在这个过程中，可以更为生动地展示绿化地带、道路、食堂、宿舍楼、图书馆、教学楼以及各种植物。三维虚拟校园可以对真实世界进行模拟，实现工作效率的游戏提升，进而确保校园空间建设具有更高的主观性，明确校园各个空间区域。

4.3.2 方便学生

一般情况下，高等院校都具有众多公共设施，例如实验楼、食堂、宿舍楼和教学楼，三维虚拟校园的合理构建，能够帮助新生提前了解校园整体布局，交互式查询，能够确保实时了解校园信息，进而确保学生能够尽快适应校园生活。该项技术的合理应用，不仅能够仿真校园地理形态和建筑形状，还可以利用网络设备真实再现整个校园的经济活动和社会活动。

4.3.3 强化招生宣传

网络宣传是现阶段极其重要的一种宣传手段，三维虚拟校园的科学建立，能够有效提升学校形象，对招生工作具有重要的价值[2]。

5 结语

本文深入分析了基于VR技术实现的校园漫游系统，对系统设计的具体流程和思路方法进行了深刻的阐述，对其关键技术进行了深入的探讨，能够有效推进学校发展。