數(shù)字化虛擬校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

樊宇

【摘要】 在信息化、數(shù)字化的背景下數(shù)字城市開(kāi)始建設(shè)起來(lái)作為其中重要的組成部分?jǐn)?shù)字化虛擬校園也開(kāi)始不斷發(fā)展。其中3D GIS的虛擬化校園系統(tǒng)成為了數(shù)字化虛擬校園發(fā)展的代表技術(shù)。通過(guò)3D GIS建模能有效展示虛擬化校園的立體圖形。為探究3D GIS技術(shù)對(duì)虛擬校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響本研究在分析虛擬化數(shù)字校園的基礎(chǔ)上探究3D GIS的實(shí)現(xiàn)功能為將來(lái)的3D GIS虛擬化數(shù)字校園的發(fā)展提供參考和借鑒的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 3D GIS技術(shù) 虛擬化校園系統(tǒng) 數(shù)字化

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步信息化、數(shù)字化開(kāi)始融入到人們的生活二維的校園地理信息系統(tǒng)也逐漸開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)槿S的校園地理信息系統(tǒng)3D GIS技術(shù)開(kāi)始逐漸在校園中得到應(yīng)用。而虛擬化校園的提出則始于上個(gè)世紀(jì)80年代Jaron Lanier 提出的“虛擬現(xiàn)實(shí)”（Virtual Reality）這一概念他認(rèn)為利用計(jì)算機(jī)可以模擬出一個(gè)虛擬的世界可以讓用戶(hù)產(chǎn)生一種身臨其境的感覺(jué)[1]。因此隨著虛擬地理環(huán)境技術(shù)、數(shù)字庫(kù)等信息技術(shù)的不斷發(fā)展以此為基礎(chǔ)選擇Visual C++或者M(jìn)ap Objects作為技術(shù)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)建立起一個(gè)可視化的虛擬的平臺(tái)能有效夠幫助學(xué)校的相關(guān)人員進(jìn)行校園的布局和管理工作的開(kāi)展具有非常大的使用價(jià)值。為此本研究主要在分析虛擬數(shù)字校園系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上深入探究3D GIS技術(shù)對(duì)于虛擬化數(shù)字校園發(fā)展的影響旨在探究虛擬數(shù)字校園的技術(shù)實(shí)現(xiàn)為今后數(shù)字化校園的發(fā)展與建設(shè)提供參考和借鑒的資料。

一、虛擬校園系統(tǒng)的功能

1.1圖層管理

通過(guò)連接Arc GIS 中數(shù)據(jù)庫(kù)，在系統(tǒng)中的圖形模塊功能能夠?qū)崿F(xiàn)加載或者卸載圖層，通過(guò)縮放或者平移能夠?qū)⑿@內(nèi)的建筑院，校道，甚至是花壇，水體都能夠具體反映出來(lái)，同時(shí)，該系統(tǒng)還能支持圖形的輸出。

1.2虛擬校園場(chǎng)景的驅(qū)動(dòng)

虛擬校園場(chǎng)景的驅(qū)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)虛擬數(shù)字化校園的重要環(huán)節(jié)。在建設(shè)完成3D 模型后，只有將其放置在房在相應(yīng)的漫游環(huán)境中，才能真正實(shí)現(xiàn)讓觀察者身臨其境的目標(biāo)。

1.3屬性查詢(xún)

該系統(tǒng)對(duì)于校園內(nèi)的建筑物，或者系統(tǒng)內(nèi)的信息檢測(cè)，定位和查詢(xún)都能夠以快速、準(zhǔn)確地的姿態(tài)進(jìn)行。同樣，在對(duì)系統(tǒng)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析也是非常準(zhǔn)確、快速的，使其能夠準(zhǔn)確地提供相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，有助于建筑物的管理和設(shè)計(jì)。同時(shí)，這種檢索和查詢(xún)是一種雙向的結(jié)構(gòu)，用戶(hù)既可以根據(jù)圖形查看屬性，同時(shí)也可以根據(jù)屬性查看圖形。

二、虛擬校園技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.1建模

在建模的過(guò)程中，如果在3D MAX中利用布爾進(jìn)行運(yùn)算，那么物體則存在產(chǎn)生變化的可能性，甚至?xí)霈F(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤的現(xiàn)象，進(jìn)而影響到了正常的工作[2]。但是，此時(shí)如果選擇的是利用矩形—編輯樣條線(xiàn)—附加—擠出這種形式來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，那么所得到的的效果將會(huì)大大優(yōu)于前者。

2.2 Arc Scene中模型信息缺失的解決

模型導(dǎo)入到Arc Scene時(shí)必須以3DS格式進(jìn)行導(dǎo)入，在導(dǎo)入后，客戶(hù)通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行觀察時(shí)可能存在出現(xiàn)部分損失的現(xiàn)象（例如無(wú)法顯示透明玻璃，以至于顯示窗體沒(méi)有玻璃）。此時(shí)，通過(guò)3D MAX復(fù)制或在陣列時(shí)通過(guò)選擇“復(fù)制”操作，就能夠?qū)⒃贏rc Scene中無(wú)法顯示的模型信息。但是，如果是通過(guò)選擇“實(shí)例”或者“參考”而得到的模型，那么就不能夠在Arc Scene中完全顯示出來(lái)。

2.3材質(zhì)損失或其他損失的解決

在將模型導(dǎo)入到Art scene之后后，存在輪廓完整但紋理材質(zhì)丟失的可能性，這對(duì)系統(tǒng)的效果也會(huì)有大大的影響。因此，為了解決這一問(wèn)題，操作者可以將模型及其紋理貼圖通過(guò)同一路徑進(jìn)行保存，這種方式在導(dǎo)入后雖然顏色、亮度等方面會(huì)出現(xiàn)一定程度的失真，但這種失真卻是可以通過(guò)3D Effects上的工具進(jìn)行調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)后將不會(huì)相應(yīng)模型的效果[3]。

三、結(jié)語(yǔ)

在信息化、數(shù)字化的社會(huì)背景下信息數(shù)字化在實(shí)際的應(yīng)用中得到了良好的發(fā)展。而在此背景下校園中使用3D GIS技術(shù)構(gòu)建虛擬化校園系統(tǒng)不僅可以建立起一個(gè)有效的校園管理系統(tǒng)為學(xué)校的科學(xué)管理提供技術(shù)支持還能為師生的信息查詢(xún)提供便利。對(duì)學(xué)校的發(fā)展而言有著非常大的影響。而同時(shí)完善的數(shù)字校園信息系統(tǒng)不僅僅有效促進(jìn)學(xué)校的發(fā)展在其他領(lǐng)域也能做出巨大的貢獻(xiàn)。因此在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中還需要不斷重視虛擬數(shù)字校園系統(tǒng)的建設(shè)促進(jìn)虛擬數(shù)字校園的發(fā)展。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]陳旭，何原榮，岳秋霞.基于MAPGISK9的三維虛擬校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，v.30；No.19612：17-19.

[2]宋燕燕.基于引擎技術(shù)的虛擬校園系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].軟件工程師，2015，v.18；No.19610：20-23.

[3]江濤.基于WEBGIS的數(shù)字虛擬校園系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].信息與電腦（理論版），2011，No.23403：44.