網(wǎng)絡(luò)三維虛擬校園仿真平臺設(shè)計(jì)構(gòu)想

蘇冉 徐婷婷 孫程 龍濤

摘? 要：當(dāng)前學(xué)校之間的激烈競爭以及教育資源的不均衡配置使得社會對學(xué)校有著大量的信息需求，隨著信息時(shí)代的來臨，人們習(xí)慣于利用移動終端獲取信息，而網(wǎng)絡(luò)信息的魚龍混雜也使得信息的真實(shí)性遭到公眾的質(zhì)疑。在這種背景下，3D校園有著廣闊的發(fā)展前景。我們的項(xiàng)目致力于打造虛擬立體化校園，搜集、整合各個(gè)高校的資訊，通過圖片、視頻、3D建模以及VR等技術(shù)將院校信息展示給用戶，更側(cè)重傳遞真實(shí)的信息，實(shí)現(xiàn)資訊的共享。實(shí)事求是地為用戶提供全方位信息是我們的研發(fā)初衷。

關(guān)鍵詞：3D校園;虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);校園仿真平臺

中圖分類號：TP391.9? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）07-0137-03

Abstract：With the fierce competition among schools and the unbalanced allocation of educational resources，society has a large amount of information demand for schools. With the advent of the information age，people are used to using mobile terminals to obtain information. And the mixed network information also makes the authenticity of the information questioned by the public. In this context，3D campus has a broad prospect of development. Our project is dedicated to creating a virtual three-dimensional campus，collecting and integrating information from various colleges and universities，showing college information to users through new technologies such as pictures，videos，3D modeling and VR，focusing on the transmission of real information and realizing the sharing of information. It is our original intention to provide users with all-round information from facts.

Keywords：3D campus;virtual reality technology;campus simulation platform

1? 研發(fā)3D校園的意義

隨著社會競爭壓力的增大，大部分家長都會竭盡所能地為孩子提供更好的學(xué)習(xí)成長條件，創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)成長空間，因而社會對學(xué)校有著大量的信息需求。而信息時(shí)代的來臨使人們獲取信息的方式發(fā)生了質(zhì)的變化，人們逐漸習(xí)慣于利用移動終端獲取信息。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)信息魚龍混雜，信息的真實(shí)性受到公眾的質(zhì)疑，這也給有擇校需求的家長和學(xué)生們造成了一定的困擾。加之部分區(qū)域?qū)W校設(shè)置不合理、教育資源的配置跟不上，學(xué)校教師資源的匱乏，導(dǎo)致現(xiàn)階段擇校難現(xiàn)象的產(chǎn)生。這就為研發(fā)和推廣3D校園創(chuàng)造了機(jī)會。

多媒體技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)等多項(xiàng)技術(shù)的融合，使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）不再是空想，人們可以通過對視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬來實(shí)現(xiàn)對虛擬三維空間的感知，使人們產(chǎn)生身臨其境之感。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域正得到廣泛應(yīng)用并發(fā)揮著重要作用，例如模擬校園環(huán)境供游客參觀、通過交互式遠(yuǎn)程教學(xué)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離持續(xù)教育以及提供各項(xiàng)人性化服務(wù)功能讓用戶全面了解院校教學(xué)教務(wù)、校園生活各方面的信息等等。

2? 項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃

技術(shù)方面，最初我們立足于基本信息導(dǎo)入和APP軟件平臺的完善，形成軟件的基本架構(gòu)，其次要做到校園信息3D化。而后展開推廣，進(jìn)行平臺優(yōu)化和提升，同時(shí)進(jìn)行3D建模設(shè)計(jì)，逐步完善模型并實(shí)施推廣，將校園進(jìn)一步3D具象化，根據(jù)3D建模形式改變平臺的信息瀏覽方式，使用戶體驗(yàn)得到提升。近幾年，VR技術(shù)興起，我們計(jì)劃隨著團(tuán)隊(duì)技術(shù)的提升和VR的發(fā)展，進(jìn)行VR建模，使用戶在家就可以感受漫步校園，真正實(shí)現(xiàn)“讓校園近在眼前”。

內(nèi)容信息方面，根據(jù)當(dāng)前市場需求，首先著重開發(fā)高等院校的信息提供，而后根據(jù)軟件運(yùn)行情況和用戶擁有量，逐步開發(fā)?？圃盒?、初高中院校的信息提供，拓展用戶群。

具體分為以下幾個(gè)階段：

平臺開發(fā)階段：在本階段，根據(jù)預(yù)想功能和預(yù)期目標(biāo)，完成3D校園APP平臺的搭建，導(dǎo)入基本數(shù)據(jù)信息，反復(fù)測試平臺的各種功能，并預(yù)留能夠擴(kuò)展的空間，逐步完善平臺功能;同時(shí)完成與各大高校的接洽工作，盡可能獲得高校內(nèi)部信息，提升信息的可靠性和全面性，保證技術(shù)線和信息線兩條線并行。

初級運(yùn)營階段（完善信息3D概念）：在平臺開始運(yùn)營階段，以校園信息3D化為當(dāng)前目標(biāo)，在不斷完善院校信息的同時(shí)，探索信息展示的最佳途徑，為用戶提供更好的使用體驗(yàn)。同時(shí)開始進(jìn)行軟件的宣傳推廣，根據(jù)軟件的運(yùn)營狀態(tài)和用戶數(shù)量的增加對軟件進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和提升，嘗試增加?？圃盒：统醺咧行@信息部分。

成長階段（3D校園模型引入）：此階段開始進(jìn)行校園3D模型的建立、引入和推廣。將校園的校區(qū)布置進(jìn)行3D建模，形成立體空間，同時(shí)更改信息展現(xiàn)形式，對信息進(jìn)行分類并將其放入相應(yīng)的區(qū)塊內(nèi)，通過點(diǎn)擊相應(yīng)的區(qū)塊進(jìn)行展示。例如：點(diǎn)擊師資團(tuán)隊(duì)可以出現(xiàn)教師的基本信息及公開課視頻，點(diǎn)擊歷年錄取即可顯示招生簡章及高校歷年分?jǐn)?shù)線等信息，點(diǎn)擊學(xué)校論壇即可展示學(xué)生對各種校園活動的交流等等。采用逐步建模推出的方法，與信息推出一致，由高校到?？圃盒Ｔ俚匠醺咧械捻樞蜻M(jìn)行使用，完成3D校園的真正構(gòu)想。

突破階段（VR校園模型引入）：當(dāng)VR技術(shù)基本可以達(dá)到普及或者相對成熟的時(shí)候，可以開始進(jìn)行VR校園模型的建立與引入。此階段著重還原校園真實(shí)場景，使用戶在家即可感受到漫步校園的真實(shí)體驗(yàn)，比如點(diǎn)擊進(jìn)入教室就可以看到老師正在授課，點(diǎn)擊基礎(chǔ)設(shè)施中的操場就可以看見有學(xué)生漫步操場的身影。將3D校園的概念進(jìn)行提升，進(jìn)一步做到“讓校園近在眼前”。

成熟發(fā)展階段：對目前的軟件進(jìn)行完善和創(chuàng)新，同時(shí)可根據(jù)當(dāng)下團(tuán)隊(duì)掌握的技術(shù)，拓展至其他類似項(xiàng)目，嘗試形成產(chǎn)業(yè)線和品牌。

3? 3D校園的設(shè)計(jì)

3.1? 功能設(shè)計(jì)

3.1.1? 展示校園景致

通過收集各個(gè)高校的校內(nèi)拍攝實(shí)景照片，并結(jié)合校園平面圖以及CAD工程圖，將優(yōu)美的校園風(fēng)景真實(shí)完整地呈現(xiàn)在用戶面前，讓用戶全面了解學(xué)校的四季地圖、樓宇景觀以及機(jī)構(gòu)設(shè)置等。在三維虛擬技術(shù)的支持下，3D校園更注重體驗(yàn)性?；谛?nèi)地圖，采用3D建模技術(shù)和引擎技術(shù)構(gòu)建虛擬校園，將真實(shí)校園以3D高仿真效果虛擬展現(xiàn)，用戶可以暢游校園，仿佛置身其中[1]。

3.1.2? 模擬教學(xué)功能

高校教育資源的配置、教學(xué)質(zhì)量的評價(jià)以及教師學(xué)術(shù)水平的高低等，這些都是家長和學(xué)生在擇校上會考慮的重要因素。為滿足公眾的需求，3D校園會在平臺上通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提前向?qū)W生展示學(xué)校的課堂教育，讓用戶切實(shí)體驗(yàn)到院校抽象化的教學(xué)水平，在對課堂學(xué)習(xí)氣氛有了主觀感知后增強(qiáng)對學(xué)校的了解，在此基礎(chǔ)上尋求真正符合自己要求的學(xué)校。

3.1.3? 實(shí)現(xiàn)資訊共享

實(shí)事求是地為用戶提供全方位信息是我們的研發(fā)初衷。在與各大高校取得合作后，收集高校的各種基本信息，包括政策指標(biāo)、相關(guān)規(guī)定以及重要資訊等，在將這些信息加以整合后通過軟件傳遞給用戶，當(dāng)用戶對多所高校有信息需求時(shí)，3D校園的優(yōu)勢就得以體現(xiàn)，為用戶提供了便利，節(jié)省了多余的信息搜尋成本。同時(shí)3D校園也提供了一個(gè)高校與社會交流的平臺，3D校園不僅是為學(xué)生和家長這些有擇校需求的用戶服務(wù)，同時(shí)也在與學(xué)生“面對面”的交流中為高校吸引優(yōu)質(zhì)生源，并結(jié)合學(xué)生的建議切實(shí)發(fā)展學(xué)校教育，實(shí)現(xiàn)互利共贏。

3.2? 模塊設(shè)計(jì)

3D校園的業(yè)務(wù)主要是將信息進(jìn)行有效的整合，系統(tǒng)真實(shí)地傳遞給用戶。經(jīng)過我們的初步設(shè)想，我們將軟件的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下布局（以安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)為例）：

廣場模塊：這一模塊主要推送當(dāng)前學(xué)校的相關(guān)新聞、基本信息和熱門討論等，如圖1所示，實(shí)時(shí)更新，使用戶掌握當(dāng)前最新?lián)裥Ｏ嚓P(guān)動態(tài)。

院校模塊：這部分主要提供院校學(xué)術(shù)方面的相關(guān)信息，方便學(xué)生和家長比較學(xué)校的學(xué)術(shù)水平，例如公布學(xué)校學(xué)風(fēng)紀(jì)律、政策文件、招生信息以及教師授課視頻等等，如圖2所示。

校園模塊：它與院校模塊的區(qū)別主要在于這部分提供的是校園生活方面的相關(guān)資訊，如：學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施、周邊環(huán)境以及團(tuán)學(xué)活動等，如圖3所示，讓用戶對學(xué)生未來的學(xué)習(xí)生活環(huán)境有更具體的了解，同時(shí)無形之中也展示了學(xué)校的文化魅力，加大了宣傳力度。

消息模塊：這部分構(gòu)建了用戶和院校招生辦、用戶和用戶、用戶和在校學(xué)生之間信息交流的平臺，如圖4所示，多方位的視角為用戶打造近在眼前的校園，增強(qiáng)院校信息的可信度和參考價(jià)值。

后期為提升用戶的體驗(yàn)感，可能會在此基礎(chǔ)上對軟件界面圖做出調(diào)整更新。

4? 3D校園的發(fā)展前景

隨著中國互聯(lián)網(wǎng)用戶群的日益龐大，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)正扮演著市場經(jīng)濟(jì)的重要角色。與此同時(shí)，為了滿足日益龐大的用戶群體，電子產(chǎn)品得到迅速發(fā)展。手機(jī)更是逐漸成為人們生活中必不可少的一部分。近年來，智能手機(jī)品牌不斷擴(kuò)大，功能逐漸完善，人們獲取信息的渠道更多元，這就為移動應(yīng)用的發(fā)展提供了良好的條件。而在現(xiàn)今這個(gè)科技發(fā)達(dá)的知識型社會，國家對教育事業(yè)也越來越重視。具體體現(xiàn)不僅包括教育工具的全面化，同時(shí)也包括對受教育人群的扶持和門檻的降低，所以有越來越高比例的人群在接受教育。近幾年，高考報(bào)名人數(shù)均多于900萬，考研人數(shù)更是高達(dá)200萬。同時(shí)擇校需要一個(gè)家庭的參與，這是一個(gè)相當(dāng)巨大的客戶群體。在這樣的環(huán)境下，3D校園的發(fā)展前景十分廣闊。

在對3D校園深入研究的過程中，我們將發(fā)掘出更多人性化的功能以服務(wù)于大眾，同時(shí)也會與更多高校取得合作并加強(qiáng)交流，實(shí)現(xiàn)信息的共享。移動終端的介入為用戶提供了便利，但與此同時(shí)也要求3D校園要更適應(yīng)手機(jī)等移動設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)，這也是3D校園要尋求的技術(shù)突破[2]。

3D校園融合了多媒體技術(shù)、3D建模、VR以及傳感技術(shù)等多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)，這些技術(shù)需要我們進(jìn)行長期的研究學(xué)習(xí)。因而遺憾之處也就在于因當(dāng)前技術(shù)水平的局限性，項(xiàng)目組無法制作出成品的軟件，但若經(jīng)實(shí)踐證明其操作的可行性，在條件允許的情況下，我們將以服務(wù)外包的形式承包給相應(yīng)的開發(fā)商，將想法付諸實(shí)踐。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳淑娟，肖芳.湖南文理學(xué)院3D虛擬校園的設(shè)計(jì)研究 [J].中國教育技術(shù)裝備，2015（4）：42-43.

[2] 韓慶年.國外高校3D虛擬校園設(shè)計(jì)與應(yīng)用述評 [J].中國教育信息化，2012（9）：17-21.

作者簡介：蘇冉（1997.11-），女，漢族，安徽安慶人，本科在讀，研究方向：貿(mào)易經(jīng)濟(jì)。