塑§ Ｑ：塑 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｎｅｒａｌｄ 学术论坛 虚拟校园系统的研究① 徐娟 （广东环境保护工程职业学院机电工程系广东佛山摘５２８２１６） 要：谈文介绍了对虚拟校园漫游系统的研究，提出了开发系统的功能需求，建模 系统交互需要考虑的关键问题，并针对各问题提出相应的 优化措施，最后指出本系统的可扩辰空间。 关键词：虚拟现实遗型语言 动态交互式 虚拟漫游 中图分类号：Ｇ７１７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－－０９８Ｘ（２０１３）０６（ｃ）－０２２４－０２ ｖ校园漫游的开发可以让学校通过更直 观的方式展示其形象，是很好的宣传工具， 另外，交互、景观模型的浏览、查询等扩展 应用可以让人们更了解学校的情况，加强系 统的效果。 １功能需求分析，在本系统中主要需要 解决问题 （１）真实展现，校园漫游如果不能够真 实或者同比例展示景观，那么将违背初衷， 这样的系统没有其价值。所以，需要有对每 栋建筑进行全方位展示场景，并配合文字 的说明，让浏览者对校园环境有更直观的体 会。 （２）可以进行交互操作。如果只是单纯 以随意选择校园中的景点和参观路线，并 实现碰撞检测功能，即避免发生不合逻辑 的浏览，用户缺少了主观能动，也会减弱系 通过鼠标键盘来漫步并改变视点：校园中 的穿墙而过等问题。具体工作包括：检测到 统反馈的效果。而互动操作，可以极大拉近 个景点配有声音解说介绍；访问系统时，试 用户与真实环境之间的距离。 点和场景的转换都是在客户端进行，场景 （３）可扩展性。主要体现在前台和管理 数据的传输速度比较快。根据对多种方式 界面的设计上，前台就是展示界面；管理界 的比较，采用３ＤＭＡｘ将三维模型建好，然 面是对整个系统比如在建筑信息、楼字职能 后转换为ＶＲＭＬ格式。建模初期，为保证最 介绍等的数据库信息管理，整个界面的管理 后的虚拟效果，数据一定要准确可靠，前期 等，以方便后期的扩展。用户可以通过查询 准备工作有：①为了使场景真实，我们需要 功能找到自己感兴趣的位置，并且能在二维 获得：规划总平面图，实地采集的数码照片 的地图中显示用户当前所在的位置，实现三 等。②收集纹理数据，包括顶部纹理和侧面 维与二维的切换。 纹理，主要通过摄影方式获得。 （２）数据库信息包括：建筑物信息和用 户信息。而后台信息维护包括建筑物信息 ２功能实现上 （１）在虚拟现实的建模上，使用ＶＲＭＬ 维护、权限菜单等。（３）为保证虚拟系统的真实效果，需要 技术，它的优点是用户通过浏览器访问者可 有碰撞，计算出碰撞发生的位置，目前常用 的技术有：轴平行包围盒ＡＡＢＢ算法，任意 方向包围盒ＯＢＢ算法。 （４）为了避免在虚拟系统中出现迷路 可 采取：三维与平面地图切换；或者使用“回 到上一节点状态”功能（图１）。 ３关键问题解决 （１）在建模的过程中，分类别进行，首先 对于大型建筑物，如行政楼、实训楼等，采 取３ＤＭＡＸ和ＶＲＭＬ混合建模，对楼群的 建模主要是利用ＶＲＭＬ的几何节点和外观 节点来完成的，先建立三维实体模型，再对 模型的前后左右以及顶面通过３ＤＭＡＸ的 ｅｄｉｔ ｍｅｓｈ功能实现面片分解，再对每一个 面片分别进行纹理材质贴图。我们可以将每 个模型作为整体单独输出，方便在ＶＲＭＬ 里面进行进一步修改。 而树木、路灯等物体在场景中出现次 数很多，如果均采用实体建模会大大增加 文件体积，减慢浏览速度，因此可采用广 告板节点来对它们建模，此方式是利用平 面图像来代替立体图像，可以在不影响效 果的前提下减少容量和系统的复杂度，比 较适用于对称的小物体，比如路灯、树木 等。 （２）交互功能实现方法。在模型中定义 节点，并设置对应的位置目标值和旋转目 标值，控制在虚拟系统中的位置和状态。 图１系统功能图 简单交互功能可以使用ＶＲＭＬ的导航和 检测器节点完成，比如大门的打开等简单 交互，当用户点击鼠标时，可以打开触发 器，并通过ＲＯＵＴＥ节点触发时间插值器节 （下转２２６页） 图２ ①作者简介：徐娟（１９７０．７一），女，汉族，湖北人，工学硕士，讲师，系主任，研究方向：主要从事电子信息及计算机应用工作 ２２４ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ２９ １ｉ ：塑 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯＩｏｇｙ １ｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 学术论坛 （３）外购电器盒，大小能放置好稳压电源和 ． Ｉ ， ●Ｉ●Ｉ ７＿＞’ ◆ ｑ◆ ｌ＼ ・ｌ 、 连接线即可。 ｎ－ｒｒ—＿、 Ｉ Ｌ ． （４）电器盒需有一根进线插头，接２２０ Ｖ插 － 座，一根出线七芯插头，插座固定在夹具上合适 卜｝◆Ｉ ｌｌＩＩ ｌ ｈ－卜ｎ ■ 匝 ｝卜 Ｉ ● ，，－ 一ｌ ｌ｝ＩｌＩＩ◆州Ｉ ’ ｉ ｌ 位置，插座线接在夹具６个定位销上，１根线接在 夹具底座上，定位点位置和电器盒上的叶片示意 图对应起来。 ● ● Ｉ ’。 ２ 夹具使用说明 设计、制造完成夹具。此套夹具使用时 应注意以下问题： ● １掏● 固 囝 ＿＿ ］ｌ ｒ － ｆ｛ ‘ 囝 囝 口 ● （１）将叶片放在方箱单元中，通过接触 情况显示单元观察定位销与叶片接触情况， 保证定位销精确定位单元必须与叶身完全 接触，从而保证叶片在浇铸块中的位置精 度。 。 衄 铡ｌ－／ ＾、 冬 ’ 畚 ．侉 ● －Ｉ１ ● ．ｈ ， Ｉ 、、 一 ｌ ｌ 』 ｌ ，＾ 、、ｉＩ ● 口 臁 广 回 国 ／ ＠ 回 （２）叶片在方箱中定位准确后，闭合浇 注系统，稳定后，打开浇注系统，观察叶身 情况，调整压紧件，保证叶紧叶片的同时叶 身无压痕。 ． ｜’ －， ｌ 图２ ／， （３）浇铸完成后，首先加工５～７件产品， 待去掉包容块后，对叶片进行检验，以判定 定位是否准确。根据检验结果对定位销精 确定位单元进行调整。 （４）经过调整、试加工出合格叶片后固 浇铸央具定位点显示圈 《 ＞ ，ｔ．—一 ，ｔ、 ，、、 ，—－－、 化此批次精锻叶片的封包夹具定位数据， 进行批生产。加工一定数量后进行叶片抽 检，合格则继续浇铸、加工。 、 —＿＿、 （ ｝ 乇 于 ∈ 参考文献 ［１】航空制造工程手册：发动机叶片工艺 Ｖ 【Ｍ】．北京：肮空工业出版社． ［２】成大先．机械设计手册［Ｍ】．４版．北京： 化学工业出版社． 【３】郭文有．航空发动机叶片机械加工工艺 ［Ｍ］．国防工业出版社． １—６曩■点筑珞参考圈 图３ 【４］谭杰巍．叶片精锻【Ｍ】．国防工业出版社． 触时，与之相关联的显示灯将不会亮。如图 ３所示。 （２）联接电线和６个显示灯的接线布置在电 器盒内，电器盒外表面贴打印的叶片示意图，在 圆圈处钻孔，放置６个显示灯。 建筑或部分最大程度上使用重用机制，利 用ＤＥＦ和ＵＳＥ的实例引用可以简化描述文 件。②使用Ｐｏｌｙｇｏｎ Ｃｒｕｎｃｈｅｒ进行优化 和减面，或者使用ＧＺＩＰ对ＶＲＭＬ文件进行 压缩，以减少模型保存时的冗余数据。③根 据真人比例，为不同建筑设置不同视点，并 设定可视距离，减少一次渲染的对象数量。 ④为了节省场景面数量，加快渲染时间，我 们可以对主要场景同时建立精模和简模两 种，在距离较远时采用简模，在距离较近 时，切换为精模。 （４）在实现查询功能时，一个是基于 空间特征信息查询，即将对象实体设置为 （１）外接电源ＡＣ２２０ ｖ＇工作电压ＤＣ２４ Ｖ （上接２２４页） ４结语 在整个系统设计过程中，反复进行了测 试和修改，使之逐步完善，并在最后设计实 现了虚拟校园系统的关系数据库，可以实现 查询建筑物信息、更新等功能。鉴于高职院 校对系统复杂性要求不高，主要从交互、漫 游和浏览速度提升这几个方面进行设计，基 点，然后触发位置插值器，输出一个变化的 三维坐标目标位置，由经过路由ＲＯＵＴＥ节 点传递给物体对应的节点，改变位置完成 交互。 在实现比较复杂的交互时，因为 ＶＲＭＬ不具备编程能力，所以在交互开发 时，我们选用Ｊａｖａ语言封装类访问场景。 ＶＲＭＬ通过脚本节点（Ｓｃｒｉｐｔ）引入Ｊａｖａ或 脚本程序来扩展其功能，脚本节点具有独 立的ＵＲＬ域，可以在节点中实现自定义的功 能，如交互、动画、动态场景生成等，它使虚 拟系统具有更好的自主判断能力和感知能 力（图２）。 （３）本系统最终应用于网络，所以要保 证它的下载速度。因为整个系统内容复杂， 所占资源较多，为了提升浏览器速度，减轻 其负担，主要采取以下措施：①对相似的 本达到了预期目标，但在多用户交互上需要 更多的提升和优化。 参考文献 【１］李平．嘉职院虚拟校园漫游系统研究与 实现【Ｄ】．杭州：浙江工业大学，２０１０． 锚点，可以进行连接并传递标识符，从数据 ［２】吴华瑞，钟熙．农村社区动态交互式三 库中提取出相关数据。另一个是基于属性 维虚拟漫游系统的实现…．农业工程学 特征信息查询，我们可以通过ＪＳＰ将查询界 报，２００８，２４（２）． 面的语句组织为符合标准的ＳＱＬ语句，从 数据库中提取并显示。 ２２６ 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
