虛擬現實技術在數字校園建設中的應用

史瑞芳 山西傳媒學院

虛擬現實技術在數字校園建設中的應用

史瑞芳 山西傳媒學院

在當代，計算機的發展使得人們的生活走向信息化，信息技術的運用使得人們的生活質量得到大幅改善。虛擬現實技術是從互聯網中誕生出來的一種新型技術，它可以創造一個三維的虛擬空間，人處在這個三維空間中能夠得到身臨其境的感受。因此，如何將虛擬現實技術運用于數字校園建設中就是本文所要介紹的內容。

虛擬現實技術 數字校園 應用

數字校園建設逐步發展，校內數據中心需要的信息系統更多，于是，平臺的增加使得虛擬校園建設更加復雜。就有將虛擬現實技術帶入到數字校園建設當中，而這一措施，對于解決數字校園建設中出現的某些問題有積極作用。虛擬現實技術與傳統的方式相比，它的價格更低、效用更高。因此，虛擬現實技術在數字校園建設中的應用備受數字校園建設者關注。

1 虛擬現實技術在校園建設中的應用優點

虛擬現實技術能夠在一定程度上降低數字校園的建設成本，同時對于提高資源利用率大有好處。隨著社會發展，虛擬現實技術的相關軟件開發已經初具規模，不僅它的發展方向變得全面起來，而且它的內容也變得更加完整，這就對校園建設提供了很大的發展空間。虛擬現實技術實際上是多種虛擬技術的結合，它能夠在多個方面得到使用。我國正步入互聯網+時代，因此，虛擬現實技術的應用也在另一個層面上體現了信息技術的發展。

1.1 提高資源利用率

虛擬現實技術能夠較好提高資源利用率，虛擬現實技術的使用只需要多臺虛擬服務器通過一臺服務器就能夠得到資源，而這一點正是較傳統技術而擁有的優點。它使得資源的空閑空間得到有效利用，實現了資源的較好整合，因此，利用虛擬現實技術在數字校園建設中具有較大意義。

1.2 隔離性強

虛擬現實技術能夠實現服務器資源之間的完全隔離，使得各服務器不會受到相互之間資源的影響，但是，各服務器卻能夠使用存在計算機中的資源，這種相互隔離就使得虛擬現實技術運用起來有著良好的安全性和可用性。這種情況下，它的運行相對于傳統的物理環境就要更佳。

1.3 可靠性高

虛擬現實技術的使用本身安全性就比較好，加之虛擬服務器受到硬件的影響不高，因此在面臨服務器災難后，能夠快速恢復的同時不會影響到其他系統。也就是說，當一個虛擬服務器出現故障，能夠在快速解決故障的同時讓其他服務器保持運轉，這樣一來，整個數據中心就顯得相當可靠。

1.4 兼容性好

虛擬服務器能夠與大部分電腦系統實現兼容，同時還能夠在保證原系統不變或運行的情況下實現多個系統共存。虛擬服務器的較強兼容性使得它能夠在很大程度上降低因為系統兼容不足而出現問題的幾率。

2 虛擬現實技術在數字校園建設中的應用設計

2.1 系統總體設計

2．1．1 設計原則

系統框架的設計原則要注意許多，主要是要從以下幾個方面注意：第一，標準化和規范化原則。即便虛擬現實技術所建設的并非真實的現實世界，但他依舊依托于現實世界，故而不能超出法律及技術規范要求，要從系統總體的運行管理上實現標準化和規范化。

第二，安全性原則。在系統設計的過程中，因為系統總體框架設計依然是在信息技術的前提下進行，因此不能夠忽略網絡安全對系統總體的影響。因此，信息安全就是一個重要的話題，要充分發揮防火墻、監測系統的作用，做好系統總體設計的安全防護工作。

第三，易用性原則。由于使用者水平的不同，因此在系統建設中，不能夠將系統建設的過于復雜，而應該保證系統簡單易用。在保證系統簡單易用的情況下，更能夠對建成后的系統進行應用及推廣。

第四，開放性與可擴展性原則。這些原則主要是針對系統結構建設提出。所謂開放性，就是要讓系統充分將現有資源利用起來。所謂可擴展性，就是要讓系統即使在不斷進步的現代社會中也能夠維持穩定發展，不斷成長。

第五，完整性原則。要保證系統處于完整的狀態，不能夠單單維持系統功能，還需要從其他方面對系統進行強化，例如，系統性能、系統安全、系統運行環境等，要從各方面保證系統總體完整。

2．1．2 系統總體框架設計

系統總體框架設計要從多個級別出發，系統總體框架設計需要根據自身學校的模式進行設計，現提供一個框架參考，例如：可以將第一級為樹木等圖素材、建筑圖紙、建筑規劃總平面圖、紋理貼圖，第一級之間為并列關系，獨立指向第二級別，從高到低依次為：3DS建模、模型轉換、場景數據庫、模型加載，到模型加載為止后，通過模型加載分化為第三級別，也就是通過模型加載，實現第三級別，第三級別包括三個并列的環節，即：模型控制面及其參數、非碰撞物體定義、實體約束，進而通過第三個級別實現目標：場景調度、碰撞檢測、地形匹配、實體操控。從另一方面看，如果是外部輸入，那么通過外部輸入，可以實現參數設置、視點控制及目標中的實體操縱。而參數設置又影響著特殊效果以及二維地圖，此外，參數設置還要求對參數進行控制，進而推動實體操縱。視點控制可以直接實現場景調度、碰撞檢測、地形匹配。通過這幾個目標，經過場景渲染，最終才能夠輸出設備。

2.2 數據庫應用設計

2．2．1 主要操作設計

在數據庫的操作設計中，要建立幾個不同的系統，在這幾個不同的系統中，要一一對應分類，相同屬性的設施可以存放在一個系統中，例如，可以劃分成六個數據庫，分別是：Bbuilding、Building、Inbuilding、BuildingIntroduce、JsIntrojduce以 及Reguser。例如，Bbuilding中就可以放置教學樓、附屬設施、學生公寓、食堂等。而Building就可以包含所有Bbuilding中的所有設施。另外幾項也是同樣的道理。但是，這個數據庫設計并非唯一的設計模式，也可以有不同的設計模式。

2．2．2 數據字典設計

數據字典可以分為六類，包括頂級菜單、一級菜單、二級菜單、實體介紹、用戶注冊信息、教授信息，這六個信息是基于上方的數據庫設計而成。因此，在進行數據字典設計時，就需要對前面的設計實現控制，才能夠設計出符合學校情況的數據字典。

在數字校園建設中，實現虛擬現實技術的應用需要做一定的努力，除了文中的系統總體設計以及數據庫設計以外，還有安全設計登入設計、系統環境設計等等，將虛擬現實技術運用到其中是一個比較漫長的過程。但是，一旦虛擬現實技術能夠較好運用于數字校園建設中，那么，它就能發揮出它本身所具有的優勢，這種優勢的體現從付出的時間上看絕對值得。然而，由于各校之間情況不同，故而建立的系統和數據庫也有不同，需要根據校園實際情況建立。

[1]王濤.基于UDK的虛擬現實技術在三維虛擬數字校園中的應用與研究[J].電子設計工程,2014,22(15):33-36.

[2]郝艷娥,曾德驊.虛擬現實(VR)技術在數字化校園建設中的應用及前景展望[J].電子測試,2014,(05):136-138.

史瑞芳，女，1974年生，碩士，現工作于山西傳媒學院，副教授，研究方向：計算機應用、數字媒體技術。