天津师范大学八里台校区三维虚拟场景浏览系统构建

1、天津师范大学八里台校区三维虚拟场景浏览系统构建【摘要】如今，虚拟现实技术己经成为计算机技术中研究和应用的热点，其中，虚拟校就是其在教育领域的典型应用。文章以天津师范大学八里台校区为研究对象， 使用多种计算机技术进行处理与集成。最终完成天津师范大 学八里台校区三位虚拟场景浏览系统的设计并将研究成果 进行了展示。【关键词】虚拟校园；三维虚拟场景；天津师范大学 一、三维虚拟场景浏览系统概述（一）天津师范大学八里台校区三维虚拟场景浏览系统 设计方案本系统的建立将集合使用photoshop、3ds max、arcgis、 visual studio等一系列工具，具体设计方案如图1所示。图1（二）三维场景

2、制作主要工作1. 外业拍摄一一即地面摄影影像采集，是三维场景建 设的基础工作之一。2. 底图校正一一所使用的软件为arcgis,校正后得到 坐标正确且与实际地貌特征相符的底图，以备后期使用。3. cad 即计算机辅助设计(computer aided design)通过autocad的提取处理，得到相应地区的cad底图及坐标信息，以便导入3ds max进行后期建模。图24. 纹理图样的处理一一三维虚拟场景制作工作中的基 础部分，主要应用的软件为adobe公司的photoshopo主要 工作是根据外业拍摄工作中得到的数据编辑处理出三维建 模过程所需的纹理图样，用于模型的贴图处理。5. 三维模型制

3、作 本论文所采用的三维场景的建立 技术主要是建立在3ds max平台之上。在导入cad底图后根 据cad文件绘制模型轮廓，在此基础之上创建立体模型，随 后对模型贴图。结果如图2所示。三、三维虚拟场景浏览系统的功能实现天津师范大学八里台校区三位虚拟场景浏览系统主要实现功能为虚拟校园中模型的显示、场景漫游及相关设置、场景内属性及坐标的查询、距离量算等。（一）显示效果的控制改变显示效果菜单栏下有“显示/隐藏影像图”和“打开/关闭背景音乐”两个选项，用于系统的基础功能控制, 单击后即可生效。为实现效果控制，对应视窗界面下的各项 效果控制命令，不同命令的初始默认值不同，用true和false控制开关。（

4、二）漫游浏览功能的实现 图3本系统设计通过键盘操作可进行在虚拟场景中漫游，用 户手动漫游方式主要依靠键盘操作。对应功能如下：“w” 向前移动。“s" 向后移动。"a” 向左 旋转。“d” 一一向右旋转。“ + "视点抬高。“-”一一 视点降低。用户可通过以上按键在此三维虚拟场景中进行漫 游，全方位地体验本系统，如图3所示。（三）步长设置功能的实现浏览菜单栏下有“视点复位”、“自动漫游”和“步长 设置”三个选项，下面主要对“步长设置”功能进行介绍。本系统提供了步长设置功能，用户可通过设置不同的步长值 来调控漫游过程中的步长幅度。配合键盘按键、“s”、“a”、可实现场

5、景漫游浏览。点击“步长设置”命令后，即弹出“漫游步长参数设置”窗口，用户可对前后移动 步长、左右旋转角度及视点升降角度进行设置。其中，前后 移动步长值对应“w”键和“s”键操作步长值；左右旋转角 度步长值对应键和键操作步长值；视点升降角度步长值对应“ + ”键和”键操作步长值。设置完成后点击 “确定"即可，如若不想保存此设置则需点击“取消"。（四）查询量算功能的实现查询量算菜单栏下有“属性查询”、“坐标查询”和“距离量算”三个选项。首先需要对系统中的查询量算操作进行控制，目的是实 现此系统的空间量算功能。在属性查询状态下点击虚拟场景中模型，当系统数据库 中有用户所查询的模型

6、信息时，将弹出“地物属性”窗口， 如图4所示。图4（五）坐标查询功能本系统提供了坐标查询功能，用户可在视窗中点击虚拟 场景中任意空间点，系统将提供给用户该点的空间坐标位 置。图5点击"坐标查询”命令后，系统进入坐标查询状态，此 状态下在鼠标点击虚拟场景中任意点，即可弹出对应对话框 显示该点坐标。若想退出坐标查询状态只需再次点击"坐标 查询”命令即可。效果如图5所示。（六）距离量算功能本系统提供了距离量算功能，用户可在视窗中通过鼠标 选择两个目标点，以测量出该两点间的距离。点击“距离量算”命令后，系统进入距离量算状态，此 状态下在鼠标点击虚拟场景中任意点后，将出现红色线划随

7、鼠标移动，直至在虚拟场景中再次点击鼠标左键选取另一 点，此时单击鼠标右键，系统将计算出此两点间距离并将弹 出对话框告知用户。若想量算其他两点间距离，只需重新选 择点即可。若想退出距离量算状态只需再次点击“距离量 算”命令即可。距离量算效果如图6所示。图6四、结语本文以天津师范大学八里台校区三位虚拟场景浏览系 统为主要研究对象，对其构建过程进行了较为细致的分析。 对在构建系统过程中使用到的各种软件进行了介绍，并对相 关的使用方法进行了概括。是在虚拟校园领域的又一次探索 和实践。参考文献1 the virtual reality modeling language international standard s. iso/iec14772, 1997.2 伍周凯.建筑三维建模高级技法m