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摘 要：虛拟数字校园漫游系统的开发是通过三维实景模拟的表现方式，在现实校园的基础上构建起的三维立体校园空间。访问者能随着鼠标的点击进入虚拟校园，获得身临其境的感受。三维建模技术是整个虚拟现实系统建立的基础。它的研究有助于提高虚拟环境的真实感、实时交互的速度和实际交互的可操作程度。本文将结合3ds max等工具软件介绍三维建筑模型的建构技术。在建筑设计和展示中，虚拟现实模型可取代实物模型，达到节约成本、方便使用的目的。以虚拟现实引擎Quest3D为平台为例，利用Sketchup等建立虚拟模型，导入到Quest3D中建立虚拟漫游系统。
关键词：虚拟现实；数字校园；虚拟漫游；三维仿真建模
随着计算机的发展，计算机辅助设计在设计领域起到了举足轻重的作用，得到了高度的发展。通过计算机产生的设计结果，可通过图形设备向设计者展示，并可模拟，允许设计者作出修改。而现阶段的二维、三维的表现方式，只能传递建筑物的部分信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息，使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物，使人产生身临其境之感，用户在虚拟建筑中进行漫游、人机交互，大大提高了项目设计的质量。
一、什么是虚拟现实
从广义上讲，只要是通过三维模型实现一些人机交互操作就可以称为虚拟现实。更严谨的界定是指通过对三维模型的操作、定义，然后应用于相应场景中，并赋予该模型功能性的表现。以一个汽车的3d模型为例，在汽车的三维模型出来以后，可让用户对场景进行选择，比如是运行在城市还是乡村，然后还能让用户为汽车模型编写动作脚本，定义汽车是按某条线路在跑还是有人来操作。也就是说，只有在同时具备了产品、场景、脚本这三项要素时，才是真正完整的“虚拟现实”虚拟现实（简称VR）也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的，具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。
二、虚拟现实的特征
（1）多感知性所谓多感知，是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉、力觉、触觉、运动，甚至包括味觉、嗅觉等感知。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。
（2）交互性，指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉到物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
（3）构想性，强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
（4）浸没感又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
三、虚拟现实的应用
虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域。
（1）虚拟教学。虚拟现实技术为学习者和教学者提供了丰富的学习资源以及选择学习材料和学习方式的机会。利用虚拟现实技术，教师和学生一起经历虚拟环境，观察一些关键性问题，还能让学生自己“进入其中”进行详细观察，大大提高了学生的理解能力和掌握能力。
（2）虚拟实验。虚拟实验利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，可以根据需要随时生成各种“虚拟”新的设备，教学内容可以不断更新，使实践训练能够及时跟上技术的发展，为学生提供生动、逼真的学习环境，从而加速和巩固学生学习知识的过程。
（3）虚拟仿真校园。以虚拟现实技术作为远程教育平台，可为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，对各个终端提供开放的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益等等。
（4）虚拟漫游技术在建筑设计上应用体现。虚拟漫游技术不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标等，有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。
首先，它有利于设计者规避设计风险。用户在三维场景中任意漫游，人机交互，这样很多不易察觉的设计缺陷能够轻易地被发现，有利于设计者规避设计风险。
其次，它有利于加快设计速度。设计者既可以利用虚拟现实系统，很轻松随意的进行修改，改变建筑内外立面的材质、颜色、设置光源性质、灯光强度、改变绿化密度等，只要修改系统中的参数即可。
再次，有利于快捷的传播。虚拟现实技术还可以应用在网络和多媒体中，方便快捷的传播产品信息。最后，它有利于用户真正参加到项目设计中来。让用户真正的参与到项目中来，第一人称行走相机以眼睛的角度查看一个场景，并允许用户自由行走。由于这种方式非常接近现实世界，因此这种类型的相机提供了一种沉浸式的体验。因而能增加我们在建筑漫游中的沉浸感和构想性。
总之，虚拟建筑漫游系统所体现的直观性、交互性以及多方位的信息等优势，是传统的平面图纸和实体模型所无法比拟的。相信随着计算机软硬件及外围设备的进一步发展，随着虚拟现实的不断完善，虚拟现实在建筑设计上的应用将具有更大的发展潜力。
参考文献
[1]程大锦，《建筑：形式空间和秩序》天津： 天津大学出版社
[2]冯文，孙立军，《动画艺术概论》北京：海洋出版社，2007
[3]张荣华 几何建模技术在虚拟校园漫游系统开发中的应用 [期刊论文] -计算机工程与设计2008
[4]虚拟建筑室内实时漫游 - 武汉理工大学学报（交通科学与工程版） – 2002
[5]期刊论文 基于Virtools的交互式操作模型系统的设计与实现 - 计算机应用 - 2009
关键词：虚拟现实；数字校园；虚拟漫游；三维仿真建模
随着计算机的发展，计算机辅助设计在设计领域起到了举足轻重的作用，得到了高度的发展。通过计算机产生的设计结果，可通过图形设备向设计者展示，并可模拟，允许设计者作出修改。而现阶段的二维、三维的表现方式，只能传递建筑物的部分信息，并且只能提供单一尺度的建筑物信息，使用虚拟现实技术可展示一栋活生生的虚拟建筑物，使人产生身临其境之感，用户在虚拟建筑中进行漫游、人机交互，大大提高了项目设计的质量。
一、什么是虚拟现实
从广义上讲，只要是通过三维模型实现一些人机交互操作就可以称为虚拟现实。更严谨的界定是指通过对三维模型的操作、定义，然后应用于相应场景中，并赋予该模型功能性的表现。以一个汽车的3d模型为例，在汽车的三维模型出来以后，可让用户对场景进行选择，比如是运行在城市还是乡村，然后还能让用户为汽车模型编写动作脚本，定义汽车是按某条线路在跑还是有人来操作。也就是说，只有在同时具备了产品、场景、脚本这三项要素时，才是真正完整的“虚拟现实”虚拟现实（简称VR）也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的，具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。
二、虚拟现实的特征
（1）多感知性所谓多感知，是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉、力觉、触觉、运动，甚至包括味觉、嗅觉等感知。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。
（2）交互性，指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度（包括实时性）。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉到物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
（3）构想性，强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
（4）浸没感又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
三、虚拟现实的应用
虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域。
（1）虚拟教学。虚拟现实技术为学习者和教学者提供了丰富的学习资源以及选择学习材料和学习方式的机会。利用虚拟现实技术，教师和学生一起经历虚拟环境，观察一些关键性问题，还能让学生自己“进入其中”进行详细观察，大大提高了学生的理解能力和掌握能力。
（2）虚拟实验。虚拟实验利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，可以根据需要随时生成各种“虚拟”新的设备，教学内容可以不断更新，使实践训练能够及时跟上技术的发展，为学生提供生动、逼真的学习环境，从而加速和巩固学生学习知识的过程。
（3）虚拟仿真校园。以虚拟现实技术作为远程教育平台，可为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，对各个终端提供开放的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益等等。
（4）虚拟漫游技术在建筑设计上应用体现。虚拟漫游技术不但能够给用户带来强烈、逼真的感官冲击，获得身临其境的体验，还可以通过其数据接口在实时的虚拟环境中随时获取项目的数据资料，方便大型复杂工程项目的规划、设计、投标等，有利于设计与管理人员对各种规划设计方案进行辅助设计与方案评审。
首先，它有利于设计者规避设计风险。用户在三维场景中任意漫游，人机交互，这样很多不易察觉的设计缺陷能够轻易地被发现，有利于设计者规避设计风险。
其次，它有利于加快设计速度。设计者既可以利用虚拟现实系统，很轻松随意的进行修改，改变建筑内外立面的材质、颜色、设置光源性质、灯光强度、改变绿化密度等，只要修改系统中的参数即可。
再次，有利于快捷的传播。虚拟现实技术还可以应用在网络和多媒体中，方便快捷的传播产品信息。最后，它有利于用户真正参加到项目设计中来。让用户真正的参与到项目中来，第一人称行走相机以眼睛的角度查看一个场景，并允许用户自由行走。由于这种方式非常接近现实世界，因此这种类型的相机提供了一种沉浸式的体验。因而能增加我们在建筑漫游中的沉浸感和构想性。
总之，虚拟建筑漫游系统所体现的直观性、交互性以及多方位的信息等优势，是传统的平面图纸和实体模型所无法比拟的。相信随着计算机软硬件及外围设备的进一步发展，随着虚拟现实的不断完善，虚拟现实在建筑设计上的应用将具有更大的发展潜力。
参考文献
[1]程大锦，《建筑：形式空间和秩序》天津： 天津大学出版社
[2]冯文，孙立军，《动画艺术概论》北京：海洋出版社，2007
[3]张荣华 几何建模技术在虚拟校园漫游系统开发中的应用 [期刊论文] -计算机工程与设计2008
[4]虚拟建筑室内实时漫游 - 武汉理工大学学报（交通科学与工程版） – 2002
[5]期刊论文 基于Virtools的交互式操作模型系统的设计与实现 - 计算机应用 - 2009