VR全景校园互动系统的设计与应用

摘 要：近些年来VR（Virtual Reality，虚拟现实）技术迅速发展，应用领域也逐渐扩大，从商业领域到教育领域都能看到它的身影。随着VR技术的成熟和开发成本的降低，国内许多高校都拥有了VR全景校园展示，但是这些VR全景校园大多数仅仅停留在校园风景展示和校区楼宇导视层面，功能单一、同质化严重、辨识度不足。本套VR全景校园互动系统为长春广播电视大学专属制定系统，设计时充分考虑了学校的特点和个性需求，这种专属设计的VR全景校园互动系统才能更好地发挥其功能，为学校的师生和观众提供更好的浏览体验。

关键词：全景校园;互动系统;学校制定

VR是Virtual Reality（虚拟现实）的缩写，而VR全景是虚拟现实的一个分支，主要使用全景相机、摄像机或无人机拍摄场景，然后通过软件合成出全景图，适合表现已经存在的景象。相较于原来的三维软件模拟的三维虚拟空间，VR全景有效果更真实、制作周期短、费用低的特点，在应用上也更加广泛，常见的VR样板间和二手房展示，还有我们熟悉的百度街景等都应用了这种技术。

1 VR全景校园的现状

VR全景校园系统是利用摄影器材拍摄校园场景并合成全景图，再通过程序开发出满足不同需要的互动系统。目前VR全景校园主要应用于校园导视，通过展示校园风光，配以图片、文字、音频、视频等说明方式，取代原有的纸质地图，克服了纸质地图版面有限、无法展示全部内容、印刷成本高等弊端，使用终端设备如手机可以随时扫描二维码观看校园风光。目前，中国很多高校都拥有了VR全景校园展示，如720yun中国高校全景大全共收集高校804所，统观这些VR全景校园展示，数量虽然不少，但是质量参差不齐，大多是俯视的全景，缺少校园内部的景观，楼内的结构就更少了，而且VR全景校园的层级结构同质化严重、千篇一律、缺少特色，大体结构都是从学校大门进入，然后沿着道路到其他教学楼前，这种统一格式、统一制作出的VR全景校园无法满足学校个性化的需求。根据学校的特点专属定制的VR全景校园系统将是发展的新趋势。

2 根据学校特点设计开发的VR全景校园系统

每所学校都有自己的特点，也有不同的需要，根据学校特点制定VR全景校园系统才能达到事半功倍的效果。因此，长春广播电视大学制定VR全景校园系统首先要了解学校的特点和需要。长春广播电视大学不同于普通全日制高校，其以远程教育为主，实行严格而有弹性的教学管理制度和宽进严出的学习制度，使注册、学习、考试更加灵活方便;推进信息技术与教育教学深度融合，完善以学习者为中心、基于网络自主学习、远程支持服务与面授相结合的教学方式，创建友好的数字化学习环境，提供“人人皆学、时时能学、处处可学”的教育服务。基于这样的了解，确定长春广播电视大学VR全景校园系统的基本方向，长春广播电视大学教学方式和教学理念决定了学校、教师和学生对VR全景校园系统的需要。

2.1 需求分析

学校需要利用VR全景校园系统宣传长春广播电视大学的办学理念、提高社会影响力、提升美誉度、扩大招生规模。教师需要利用VR全景校园系统了解学校办事流程，知道事情要到哪个部分办理及要准备哪些材料，了解学校的规章制度，对学校产生认同感和归属感。任课教师需要利用VR全景校园系统发布上课信息，教务教师需要利用VR全景校园系统发布考试信息等。学生需要利用VR全景校园系统熟悉校园环境，在入学之初了解入学流程，在学习过程中找到上课的教室，在期末考试时快速搜索到考场信息和位置，接收在校学习时的其他指导。教辅人员需要在VR全景校园系统中标注安全通道和消防栓的位置。

2.2 功能设计

通过对长春广播电视大学各个方面的需求分析，我們开始设计VR全景校园系统的功能。

语音介绍功能：对学校的教学理念宣传，采用图片加语音介绍的方式，在登录VR全景校园系统时，会出现语音介绍的声音，其不用点击便开始自动播放，观看者可以一边看图一边听介绍，这样就加深了印象，如果观看者已经听过介绍了，可以选择关闭介绍声音。

楼层导视功能：不同楼层的教室有不同的作用，可以通过导航栏快速查看。比如在楼梯的入口提供导视功能，观看者可快速浏览整栋教学楼的楼层功能分布，到达相应楼层后，还可通过文字介绍得知教室的具体功能。

信息发布功能：发布上课和考试信息，就像教学楼前的宣传板一样，不同的楼前或教室前可以发布信息，主要通过文字表格和图片的方式。

路线标记功能：标记安全通道和消防栓的位置，主要通过楼层平面引导图和全景图上标记的方式完成。通过本功能还可以开展消防演练，增强在校师生的消防安全意识。

2.3 制作过程

首先是校园照片素材的拍摄，拍摄全景照片时首先要选择拍摄工具，本项目选择的是无人机航拍和全景相机。无人机主要负责拍摄校区高空全景，拍摄出的照片为俯视角度，显得大气蓬勃，多在VR全景校园系统开篇时出现。本项目使用的全景相机并不是传统的六面相机阵列，而是采用新型的镜头模式，由两个鱼眼镜头构成，这种全景相机的两张照片拼接时比六张照片更加简单方便。全景相机负责拍摄各个教学楼和室内环境。

然后是筛选编辑拍摄的素材，将不同场景的照片分类装在相应名称的文件夹里，使用全景合成软件合成照片，相关的软件有Kolor AutoPano Giga、Panorama Tools等。本项目选择的是全景相机自带的合成软件，优点是合成速度快、效果好，缺点是合成后不能局部修改，局部瑕疵修改可以在Photoshop中进行，比如去掉地面上的相机脚架，这是一个消耗时间的过程。

最后就是根据之前的设计开发互动系统。开发互动系统可以使用Unity3D软件，本项目使用网络平台提供的工具开发，使用网络平台开发的好处是修改方便，生成的二维码可以一直使用，需要修改或更新设置时，保存后就可实时更新，素材和文件都存放在云平台上可随时调用，省去了购买和维护服务器的费用。系统开发后生成电脑网络版和手机浏览版，电脑网络版可以通过浏览器访问网址浏览，手机浏览版可以使用微信扫描二维码浏览，VR全景校园系统也支持VR眼镜模式，在VR眼镜中可通过转动头部控制浏览。系统开发后先进行小规模的测试，根据反馈修改更新，然后在校内教师和学生之间进行大规模测试。

3 应用效果

对长春广播电视大学来说，VR全景校园互动系统的应用推进了“智慧校园”的进程，提升了学校的影响力，拓展了宣传学校的形式，人们在浏览全景校园时增加了对学校教学环境的了解，在聆听校园解说时知晓了学校的办学理念和教学目标，打消了对远程教育的误解，重拾对这种教育模式的信心，更愿意接受和参与远程学习。

VR全景校园互动系统减少了教师的重复劳动，而且一些重要信息会一直保留，方便学生随时查阅。如入学手续办理流程等信息，以图形化的形式发布，让学生们一看就懂。VR全景校园互动系统的应用使学生们更加了解学校，由于长春广播电视大学是远程教育，学生平时到校的次数较少，来面授课时经常找错教学楼和教室，使用VR全景校园之后，上课时间及教室位置清晰可见，楼层及教室信息清楚明了，期末考试时学生不用再担心找不到考场而迟到。

长春广播电视大学VR全景校园互动系统的开发不同于传统的固定模式的开发套路，而是先深入学校各个方面调查需要，根据具体需要为学校量身制定，并结合学校的特点开发出适应远程教育的VR全景校园互动系统，经过测试和运行取得了良好的效果。

参考文献：

[1] 王婧. 360°全景展示的虚拟校园导航系统创新设计研究[J].工业设计，2019（03）：159-160.

[2] 孙建伟，郑秀娥. 720°全景校园漫游系统设计与制作——以山东水利技师学院为例[J].职业，2018（32）：126-127.

[3] 高耸，李济宁.校园全景地图中关键技术的研究[J].计算机产品与流通，2017（09）：219.

作者简介：胡姗姗（1982—），女，硕士，毕业于东北师范大学，长春广播电视大学讲师，主要研究方向：VR全景校园、AR互动书籍、课程资源制作等。