基本信息
- 项目名称：
- Cul-Virool系统 --基于文化传播的三维虚拟校园系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本Cul-Virool系统旨在着力构建基于文化传播的三维虚拟校园系统。项目通过自主开发的造型技术构建学校的三维虚拟主场景，并实现校园场景交互式漫游，信息搜索引擎等功能；构建校园信息港，实现信息的多渠道交互共享；运用多媒体技术，并结合校园特有的文化因素，经过视听觉等感官的模拟，在展示一个全新的三维视觉的同时，着力凸显学校深厚的文化底蕴，使漫游者时刻能感受文化的气息，以实现虚拟系统的文化传播等功能。
- 详细介绍：
- 虚拟现实技术由于其独有的多感知性、沉浸感、交互性及自主性一直是信息领域研究、开发和应用的热点方向之一。 本项目组通过构建学校的三维虚拟场景，实现校园场景交互式漫游，并辅以校园信息港，信息搜索引擎、文物保护与文化传播等功能。通过计算机技术整合绘图，声音、影像，动画等，再结合我们校园所特有的文化因素，在经过视觉、听觉等感官的模拟，展示一个全新的三维视觉的同时，同时向大家展示学校深厚的文化底蕴。 在校园特色建筑和核心场景中（如亭台楼阁，屋顶飞檐等）采用了自主开发的造型方法，提出了基于混合坐标系的扫掠曲面设计方法，嵌入到模型中使其更加逼真；改造了传统的粒子系统，在粒子形状和波动振荡器方面进行重新设计，并采用OpenGL程序设计出喷泉系统，增加了可塑性和交互性。本项目还突出了校园文化传播和文物保护功能，挖掘悠久的校史文化内涵，凸显文化育人的办学特色。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 通过构建我校的三维虚拟场景，实现校园场景漫游，突出校园文化传播和生态文物保护。主要功能包括建立校园立体地图、实现交互式漫游、构建校园信息港，满足信息搜索和实景虚拟漫游需要、实现文物保护与文化传播价值功能。 创新点：本项目组改进了传统的粒子系统、水波动画和扫掠曲面生成算法，通过改造粒子形状、周期性波动振荡器以及三角样条放样技术等实现了新型的喷泉系统和曲面造型方法。同时凸显了人文教育的文化传播理念。系统可使漫游者在巡游中体验学校悠久的办学历史和科学人文融合的办学氛围，达到文化育人的教育效果。 技术关键和技术指标：1、对校园各类建筑物等进行实景拍摄和实地勘测，为构建模型奠定基础。 2、对于核心场景建模，主要采用自主开发的造型算法；普通场景建模则在直接利用3ds Max软件开发。对于模型的真实感造型方面主要采用纹理贴图的方式，并利用Photoshop等图像处理软件对信息进行处理，选取适当的材质。本项目所有建模均是按照前期的基础数据进行建模，以构建校园真实的三维模型。 3、采用消除不可见面片以及面片合并的方法以减少模型的数据量，系统总计删减不可见曲面片达25%，使得在不影响视觉效果的前提下，大大减少系统绘制的多边形数量，使实时运行中模型显示速度更快。 4、三维场景制作完成后，设置并实现校园巡游，配以语音解说，形成虚拟校园场景漫游动画影片，整个漫游过程设定为每秒24帧。 5、主要利用Virtool软件平台，实现了对校园三维场景的漫游及人机交互功能，以实现虚拟校园的漫游功能。
科学性、先进性
- 1、技术创新：现有的软件技术，虽有其稳定性，但不能全面的满足真实感与实时性的需要，通过项目研发，我们提出了基于三角样条放样和混合坐标系的Skinning曲面设计方法；通过改造粒子形状和周期性波动振荡器改进了传统的粒子系统和水波动画算法，实现了较好的喷泉系统和造型方法。 2、文化创意：本作品充分立足学校“文化育人”办学特色，围绕学校标志性人文建筑——敬敷书院和安徽大学红楼，突出校园生态文化和历史文物保护理念。在技术实现上可使漫游者在巡游过程中随时体验学校悠久的办学历史和学校科学人文融合的办学氛围，达到文化育人的教育教学效果。 3、场景逼真：本作品不仅实现了校园立体地图的制作，还实现了校园场景的交互式漫游，同时配以声乐与广播，更具真实性。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品参加了2010-2011年安庆师范学院科研立项，并在安庆师范学院大学生课外学术作品大赛顺利通过了初审、复赛与决赛，在众多作品中脱颖而出，作为六件作品之一，代表我校参加 第四届“挑战杯”合锻股份安徽省大学生课外学术科技作品竞赛。
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术服务
作品可展示的形式
- 现场演示、图片、录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 1、本作品建立了校园立体地图，还实现了校园场景的交互式漫游，同时配备声乐与广播，更具真实性。 发挥我校特色，建立校园特色建筑虚拟模型，提出新的历史文物保护理念，同时以校园文化为主线，增强大学生活透明度。 通过小组研发，利用openGL语言和VC++开发环境，开发出粒子系统、水波动画和建模扫掠算法，实现了更优的喷泉系统和造型方法。 2、随着计算机性能的提升,人们希望得到更丰富的三维信息展示及身临其境的体验.通过本系统的建设，将其与学校的办公、教学等有关信息相结合, 为师生提供一个三维可视化的、多感知和有临场感的信息介绍与查询环境, 访客只要通过网络就能了解校园的文化风情及相关介绍信息，有助于提高学校的形象。也可以向别的学校进行推广，特别是一些私立学校急需宣传效应；同时，可以建立中小型企业及生产过程的虚拟仿真，促进其宣传和发展；还可以为景区制作虚拟场景，通过三维场景的构建，直观的了解景区风貌，熟悉景区，激发旅游热情等，从而获得良好的市场及经济效益。
同类课题研究水平概述
- 自20世纪以来，虚拟现实技术由于其独有的多感知性、沉浸感、交互性及自主性一直是信息领域研究、开发和应用的热点方向之一。 在国外，虚拟现实技术研究方面做的较好的有美国、德国、英国、日本、韩国等国家。在我国，浙江大学、北京航空航天大学、国防科技大学、中科院等单位在虚拟现实方面的研究工作开展的相应比较早，相关成果也比较多。据统计，我国最早建立虚拟校园的高校是天津大学，其后是浙江大学、深圳大学、北京大学、西南交通大学等一些著名大学也纷纷采用虚拟现实技术建立虚拟校园。 企业界运用虚拟现实系统与网络的结合代表性的有英国的IASK公司和美国的谷歌公司。国内发展规模较大的两家三维城市展示公司分别为杭州的E都市和广州的都市圈。以及杭州卓锐、北京讯邦两家公司开发的虚拟校园系统，在整体外观、互动形式、开发语言上十分接近都市圈、E都市公司产品。 综上所述，企业层虚拟校园开发成本比较高，开发人员的技术水平要求高，开发周期较长，开发过程也需要较高的硬件支持，建模技术上也大多采用现有的软件技术。由于虚拟校园项目门槛较高，大部分高校虚拟校园都是有公司协助开发完成的，一套全方位的虚拟校园产品市面估价约12万到20万之间，在费用上也限制了高校虚拟校园方案的推广与应用。 本系统则针对小型校园虚拟系统进行个性化开发，针对性强，开发成本少，采用的技术较为成熟，开发周期较短，硬件要求也不高。而且，产品还将技术创新和文化创意有机融合在一起，以文物保护和校园文化推广为主线，更加凸显虚拟校园的文化内涵。
