VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：近些年來(lái)VR（Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大，從商業(yè)領(lǐng)域到教育領(lǐng)域都能看到它的身影。隨著VR技術(shù)的成熟和開(kāi)發(fā)成本的降低，國(guó)內(nèi)許多高校都擁有了VR全景校園展示，但是這些VR全景校園大多數(shù)僅僅停留在校園風(fēng)景展示和校區(qū)樓宇導(dǎo)視層面，功能單一、同質(zhì)化嚴(yán)重、辨識(shí)度不足。本套VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)為長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)專屬制定系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了學(xué)校的特點(diǎn)和個(gè)性需求，這種專屬設(shè)計(jì)的VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)才能更好地發(fā)揮其功能，為學(xué)校的師生和觀眾提供更好的瀏覽體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：全景校園;互動(dòng)系統(tǒng);學(xué)校制定

VR是Virtual Reality（虛擬現(xiàn)實(shí)）的縮寫(xiě)，而VR全景是虛擬現(xiàn)實(shí)的一個(gè)分支，主要使用全景相機(jī)、攝像機(jī)或無(wú)人機(jī)拍攝場(chǎng)景，然后通過(guò)軟件合成出全景圖，適合表現(xiàn)已經(jīng)存在的景象。相較于原來(lái)的三維軟件模擬的三維虛擬空間，VR全景有效果更真實(shí)、制作周期短、費(fèi)用低的特點(diǎn)，在應(yīng)用上也更加廣泛，常見(jiàn)的VR樣板間和二手房展示，還有我們熟悉的百度街景等都應(yīng)用了這種技術(shù)。

1 VR全景校園的現(xiàn)狀

VR全景校園系統(tǒng)是利用攝影器材拍攝校園場(chǎng)景并合成全景圖，再通過(guò)程序開(kāi)發(fā)出滿足不同需要的互動(dòng)系統(tǒng)。目前VR全景校園主要應(yīng)用于校園導(dǎo)視，通過(guò)展示校園風(fēng)光，配以圖片、文字、音頻、視頻等說(shuō)明方式，取代原有的紙質(zhì)地圖，克服了紙質(zhì)地圖版面有限、無(wú)法展示全部?jī)?nèi)容、印刷成本高等弊端，使用終端設(shè)備如手機(jī)可以隨時(shí)掃描二維碼觀看校園風(fēng)光。目前，中國(guó)很多高校都擁有了VR全景校園展示，如720yun中國(guó)高校全景大全共收集高校804所，統(tǒng)觀這些VR全景校園展示，數(shù)量雖然不少，但是質(zhì)量參差不齊，大多是俯視的全景，缺少校園內(nèi)部的景觀，樓內(nèi)的結(jié)構(gòu)就更少了，而且VR全景校園的層級(jí)結(jié)構(gòu)同質(zhì)化嚴(yán)重、千篇一律、缺少特色，大體結(jié)構(gòu)都是從學(xué)校大門(mén)進(jìn)入，然后沿著道路到其他教學(xué)樓前，這種統(tǒng)一格式、統(tǒng)一制作出的VR全景校園無(wú)法滿足學(xué)校個(gè)性化的需求。根據(jù)學(xué)校的特點(diǎn)專屬定制的VR全景校園系統(tǒng)將是發(fā)展的新趨勢(shì)。

2 根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的VR全景校園系統(tǒng)

每所學(xué)校都有自己的特點(diǎn)，也有不同的需要，根據(jù)學(xué)校特點(diǎn)制定VR全景校園系統(tǒng)才能達(dá)到事半功倍的效果。因此，長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)制定VR全景校園系統(tǒng)首先要了解學(xué)校的特點(diǎn)和需要。長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)不同于普通全日制高校，其以遠(yuǎn)程教育為主，實(shí)行嚴(yán)格而有彈性的教學(xué)管理制度和寬進(jìn)嚴(yán)出的學(xué)習(xí)制度，使注冊(cè)、學(xué)習(xí)、考試更加靈活方便;推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，完善以學(xué)習(xí)者為中心、基于網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程支持服務(wù)與面授相結(jié)合的教學(xué)方式，創(chuàng)建友好的數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境，提供“人人皆學(xué)、時(shí)時(shí)能學(xué)、處處可學(xué)”的教育服務(wù)。基于這樣的了解，確定長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)VR全景校園系統(tǒng)的基本方向，長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)教學(xué)方式和教學(xué)理念決定了學(xué)校、教師和學(xué)生對(duì)VR全景校園系統(tǒng)的需要。

2.1 需求分析

學(xué)校需要利用VR全景校園系統(tǒng)宣傳長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)的辦學(xué)理念、提高社會(huì)影響力、提升美譽(yù)度、擴(kuò)大招生規(guī)模。教師需要利用VR全景校園系統(tǒng)了解學(xué)校辦事流程，知道事情要到哪個(gè)部分辦理及要準(zhǔn)備哪些材料，了解學(xué)校的規(guī)章制度，對(duì)學(xué)校產(chǎn)生認(rèn)同感和歸屬感。任課教師需要利用VR全景校園系統(tǒng)發(fā)布上課信息，教務(wù)教師需要利用VR全景校園系統(tǒng)發(fā)布考試信息等。學(xué)生需要利用VR全景校園系統(tǒng)熟悉校園環(huán)境，在入學(xué)之初了解入學(xué)流程，在學(xué)習(xí)過(guò)程中找到上課的教室，在期末考試時(shí)快速搜索到考場(chǎng)信息和位置，接收在校學(xué)習(xí)時(shí)的其他指導(dǎo)。教輔人員需要在VR全景校園系統(tǒng)中標(biāo)注安全通道和消防栓的位置。

2.2 功能設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)各個(gè)方面的需求分析，我們開(kāi)始設(shè)計(jì)VR全景校園系統(tǒng)的功能。

語(yǔ)音介紹功能：對(duì)學(xué)校的教學(xué)理念宣傳，采用圖片加語(yǔ)音介紹的方式，在登錄VR全景校園系統(tǒng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)語(yǔ)音介紹的聲音，其不用點(diǎn)擊便開(kāi)始自動(dòng)播放，觀看者可以一邊看圖一邊聽(tīng)介紹，這樣就加深了印象，如果觀看者已經(jīng)聽(tīng)過(guò)介紹了，可以選擇關(guān)閉介紹聲音。

樓層導(dǎo)視功能：不同樓層的教室有不同的作用，可以通過(guò)導(dǎo)航欄快速查看。比如在樓梯的入口提供導(dǎo)視功能，觀看者可快速瀏覽整棟教學(xué)樓的樓層功能分布，到達(dá)相應(yīng)樓層后，還可通過(guò)文字介紹得知教室的具體功能。

信息發(fā)布功能：發(fā)布上課和考試信息，就像教學(xué)樓前的宣傳板一樣，不同的樓前或教室前可以發(fā)布信息，主要通過(guò)文字表格和圖片的方式。

路線標(biāo)記功能：標(biāo)記安全通道和消防栓的位置，主要通過(guò)樓層平面引導(dǎo)圖和全景圖上標(biāo)記的方式完成。通過(guò)本功能還可以開(kāi)展消防演練，增強(qiáng)在校師生的消防安全意識(shí)。

2.3 制作過(guò)程

首先是校園照片素材的拍攝，拍攝全景照片時(shí)首先要選擇拍攝工具，本項(xiàng)目選擇的是無(wú)人機(jī)航拍和全景相機(jī)。無(wú)人機(jī)主要負(fù)責(zé)拍攝校區(qū)高空全景，拍攝出的照片為俯視角度，顯得大氣蓬勃，多在VR全景校園系統(tǒng)開(kāi)篇時(shí)出現(xiàn)。本項(xiàng)目使用的全景相機(jī)并不是傳統(tǒng)的六面相機(jī)陣列，而是采用新型的鏡頭模式，由兩個(gè)魚(yú)眼鏡頭構(gòu)成，這種全景相機(jī)的兩張照片拼接時(shí)比六張照片更加簡(jiǎn)單方便。全景相機(jī)負(fù)責(zé)拍攝各個(gè)教學(xué)樓和室內(nèi)環(huán)境。

然后是篩選編輯拍攝的素材，將不同場(chǎng)景的照片分類裝在相應(yīng)名稱的文件夾里，使用全景合成軟件合成照片，相關(guān)的軟件有Kolor AutoPano Giga、Panorama Tools等。本項(xiàng)目選擇的是全景相機(jī)自帶的合成軟件，優(yōu)點(diǎn)是合成速度快、效果好，缺點(diǎn)是合成后不能局部修改，局部瑕疵修改可以在Photoshop中進(jìn)行，比如去掉地面上的相機(jī)腳架，這是一個(gè)消耗時(shí)間的過(guò)程。

最后就是根據(jù)之前的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)互動(dòng)系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)互動(dòng)系統(tǒng)可以使用Unity3D軟件，本項(xiàng)目使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)提供的工具開(kāi)發(fā)，使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的好處是修改方便，生成的二維碼可以一直使用，需要修改或更新設(shè)置時(shí)，保存后就可實(shí)時(shí)更新，素材和文件都存放在云平臺(tái)上可隨時(shí)調(diào)用，省去了購(gòu)買和維護(hù)服務(wù)器的費(fèi)用。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后生成電腦網(wǎng)絡(luò)版和手機(jī)瀏覽版，電腦網(wǎng)絡(luò)版可以通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)網(wǎng)址瀏覽，手機(jī)瀏覽版可以使用微信掃描二維碼瀏覽，VR全景校園系統(tǒng)也支持VR眼鏡模式，在VR眼鏡中可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)頭部控制瀏覽。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后先進(jìn)行小規(guī)模的測(cè)試，根據(jù)反饋修改更新，然后在校內(nèi)教師和學(xué)生之間進(jìn)行大規(guī)模測(cè)試。

3 應(yīng)用效果

對(duì)長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)來(lái)說(shuō)，VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用推進(jìn)了“智慧校園”的進(jìn)程，提升了學(xué)校的影響力，拓展了宣傳學(xué)校的形式，人們?cè)跒g覽全景校園時(shí)增加了對(duì)學(xué)校教學(xué)環(huán)境的了解，在聆聽(tīng)校園解說(shuō)時(shí)知曉了學(xué)校的辦學(xué)理念和教學(xué)目標(biāo)，打消了對(duì)遠(yuǎn)程教育的誤解，重拾對(duì)這種教育模式的信心，更愿意接受和參與遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。

VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)減少了教師的重復(fù)勞動(dòng)，而且一些重要信息會(huì)一直保留，方便學(xué)生隨時(shí)查閱。如入學(xué)手續(xù)辦理流程等信息，以圖形化的形式發(fā)布，讓學(xué)生們一看就懂。VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用使學(xué)生們更加了解學(xué)校，由于長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)是遠(yuǎn)程教育，學(xué)生平時(shí)到校的次數(shù)較少，來(lái)面授課時(shí)經(jīng)常找錯(cuò)教學(xué)樓和教室，使用VR全景校園之后，上課時(shí)間及教室位置清晰可見(jiàn)，樓層及教室信息清楚明了，期末考試時(shí)學(xué)生不用再擔(dān)心找不到考場(chǎng)而遲到。

長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不同于傳統(tǒng)的固定模式的開(kāi)發(fā)套路，而是先深入學(xué)校各個(gè)方面調(diào)查需要，根據(jù)具體需要為學(xué)校量身制定，并結(jié)合學(xué)校的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出適應(yīng)遠(yuǎn)程教育的VR全景校園互動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)測(cè)試和運(yùn)行取得了良好的效果。

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作者簡(jiǎn)介：胡姍姍（1982—），女，碩士，畢業(yè)于東北師范大學(xué)，長(zhǎng)春廣播電視大學(xué)講師，主要研究方向：VR全景校園、AR互動(dòng)書(shū)籍、課程資源制作等。