郭再政++張霞

摘 要：三維虛擬校園是數字校園建設的基礎和平臺，在虛擬校園數據平臺上可以對數據系統添加各種信息。用戶可以根據需求調用各種信息，進行校園的虛擬參觀、學習。該文以校園為例，以Google Earth數據源為平臺，利用SketchUp作為三維建模技術手段，實現三維模型校園可視化游覽。解決Google Earth數據與SketchUp建筑物三維模型映射中的數據獲取及相匹配問題，成為構建三維虛擬校園的一種參考解決方案。

關鍵詞：虛擬校園 Google Earth SketchUp

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0110-02

虛擬校園是基于地理信息技術、虛擬現實技術、計算機網絡技術等，將校園地理信息和其他校園信息結合，以三維可視化和虛擬現實場景實現校園景觀、校園信息的瀏覽、查詢，提供遠程用戶訪問的一個新的校園空間。虛擬校園空間主要是利用虛擬現實技術構建，核心是三維模型及數據瀏覽平臺。用戶身臨其境地游覽虛擬校園，并能對虛擬校園中的建筑、景觀、環(huán)境進行瀏覽、操縱及訪問。

谷歌地球可以理解為一個開放式的全球虛擬空間，可以查看衛(wèi)星圖像、地圖、地形、3D建筑物，可以探索豐富的地理內容，進行地球漫游。用戶可以在這個空間中上傳3D建筑物模型。然后通過瀏覽Google Earth即可漫游所建三維建筑物，例如：北京天安門、香港中銀大廈，效果如圖1所示。

1 Google Earth虛擬校園構建途徑

空間數據的獲取，建筑物的三維建模是三維虛擬場地的核心?；贕oogle Earth的虛擬校園建設，首先需要確定研究所涉及的校園區(qū)域，調取相關區(qū)域衛(wèi)星影像數據，結合已有的地形圖，繪制場地的平面圖。通過測量獲取建筑物的高度信息，利用相機對建筑進行拍照，采集建筑物表面紋理。最后使用Google SketchUp軟件對建筑物構建三維模型，再將二維CAD地圖、建筑物三維建模數據整合到Google SketchUp建模平臺中進行三維建模。最后在Google Earth平臺中進行發(fā)布，實現三維虛擬校園。

2 Google Earth校園真實感三維建模的實現

2.1 建筑物平面圖生成及表面紋理數據的獲取

打開Google Earth，調用“搜索”命令。在SketchUp中 “添加位置”，獲取待建模區(qū)域的衛(wèi)星圖。調用CAD軟件插入衛(wèi)星平面空間圖進行CAD平面圖制作，生成的CAD平面圖與Google Earth衛(wèi)星圖保持一致。建筑物各個側面的紋理數據主要通過拍攝照片、GE影像、或固有SKM材質獲取，建模區(qū)域衛(wèi)星圖如圖2所示。

2.2 基于Google Earth衛(wèi)星圖三維建模

取得結構特征信息，將CAD立面數據導入Google SketchUp擠壓建模。打開Google Earth待建模區(qū)域的衛(wèi)星圖，導入三維模型，進行衛(wèi)星圖與三維圖調整、匹配。

2.3 Google Earth環(huán)境下的校園三維虛擬實現

使用Google SketchUp的“添加新建筑物”功能，將模型上傳Google Earth，Google Earth根據下載的衛(wèi)星圖自動匹配與建模區(qū)域對應的位置。三維模型默認保存在Google Earth的“臨時位置”圖層中，需調整保存至“我的位置”圖層中再上傳其他模型。Google Earth環(huán)境下的虛擬三維校園局部，如圖3所示。

3 基于Google SketchUp和Google Earth環(huán)境下虛擬現實的優(yōu)勢及應用

3.1 Google Earth虛擬現實技術優(yōu)勢

Google Earth強大的分布式數據存儲功能為海量空間數據的管理提供了良好的基礎平臺。人人均可免費參與虛擬三維模型設計發(fā)布，接入互聯網，用戶通過Earth客戶端Google Earth數據瀏覽窗口進行虛擬漫游。

3.2 Google SketchUp和Google Earth環(huán)境下虛擬現實應用

基于Google SketchUp和Google Earth的三維建模方法簡單且具有極強的數據融通性?？梢越⒖臻g區(qū)域的三維電子地圖，提供豐富的空間和屬性信息。通過雙向查詢、分析數據應用功能，實現區(qū)域內的上傳建模、環(huán)游、瀏覽及飛行。

4 結語

該文以湖北交通職業(yè)技術學院校區(qū)為例，采用Google SketchUp三維數字校園的構建和Google Earth平臺的虛擬現實發(fā)布進行了闡述，構建虛擬校園環(huán)境，用戶在顯示屏上可以直觀地、全方位地瀏覽生動逼真的、具有真實感的三維校園，可以進行諸如查詢、量測、漫游、飛行瀏覽等一系列操作，具有身臨其境的感覺。在后續(xù)工作中，還需要加入景觀模型及屬性數據庫，進行信息展示、資源管理和環(huán)境規(guī)劃等，應用服務功能還待于進一步研究，以實現三維虛擬數字校園建設的實用化。

參考文獻

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