基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的視覺校園

劉杰 彭月 李國強(qiáng)

摘要：本文基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality），對(duì)視覺校園項(xiàng)目進(jìn)行分析與實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目以臨沂大學(xué)為例進(jìn)行校園建模，使用Sketchup、Unity3D和Lumion等相關(guān)軟件進(jìn)行操作，為用戶提供一個(gè)能夠直觀了解大學(xué)校園的終端，力求用當(dāng)前流行的媒體技術(shù)，充分完美的傳達(dá)校園風(fēng)采風(fēng)貌，從而更好的提高學(xué)校的知名度。

關(guān)鍵詞：VR;虛擬現(xiàn)實(shí);Unity3D建模

“視覺校園”是一個(gè)三維可視化的、有聲有色的仿真校園景觀群，既可以為學(xué)校樹立良好的形象，宣傳校園文化，還可以作為校園規(guī)劃的輔助工具。本項(xiàng)目以真實(shí)的臨沂大學(xué)校園為整體藍(lán)本，用建模軟件成功的創(chuàng)建出學(xué)校的教學(xué)樓、圖書館、辦公樓、食堂、宿舍等建筑的虛擬模型，通過虛擬現(xiàn)實(shí)將臨沂大學(xué)的建筑群體、園林景觀、地貌特征以一種新奇的傳媒介質(zhì)展示出來。

一、項(xiàng)目設(shè)計(jì)—總體設(shè)計(jì)流程

本項(xiàng)目的實(shí)施嚴(yán)格按照軟件工程的開發(fā)流程進(jìn)行推進(jìn)。

本文設(shè)計(jì)的“視覺校園”系統(tǒng)首先進(jìn)行了用戶調(diào)研。當(dāng)前，學(xué)校的官方網(wǎng)站是最主要的校園宣傳的陣地，同時(shí)還是以校園圖片的展示為主，以簡短的視頻為輔。校園圖片的展示，以美景為主，給用戶的感覺是不太容易形成對(duì)校園環(huán)境的一個(gè)整體認(rèn)知。特別是每年的招生季，學(xué)校也基本沒有其他的宣傳手段可以升級(jí)。所以，通過分析，如何以更真實(shí)的形式把校園環(huán)境展示出來，是當(dāng)前校園宣傳的一個(gè)急切的需求。

二、所需技術(shù)簡介

項(xiàng)目所需的視頻處理技術(shù)工具較多，SketchUp是一個(gè)極受歡迎并且易于使用的3D設(shè)計(jì)軟件，被稱作電子設(shè)計(jì)中的“鉛筆”。其創(chuàng)作過程不僅能夠充分表達(dá)設(shè)計(jì)師的思想，而且完全滿足與客戶即時(shí)交流的需要。利用此工具，設(shè)計(jì)師可以直接在電腦上進(jìn)行十分直觀的構(gòu)思，是三維建筑設(shè)計(jì)方案創(chuàng)作的優(yōu)秀工具。

Lumion是一個(gè)實(shí)時(shí)的3D可視化工具，可以用來制作電影和靜幀作品，使用范圍涉及到建筑、規(guī)劃和設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它也可以傳遞現(xiàn)場演示。它的強(qiáng)大功能在于能夠提供優(yōu)秀的圖像，可以將快速和高效工作流程結(jié)合在一起，從而為用戶節(jié)省時(shí)間、精力。

Unity3D是一款交互的圖型化開發(fā)環(huán)境，可用于建筑可視化，三維視頻游戲及實(shí)時(shí)三維動(dòng)畫的綜合型游戲開發(fā)工具。其編輯器可運(yùn)行在多種操作系統(tǒng)環(huán)境下：Windows和Linux，也可以可發(fā)布作品至Windows、Mac、iPhone、WebGL（需要HTML5）和Android平臺(tái)，也可以利用Unity web player插件發(fā)布網(wǎng)頁游戲，支持Mac和Windows的網(wǎng)頁瀏覽。通過把建模后的作品發(fā)布到學(xué)校官網(wǎng)上，可以起到很好的宣傳效果。

三、技術(shù)實(shí)施

通過系統(tǒng)的可行性分析之后，自上而下進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先，我們使用測量工具全站儀、塔尺、鋼卷尺等測量工具實(shí)地的精確測量臨沂大學(xué)的每一棟樓、每一個(gè)建筑。然后用建模軟件Sketchup將臨沂大學(xué)的模型制作出來，最后再將Sketchup中制作的模型導(dǎo)入到渲染軟件Lumion中進(jìn)行渲染，規(guī)劃校園漫游的線路，添加校園中的環(huán)境并最終渲染導(dǎo)出。一方面導(dǎo)出手機(jī)端和PC端apk供用戶下載使用;另一方面，將渲染出的視頻使用視頻編輯工具Adobe Premiere進(jìn)行剪輯，放在官網(wǎng)上可以下載或在線觀看，兩種形式相輔相成，提供全面的展示效果。

主界面是對(duì)系統(tǒng)良好的展示整體VR效果，包含大量的建筑體，構(gòu)建一個(gè)全三維的逼真的校園環(huán)境，還能夠放到校園網(wǎng)上，讓遠(yuǎn)程用戶下載或者直接觀看。有了視覺校園，學(xué)校的對(duì)外宣傳就不再僅僅局限于文字、圖片等傳統(tǒng)的宣傳方式，能夠更加直觀的展示校園風(fēng)采。

四、效果

利用VR技術(shù)，本項(xiàng)目對(duì)臨沂大學(xué)的建筑群體、園林景觀、地貌特征以1：1真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，虛擬現(xiàn)實(shí)效果可以充分激發(fā)用戶的使用和觀看興趣，并在此過程中也了解校園的相關(guān)信息。圖1，圖2即為項(xiàng)目執(zhí)行過程中的效果比較圖。

本項(xiàng)目根據(jù)臨沂大學(xué)實(shí)體一比一進(jìn)行3D建模，并且操作簡捷，給臨大提供了一個(gè)面向廣泛、內(nèi)容豐富的VR介紹系統(tǒng)，使用戶可以通過本系統(tǒng)方便、快捷、更具真實(shí)感的了解臨沂大學(xué)。每年的新生在入學(xué)前就可以全面的了解校園的布局，有趣的交互式信息傳遞，可以使其使用者足不出戶，即可了解該校園的所有信息。

五、結(jié)論

本系統(tǒng)基本上能夠滿足大眾的要求，但還存在一些不足之處，比如系統(tǒng)對(duì)設(shè)備配置要求較高等問題，會(huì)在以后的時(shí)間繼續(xù)進(jìn)行修改和完善。

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[3]吳強(qiáng).3D建模與成型：E-SUN機(jī)器人出版來源：Peking University Library Catalog復(fù)旦大學(xué)出版社2018.

基金項(xiàng)目：臨沂大學(xué)2019年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱：視覺校園，項(xiàng)目編號(hào)：X201910452122;

通訊作者：李國強(qiáng)，臨沂大學(xué)副教授，研究方向：人工智能，分布式計(jì)算。