后期的算法是对整个系统的一个装 饰，比如说音效的调用，还有雾效果 的添加，天空包围盒是为了让场景看 起来更加真实，同时也是对整个场景 的一个外壳限制，主要的天空类型可 以有正方形、球形或者是仅仅一张平 面图。
• 然后在材质球里面设置漫反射和不 透明的属性，建立出平面树的模型 • 最终树的表示效果为：
• 湖面的制作主要采用NUBRS曲面，通过修 改点的位置来调整整个曲面的形状
• 建立之后，利用材质编辑球为湖面加上相 应的材质，最终的制作效果如图所示：
• • • • • • • 摘要 课程设计目的 虚拟校园概念及建设目标 功能展示 数据来源 关键技术 小结
• 为了在计算机中更好的表现现实的世界，让我们能够 更加真实地在计算机世界中展现出现实世界的魅力，也为 了让更多的人们看到我们在现实世界中不可能见到的场景， 我们利用虚拟现实技术和可视化技术更好的实现了这一点。 与此同时高校的数字化校园建设是一个涵盖范围很广的领 域，其建设过程所需要解决的问题也相当复杂。本文针对 华北水利水电大学的校园的具体情况，分析建设数字校园 的目的，选择建设数字校园的关键技术及方法，提出数字 校园应该具备那些基本功能，并详细讨论实现相关功能的 过程和手段。
• 建立覆盖全校的、主干千兆的高速网络， 提高面向全校师生的基本网络服务、正版 软件服务、技术支持服务等等；建立高质 量的数字化的图书馆、多媒体教室、语音 室、会议室等；在校园内建立统一的电子 身份认证系统，从而为学校高水平的教学、 科研和管理等提供强有力的支撑；
• 该技术主要是建设新一代高速通信网络， 实现电话网、有线电视网和互联网的互联，建 成综合业务数字网（ISDN）。由于数字校园覆 盖的面积相对不大，可采用蓝牙技术实现短程 无线上网，近几年来，华北水利水电大学大学 对校园网络进行了全面改造，取得了可喜的成 绩，实现了办公楼、学生宿舍宽带上网，尽管 有时网速比较差，但总体来说还是相当不错的。 特别是最近，在校园内也实现了短程无线网络 覆盖，这是很令人兴奋的，同学们可在校园内 随时随地上网。
• 2.1 数字化校园的概念 • 2.2 数字化校园的建设目标 2.2.1 在教学方面 2.2.2 在科研方面 2.2.3 在管理方面 2.2.4 在公共服务体系方面 2.2.5 在学校社区服务方面
• 传统上说，数字化校园是在传统校园的基础上，利用 先进的信息化手段和工具，以统一的管理和安全策略，将 校园各项资源数字化，形成的一个数字空间，使得现实校 园在空间和时间上延伸开来。包括网络基础设施、数据中 心、网络基本服务系统、一卡通系统、电话系统、有线电 视系统、广播系统、会议系统、计算中心、数字图书馆、 数字多媒体教室、数字语音室、电子公告屏、安防系统、 楼宇控制（门禁）系统、应用软件系统等方面。当然这只 是传统意义上的概念，当我们结合虚拟现实时又会产生出 另外一种意义的数字校园，也就是我们在课程设计中需要 完成的三维数字化校园。
• 2.2.1 在教学方面 充分利用网络技术、多媒体技术等实现高 质量教学资源、信息资源和智力资源的共 享与传播，促进高水平的师生互动，促进 主动式、协作式、研究型的学习，从而形 成开放的、高效的、个性化的教学模式， 更好地培养学生的分析问题能力、解决问 题能力和创新能力；
在模型导入以后是最终的也是最重要的就是碰撞 检测以及漫游算法的实现，在碰撞检测中主要就是 实现观察者位置坐标与物体坐标的求交运算，判断 观察者的位置是在物体的里面还是外边（当然如果 实现了碰撞检测的话，不可能出现在物体的内部）， 如果观察者与物体接近时只需要将观察者的位置沿 着边面进行向左右或者向后面做平移，最简单的就 是不做任何处理，也不让观察者的位置继续前移。 漫游就是在场景中实现前后左右的移动，通过键盘 来控制漫游。
• （1）沉浸性使之所创造的虚拟环境能使学生产生 “身临其境”感觉，使其相信在虚拟环境中人也是确 实存在的，而且在操作过程中它可以自始至终的发挥 作用，就像真正的客观世界一样。 （2）交互性是在虚拟环境中，学生如同在真实的环 境中一样与虚拟环境中的任务、事物发生交互关系， 其中学生是交互的主体，虚拟对象是交互的客体，主 体和客体之间的交互是全方位的。 （3）构想性是虚拟现实是要能启发人的创造性的活 动，不仅要能使沉浸于此环境中的学生获取新的指示， 提高感性和理性认识，而 且要能使学生产生新 的构思。 （4）动作性是指学生能以客观世界的实际动 作或以人类实际的方式来操作虚拟系统，让学生感觉 到他面对的是一个线）自主性是虚拟世界中物体可按各自的模型和规 则自主运动。
• • • • • 虚拟现实技术 建模技术 数据库技术 网络信息技术 算法设计
• 虚拟现实（Virtual Reality）是指 运用计算机技术生成一个逼真的、并 具有视觉、听觉、 触觉等效果的可交 互、动态世界，人们可以对该虚拟世 界中的虚拟实体进行操纵和考察。它 的基础是高级的三维图形技术、问题 求解工具、多媒体技术、网络通信技 术、数据库、信息系统、专家系统、 面向对象技术和智能决策支持系统等 技术的集成。
空间数据获取技术主要有遥感、遥测、 GPS 等技术，属性数据的获取技术主要有传 统测量、统计资料等。在数字校园系统中，数 据的存储管理方式尤为重要，它决定了数据处 理及空间查询等诸多功能的运行效率。通过数 字地球技术获取华北水利水电大学的空间信息， 比如地理位置，建筑物情况，学校道路等，加 以储存和组织，以此建设虚拟校园，更为建设 “数字校园”作铺垫。 通过将实际测量的数据导入到计算机，然后 基于AutoCAD利用南方CASE进行绘图，绘 制出校园的基本地形图平面模型，为后期的基 础建模准备数据。
音效的添加 模型的导入 设置天空包围盒 漫游 向量的运算 线 音效的添加
• 路灯的柱子是看似圆形的不规则 图形，但是也有一定的规律，所 以可以利用软件中的车削这一工 具来制作灯柱，而对于路灯的试 题本身可以是由四个平面来围成， 中间利用半径比较小的圆柱来连 接，而最上面的盖子也可以利用 NUBRS曲面来制作
• 在设计建筑时为了节省空间，我们主要采 用了挤出的方法，但是为了更加真实，需 要为建筑赋予比较真实的材质，然后对于 一些需要特殊处理的建筑，利用布尔或者 塌陷将他们做成比较真实的外观，本来想 着利用photoshop cs6制作出比较精细的 图片，然后为建筑群赋予特别外观，但是 由于时间问题，只能做到这一步，后来有 时间的话，在最后整一下吧。
• 该技术是利用当前比较流行的建 模软件，比如说大家经常用的CAD、 3dmax，还有就是Maya来建立出真实世 界的简化模型，然后根据现实的色彩、 光线、视觉效果来进行真实模型的后期 渲染，这是虚拟现实技术的可视化表达 的第一步，也是最基本的一步。在基本 模型建立过程中，需要处理好各个模型 的比例问题，以及拓扑关系，以便于是 整个场景看起来更加协调，线 在科研方面
• 充分利用校园网、互联网，促进科研资源 和设备的共享，加快科研信息传播，促进 国际性学术交流，开展网上合作研究，并 且利用网络促进最新科研成果向教学领域 的转化，以及科研成果的产业化和市场化， 从而大大提高科研的创新水平和辐射力；
• 充分利用现代信息技术实现职能管理的自 动化、信息化，实现各部门之间的数据共 享与协调，提高决策的科学性和民主性， 提高管理的质量和效率，形成充满活力的 现代新型管理体制；
• 在建立树模型的时候，我们首先想到的是 模型中自带的ACE扩展模型，显示效果也可以， 但是这些远远不能满足我们在现实世界建模的 需要，因此必须要实现自己的模型建立，另外 一种方法就是我们利用软件的毛发系统建立的 树模型，但是该模型也存在一定的问题，就是 我们建立的模型越精细，模型所占的内存就会 越大，所以这种树模型我们不能用太多，其中 最简单的树模型的表示方法就是直接利用树的 图片来表示，首先利用photoshop cs6制作出 黑白图
• 良好的光线可以让模型的色彩不可折 扣的表现出来，因此需要对整个场景 的光线可以调 出我们的环境设置器，进行环境光的 设置 • 当然在场景中的所有景物、建筑都 是采用对应的工具来设置的，在此不 能一一介绍，相信学过软件的同学， 也都知道如何去建立这些简单的模型。
• 首先是对现实世界的TIN约束，还 有对模型的简化剖分，这些都是需要 在算法中实现的功能。在碰撞检测算 法中需要建立模型的格网索引，但是 比较优的应该是四叉树、八叉树、哈 希索引等方法。漫游中需要设计矩阵 的变换，向量的乘法，优化的算法会 带来更高的运行效率和内存的节省。
然后是实现三维模型在窗体 中的导入，在导入的时候综合考虑 到我们的模型以及所加材质的协调 性，最关键的是如何将模型中已经 建立好的有一定坐标值得模型导入 到我们的程序去，这里涉及到坐标 转换和相关的矩阵的运算，向量的 积。
• 我国高校信息系统建设始于20世纪80年代，当时主要是单机版应 用，解决重点业务环节的电算化，替代高强度的手工劳动，如排课系 统、账务管理系统、人员管理系统等。当前许多高校都在积极研究虚 拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室， 将科研成果迅速转化实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模 拟方面的应用；浙江大学在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用； 哈尔滨工业大学在人机交互方面的应用；清华大学对临场感的研究等 都颇具特色。有的研究室甚至已经具备独立承接大型虚拟现实项目的 实力。 虚拟学习环境虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习 环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在 广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识 的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主 动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。 虚拟实验利用虚拟现实技 术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等 等，拥有传统实验室难以比拟的优势。
• 结合后勤社会化改革的需要，建立电子 化的社区服务环境，网络、电话、有线电 视进入社区，并开展各种网络化、电子化 的服务项目，如一卡通电子商务、电子医 疗、电子监控等，为师生员工提供便捷、 高效、集成、健康的生活和休闲娱乐服务， 形成智能型的社区服务系统。
• 其实，数字化校园是一个过程、一种 境界。它随着技术的发展而发展，随着人 们办公方式和习惯以及管理思想变化而变 化。