1、武汉科技大学中南分校本科毕业设计( 论文)题 目：三维校园的开发与设计全景校园虚拟漫游武汉科技大学中南分校 2010届毕业设计(论文)I毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学 历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期： 使用授权说明本人完全了解 大学关
2、于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 陈诚：三维校园的开发与设计II三维校园的开发与设计即全景校园虚拟漫游技术的实现陈 诚摘要虚拟现实(Virtual Reality，简称 VR;又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的
3、模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。 VR 是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的 3D世界影像传回产生临场感。该技术集成了计算机图形(CG)技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机技术辅助生成的高技术模拟系统。以武汉科技大学中南分校环境为虚拟空间,拍摄教学楼、图书馆、体育馆、宿舍区、道路、树木
4、、花园、亭阁等室外场景生成全景图,实现虚拟校园实景漫游,并为用户提供键盘、鼠标等多种控制手段和人机交互方式。而整个技术设计中需要解决的三个问题是：全景图的生成、漫游空间的编辑和浏览器的设计.关键词：虚拟现实;圆鱼眼图像;图像拼接;全景漫游;PV3D;FLASH AS3.0武汉科技大学中南分校 2010届毕业设计(论文)IIIThree-dimensional design and development campusPanoramic Virtual Tour technology is the realization of the campusCheng ChenAbstractVirtua
5、l Reality (Virtual Reality, referred to as VR; they translated spiritual environment, fantasy really) is a high-tech in recent years, also known as Virtual Reality technology or artificial environment. Virtual reality is the use of computer simulation to generate a three dimensional virtual world, t
6、o provide users with regard to visual, auditory, tactile simulations, Users, as immersive general, in time, there is no limit to observe the three-dimensional things inside.VR is a comprehensive integrated technology involving computer graphics, human-computer interaction technology, sensor technolo
7、gy, artificial intelligence, it generates a realistic three-dimensional computer vision, hearing, smell and other sense of people as participants through the appropriate device naturally on the virtual world to experience and interact. Location of mobile users, the computer can immediately conduct c
8、omplex calculations, will be accurate 3D images back to produce the worlds presence. The technology integration of computer graphics (CG) technology, computer simulation technology, artificial intelligence, sensor technology, display technology, network parallel processing technology, the latest dev
9、elopment results, is a computer-aided generation of high-tech simulation system. To the Wuhan Branch of the environment for the virtual space, filming teaching building, library, gymnasium, dormitory areas, roads, trees, gardens, pavilions and other outdoor scenes generated panorama, virtual school
10、Virtual Tour, and to provide users with the keyboard, mouse and other means of control and human-computer interaction. The technical design of the three issues need to be addressed is: panorama generation, roaming space, the design editor and browser.Key Words: Virtual reality; circular fisheye imag
11、es; image mosaic; Panorama; PV3D; FLASH AS3.0陈诚：三维校园的开发与设计IV目录前言 .1第 1 章 虚拟现实技术 .21.1 虚拟现实技术的概念 .21.2 虚拟现实的特点 .21.2.1多感知性（Multi-Sensory） .21.2.2 浸没感（Immersion） .21.2.3交互性（Interactivity） .21.2.4构想性（Imagination） .31.3 虚拟现实的关键技术 .31.3.1基于动态环境的建模技术 .31.3.2应用系统开发工具 .31.4 虚拟现实的研究现状 .31.4.1国外研究现状 .31.4.2中国
12、研究现状 .4第 2 章 虚拟校园技术 .62.1 虚拟校园的基本概念 .62.2 虚拟校园的建模方法 .62.2.1基于图形的建模与绘制 .62.2.2基于图像的建模与绘制 .62.3 全景图的概念 .6武汉科技大学中南分校 2010届毕业设计(论文)V2.3.1全景图的特点 .72.3.2 全景图的生成 .72.3.3 全景图的公共隐私处理 .82.4 虚拟校园的优势 .92.4.1 直观的了解校园 .92.4.2 方便学生 .92.4.3 有利于招生宣传 .92.4.4地图便笺功能 .92.4.5丰富的应用接口功能 .102.4.6校园信息搜索引擎 .102.4.7优化领导管理 .10第
13、 3 章 技术实施说明 .113.1 全景图生成制作技术 .113.1.1 照片的拼接技术 .113.1.2 FLASH 技术 .123.1.3 利用软件直接制作全景图 .20第 4 章 校园地图与风景展示 .224.1 校园地图立体化导航的意义 .224.2 校园地图的实用性研究.224.3 校园地图的升级.244.4 校园风景的展示与地图的结合.24陈诚：三维校园的开发与设计VI4.4 校园导航地图的制作.26第 5 章 导航地图上的应用接口 .285.1 地图导航中加入商家的展示.285.2 地图导航中加入社区的元素.285.3 地图导航中加入游戏的元素.285.4 说明.28结论 .2
14、9致谢 .30参考文献 .31武汉科技大学中南分校 2010届毕业设计(论文)第 1页 共 31页前言学校为了展示自身风采,越来越重视宣传,需要一种更为直接的方式宣传自己。虚拟现实技术应用于学校,就是虚拟校园,能够全方位地展示学校的各种软硬件环境。本文对全景漫游技术进行了讨论,认为全景漫游技术中需要解决三个问题:全景图的生成、漫游空间的编辑和浏览器的设计。在对全景漫游技术探讨的基础上采用基于两张圆鱼眼图像的球面全景生成方法生成每个场景的球面全景图,从而实现一个中等复杂程度的、具有一定人机交互能力的校园全景漫游系统。先进高校整个系统里面，最薄弱的环节就是校园的电子化信息建设，虽然在整体或者局部实
15、现 OA 自动化，但是对校园信息整体上没有一个立体化、形象化的展示，只能通过基础文字性的网页，加上几张照片，算是对学校的一个展示，这样不但给学校自身形象建设上拖后腿，另一方面也不利于新生和家长对校园环境有一个快速全面的了解，从而去花大量的时间和力气去徒步丈量。教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。虚拟校园也是虚拟现实技术在教育培训中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览 基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园 以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程
16、教育基础平台，虚拟远程教育、虚拟现实可为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，由局域网工具作校园网站的链接，可对各个终端提供开放性的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益。随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐，最终在教育培训领域广泛应用并发挥其重要作用。本论文就是研究如何利用现有的计算机技术，将校园平面图或者照片制作成一个立体形式的展示影片，甚至可以实现虚拟校园漫游，包
17、揽校园全景的功能。通过鱼眼图像原理，抽象到平面照片上，在无缝拼接的画面上实现定点旋转展示，也是对 FLASH AS 语言的一个更加深入的了解，利用 PV3D 基础类，实现强大的虚拟校园漫游成果。陈诚：三维校园的开发与设计第 2页 共 31页第 1 章 虚拟现实技术1.1 虚拟现实技术的概念虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算
18、机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。从本质上来说，虚拟现实就是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视觉、听觉、触觉等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作。根据虚拟现实技术所应用的对象不同，其作用可表现为不同的形式，例如将某种概念设计或构思可视化和可操作化，实现逼真的遥控现场效果，达到任意复杂环境下的廉价模拟训练目的等。1.2 虚拟现实的特点1.2.1多感知性（Multi-Sensory）所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有
19、的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。1.2.2 浸没感（Immersion）浸没感又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。 1.2.3交互性（Interactivity）用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时
