張曉琪 唐天國 李欣 胡振 張海波 楊華

摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，VR技術(shù)在軍事、國防、教育、建筑等眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。虛擬校園是VR技術(shù)在教育方面的重要應(yīng)用之一。闡述VR技術(shù)特征及應(yīng)用，分析虛擬校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，探討虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。為學(xué)校數(shù)字化校園的建設(shè)起到一定借鑒與參考作用。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);虛擬校園;漫游;Unity3D

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）08-0227-04

虛擬校園是將真實(shí)的校園場景用3D可視化的形式虛擬呈現(xiàn)出來，通過使用輸入設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)交互操作。讓使用者沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，體驗(yàn)到一種身臨其境的感覺，使人們足不出戶就可以極其方便地瀏覽及訪問虛擬校園。通過對校園三維虛擬建模和交互平臺(tái)的設(shè)計(jì)，構(gòu)建虛擬校園漫游系統(tǒng)，系統(tǒng)將校園的展示和游覽有機(jī)的結(jié)合，為此改變了學(xué)校傳統(tǒng)的紙質(zhì)畫冊宣傳方式，為師生提供嶄新的虛擬校園的三維空間環(huán)境。本項(xiàng)目的研究對建設(shè)智能化校園有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 VR技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）簡稱VR技術(shù)，同時(shí)又被稱為”靈境”技術(shù)。它是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多門學(xué)科融合于一體的新興技術(shù)。它以計(jì)算機(jī)為核心的現(xiàn)代高科技手段模擬產(chǎn)生一個(gè)逼真的虛擬三維空間一體化環(huán)境，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)研究、軍事仿真、環(huán)境規(guī)劃、教育應(yīng)用、數(shù)字城市、游戲娛樂、虛擬旅游、工程訓(xùn)練、科學(xué)可視化等各個(gè)領(lǐng)域。虛擬校園系統(tǒng)是VR技術(shù)在教育中的具體應(yīng)用。

1.1 VR技術(shù)特征

VR技術(shù)是一種新型的綜合技術(shù)，它呈現(xiàn)“31”特性，即沉浸性、交互性和想象性3個(gè)特性。

1）沉浸性（Immersion）：是指人們沉浸在虛擬環(huán)境中，具有和在真實(shí)環(huán)境中一樣的感覺。這種真實(shí)感程度越強(qiáng)，表明沉浸性就越強(qiáng)，讓用戶完全將自己沉浸于虛擬的世界之中，如果讓用戶產(chǎn)生一種完全難辨真假感受，這將是模擬場景達(dá)到了理想的程度[1]。

2）交互性（interactivity）：是指用戶對于物體或者對象的互動(dòng)可操作性和從現(xiàn)實(shí)或者模擬的環(huán)境中所獲取信息得到反饋的自然程度，在虛擬仿真環(huán)境中，用戶通過主動(dòng)參與和反饋，這將大力改變和豐富當(dāng)今人們與電腦或計(jì)算機(jī)的信息交流互動(dòng)方式，同時(shí)有利于提升用戶的學(xué)習(xí)興趣和互動(dòng)參與度，充分激發(fā)用戶體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)虛擬環(huán)境的樂趣和真實(shí)感。

3）想象性（Imagination）：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人們提供了豐富的想象空間，極大地拓展了人們對虛擬世界的認(rèn)知范圍，利用廣闊的可想象空間來展示既可能存在的真實(shí)的虛擬世界，或是不容易接觸到的虛擬場景，又能構(gòu)想客觀不存在的甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。構(gòu)建中可以發(fā)揮廣泛的想象，既有客觀的數(shù)據(jù)支持，又有主觀的想象空間。

1.2 VR技術(shù)的應(yīng)用

隨著各種技術(shù)的快速發(fā)展，深度融合，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事、教育、醫(yī)療、工業(yè)、城市仿真、科學(xué)計(jì)算可視化等不同領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

1）教育

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把真實(shí)環(huán)境，通過VR技術(shù)構(gòu)建三維空間的虛擬仿真場景，為受教育者提供一個(gè)能直接并自然地與虛擬環(huán)境中的各種對象交互的平臺(tái)，使學(xué)習(xí)者在其中獲得最大的控制和操作環(huán)境的自由度。為虛擬學(xué)習(xí)和培訓(xùn)環(huán)境提供直觀最有效的方式。虛擬教室、虛擬校園，虛擬實(shí)訓(xùn)基地、虛擬博物館等都是虛擬現(xiàn)實(shí)成果，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育方面具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，可以拓展學(xué)習(xí)的多維度空間，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。虛擬校園就是VR技術(shù)在教育方面一個(gè)具體的應(yīng)用。

2）軍事

虛擬現(xiàn)實(shí)的最新技術(shù)率先應(yīng)用于航天和軍事。VR應(yīng)用于軍事場景演示，訓(xùn)練、作戰(zhàn)的仿真等，模擬真實(shí)戰(zhàn)場，在視覺、聽覺上可以讓戰(zhàn)士真實(shí)體驗(yàn)戰(zhàn)場環(huán)境，有助于戰(zhàn)士對戰(zhàn)場環(huán)境的熟悉;對于作戰(zhàn)場景的模擬，通過虛擬場景中的對像交互，產(chǎn)生“沉浸”于如同在真實(shí)環(huán)境一樣的感受與體驗(yàn)，感受“身臨其境”的戰(zhàn)斗，但免去了戰(zhàn)斗的危險(xiǎn)，避免了死亡的威脅以及嚴(yán)重的傷害。多種軍事的訓(xùn)練，VR技術(shù)跨越地域，身處異地的戰(zhàn)士可參與相同戰(zhàn)術(shù)的演練?？勺屖勘鴤儌€(gè)個(gè)都能身經(jīng)百“戰(zhàn)”。VR技術(shù)將在軍事領(lǐng)域發(fā)揮出更突出重要的作用。

3）工業(yè)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)這項(xiàng)新的技術(shù)也越來越多的應(yīng)用于工業(yè)行業(yè)之中。從工業(yè)的角度來看，VR技術(shù)主要在虛擬裝配、規(guī)劃設(shè)計(jì)、訓(xùn)練體驗(yàn)、協(xié)同辦公等方面的主要應(yīng)用。如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行虛擬的體驗(yàn)和裝配培訓(xùn);對于一個(gè)處于設(shè)計(jì)階段的工廠，建筑師可利用VR技術(shù)將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為VR工廠;公司人員可以利用遠(yuǎn)程辦公平臺(tái)，進(jìn)行協(xié)同遠(yuǎn)程辦公，以及培訓(xùn)等。VR技術(shù)改變了人機(jī)接口的傳統(tǒng)模式，為人類提供了進(jìn)入計(jì)算機(jī)的虛擬世界的可能性。相信隨著工業(yè)信息化的發(fā)展，以及與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術(shù)的融合，VR技術(shù)將會(huì)帶來全新的驅(qū)動(dòng)力。

4）藝術(shù)與娛樂

隨著VR技術(shù)的發(fā)展，在游戲娛樂等行業(yè)中逐漸普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感與交互性給人們帶來了一種藝術(shù)欣賞和娛樂全新的體驗(yàn)方式，3D藝術(shù)展覽、3D電影、3D游戲等，VR技術(shù)將傳統(tǒng)的二維平面轉(zhuǎn)變?yōu)?D，將靜態(tài)的藝術(shù)轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)，大大提高藝術(shù)表現(xiàn)力，讓用戶欣賞從平面提升為立體去感受欣賞藝術(shù)。比如敦煌“九層樓”實(shí)景與虛擬三維效果。VR技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢在于非常好的沉浸感體驗(yàn)，用戶可以在完全虛擬的環(huán)境中進(jìn)行體驗(yàn)，有一種“身臨其境”的感覺。

5）醫(yī)療

VR技術(shù)在國內(nèi)外醫(yī)療領(lǐng)域已得到重要應(yīng)用。比如利用VR給患者做手術(shù)，心理治療是目前VR技術(shù)應(yīng)用較多的方面。還有培訓(xùn)和教育功能也是VR在醫(yī)療領(lǐng)域的另一大用途。利用VR技術(shù)建立3D數(shù)字模型，訓(xùn)練外科醫(yī)生。可以快捷實(shí)現(xiàn)難以在現(xiàn)實(shí)中見習(xí)和醫(yī)生實(shí)習(xí)實(shí)際操作復(fù)雜手術(shù)，并可以反復(fù)實(shí)踐不同的操作，時(shí)空不受限，有更多的訓(xùn)練和操作機(jī)會(huì)。

6）城市仿真

應(yīng)用VR技術(shù)，快速實(shí)現(xiàn)城市數(shù)字化與智能化，在城市規(guī)劃中，離不開決策者、設(shè)計(jì)者，管理者和社會(huì)公眾的參與，所有人達(dá)到有效合作是保證我們城市規(guī)劃最終成功的一個(gè)重要前提。VR技術(shù)為這種有效的合作和交流提供了最理想的平臺(tái)和橋梁，所有的參與者從不同角度實(shí)時(shí)的互動(dòng)，真實(shí)地看到城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的效果，真正讓規(guī)劃得到更好的實(shí)現(xiàn)，這是傳統(tǒng)手段無法實(shí)現(xiàn)的。

7）科學(xué)計(jì)算可視化

在科學(xué)研究中常會(huì)遇到大量的隨機(jī)數(shù)據(jù)，為了從中得到有價(jià)值的規(guī)律和結(jié)論，就需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用科學(xué)可視化功能可以將大量字母、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成更易理解的可視圖像，并可借助可視虛擬設(shè)備檢查這些“可見”的數(shù)據(jù)。它通常被用于建設(shè)分子結(jié)構(gòu)、地震、地球環(huán)境的各組成成分的數(shù)字模型中。

2 虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)工具的選擇

系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具的選擇，這里主要指的是虛擬校園的三維建模和虛擬校園交互平臺(tái)的工具選擇。

11 3DS MAX三維建模工具

當(dāng)前，三維虛擬場景制作軟件比較多，常見的有3DS MAX、Maya、MayaSolid Works等。各個(gè)軟件都有獨(dú)自特點(diǎn)和不同優(yōu)勢。通過比較，選擇3D MAX作為建模工具。3D MAX它是一款集造型、渲染和動(dòng)畫于一體的三維制作軟件，其優(yōu)點(diǎn)是容易掌握，制作流程簡潔、高效，場景制作功能強(qiáng)大，使用普遍，便于交流。同時(shí)它能方便地與Unity3D虛擬漫游平臺(tái)進(jìn)行無縫的對接。在3D MAX中創(chuàng)建好虛擬校園場景，導(dǎo)出.FBX，然后將FBX導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D進(jìn)行交互設(shè)計(jì)。

2）虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)Untiy3D

目前虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)平臺(tái)有很多，相對運(yùn)用較多的是VRP和Untiy3D。本文用Untiy3D作為虛擬交互設(shè)計(jì)平臺(tái)。unity3d是一款多平臺(tái)的虛擬現(xiàn)實(shí)專業(yè)商業(yè)虛擬游戲開發(fā)引擎，功能強(qiáng)大，其交互性也非常的強(qiáng)和功能完善。并支持各種常見格式的模型、貼圖文件，它能夠讓用戶比較容易和輕松地實(shí)現(xiàn)場景的渲染、碰撞的檢測、人機(jī)交互、界面設(shè)計(jì)等功能。

2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)以真實(shí)的校園環(huán)境為藍(lán)本，本文以南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院東校區(qū)為研究對象。依據(jù)需求分析，虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要由兩大部分組成，即虛擬校園場景的構(gòu)建和虛擬漫游交互的設(shè)計(jì)。通過對校園進(jìn)行三維虛擬模型，利用Unity3d平臺(tái)設(shè)計(jì)虛擬校園交互漫游，盡可能為用戶提供最真實(shí)的校園模擬環(huán)境，并實(shí)現(xiàn)角色與場景間的互動(dòng)，其總體設(shè)計(jì)目標(biāo)[2]：為：

（1）系統(tǒng)的用戶界面簡潔、友好，使用戶可以簡單便捷的操作使用。

（2）構(gòu)建虛擬校園實(shí)景虛擬環(huán)境，充分體現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)校園自然景觀。

（3）系統(tǒng)交互，使用Unity3D進(jìn)行場景的交互功能設(shè)計(jì)，使用戶操作計(jì)算機(jī)的鍵盤、鼠標(biāo)，漫游虛擬校園環(huán)境。

（4）多媒體展示。在虛擬系統(tǒng)中添加媒體信息，增添漫游的氣氛。如音頻、視頻、文本等。當(dāng)鼠標(biāo)點(diǎn)擊交互對象或用戶漫游到交互區(qū)時(shí)，能播放相關(guān)的多媒體信息。

（5）信息查詢。查詢校園中主要建筑物的位置信息，并使用戶角色及時(shí)的移動(dòng)到該建筑物附近。

2.3 設(shè)計(jì)流程

虛擬校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)同樣遵循工程項(xiàng)目開發(fā)的一般原則，即主要包括系統(tǒng)需求分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試、發(fā)布等。虛擬校園漫游系統(tǒng)主要開發(fā)流程大致分為三個(gè)階段：

1）數(shù)據(jù)收集與處理

虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先要采集校園環(huán)境數(shù)據(jù)，校園地形數(shù)據(jù)的采集可以利用現(xiàn)有學(xué)校規(guī)劃CAD圖，或通過Google Earth或百度地圖獲得校園地形的俯視圖，確定建筑物的位置與大小比例，實(shí)際測量，獲得地形的高度圖。其次是要對各建筑物進(jìn)行實(shí)地拍攝，獲得各建筑物實(shí)景圖片，并利用PhotoShop軟件，對圖片尺寸大小、曝光度、對比度、透視度等進(jìn)行適當(dāng)處理。制作好所有材質(zhì)，以備紋理貼圖，使校園虛擬建模逼近真實(shí)場景。同時(shí)還要采集重要建筑物的歷史信息以及需要的媒體素材，如校園校歌作為漫游系統(tǒng)的背景音樂，也可錄制或網(wǎng)絡(luò)下載，獲取一些特色音效，如鳥聲、水流聲等。

2）構(gòu)建三維虛擬場景

準(zhǔn)備好所有數(shù)據(jù)后，接下來就是對校園建模，先利用Auto-CAD繪制平面圖形，導(dǎo)入3DS Max，進(jìn)行校園虛擬環(huán)境的建模。創(chuàng)建的虛擬校園模型應(yīng)與真實(shí)的校園生活實(shí)物相似。建模完成后，對模型的格式、大小、法相、物體坐標(biāo)系進(jìn)行修正。然后將創(chuàng)建好的三維模型導(dǎo)入U(xiǎn)nitY3D平臺(tái)。

3）基于Unity3D平臺(tái)開發(fā)

將校園虛擬三維場景導(dǎo)入U(xiǎn)nity3D平臺(tái)，進(jìn)行漫游交互功能的設(shè)計(jì)。在Unity3D中給各類系統(tǒng)對象添加組件、編寫腳本、修改參數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)用戶所需要的各項(xiàng)功能，如角色漫游、碰撞檢測、信息查詢等[3]。添加多媒體信息，如校歌音樂背景、解說等，系統(tǒng)功能逐一實(shí)現(xiàn)后，進(jìn)行測試和優(yōu)化，最后將系統(tǒng)發(fā)布，其開發(fā)流程如下：

3 虛擬校園漫游系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 虛擬場景建模技術(shù)

1）三維虛擬場景的建模

虛擬校園三維建模是虛擬校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最為重要和關(guān)鍵部分，虛擬校園漫游的體驗(yàn)效果與校園三維建模效果緊密相關(guān)。虛擬校園建模的真實(shí)性，決定用戶對校園的認(rèn)知與感受程度。校園虛擬場景構(gòu)建主要是對校園的教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、辦公樓、食堂等建筑物以及道路、操場、樹木等建模。我們可以將校園中所有物景視為一個(gè)整體的大場景，建模時(shí)可采用分塊建模方法，分別進(jìn)行單個(gè)塊的建模，然后再導(dǎo)人大場景中，從而可以大大降低建模的難度。

在場景建模時(shí)，首先依據(jù)實(shí)測校園的建筑物尺寸，繪制整個(gè)校園的CAD平面圖，明確各個(gè)建筑物的平面布局及其位置，然后3D Max對各建筑物建模，直到整個(gè)三維虛擬校園場景的創(chuàng)建，最后將先前準(zhǔn)備好的材質(zhì)貼圖，完成虛擬校園的三維場景的構(gòu)建。

建模的同時(shí)注意對模型的優(yōu)化，對不可見面可進(jìn)行刪除，減少材質(zhì)數(shù)，壓縮貼圖等，使模型得以簡化和減少模型的大小，通過對整個(gè)場景模型的優(yōu)化，以達(dá)到最佳的效果[4]。

2）材質(zhì)的制作

虛擬校園場景模型的制作必須與現(xiàn)實(shí)校園中的實(shí)景相符合，模型創(chuàng)建后，為了模擬三維建筑物的真實(shí)效果，能夠真實(shí)地再現(xiàn)校園場景，要對模型添加材質(zhì)貼圖，這就需要制作出創(chuàng)建模型所需要的紋理貼圖素材。材質(zhì)的制作是通過對各建筑的實(shí)地拍攝取景獲取建筑的外形圖片，但在拍攝過程中，會(huì)因拍攝角度、距離遠(yuǎn)近、光線強(qiáng)弱等諸多因素的影響，使拍攝的圖片與真實(shí)的效果存在一定差別，需要使用Phptoshop軟件對這些拍攝的圖片進(jìn)行剪切、變換等合適的處理。然后將處理好的材質(zhì)導(dǎo)入3DS MAX中，利用3DS MAX中材質(zhì)編輯器工具，調(diào)整圖片屬性以達(dá)到逼真最佳的效果。

3）貼圖烘焙技術(shù)

貼圖烘焙（也稱Render To Texture），烘焙技術(shù)[5]是把光照和陰影信息變成了貼圖，然后將其貼圖貼到場景中的模型上，這樣在渲染時(shí)就省去了CPU計(jì)算燈光和復(fù)雜的陰影信息，從而加快了渲染速度，節(jié)省CPU資源。常用的烘焙形式主要兩種。一種是LightingMapCompleteMap LightingMap形式，烘焙生成的貼圖清晰，但光感不很清晰，且只支持3Ds Max軟件默認(rèn)的材質(zhì)，要表現(xiàn)模型表面豐富的效果只能用其他軟件修改，適用于大面積的墻體，室內(nèi)外大的地面等。另一種CompleteMap形式，烘焙生成的貼圖光感好支持多數(shù)的復(fù)合材質(zhì)，但是要表現(xiàn)好的效果需要設(shè)置的尺寸較大，否則會(huì)很模糊，適用需要重點(diǎn)表現(xiàn)的物體。

3.2 虛擬交互技術(shù)

虛擬校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是對虛擬校園場景的一個(gè)展現(xiàn)，同時(shí)具有交互性。其中漫游角色交互設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)虛擬校園漫游的關(guān)鍵之一。虛擬交互設(shè)計(jì)主要有界面、漫游功能兩大部分。界面是用戶在使用系統(tǒng)中的功能選擇，漫游實(shí)現(xiàn)用戶在虛擬校園中的漫游體驗(yàn)。常見的漫游方式是自由漫游和自動(dòng)漫游兩種[6]，兩種方式的結(jié)合使用，給用戶提供更大靈活性與參與度。

1）自由漫游

自由漫游方式，是用戶的游覽路徑通過鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，是一種用戶比較自由的漫游方式，用戶可隨意的游覽校園。漫游設(shè)計(jì)Unity 3D引擎中預(yù)置了兩個(gè)預(yù)設(shè)體，即第一人稱和第三人稱，提供了這兩種預(yù)設(shè)體的角色控制方式，它們都具有基本的漫游行走功能，可以用鍵盤上的“W”“S”“A”“D”鍵來控制漫游角色的前進(jìn)、后退，左右移動(dòng)，利用鼠標(biāo)變換角色的觀察視角，也可以編寫代碼來實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)定位移動(dòng)的功能。

2）自動(dòng)漫游

自動(dòng)漫游是按設(shè)計(jì)者事先精心規(guī)劃的最佳路徑與最佳視角，進(jìn)行參觀、校園的游覽。這種漫游方式有助于幫助用戶在最短的時(shí)間內(nèi)游覽和感受校園環(huán)境。游覽過程中，可利用鼠標(biāo)改變觀察視角。自動(dòng)游覽方法是創(chuàng)建多個(gè)cube作為漫游的導(dǎo)航點(diǎn)，將導(dǎo)航點(diǎn)合理地設(shè)置在各個(gè)游覽的路徑上，做到每個(gè)路口均有導(dǎo)航點(diǎn)，任何相鄰的導(dǎo)航點(diǎn)間沒有障礙物，可直接到達(dá)。然后進(jìn)行腳本的編輯并賦予角色。

3）信息交互

采用Unity3D提供的3D拾取技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息交互。其方法是利用使用者的位置，向鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置發(fā)出射向3D世界的一條射線，當(dāng)該射線與第一個(gè)對象相交時(shí)，就被選中對象。得到選中的對象后，就將動(dòng)畫、圖片、音頻、文字等信息以相關(guān)形式向使用者展示。讓用戶在漫游時(shí)可以方便簡捷地查詢周圍環(huán)境的信息。

3.3 碰撞檢測技術(shù)

碰撞檢測技術(shù)就是檢測虛擬環(huán)境中不同對象之間是否發(fā)生了碰撞。在虛擬校園漫游系統(tǒng)中，要避免出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象，如果模型在運(yùn)動(dòng)過程中發(fā)生相互碰撞，將會(huì)出現(xiàn)模型穿過模型的現(xiàn)象，則嚴(yán)重破壞漫游的真實(shí)感。因此對場景中活動(dòng)的模型進(jìn)行碰撞檢測是十分重要的。

在UnitV3D中進(jìn)行碰撞檢測，它給每個(gè)對象（GameObject）都添加一個(gè)碰撞組件（ColliderComponent），提供了一個(gè)碰撞器、觸發(fā)器兩種的方式來檢測碰撞事件是否可能發(fā)生。碰撞器本身就是一群組件，其中包含了盒子碰撞、球體碰撞、膠囊碰撞等多個(gè)種類的碰撞器，以適用于不同的碰撞場合。而觸發(fā)器是碰撞器組件上的一個(gè)屬性，只需在檢視面板中的碰撞器組件中勾選IsTrigger屬性。使用觸發(fā)器檢測，當(dāng)碰撞事件發(fā)生時(shí)不會(huì)產(chǎn)生任何物理現(xiàn)象，該機(jī)制用于處理沒有產(chǎn)生任何物理現(xiàn)象的碰撞。采用碰撞方式，當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的物理現(xiàn)象，例如改變物體的位置、爆炸等。漫游過程中，使用觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)開關(guān)，使用碰撞器處理角色、樹木和建筑物之間的碰撞。

4 結(jié)束語

本文對基于VR技術(shù)虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，闡述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路方法與流程，探討了在虛擬校園漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)，所涉及的這些相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，同樣可以用于實(shí)驗(yàn)室、培訓(xùn)、建筑、游戲等方面虛擬現(xiàn)實(shí)和仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。虛擬校園漫游系統(tǒng)對學(xué)校的發(fā)展將帶來一定積極的作用，一方面提升學(xué)校的形象，另一方面也為學(xué)生和希望了解學(xué)校的社會(huì)人員提供了方便。本項(xiàng)目的研究具有一定實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。

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【通聯(lián)編輯：梁書】

基金項(xiàng)目：南充市科知局2017年自然科學(xué)立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：17YFZJ0075）

作者簡介：張曉琪（1960-），女（苗族），教授，研究方向?yàn)閳D像處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及算法應(yīng)用。