白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究 毕业设计

1、jiu jiang university毕 业 论 文 题 目 白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究 英文题目virtual tour of the baidudong academyresources platform for building and research 院 系 信息科学与技术学院 专 业 计算机科学与技术 姓 名 冯爱玲 班级学号 a081136 指导教师 代君 二一二年五月摘 要随着数字技术的快速发展，虚拟现实技术不断将现实对象和现实场景进行虚拟整合和开发，并广泛运用到了现实生活当中去，使人们足不出户，就可以享受到旅游所带来的乐趣。对白鹿洞书院进行虚拟游览资源平台建设与研

2、究，不仅可以让人们对书院有一个全方位的了解，从而避免有的游客因时间、经济状况等原因不能实地游览而造成遗憾和避免有的游客进入景区实地游览时迷失方向；而且还可以缓解景区经济效益与遗产保护之间的矛盾，同时也是对书院文化的一种间接性传播、传承和保护。本虚拟平台使用3ds max、unity3d和photoshop进行开发设计。论文主要描述了白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究过程，通过功能的概述和效果的探讨，掌握整个白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对虚拟平台设计作了详细的分析和研究。关键词：虚拟现实，虚拟游览，白鹿洞书院abstractwith the deve

3、lopment of digital technology，virtual reality technology will continue to the actual objects and realistic scenes of virtual integration and development，and extensive use of real life， so that people stay at home， you can enjoy the fun brought by the tourism. virtual tour platform research and devel

4、opment , not only allows people to have a full understand of the academy, thus avoiding some tourists can not visit the site due to enter the bailudong academy disoriented scenic site visit；but can also ease the contradiction between the scenic economic and heritage protection，but also for an indire

5、ct dissemination of academy culture，heritage and protection.the bailudong academy use 3ds max，unity 3d，and photoshop for development and design.this paper describes the research and development process of the academy virtual tour platform，through an overview of function and effect of，master links an

6、d steps in the research and development process of the entire academy，and made a departure from the practical experience of academy design detailed analysis and research.key words: virtual realitygible, virtual tour, bailudong academy目 录摘 要iabstractii1 绪论1.1课题背景(1)1.2 课题研究的意义(2)1.3 课题研究的基本内容和目标(2)2

7、概要设计2.1 课题分析(3)2.2 课题策划(3)2.3 书院的规划(4)2.4 书院的框架功能(4)2.5 书院的总体结构分析(6)2.6 书院的总体制作流程(7)3 开发工具的选用与介绍3.1 3ds max的介绍(9)3.2 unity3d的介绍(10)3.3 photoshop的介绍(11)4 详细设计4.1 信息的收集阶段(13)4.2 3ds max建模阶段(13)4.3 photoshop贴图制作阶段(18)5unity3d虚拟导航5.1模型的导入(22)5.2模型的贴图(22)5.3书院全景的虚拟(24)5.4景观漫游的虚拟(33)6测试与维护6.1 细节的完善(36)6.2

8、 性能测试(36)6.3 扩展及发展方向(37)致 谢(38)参考文献(39)1 绪论随着计算机技术的飞速发展，计算机技术的应用领域也越来越广，三维技术也在各个方面得到广泛的应用，给计算机仿真系统提供了高质量、实时、交互作用的三维图形奠定了理论基础。同时，人类对于越来越复杂的虚拟场景的需求的增长，以及对图形绘制真实感要求的不断提高，计算机图形学正面临着来自于虚拟现实领域的严峻挑战。虚拟现实是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，就是采用以计算机技术为核心的生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响，从而产生亲

9、临等同真实环境的感受和体验。虚拟现实是高度发展的计算机技术在各种领域的应用过程中的结晶和反映，包括图形学、图像处理、模式识别、网络技术、并行处理技术、人工智能等高性能计算技术1。1.1 课题背景 古代书院曾在我国教育发展史上占有重要的地位，江西，素有人文之乡的美誉，在书院建设方面因起步早、数量多、影响大等特点而颇负盛名。在江西书院的发展历史上最著名的首推白鹿洞书院。白鹿洞书院在庐山五老峰下，唐贞元年间洛阳人李渤与其兄李涉曾在此地隐居读书。李渤养一白鹿自娱，于是人称白鹿先生，其所居为白鹿洞。后来李渤当了江州刺史，在这里建筑台榭。到南唐升元中，又办起学馆，称“庐山国学”，到了宋代扩建为书院。白鹿洞

10、书院的鼎盛时期在南宋。宋孝宗淳熙六年（1179），朱熹知南康军，访白鹿洞，奏请重建。他凭知军之力，为书院筹措田产，制订学规。朱熹自兼洞主，给诸生讲学。历史上有名的书院，大多数既是当时一方教育活动的中心，又是著名的学者探讨学术的胜地。白鹿洞书院是朱熹传播其理学思想的著名阵地。随着数字技术的快速发展，虚拟现实技术不断将现实对象和现实场景进行虚拟整合和开发，并广泛运用到了现实生活当中去，使人们足不出户，就可以享受到旅游所带来的乐趣。在这样一个大背景下，建设与研究白鹿洞书院虚拟游览资源平台成为可能，并且可以推动旅游资源的信息化建设和发展。1.2 课题研究的意义众所周知，书院是我国古代传播文化、交流学术

11、、培养人才的地方。有着“海内书院第一”美誉的白鹿洞书院，是我国历史上第一所完备的书院。现在，白鹿洞书院已形成了集文物管理、教学、学术研究、旅游接待、园林建设五位一体的综合管理体制。对白鹿洞书院进行虚拟游览资源平台建设与研究，不仅可以让人们对书院有一个全方位的了解，从而避免有的游客因时间、经济状况等原因不能实地游览而造成遗憾和避免有的游客进入景区实地游览时迷失方向；而且还可以缓解景区经济效益与遗产保护之间的矛盾，同时也是对书院文化的一种间接性传播、传承和保护。1.3 课题研究的基本内容和目标本课题主要实现的是一个虚拟的白鹿洞书院游览馆，用户可以以第一视角游览整个书院，或者手动控制线路游览整个书院

12、。首先使用3ds max软件制作书院各个厅堂建筑及周围建筑的三维模型，并使用photoshop软件对虚拟平台的相关图片进行处理和优化，然后到3ds max中对已经创建好的先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂等模型赋予材质，设置材质贴图。最后将做好的模型导入unity3d中制作书院全景自动导航游览和景观漫游手动控制游览功能。利用3ds max制作出来的逼真的场景、道具及互动部分，在尽量优化模型面数的基础上，降低作品对用户电脑的硬件要求，并最终实现白鹿洞书院虚拟游览资源平台人性化、多元化、简单化的操作界面、合理完善的操作功能以及赋予虚拟游览资源平台丰富详实的知识内容。2 概要设计课题的

13、概要设计主要是对课题进行分析、策划、规划和对书院框架做一个设计。就像建一座大楼，在做前进行好的设计才能做出美观的大楼。所以，这一部分的设计在做白鹿洞书院虚拟游览资源平台的过程中也是很重要的。2.1 课题分析首先，需要对课题进行分析。我的课题是“白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究”，所以需要知道书院要做成什么样的，需要用到哪些软件，实现什么样的基本功能，达到什么样的效果，用怎么样的虚拟资源平台，它的运行速度如何等等。通过我的老师的指导以及在互联网上收集和查找了一些相关信息，通过对其大量的三维模型和场景的分析，找出他们各自的特点并与自己的毕业设计的实际情况进行分析比较，基本初步明确了开发步骤，然

14、后到3ds max进行制作和创建大致的场景，接着制作书院相关的一些小道具，将其嵌入场景中，使其看上去达到一个真实的效果，最后将做好的场景导入到虚拟资源平台中进行导航的制作，接下来就是一些小细节和仿真效果方面的修改和补充。2.2 课题策划白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究就是白鹿洞书院的虚拟再现，让用户身临其境的感受书院文化的气息。本书院设计步骤和方案基本如下：（1）收集关于书院信息及资料。包括书院的介绍、历史、以及所用到的相关文字等。（2）使用3ds max软件制作书院的三维模型，以及书院周围的花草树木等。（3）使用photoshop对图片进行处理和优化。对已经创建好的模型赋予材质，设置材质

15、贴图。（4）将制作好的模型导入unity3d中完成互动和导航功能。（5）后期的一些细节调整和效果的提升，完成开发。2.3 书院的规划规划是预先决定要做何事？要把书院做成一个什么样的虚拟游览？如何去做？为何这样做？何时去做？由何人来做？以及在何处做等一系列的安排，它是经由合理的程序，对于各种行动方案作有意识的决定，并根据目标、事实和经过思考的估计，作为制定决策的基础。规划的特性有：未来性、程序性、领先性、结构性、普遍性、业务机能性和持续性。书院规划设计主要考虑几个问题：（1） 空间布局。根据书院的建筑特征可以将书院分为5个区，每个区要建多大，根据真实的书院来看用什么方式连接。书院面向多元化的观众

16、，展品与展场相互介入，注重书院的游戏性与教育性、互动性与参与性、临时性与固定性的结合。（2） 人性化设计。书院的设计需要体现出人性化，包括无障碍设计、多提示、多选择、多路线，要站在用户的角度来设计书院。（3） 系统设计的紧凑型。一个良好的系统不仅需要界面的友好，还需要虚拟平台内部各个模块之间的衔接和紧凑性，只有这样，设计出来的系统才会运行良好，收到系统设计和实现的预期效果。通过对书院的真实场景的分析，结合它的设计的特点，设计出书院占地面积约为190m*100m=19000m2的平面上。书院分为5个区，分别是：先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂。2.4 书院的框架功能根据白鹿洞书院

17、的建筑特点、以及综合参考了各种虚拟游览平台的实现，我决定把书院的功能分为两个功能模块来做：一个是让系统来控制游览书院，即“书院全景”的浏览；二是用户自己手动控制游览线路，即“景观漫游”。首先，进入系统游览后，出现一张白鹿洞书院大门的图片，在图片上制作两个按钮：“书院全景”和“景观漫游”。首页展出方式如图2-1所示。景观漫游书院全景图2-1 首页展出方式其次，点击“书院全景”后，画面中出现五副图片，分别为：先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂大门的图片。并在各自的图片上加上各自的按钮。然后，如果游客想游览先贤书院的话，就点击“先贤书院”按钮，然后系统就按照设置好的线路进行游览。点击“

18、书院全景”后的展出方式，如图2-2所示。先贤书院棂星门林业学堂紫阳书院白鹿洞书院图2-2 点击“书院全景”后的展出方式 最后，点击“景观漫游”按钮后，游客可以自己手动控制游览的线路，用上下左右四个方向键来控制选择你想要看哪个书院。2.5 书院的总体结构分析由上面的框架功能，我们可以设计出本虚拟平台的总体结构包括两个子平台：书院全景平台和景观漫游平台。在书院总体结构分析中，主要包含三部分内容：（1）经过前期实地调查研究和总体分析，可知白鹿洞书院主要由五部分组成，分别是：先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂。平台建设与研究的主要目的是实现对白鹿洞书院各个组成部分的书院全景自动控制游览和

19、景观漫游手动控制游览。（2）白鹿洞书院全景自动控制游览主要是由系统根据设置好的游览线路来实现对书院景观中先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂的自动游览。（3）白鹿洞书院的景观漫游手动控制游览可以通过手动操作鼠标和键盘实现灵活的选择游览书院景观中先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂等景观，其中鼠标控制方向，键盘控制游览线路，由它们共同控制才可以实现对白鹿洞书院的整体游览。上述分析表明，白鹿洞书院的总体景观由先贤书院、棂星门、白鹿洞书院、紫阳书院和林业学堂构成，平台建设与研究主要实现书院全景自动游览和景观漫游手动游览。由此得出白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究总体结构图如

20、图2-3所示。白鹿洞书院虚拟游览资源平台资源部平台建设与研究书院全景景观漫游先贤书院棂星门白鹿洞书院紫阳书院林业学堂林业学堂紫阳书院白鹿洞书院棂星门先贤书院 图2-3 白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究总体结构图2.6 书院的总体制作流程通过上述课题分析、策划和对书院的框架和总体结构的分析，理清了整个平台建设与研究的总体思路，得出白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究的总体制作流程图如图2-4所示。3ds max 场景和建筑的创建贴图材质的绘制细节的完善和效果的优化导入unity3d后导航的策划和设置测试和维护设置并调整模型信息的收集手动绘制书院平面图photoshop图片处理完成白鹿洞书院平

21、台建设与研究前期总体设计工作照片的采集在3ds max中赋予模型材质图2-4 白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究总体制作流程图从上述总体制作流程图可知，白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究设计工作首先是对整个平台的前期总体架构设计，接着进行信息的收集和照片的采集，然后手动绘制白鹿洞书院总体平面图，完成3ds max 场景和建筑的创建的同时利用photoshop软件对图片进行处理，把绘制好的贴图材质在3ds max中赋予给调整好的模型，之后对细节和效果进行完善和优化，最后将贴好材质的模型导入到unity3d中进行虚拟导航的设置和互动，并完成平台的最终测试和维护。在平台总体制作流程中，3ds m

22、ax的建模工作是整个平台设计工作的基础，photoshop对图片材质的处理可以极大地提高书院景观游览的整体效果，而unity3d对整个书院虚拟导航游览的书院全景自动游览和景观漫游手动游览的设置是整个平台建设与研究的关键所在。3 开发工具的选用与介绍要进行书院的开发，软件工具是必不可少的，合理的使用软件以及软件之间的配合可以达到事半功倍的效果。本课题主要用到的软件如下：3ds max、unity3d、photoshop。3.1 3ds max的介绍3d studio max，简称3ds max或max，是autodesk公司开发的基于pc系统的三维动画的制作软件。3ds max是autodesk

23、公司的一个重要产品，是世界上最流行的建模、动画和渲染软件，包括了创造高品质动画、游戏的全面必要工具。3ds max的高效率操作界面为制作复杂的场景提供了方便条件，精细的渲染方式使作品更加完美，囊括了所有当前最流行的建模方式2。其前身是基于dos操作系统的3d studio系列软件。在windows nt出现以前，工业界的cg制作被sgi图形工作站所垄断。3d studio max+windows nt组合的出现一下子降低了cg制作的门槛，首选开始运用在电脑游戏中的动画制作，后更进一步开始参与影视片的特效制作。在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3ds max的使用率更是占据了

24、绝对的优势。3ds max因其强大的功能在3d动画界造成巨大的影响，已经渗入到电影、广播电视、公司演示、游戏可视化等各个领域，且成为三维动画软件中的佼佼者。阿凡达、诸神之战、2012、x战警ii、最后的战士等到很多大片中的电脑特技镜头都是应用3ds max完成的。逼真的角色动画、丰富的画笔不仅是影视广告公司对3ds max情有独钟，许多喜爱三维动画制作，并有志向影视电脑特技方向发展的朋友也为3ds max的强大功能所吸引3。 3ds max有着它独特的软件特点即：功能强大、扩展性好、操作简单、容易上手、和其它相关软件配合流畅、做出的效果非常的逼真。所以，自从它出现的那一天开始，即受到了全世界无

25、数三维动画制作爱好者的热情赞誉，max也不负众望，屡屡在国际上获得大奖。当前，它已经逐步成为个人pc机上最优秀的三维动画制作软件。3ds max补丁全集很多，3d效果图制作人员会经常遇到3ds max不稳定，比如3ds max不认识中文路径、3ds max经常死机、3ds max卡死的一些情况。这些情况都是由于3ds max没有打autodesk官方的3ds max升级补丁。为了让3d从业人员，更方便的打上3ds max补丁。3ds max补丁全集，帮助3d从业人员，一次性升级所以的3ds max补丁到官方最新。彻底解决3ds max中文路径、3ds max死机、3ds max掉贴图等一系列问

26、题4。模块技术特征：一、建模。二、三维动画。三、材质灯光。四、贴图。五、粒子特效。六、渲染。七、视频后期合成。八、复合建模。九、高级建模。十、典型环境特效5。3.2 unity3d的介绍unity3d是由unity technologies开发的一个让人轻松创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合游戏开发工具，是一个全面的综合的专业游戏引擎。unity3d是开创先河的3d开发平台，2.5以上的版本完全支持windows vista和xp的全部功能平等和互操作性。unity类似于direct、blender game engine、virtools或torque

27、 game builder等利用交互的图形化开发环境为首要方式的软件。其编辑器运行在windows和mac os x下，可发布游戏至windows、mac、will、iphone和android平台。也可以利用unity web player插件发布网页游戏，支持mac和windows的网页浏览。unity3d可以建立任一平台的作品。同样，作品可以通过网页直接运行，是3d作品的一站式解决方案！unity给予了开发者看似简单的专业创作组合，采用最先进的3d游戏引擎，您可以短时间内创造出令人惊叹的3d作品。需要做的仅仅是将模型连同动画导入开发环境，加一些预设贴图和沉浸技术及动画设定，然后点几下鼠标

28、，作品就完成了，能将工作放在更重要的引擎程序脚本的编写，以及shader编写的上面。unity3d的强大游戏制作功能已经达到了让人瞠目结舌的地步，尤其的利用unity3d制作的第一人称战争游戏，画质效果丝毫不逊色于当下十分流行的穿越火线、战地之王等的游戏。unity3d包含以下特色：（1）综合编辑：通过unity3d简单的用户操作界面，你可以完成任何工作。这些为你节省了大量的诗句；（2）图形动力：unity3d对directx和opengl拥有高度优化的图形渲染管道；（3）资源导入：unity3d支持所有主要文件格式，并能和大部分相关应用程序协同工作；（4）一键部署：unity3d可以让你的作

29、品在多平台呈现；（5）will的发布：unity3d让业界最流行的游戏平台软件更容易开发；（6）iphone发布：unity3d让革命性的游戏开发降临革命性的设备；（7）着色器：unity3d的着色器系统整合了易用性、灵活性和高性能；（8）地形：低端硬件亦可流畅的运行广阔茂盛的植被景观；（9）联网：从单人游戏到全实时多人游戏；（10）物理特效：unity3d内置的nvida®；physx®；物理引擎带给你生活的互动；（11）音频和视频：实时三维图形合音频流、视频流；（12）脚本：unity3d支持3中脚本语言：javascript、c#和boo；（13）unity3d资源服务器：u

30、nity3d资源服务器是一个附加的包括版本控制的产品；（14）光影：unity3d提供了具有柔和阴影与烘托lightmaps的高度完善的光影渲染系统；（15）文档：unity3d为你提供了逐步完善的指导、文档和实例方案6。3.3 photoshop的介绍photoshop是adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一，集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意，图像输入与输出于一体的图形图像处理软件，深受广大平面设计人员和电脑美术爱好者的喜爱。photoshop的功能特色7：从功能上看，photoshop可分为图像编辑、图像合成、校色调色及特效制作部分。 图像编辑是图像处理的基础，可以对图像做各

31、种变换如放大、缩小、旋转、倾斜、镜像、透视等。也可进行复制、去除斑点、修补、修饰图像的残损等。这在婚纱摄影、人像处理制作中有非常大的用场，去除人像上不满意的部分，进行美化加工，得到让人非常满意的效果。 图像合成则是将几幅图像通过图层操作、工具应用合成完整的、传达明确意义的图像，这是美术设计的必经之路。photoshop提供的绘图工具让外来图像与创意很好地融合，成为可能使图像的合成天衣无缝8。 校色调色是photoshop中深具威力的功能之一，可方便快捷地对图像的颜色进行明暗、色编的调整和校正，也可在不同颜色进行切换以满足图像在不同领域如网页设计、印刷、多媒体等方面应用。 特效制作在photos

32、hop中主要由滤镜、通道及工具综合应用完成。包括图像的特效创意和特效字的制作，如油画、浮雕、石膏画、素描等常用的传统美术技巧都可借由photoshop特效完成。而各种特效字的制作更是很多美术设计师热衷于photoshop的研究的原因9。4 详细设计详细设计就是对概要设计的具体操作，是概要设计的一个细化过程。白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究的详细设计工作主要包括前期的信息的收集阶、3ds max建模阶段和photoshop贴图制作处理阶段以及后续的unity3d虚拟导航设置阶段。4.1 信息的收集阶段白鹿洞书院虚拟游览资源平台建设与研究的制作，需要准备很多资料，比如，书院大量的图片和一些文字

33、资料等，需要为后面贴图的制作做好准备。我也通过互联网和实地参观白鹿洞书院找了一些比较前沿的资料，比如，关于各个厅堂的文字介绍。还有一些用的比较少的资料是在视频资源中的图像截取，截取的时候要注意图像的像素大小以及图像保存后的格式，如果图像中有logo必须经过ps的处理得到最理想的效果。4.2 3ds max建模阶段3ds max建模阶段的主要任务就是书院各个厅堂、场景和院落的创建，也是设计中的关键步骤，也是难点步骤，模型的真实度决定了整个书院的视觉效果，模型的优化程度也决定了机器的硬件要求。此步骤要解决的问题较多，过程需要细心和耐心。在建模型之前先确定大的方向，也就是要根据书院的真实建筑画出粗略

34、的草图，然后在依此做局部的创建，最后才是细节的调整，如删线、减面、平滑和模型软硬边的设置10。先贤书院的创建过程：在创建完书院的总体占地面积的大体模型后，使用已经创建好的距离测量工具创建一个长方体，设置好属性，使其长度为10942.758mm，宽为1589.588mm，高为8973.387mm的长方体作为外墙。在墙体创建一个长为6942.758mm、宽为8356.768mm、高为1973.387mm的长方体作为屋顶，将长方体的长宽高分段分别为1、3、1，将它转化为可编辑多边形，在多边形层级对它进行调整和修改，这样屋顶的模型就出来了。在墙体距离顶部20cm处加线后挤出厚度为10cm的墙檐，通过增

35、加段数调整点和线的位置得到比较理想的效果。再创建一大小合适的长方体，将其转化为可编辑多边形，在其边层级进行调整和修改作为屋子右墙的墙面，古代的墙一般都会有个走廊，所以需要制作一个胶囊体和它进行布尔运算11。制作完成后的先贤书院的一侧右墙如图4-1所示。图4-1 先贤书院右墙房间的门的制作，古代的门不想现在的门那么复杂，古代的门就只是简单的折合门。所以，我就选择适合制作的它的为几何体中的矩形，长为111784.383mm、宽为27940.0mm。把它调整到门该放的合适位置，做好一个后就可以按shift+移动复制出其它的几扇门。因为后期要进行大量的贴图，所以我做的模型可以稍作简单一些，比如窗户和门

36、都可以用同样的图形来制作，后期进行贴图就可以了。所以，窗户也可以选用几何体矩形来制作，并将它转化为可编辑网格进行调整放到合适的位置。窗户下面的墙也用矩形来做，然后转化为可编辑样条线，给它添加一个挤出修改器挤出数量为100mm，再shift+移动复制出另外一边12。在古代的建筑中，柱子是最不可少的物体了，白鹿洞书院的柱子也是很多的，当然，因为它比较简单，所以制作的方法也是很多。这里我创建一个柱体，将它转化为可编辑网格，删除它的上下2个面后设置好属性为直径，段数为6，在合适的地方使用插入循环线工具3次后缩放增加的边线得到一个有幅度的墙脚。选中柱子的6条边使用倒角工具（bevel）设置倒角位移为0.

37、2、段数为2，把所有边设置为软边，微调后柱子就创建好了。该模型主要使用了插入循环线工具和倒角13。在对模型的其他地方进行修改和美化调整后，得到先贤书院其中一间房子的模型如图4-2所示。图4-2 先贤书院中的房间在进行三维建模时需要注意以下几点：（1）进行建模之前需要进行一些配置的设置，例如单位和视图显示的设置。在创建场景之前一定要先设置好工程目录，也就是就是project文件夹，如果事先已经有创建好的文件夹的话可以把此文件夹路径set到工程目录，这样可以让3ds max在打开文件时默认指定到设置好的文件夹。（2）创建模型的时应该尽量简化和优化模型，在不影响显示效果的情况下模型的点和面要尽量优化

38、，否则在渲染时会极大的加大系统cpu的负担和增加渲染的时间，例如一些不影响模型整体效果的线面都可以适当的进行删减以及场景中看不见的面都可以删除。（3）创建模型时要注意打开软硬边显示，以便第一时间检查到模型存在的一些小缺点，例如模型的明暗过渡问题。软硬边不仅仅是对线的属性的设置，并且是一种建模的手段，如8条软边的柱体就可以当成圆柱体，这样就节省了资源且减轻了机器的负担。（4）利用好3ds max支持的许多插件可以适当减少书院设计的操作难度和节约此阶段的时间，比如在一些曲面和变换次数较多的面上就会用到“定义平面”：将3个点定义一个平面，然后将选择的点吸附到此平面上。（5）建模时要学会定时保存文件，

39、在做模型的时候要经常对做好的场景进行保存，快捷键是ctrl+s，这样可以减少一些意外出现时重复建模的工作量；保存时要记得先删除历史记录，带着历史记录保存的场景会加重机器的负担，而且占用计算机的内存，所以删除历史记录也是必不可少的。（6）场景做的所有模型必须根据真实的比例来制作，部分必须参考人体工程学以免场景中出现一些不切实际的物体。在场景中需要创建一个距离测量工具，用吸附点的方法来度量模型的长宽高。（7）对于一些重复的模型，先做好一个模型之后应当分好uv在进行复制，这样被复制的模型的uv也被一起复制，可以节约大量复制之后赋予属性的时间。对于一些模型相同但是材质不同的模型复制时不要用关联复制14

40、。（8）部分左右对称的模型可以删除模型一半关联复制出来，一半做完之后在进行合并，合并之后在把2个模型相接的点合并，可以起到事半功倍的效果。（9）对于场景中一些自己不熟悉的模型，可以上网搜索图片后集合参考，结合各个优点为一体再进行创建，不要盲目制作。（10）场景中部分模型有几种不同的材质要合理的分离面，方便后期的贴图的制作。（11）创建新的模型时要记得边做边改名字，以节约后期处理的时间。（12）要秉着一边做一边学习的态度，建模和进行编辑时要细心，要对自己有信心，不要浮躁，出现问题要及时的上网查询相关资料或者向指导老师请教。场景中的部分小亭子模型如图4-3所示。图4-3 先贤书院中的亭子先贤书院的

41、模型如图4-4所示。图4-4 先贤书院白鹿洞书院最终的外形如图4-5所示。图4-5 白鹿洞书院4.3 photoshop贴图制作阶段此阶段主要是把收集到的材料进行整理后编辑，用photoshop处理信息收集阶段时用数码相机拍摄的相片，用来对做好的模型赋予材质。要做出好的材质贴图，就要把图片做成无接缝贴图以及设置好图片的颜色和明亮度15。草坪材质以及屋檐alpha透明贴图的制作16：草坪的制作，创建一个兰伯特材质球，在它的color节点上调一个淡绿色，进入凹凸贴图节点，调节凹凸值为0.466，凹凸深度为1.000，use as下拉列表中选择bump，进入bump value节点，给它一个3d纹理

42、噪波（noise），调节参数为振幅0.51、比率0.45、频率比2.00最小级别0、最大级别9.00。此时打开高质量显示就能看到草坪的效果了。草坪材质的对比如图4-6和4-7所示。 图4-6材质前 图4-7材质后屋檐alpha透明贴图的制作：打开photoshop cs4，打开已经准备好的屋檐贴图，用魔棒或者选择像素工具把图片中需要显示出来的屋檐通过选区选取出来，然后打开通道，在通道中创建一个新的层，在这个层把前面的选区填充成白色，（透明通道中白色为不透明，黑色为全透明）。在屋檐的图层下面再新建一个图层，填充一个浅绿色，这样就能防止贴图边缘出现白边和锯齿。最后将此文件另存为tga格式，选择32

43、位，这样保存的文件才会保留透明通道16。最终屋檐alpha透明贴图效果如图4-8和4-9所示。 图4-8贴图前 图4-9贴图后在该阶段需要注意的是：（1）画贴图时最好一边画一边在3ds max中查看效果。（2）尽量多使用快捷键，这可以节约自己很多的时间。（3）在绘制贴图之前要对模型的uv进行展开。（4）展开uv之前先赋给模型一张像素为1024*1024大小的棋盘格贴图来直观的显示模型的uv是否有拉伸和重叠，以及用来确定贴图像素的大小：用一个单位大小的长方体在模型表面，然后缩放已经展开的uv使这个长方体所占的像素在3-4之内。（5）已经分好的uv要最大化的利用贴图的面积，做到不浪费贴图资源。（6

44、）在3ds max中导出uv的线性图，更改颜色和设置保存格式为png格式14。（7）无接缝贴图的制作：无论是对3d图像或是网页的制作，无接缝贴图都是很重要的。定制好图像后，在水平和垂直方向上位移，一般设置位移量为图像大小的一半，最重要的是将未定义区域设为折回。在完成位移之后，用橡皮图章工具在图像的拼合处涂抹，消除接缝，然后将图像定义为图案。用这种图案填充，就可以得到无缝的背景图像。在本项目中的二方连续贴图和四方连续贴图都有涉及到。（8）可以用裁切工具来一步完成旋转和剪切的工作：先用裁切工具画一个墙框，拖动选框上的控制点来调整选取框的角度和大小，最后按回车实现旋转及剪切。测量工具量出的角度同时也

45、会自动填到数字变换工具对话框中。 （9）去掉图片中的龟纹。由于某些方面的原因，输入电脑的图片会有一些龟纹，在此基础上进行编辑处理，会影响以后的效果。使用滤镜中的功能处理过后放大也不会出现龟纹了。（10）收集到的素材放进贴图合成时要记得更改其色阶和色相，否则会使失真。（11）制作alpha透明贴图时要处理好选区的大小问题，最好在做好的图层下面再新建一个图层填充一个与原图相近的颜色。通过利用photoshop贴图制作软件仔细的对前期已经制作好的白鹿洞书院模型进行材质贴图和反复的修改完善，最终制作出白鹿洞书院贴图后的整体效果图如图4-10所示。图4-10 白鹿洞书院贴图后的整体效果图5 unity3

46、d虚拟导航我的课题就是建设与研究白鹿洞书院的虚拟游览资源平台，所以将白鹿洞书院放在一个什么样子的虚拟游览平台上，要怎么去实现它的游览这个是很重要的。这一部分就是阐述我怎么用unity3d这款软件来具体实现白鹿洞书院的虚拟游览资源平台。5.1 模型的导入unity3d虽然支持很多格式的模型，但我们经常用到的是fbx格式，而且出错比较少。在3ds max中将模型导出为fbx格式文件，命名为bailudong.fbx后，在打开的unity中可将模型直接移动拖放到project（项目文件栏）中，此时在project中就可以看到一个正方体形状的名为bailudong的文件。然后将它移动到scene场景面

47、板中，此时在hierarchy层次清单栏中也可以看到bailudong的文件，双击鼠标左键模型就出现在了scene的中间了。导入unity3d后的模型如图5-1所示。图5-1 导入unity3d后的模型5.2 模型的贴图本来在3ds max中已经做好了贴图的模型，但导入unity3d中，贴图却丢失了，所以还得重新进行贴图。不过，这次的贴图会比较简单了。将3ds max中用到的贴图全部复制到unity文件中的textures文件夹中，这样对照着3ds max中的模型在unity中就可以方便的贴图了。例如，我们给书院的大门做贴图，先在s cene场景中选中大门双击后，就可以在inspector面板

48、中看到一个select选项，在textures文件夹中找到对应的图片直接拖到到select上。这样，大门的贴图就做好了。unity3d中完成贴图后的模型如图5-2所示。图5-2 导入unity3d做完贴图的模型但是，如果只是这个模型的话，感觉还是差点什么。现实中有蓝天白云，所以我们需要给模型也加上蓝天白云。在unity3d中，有大量的天空盒的素材，所以制作的方法也比较简单：在菜单栏中选择edit下的render setting，这是在inspector面板中显示的render setting的属性如图5-3所示。图5-3 render setting的属性然后在skybox material中

49、指定一个天空盒材质就做好了，经过美化处理后的白鹿洞书院模型如图5-4所示。图5-4 美化后的白鹿洞书院模型5.3 书院全景的虚拟本虚拟平台是由menu.场景和main场景构成。menu场景就是运行时看到的虚拟平台的首页，相当于开场画面；main场景则是主要的场景，是整个虚拟平台的运行场景，相当于运行画面。menu场景的制作过程：在gui文件夹中选择首页图片，调整main camera参数：将projection设置为orthographic正射，在这种模式下的一切显示物体都变为2d的成像效果了。然后添加一个main_menu_controller属性，将它的参数设置成如图5-5所示。图5-5

50、main_menu_controller属性的设置这样，本虚拟平台的开场画面就完成了。根据书院的框架功能，要实现从主页面跳转到各个子页面就必须要添加一些按钮，并且给各个按钮都进行定义，例如，“景观漫游”的定义为btn1pressed，“书院全景”定义为btn2pressed，这是两个的大的功能模块。此外，我还添加了一些对各个书院的文字介绍btnmaininfopressed函数。当然，要用到按钮的话，首先就需要制作按钮。在unity3d中，ezgui插件对于按钮等的触发事件的制作有很大的用处，所以我在制作的过程中主要使用ezgui插件。在photoshop软件中将文字编辑好后，用截图工具将它们

51、做好处理后。在unity中的project面板下建立一个gui文件夹，用来专门存放要用到的一些书院的介绍、“返回”按钮和“进入漫游”的图片，然后放到gui文件夹中。存放图片的gui文件夹如图5-6所示。图5-6 gui文件夹对白鹿洞书院的简介文字截图如图5-7所示。图5-7 白鹿洞书院简介返回按钮如图5-8所示。图5-8 返回按钮进入漫游按钮如图5-9所示。图5-9 进入漫游按钮具体的实现为:点击图5-10中的“书院全景”按钮跳转到图5-11的场景。 图5-10 平台首页 图5-11 跳转后的场景void btn1pressed() / btn1pressed就是“书院全景”按钮，点击就会跳转

52、到右边的那个页面itween.fadeto(themainpanel, itween.hash(time, thefadeouttime, alpha, 0, oncomplete, btn1presscomplete,oncompletetarget, gameobject);hidepersoncontroller();showthetabpanel();void btn1presscomplete() debug.log(complete);if (themainpanel != null) themainpanel.setactiverecursively(false); 点击“书院全

53、景”后，它就会跳到右边的页面，然后我们就可以选择自己想要游览的书院。假如想要游览先贤书院，就点击“先贤书院”的按钮，然后选择“进入漫游”就会进行浏览。其实现的代码如下：void jinrumanyou1() /开始进入漫游itween.fadeto(thetabpanel, itween.hash(time, thefadeouttime, alpha, 0, oncomplete, jinrumanyou1complete,oncompletetarget, gameobject);void jinrumanyou1complete() /完成对先贤书院的游览hidethetabpanel(

54、);if (themaincontroller != null) themaincontroller.goplace1();在游览完之前，想要对游览的这个书院有所了解的话，就可以点击如图5-11所示的右上角的那个“简介” 按钮，具体实现如下：图5-11 简介按钮void btnmaininfopressed() /这个是主页上的介绍，对白鹿洞书院的整体介绍if (themaininfopanel != null) if (ismaininfopanelshow) itween.moveto(themaininfopanel, themaininfopanelpos1, 0.5f);ismain

55、infopanelshow = false; else itween.moveto(themaininfopanel, themaininfopanelpos0, 0.5f);ismaininfopanelshow = true; “进入漫游”后，它是由系统自己控制的线路进行游览的。建一个path_controller，给它添加follow the path属性如图5-12所示，用来设置虚拟平台的线路游览。图5-12 follow the path属性的设置其中的the time就是用来设置游览的时间，我们看到的游览速度的快慢就是调整它的来的，时间越长，那游览的速度就越慢。假如游览的是先贤书院，就是t