张锐　张振宇　袁金堂　陈恩娜

学院三维地图和三维全景图的实现是虚拟校园建设中的重要组成部分。结合已有的新疆生产建设兵团兴新职业技术学院三维地图和三维全景图的建设经验，解析了学院三维地图和三维全景图的实现过程，分享了在校园三维建模及全景图制作过程中获得的经验和心得。

研究背景

近年来，随着计算机技术的快速发展和数字校园技术的应用与普及，虚拟校园成为校园信息化建设中一个新的发展趋势。学院三维地图和三维全景图的实现是虚拟校园建设中的重要组成部分。本文中搭建学院三维地图和三维全景图网络平台采用HTML5编辑方式，支持移动端浏览器访问，同时对平台的性能和功能进行了测试。

研究理论依据

虚拟校园基于三维全景虚拟现实技术（实景虚拟），通过对校园内实体进行数字建模，并通过三维实景模拟的表现方式，使浏览者能身临其境感受优美的校园风光、良好的教学环境和教学资源，也可以随意选择校园中的景点和参观路线。因此开展三维虚拟校园系统及相关课题的研究适应信息社会的发展趋势，具有重要的理论意义和现实意义。

建立在二维平面和影像地图基础上的传统虚拟校园，无法满足学院对外招生宣传、校园展示及信息多元化的功能需求。三维地图和三维全景图的实现可更加形象直观地对校园进行多种方式查看，让人们更真实地了解学院的建筑构造，感受校园环境。

研究实施过程

三维地图和三维全景图的实现，首先依据卫星地图绘制校园平面图，以平面图为依据进行三维建模，渲染成全景图进行交互式设计。

制作工艺

1.绘制校园平面图

通过百度地图的卫星地图定位到学院，以卫星地图为参照绘制校园平面图。

2.建模数据采集

通过专业的数码相机或手机多方位多角度地拍摄校园场景，为建模校园提供数据参照。

3.三维建模

通过三维建模软件对校园内场景进行三维建模，渲染成全景图。

4.数据整合

利用PANO2VR工具强大的3D环境虚拟实景编辑功能，设计和开发互动三维场景系统。

三维地图及三维全景图主要实现功能包括：

全景图自动旋转查看功能;

鼠标点击拖拽环绕查看模式;

三维地图导航功能;

导航定位查看校园全景图;

路径漫游，鼠标点击设置好的路径进行漫游查看;

缩略图导航功能。

主要技术方法

课题研究主要分三维地图的实现和三维全景图的实现。

首先是三维地图的实现，三维地图主要是对校园实体的三维数字建模，可选用的工具有3DS MAX、SKETCHUP等三維建模软件，根据日常教学活动中熟悉的3DS MAX软件进行校园三维建模。

打开百度地图中找到学院所在位置，选择卫星地图模式查看，百度地图工具箱中有测距工具。通过卫星影像图定位，确定各个楼宇所在地，用CAD绘制完成校园平面图。

将CAD图导入到3DSMAX中为底图，3DSMAX中系统单位和显示单位设置为毫米，分别使用样条线绘制各个楼房平面，通过挤出命令输入楼房高度，转换为可编辑多边形，然后对楼房进行逐个建模。

将建模好的楼宇建筑按照CAD底图的位置摆放好，完成校园运动场、篮球场、健身器材、道路和绿植装饰等的建模并摆放好位置，添加灯光摄像机，摄像机位置以卫星地图为参照，但可适当降低高度以便达到更佳的观赏效果，渲染出图得到校园三维地图数据。

其次是三维全景图的实现。三维地图只是校园全景的整体概述，无法充分地展现出校园的具体面貌，三维全景图的实现正好可以填补三维地图的不足之处。

三维全景效果图，可以通过架设三脚支架固定相机机位，运用数码相机广角镜头对校园场景进行多角度实景拍摄，拍摄得到的照片进行拼接得到三维全景图。根据拍摄方式的不同，三维全景图又可分为柱状全景和球型360。全景。

基于三维地图的实现，校园已经有了具体的三维模型数据，三维全景图可通过三维模型渲染输出来。选取校园主要场景，如学院大门、运动场、学生宿舍楼前、学生食堂楼前、主要教学楼、实验楼以及行政楼等场景。在3DS MAX软件渲染设置中选择Vary渲染器，只有在Vary渲染器中才可以选择360全景相机渲染全景图，全景图的宽高比为2：1。

三维地图和三维全景图的实现，将全景图素材导人到360全景效果图制作软件中，本文选用的是PANO2VR软件，在PAN02VR中对三维全景图校园场景的预览，通过设置皮肤的方式完成场景的交互和地图预览功能。搭建校园三维地图和三维全景图服务器平台，通过网址访问查看校园全景，PANO2VR中采用HTML5编码方式，能更好地支持在移动设备上浏览。

研究意义及推广价值

三维地图和三维全景图的实现有利于提升学院的知名度。三维地图和三维全景图可作为学院数字化校园建设的一部分，有效宣传学院，提升学院的整体形象。

三维地图和三维全景图的实现有利于提高教师的科研探索精神。通过课题的研究，巩固了教师对软件的操作能力，同时还可将知识和技能转化为教学成果和科研成功。

三维地图和三维全景图也可以使用方便学生的HTML5编码方式，让学生在手机上就可以快速对校园风景和校园面貌进行浏览，对于新生入学及时直观地了解学院起到了积极的作用。

学院三维地图和三维全景图的实现，还可以不断完善和扩充功能模块。地图的标注、添加文字介绍以及多媒体展示等功能的实现，能充分发挥三维地图和全景图对校园信息的管理

研究中存在的问题

以卫星地图为参照，应用百度地图中测距工具在地图中测量出的数据与真实场景有一定误差。另外对于楼房高度的测量因为没有专业测量工具均采用估算，所以校园三维地图和三维全景图的建模数据与真实的校园场景存在一定误差。

通过相机拍摄校园中建筑物和各个运动器械的外观和构造，作为校园三维数据建模的主要依据。因要表现出建筑物的各个方位和具体构造以及校园中建模元素较多，故要采集的数据照片数据量大，有时在建模的同时还需返回校园重新拍摄素材。

三维数据建模工作量庞大，要求对3DS MAX软件熟练操作，对计算机配置也有一定的要求。在完成三维数据建模后，渲染出图因要选择高品质的效果图，故渲染出图时间较长，通常一张效果图的渲染出图时间都在1～2 h左右。

此外，三维地图和三维全景图的实现，满足了校园全景面貌的展示，但与通过自由漫游的方式观察校园还存在一定的差距，这也是今后课题研究的方向之一。