上海大学大学生联合大作业项目计划书1

1、上海大学大学生联合大作业项目计 划 书 项目名称： 上海大学虚拟校园的应用研究 项目类型： 跨专业 跨学科 跨校（跨企业） 策 划 人： 张典华 联 系 人： 张典华 单位名称： 上海大学数码艺术学院 申请日期： 2015.4.9上 海 大 学2015年制一、项目简介目项目名称上海大学虚拟校园的应用研究项项目类别跨企业联合大作业项项目实施时间起始时间：2015年4月 完成时间：2015年12月项目教学教师团队简介项目策划人、总负责人姓名张典华职务职称讲师联系电属院系数码艺术学院电子邮箱Bandit05主要职责：负责项目的总体协调、调度，并监督项目进度，对项目的总体质量

2、进行把控。项目教学教师团队成员（详细职责在研究方案部分叙述）姓名所属院系职称职务联系电话电子邮箱柴秋霞数码艺术学院副教iuxia97何晶晶数码艺术学院讲asminehjj张云华计算机学院讲hzhang沈俊计算机学院讲元清上海第九城市信息技术有限公司工程、立项依据（研究意义、项目背景、子项目情况等）研究现状及选题意义：虚拟校园因具有良好的临场性、自主性、多感受性、实时交互性、跨时空性，得到人们的重视。目前美国的圣何塞州立大学、加州大学伯克利分校、澳大利亚的墨尔本大学都

3、已建立基于各种技术的虚拟校园。但目前建立的虚拟校园都是基于桌面的，沉浸感和交互性不够，而且缺乏理论研究。虚拟现实艺术急需符合自身艺术特点的艺术理论来指导实践。在这种现状下，本项目立足工程领域，就虚拟现实艺术的基础理论及实践从教育学、艺术学、数字媒体、心理学方面展开研究，以期寻找到能够指导设计实践的理论和设计规律。三、研究方案（子课题研究目标、要求、学科分工及团队指导教师）研究内容：建立上海大学嘉定校区的虚拟校园，此系统利用三维游戏引擎Unity3D进行开发，同时进行多平台移值，开发出网络版、Windows单机版、基于Android的手机版、基于IOS的苹果产品版、MAC单机版共五个版本。本项目

4、集中了计算机、新媒体、教育学等学科的研究人员，力争建立一个真正符合教育规律、富有设计感、且符合人的审美心理的虚拟校园系统。子课题研究目标：1、路径规划问题是虚拟漫游中的重要问题，但是当前的路径规划算法没考虑粗糙度、坡度、越障高度等实际问题。此次大作业用2.5维栅格表示地形，降低了运算量。利用模糊逻辑对崎岖路面的坡度、粗糙度、高程差的进行了通行性评价，得到可通行性因子，并将其应用到启发函数。改进的JPS（jump point search）算法解决了对称性问题，实现了崎岖路面上的路径规划，减少了搜索空间，加快了搜索速度。指导老师：张典华2、采用基于阴影图和改进高斯模糊的阴影绘制算法来表现增强现实

5、场景。算法考虑景深因素对阴影绘制的影响，对标准阴影图算法进行改进，利用系统获取的交互数据确定场景中的聚焦平面坐标，在此基础上，利用改进的圆形采样和基于弥散圆直径的分级模糊策略，对虚拟场景中的模型及其阴影进行改进的高斯模糊渲染，实现了具有景深效果的阴影绘制，提高了AR系统虚实场景的无缝融合效果。指导老师：张云华、沈俊3、本项目通过设计良好的人机界面，证明界面是两种或多种信息源面对面交汇之处，从器物到自然界面，人类正打开通向虚拟沉浸空间的门户。指导老师：何晶晶。4、证明在虚拟校园中人们遵从了最强大的图像暗示的潜能和感官的享受，这些潜能和感受在虚拟校园中中表现为全息的、交互的以及流动的沉浸感受。对虚

6、拟校园中色彩与人的情感心理、光影对设计效果的心理影响、设计符号的心理感觉进行研究。指导老师：柴秋霞。5、对情景性策略、导航策略、交互策略设计进行研究，力争建立科学的虚拟校园教学策略。指导老师：朱元清。主要要求：1、建立虚拟校园系统主要功能：实现对教学楼、图书馆、餐厅、学生宿舍的漫游，并可进入各建筑的内部进行浏览。主要功能包括：建立四个场景，以教授、女生、男生、小鸟四种视角，对三维校园整体环境进行浏览，如走进虚拟学生宿舍，可了解学生宿舍的布局和管理制度。技术路线：控制方式包括鼠标控制、地图导航、自动导航、基于标识的无鼠标导航；采用碰撞检测技术，防止穿墙而过；采用层次细节纹理，进行远近景的剔除处理

7、；利用遮挡技术减小场景的渲染数据量，提高浏览速度；设计雾、云、光照等特殊效果，利用粒子系统设计雨雪等特效，从而增加用户在漫游过程中的沉浸感。2、导航策略设计研究虚拟校园中必要的导航策略可帮助学生学习。目前的导航方式有检索导航、导航图导航、提示导航、演示导航、基于标识的无鼠标导航等。本项目将应用漫游路线检索、Google地图导航、虚拟人提示导航、影片演示导航等，并对不同的策略进行比较研究。3、交互策略设计研究交互主要包含人机及人人交互。人人交互即协作学习。根据何克抗等人的观点，要使学习者产生协作学习行为，必须提供协作机制。协作分同步和异步。4、虚拟现实设计效果心理评价从心理学角度分析虚拟现实设计

8、效果，分析研究各构成要素的心理学特点和规律，从而使设计的心理功能有一个合理的测量评估根据，促进设计人性化。我们将通过问卷调查、访谈等形式来收集信息，制定设计效果心理评价的评价因子，并以相应的权重系数进行计算。主要评价因子包括交互度、真实度、沉浸感、使用度、结合度、专业度。主要研究内容：（1）、色彩与人的情感心理研究：通过虚拟校园设计中的色彩应用，探讨色彩的构成和视觉成因，色彩的表情和心理，色彩与味觉和情感的关系。（2）、光影对设计效果的心理影响：通过虚拟场景中的光影变换，研究形式对视觉心理的影响。（3）、设计符号的心理感觉：通过虚拟校园场景和人物的设计符号，研究符号的象征、心理暗示作用和功能。

9、四、项目管理办法（项目组织形式、阶段安排、成绩评定、教师激励机制等）项目组织形式：项目将采用校企合作的形式，充分利用第九城市信息技术有限公司在虚拟现实方面的研发实力，带动学生实现真正的项目制作，发挥好数码艺术学院学生的建模和艺术设计能力和计算机学院学生的开发能力，并使学生能积累第一线的开发经验，学以致用。阶段安排：2015.4-2015.8 完成虚拟漫游子系统中的教授、女生场景，提交软件系统。2015.9-2015.12 完成虚拟漫游子系统中的男生、小鸟场景，并移植到五个不同的平台，提交软件系统。成绩评定：数码艺术学院学生以建模的设计能力进行打分；计算机学院学生以开发的质量和算法的设计能力打分

10、。教师激励机制：按照项目的完成情况和艺术性对教师进行打分，并安排相应的科研经费。五、经费预算及时间安排2015.4-2015.8调研费：3万。主要用于项目的前期调研中的差旅费、住宿费等。购买设备费:3万。主要用于购买工作站2台，便于制作场景较大的漫游。2015.8-2015.12劳务费：3万。主要用于支付合作单位的指导人员的费用和学生的补助。其它支出：1万。主要用于材料费、交通费、专家咨询费等费用。六、预期成效（研究成果、学生培养等）提交虚拟校园系统，并具有四种不同视角。培养学生30人，其中包括数码艺术学院学生20人，计算机学院学生10人。七、其它（合作学院、单位情况及其它材料）合作学院：计算

11、机学院。计算机学院具有雄厚的科研实力，学生的动手能力也很强，但缺少项目的训练。合作企业：上海市第九城市信息技术有限公司。第九城市”（“九城”）是中国境内一家游戏开发及运营商，于1999年成立，并于2004年在纳斯达克上市（NCTY）。九城的主要业务集中于为网络游戏市场提供高品质网络游戏的开发及运营，九城直接或通过旗下子公司在中国大陆运营了奇迹世界(Soul of the Ultimate Nation)、王者世界(Atlantica)、三国群英传2 Online等网络游戏,以及其自主研发的名将三国、Q将三国和热血球球等网络、网页及社交游戏。九城也获得了Seoyugi, Rosh, Free Realms及Planetsid