淺談校園虛擬漫游

劉新樂(lè)

摘 要：虛擬漫游是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的重要分支，近些年這種技術(shù)在建筑、游戲、旅游、航空航天、醫(yī)學(xué)方面發(fā)展的很快，其主要原因是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)有三個(gè)主要特性，即沉浸感、交互性和想象性，這種特性使得傳統(tǒng)的場(chǎng)景圖片宣傳以及固定漫游路徑瀏覽方式毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力，虛擬漫游技術(shù)成為社會(huì)需求，成為發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：虛擬漫游；技術(shù)；應(yīng)用價(jià)值

一、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

虛擬漫游是在一個(gè)以逼真的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)為一體的仿真虛擬空間，用戶可以在虛擬環(huán)境中任意角度對(duì)虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行觀察，從而產(chǎn)生身臨其境的真是感覺(jué)。虛擬建筑場(chǎng)景漫游技術(shù)是虛擬建筑場(chǎng)景建立技術(shù)和虛擬漫游技術(shù)的結(jié)合，其中虛擬建筑場(chǎng)景建立技術(shù)是基礎(chǔ)，而虛擬漫游技術(shù)是系統(tǒng)運(yùn)行方法。

我國(guó)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的正式研究起步比較晚，大概在20世紀(jì)90年代初，發(fā)展到現(xiàn)在雖然取得了一定的成果，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距，現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)引起政府有關(guān)部門(mén)和科學(xué)家們的高度重視，并且根據(jù)我國(guó)的國(guó)情，制定了開(kāi)展虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究計(jì)劃。隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)，學(xué)科的細(xì)化，國(guó)內(nèi)很多高校已經(jīng)開(kāi)始逐步投入到這一領(lǐng)域的研究工作，尤其是科技研究、虛擬仿真校園、虛擬教學(xué)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等方面進(jìn)行了更深入的研究?，F(xiàn)階段運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行校園宣傳的形式有三種形式，分別是三維場(chǎng)景漫游、三維校園、虛擬漫游。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展在美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展的很快，美國(guó)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)源地之一，是最具權(quán)威性的國(guó)家，研究的領(lǐng)域也是最為廣泛的。目前在美國(guó)VR技術(shù)已廣泛應(yīng)用與教育領(lǐng)域，美國(guó)大學(xué)校園的信息化建設(shè)已經(jīng)涉及圖書(shū)館網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校管理工作、教學(xué)管理工作、學(xué)生日常生活的各個(gè)方面，并已經(jīng)取得舉世矚目的成績(jī)，美國(guó)大學(xué)、辛辛那提大學(xué)、斯坦福大學(xué)等都已經(jīng)制作了虛擬校園。美國(guó)的北卡羅納大學(xué)計(jì)算機(jī)系研究了用于建筑涉及的walk-through虛擬建筑漫游系統(tǒng)，用戶可以在虛擬的UNC計(jì)算機(jī)系大樓里漫游。新加波國(guó)立大學(xué)2008年在Secondlife虛擬世界中買了一個(gè)相當(dāng)于35個(gè)足球場(chǎng)大小的島嶼，正式推出國(guó)大虛擬校園，在國(guó)大國(guó)大虛擬校園并不是現(xiàn)實(shí)國(guó)大校園的副本。除了具代表性的建筑以外，其余的道路、建筑與設(shè)施都是經(jīng)由負(fù)責(zé)小組細(xì)心規(guī)劃的，只存在于虛擬世界中。不過(guò)，來(lái)到國(guó)大虛擬校園的學(xué)生在見(jiàn)過(guò)真實(shí)與虛擬的國(guó)大大學(xué)禮堂之后無(wú)不被那幾乎一模一樣的外觀震撼。

二、校園虛擬漫游應(yīng)用的必要性

虛擬漫游為學(xué)校宣傳保駕護(hù)航。隨著國(guó)家信息化建設(shè)的推進(jìn)，高等教育的快速發(fā)展，校園規(guī)模的不斷擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的校園宣傳模式已經(jīng)越來(lái)越顯示出其效率低下的弊端而不能適應(yīng)高速發(fā)展的校園建設(shè)。所以大部分學(xué)校都迫切需要一個(gè)現(xiàn)代化的、高效的校園規(guī)劃及新的宣傳模式，虛擬校園正是這種迫切需要下的產(chǎn)物。由于網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性、交互性和共享性，網(wǎng)絡(luò)虛擬校園可以展示學(xué)校的規(guī)模、校容校貌和學(xué)校風(fēng)采，讓學(xué)生、家長(zhǎng)和社會(huì)更加真實(shí)的體會(huì)和感受到校園的規(guī)模及笑容校貌，是校園信息化建設(shè)的重要組成部分，給學(xué)校的宣傳和發(fā)展提供了全新的推廣形式，讓學(xué)生、家長(zhǎng)以及社會(huì)不用必須來(lái)到現(xiàn)場(chǎng)，僅需通過(guò)電腦和網(wǎng)絡(luò)就能身臨其境的感受到學(xué)校的校園風(fēng)光以及校園良好的教學(xué)環(huán)境，極大的有助于學(xué)校的社會(huì)推廣。虛擬校園漫游系統(tǒng)的研究對(duì)今后的學(xué)校以及虛擬校園的建設(shè)和發(fā)展具有重要的實(shí)際意義。

虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育培訓(xùn)中最早的具體應(yīng)用，它由淺至深三個(gè)應(yīng)用層面適應(yīng)學(xué)校不同程度的需求：簡(jiǎn)單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽；基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活，功能相對(duì)完整的三維可視化虛擬校園；以學(xué)員為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺(tái)虛擬遠(yuǎn)程教育虛擬現(xiàn)實(shí)可為高校擴(kuò)大招生后設(shè)置的分校和遠(yuǎn)程教育教學(xué)點(diǎn)提供可移動(dòng)的電子教學(xué)場(chǎng)所，通過(guò)交互式遠(yuǎn)程教學(xué)的課程目錄和網(wǎng)站，由局域網(wǎng)工具作校園網(wǎng)站的鏈接，可對(duì)各個(gè)終端提供開(kāi)放性的、遠(yuǎn)距離的持續(xù)教育，還可為社會(huì)提供新技術(shù)和高等職業(yè)培訓(xùn)的機(jī)會(huì)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行復(fù)雜場(chǎng)景的虛擬漫游已成為可能，這一技術(shù)讓我們可以將獲取的數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)與應(yīng)用模型結(jié)合起來(lái)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中重現(xiàn)真實(shí)的校園，用戶可以隨意手動(dòng)控制，從不同角度或高度觀看景觀。用戶還可以在校園電子地圖或三維環(huán)境中查詢、檢索校園信息，使用戶獲得身臨其境的感覺(jué)。虛擬校園漫游系統(tǒng)的研究既可以為學(xué)校樹(shù)立良好的形象，提高學(xué)校的知名度，宣傳校園文化，讓來(lái)訪者足不出戶就可瀏覽校園風(fēng)光和有關(guān)介紹信息，體驗(yàn)身臨其境的感受；又可以作為校園規(guī)劃的輔助工具，提高校園管理的現(xiàn)代化水平；還可以大大提高校園的知名度，為學(xué)校帶來(lái)可觀的社會(huì)效益。

三、研究的應(yīng)用價(jià)值

1）更直觀

基于三維的虛擬校園，提供了高清晰的、細(xì)節(jié)豐富的、逼真的優(yōu)美而真實(shí)的校園空間，瀏覽者可以從不同的角度來(lái)觀看校園的教學(xué)樓、辦公樓、實(shí)驗(yàn)樓等各個(gè)部分，虛擬校園真實(shí)的反映了校園的建筑風(fēng)格、校園整體布局以及綠化情況，給瀏覽者一種身臨其境的感覺(jué)。有了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，給了不能親臨校園的參觀者一種新的選擇和高度逼真的視覺(jué)體驗(yàn)。

2）更豐富

與傳統(tǒng)效果圖畫(huà)的比較靜止的效果圖只能向觀者展示項(xiàng)目的某一個(gè)或某幾個(gè)方面和角度，只能提供靜態(tài)局部的視覺(jué)體驗(yàn)，有很大的局限性，對(duì)觀者提出的其他問(wèn)題與要求必須以相近的圖像或文字加以說(shuō)明和描述，運(yùn)作起來(lái)非常不直觀、不全面，具有很大的局限性。而虛擬校園漫游系統(tǒng)能夠給人以真實(shí)感，不需要觀看者發(fā)揮任何的想象力，以空前直觀的方式將項(xiàng)目展現(xiàn)給觀眾，并且交互性很強(qiáng)，可以隨意的使用鼠標(biāo)瀏覽場(chǎng)景，幫助瀏覽者更加全面的了解校園信息。

3）更生動(dòng)

與傳統(tǒng)三維動(dòng)畫(huà)相比較來(lái)說(shuō)，動(dòng)畫(huà)演示在一定程度上彌補(bǔ)了靜止畫(huà)面的不足之處，聲音與動(dòng)畫(huà)同步播放，生動(dòng)細(xì)致。但是嚴(yán)格意義上講，這種瀏覽演示方式只是用于地產(chǎn)演示項(xiàng)目，或其它類似的只是為了表現(xiàn)視頻效果的項(xiàng)目，而對(duì)于典型的工程項(xiàng)目則缺少應(yīng)有的嚴(yán)謹(jǐn)性、靈活性與客觀性。

虛擬校園漫游系統(tǒng)可以虛擬空間中的任意地點(diǎn)、任意時(shí)間進(jìn)行觀察，地點(diǎn)與時(shí)間都是無(wú)限的。因此有利于樹(shù)立和提高學(xué)校的形象，擴(kuò)大學(xué)校的知名度和認(rèn)可度，可以幫助提高學(xué)校宣傳的有效性，能夠更好的吸引更多的生源?；诰W(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，建立網(wǎng)絡(luò)虛擬校園已經(jīng)稱為非常有效的宣傳手段。

四、小結(jié)

校園虛擬漫游系統(tǒng)不僅拓展了校園文化的表現(xiàn)空間和表現(xiàn)方法，而且還賦予了校園新的視覺(jué)體驗(yàn)和藝術(shù)活力。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價(jià)格的不斷降低，我們相信，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其自身強(qiáng)大的教學(xué)優(yōu)勢(shì)和潛力，將會(huì)逐漸受到教育工作者的重視和青睞，最終在教育培訓(xùn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。

參考文獻(xiàn)

1 黃心淵.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與應(yīng)用.北京：科學(xué)出版社.1999.7

2 譚同德等.基于Vega的虛擬漫游系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).微計(jì)算機(jī)信息.2007