基于虚拟现实的三维虚拟校园系统的制作开发和,本文是关于虚拟校园相关毕业论文怎么写与虚拟现实和虚拟校园系统和制作开发方面毕业论文怎么写.
虚拟校园论文参考文献：
摘 要：为了解决传统三维软件模型缺乏交互性的问题,我们使用了交互软件设计了虚拟现实三维漫游校园系统,以校园为模型,整理校园地形与建筑CAD图纸,按照比例在3ds max中建立校园模型,制作真实的校园模型贴图并进行贴图烘焙,最后导入unity交互软件实现自主漫游.
关键词：虚拟现实；三维模型；烘焙贴图；校园系统
校级课题三维虚拟校园系统的制作开发与研究——以青岛滨海学院为例,批准号20Q01
虚拟现实技术是一种计算机与艺术相结合的综合技术,其涉及到人工智能、计算机图形学、三维软件建模等多种技术,以构造一个真实的“虚拟世界”为目的；具有创造性、交互性、情境性、沉侵性、多元性的特点.本文依托校级校级三维虚拟校园系统的制作开发与研究撰写以滨海校园虚拟系统来对虚拟现实技术进行介绍,虚拟校园是校区内地形、建筑、植被等为模型,实现学校的三维虚拟环境,其可以起到对外宣传校园与校园文化交流的作用,使人足不出户就可了解我校的全貌,也有利于校园管理者对校园各区域的规划与管理.
三维虚拟校园系统主要由两部分构成：整体校园模型的创建与unity交互系统的实现.本文以我校为例,采用基础几何建模方法建立虚拟校园系统,首先需要整理学校建筑的CAD图纸,然后导入3ds max中建立校园建筑模型,之后对模型贴图进行烘焙以得到具有真实感的三维模型,最后在unity交互软件中实现自主漫游.下图为整个制作流程：
一、校区建模存储管理要求
在模型制作过程中,CAD和3ds max单位要求统一为米；模型制作中不能使用镜像、缩放复制；贴图绘制要统一颜色,不能使用多维子材质球；存储命名也是是比较重要的,如果命名不当,在后期漫游合成时会出现贴图丢失.模型命名要求使用楼名简称加数字符号等,例如：20181010HDL；纹理命名要求根据模型命名进行,例如20181010HDL001,每张纹理名称都以模型命名基础加001,002,003……以此类推.模型存储时使用归档存储方式存储,防止更换电脑造成贴图丢失.
二、校区三维模型制作
1.校区基础数据整理
本项目是根据我校校园整理规划图、建筑楼群图、平面建筑CAD图纸进行建模.首先深入考察校区地形、建筑分布,然后严格按照图纸中校区布局按实际比例建模,从而有效提高建模质量与工作效率,防止出现模型比例失调.
校区制作根据规划分为北校区、西校区、南校区三部分,每个校区包括教学楼、绿化植被、道路、人工湖等,对校区细分,这样有利于模型建立优化与摆放.建立虚拟校园的第一步为整理校园CAD设计图纸,图纸是建模的依据,整理图纸需要把无用的标识、杂线等去除掉,保留基础轮廓线、位置等 .
2.校区三维模型建立
创建虚拟校园系统的关键在与三维模型的制作,模型制作的效果直接影响虚拟系统的画面质量与运行效果.建模前要对软件但对进行检查,其次在建模过程中一般选择的建模方式是基础的多边形建模.将校区整理好的CAD图导入MAX中开始建立校园模型,该模型分为地面环境模型、校区建筑模型、校园绿化模型、路灯等道具模型.在校园地形环境建立中,伟伟样条线的绘制是重点,相似样条线可以直接进行复制,然后修改设置参数.校区绿化模型中树木植被是比较难达到真实效果的,若将树模型细化制作会导致模型复杂、线面数量成倍增加,故在本系统制作中采用了十字交叉面透明贴图法表示,在减少面的同时可以再视觉上看到一颗完整的树木.由于本系统后期是要在unity中实现运行的,顾建筑模型要尽量减少模型面数,所以在制作中凹凸不超过0.5米的造型不在模型表现,使用贴图表现.
3.校区三维模型优化
校园建筑模型建立后要对其优化,优化结果将直接影响虚拟漫游系统的运行速度.三维模型主要优化内容包括：精简模型面数与精简模型个数；本课题所采用的优化方式是合并相邻模型减少模型个数,清除多余的点线减少模型面数.优化模型保证漫游交互系统的漫游速度.
三、校区文理材质贴图制作
在虚拟校园漫游系统中,我们需要的是将整个校园环境进行呈现,想要实现这一目的,就要依靠大量的真实拍摄图片,包括各个角度及局部的拍摄图片.图片是要用到模型中进行仿真贴图制作使用,故在图片采集时应尽量排除杂质的干扰,比如,阴影、遮挡、等,以减少后对图片后期处理的工作量.拍摄图片时应当注意建筑物的整体造型与局部造型.此外,在贴图处理颜色校正时所有同色建筑的贴图颜色要统一.
四、虚拟校园漫游实现
将制作好的建筑模型、地形、植被等导入unity系统中进行编辑,并为画面添加音乐、雾化、阴影等效果.设置第一人称角色控制器,并设置其位置高于地面位置,防止角色控制器运行时有穿越.
碰撞检测是模拟物体遇到障碍时的物理反应,也是漫游系统最基本的条件,碰撞检测简单来说就是当人物碰到建筑物时候会停止前进或者在距离建筑物一定距离时停止,如果人物直接穿越了建筑,会产生失真的现象.Unity提供了五种碰撞器,分别是：box collider、sphere collider、capsule collider、mesh collider和wheel collider.碰撞的发生方式有碰撞器方式和触发器方式两种.
随着计算机技术的不断发展,基础虚拟现实技术的校园漫游系统越来越多的被各高校接受,既可以提高校园的知名度,又可以为学校众多学子提供方便.下图为虚拟校园系统画面展示：
参考文献：
[1]向文欣.基于虚拟现实的三维漫游校园系统的开发与设计,2018.
[2]魏云刚.3D虚拟世界设计与制作.中国工信出版社,2015.
作者简介：
张新苓,讲师,青岛滨海学院.
王书鹏,讲师,青岛滨海学院.
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