郴州市第一职业中专虚拟校园项目的设计与开发

1、第一章 绪论1.1 课题研究背景及意义1.1.1课题研究背景本文课题的来源是笔者供职的郴州市第一职业中专虚拟校园项目的设计与开发，笔者是设计团队的成员。笔者所在单位是一所国家级重点职业中专，职教体系中的省示范校，并且是我国教育信息化试验地之一。近几年来，随着教育信息化的加深和学校生源的扩充，这所可以接纳近6千多名学生的职业学校提出了深化信息化程度的规划。信息化程度的加深并非只是片面的使用户能够通过信息化手段获取学校的基本信息，而是使他们能够方便地获取多方面、全方位的信息。举例来说，信息化不但能够增加学校的网络曝光度与知名度，同样也能为希望在此学习的潜在报名学生提供一个生动形象的校园展示，让他们

2、还未踏入校园就能对其有所了解，信息技术的突飞猛加为上述功能提供了实现途径。通过虚拟校园，不但能向用户不展示平面化的图形，还能模拟出具有高度真实性的三维场景。1.1.2课题研究意义随着企业对技能型人才需求的不断增加，职业学校收到了很多人的青睐，但是每年都有很多新兴职业学校建成，使得他们的招生竞争急剧加强。信息化程度的加深无疑对其招生是有所帮助的，首先互联网的普及我国网民的增加为职业院校增加了宣传和推广的渠道，现代化的网络平台能够充分反应院校的管理水准，加深公众对其的信任。因而，组建一个具备较高信息化水准的平台，让学生通过网络就能充分了解学校的概况和实力，并对学校的各项设施有一个真是的体验是具有很

3、高的现实意义的。现阶段，本文的研究对象已经组建了自有网络平台，本文设计的三维虚拟校园系统可以说和现有网站是一个互补关系，通过这一系统，学校的各项设施能够得到生动展示。本系统为想了解学校的用户提供了纵观学校的平台，同时也能加快新生对校园的认识，并且能够提供关于学校的多方面信息，对其外宣、招生、提升知名度与形象等工作有着积极作用。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状虚拟现实技术（即VR）是实现本系统的基础性技术。在国外地区，人们对其给予了很高的关注度，各种广泛而深入的研究正在火热进行，美国在这一方面的研究始终处于世界领先地位。美国可以说是信息化的领导者，他们的校园信息化建设已经处十分成熟的水

4、平。各美国校园的教学活动，科研活动，乃至后勤等活动都具备深深的信息化烙印。瑞士首先将虚拟校园技术运用在职业院校，从而打开了使学生摆脱时间与空间的束缚，方便学习的新渠道，使他们能够不必亲临学校现场就能够获取知识，甚至使高等教育能够惠及服刑人员 1。这些无疑是虚拟校园技术的功劳。日本同样十分重视信息化建设，并将虚拟现实技术落实到城市的建设当中。他们建成了许多虚拟都市来模拟现实中的各大城市，并提供相关的基础功能，如定位，道路检索，建筑展示等，在更大的广度上体现了虚拟技术的用途。1.2.2国内研究现状与国外发达国家相比，我国的虚拟现实技术起步较晚，发展也相对落后。然而九五计划后的几年中在那个，我国投入

5、了大量的资源进行虚拟技术研究各，并在虚拟训练、实验、场馆、教学等方面取得了一定性的突破。网络的发展使虚拟技术同网络融合成为可能。如今，我国很多高效已经在实施虚拟的仿真校园。例如，北京大学的“数字北大”继承了GIS系统来达到展示学校与周边地理状况的目的，这一系统不但能够使用户获悉校园周围的各项设施，同样也能向用户就校园内的各项信息提供咨询服务2。我国香港地区的几所大学也成功地将虚拟技术运用于实践，实现了校园的环境虚拟，并建成了相关的虚拟图书馆、教室、会议室、实验室等系统，这些虚拟技术的运用，给学生的学习和生活带来了很大的便利。1.2.3存在问题目前来看，虽然虚拟现实技术已经得到广泛运用，但多数都

6、是政府或重点大学主导进行的，它的实现还有着一些技术上的困难。现阶段，虚拟校园系统建设还面临以下障碍：1、虚拟环境的虚拟实现。真实的场景是现实生活中我们肉眼可以看到可以感知的，但困难在于在计算机系统中将它实现。虚拟环境不但包含建筑的虚拟同样也包含相关设施，这是一个十分复杂的问题。另外，如何让用户获得更形象逼真的感受，如何提升用户的操作体验也是摆在开发者面前的问题。2、怎让实现漫游？使用户在虚拟环境中方便地进行漫游可以提高用户的操作体验，使用户获得身临其境的感受。并且要求系统在实现漫游时成本低、操作简单。此外，用户在使用虚拟系统时不能有违常理如：漫游时不可以直接穿越建筑设施，不可以悬空等。3、如何

7、提升建模的真实程度并确保模型的实时性。要做到这一点，就需要开发人员具备优秀的建模技巧与绘图知识，并且逼真程度的提升离不开贴图与渲染，但渲染将消耗很多计算机资源，这就对计算机的性能提出了较高要求，如果在这方面耗费的时间较长，又会严重降低用户体验。另外，虚拟系统不能是一成不变的，而应是一个动态可调整的系统，现实中有新的设施建成时，系统需要跟上现实变化的节奏，假如系统无法做到较好的实时性，其中真实性必将大打折扣 3。3第二章 虚拟校园漫游系统开发相关键技术2.1 虚拟现实技术虚拟现实技术是虚拟校园漫游系统实现的最关键的技术。研究如何建立实时的三维效果是虚拟现实技术最主要的研究内容之一。实现虚拟校园漫

8、游系统主要借助计算机软件工具建模来创设一种三维模型，然后再利用软件平台来模拟漫游，这一过程的实现得益于虚拟现实技术的雄厚基奠。而我们现在所讲的虚拟现实技术，其产生可以溯源于早期的美国，当时称之为灵境技术或人工环境7,8。就其实质，虚拟现实技术属于一种用户使用接口。换句话讲，就是用户与计算机间达成视、听以及触觉的有效互动方式。此外，其感知性除了拥有视觉效果之外，还可以模拟人体全部的感知体验，包括力觉、运动感知、味觉以及嗅觉等；最难得的是，其模拟真实环境还原度很高，几乎可以以假乱真，这无疑带给了用户更加优质的感受和体验。除了这些之外，另外一些更真实体验有赖于在参与的过程中，可以有效地操作模拟环境里

9、的物体，从而获得更加真实的触觉，就如同在现实生活中一样。不过，如果技术发展得更加成熟的话，那么或许能够让虚拟环境之中的物体遵循物理定律，产生连带的作用。所以，就目前而言，虚拟现实技术可以算是人和计算机相互融合的最佳应用9。在虚拟现实系统中，存在3个重要功能。第一，沉浸型功能。这一功能的效果无疑是最好的，其能够利用戴头盔、数字手套等传感设备来和虚拟世界产生互动，并且还能够隔绝外界的干扰，然而其高昂的价格决定了其职能在小范围之内使用。第二，简易型功能。相对来说，这一功能的普及性更高，因为能够仅仅借助于鼠标、键盘就能够达成交互，操作简单，成本低廉。第三，共享型功能。这一共能通常凭借不同地方的虚拟网络

10、空间的共享，其仅仅需要远程网络的支撑。综上所述，在虚拟校园漫游系统设计中，成本低廉，设备简单、操作便捷的简易型功可以算是相对理想的选择10，11。2.2 VRMLVRML鼠疫一种虚拟现实建模语言，通常用于描绘交互式三维物理环境中的场景。它可以把三维亦或二维的场景图画，以及各式语言、文字、声音等多媒体数据信息有效结合起来，是三维建模应用的标准以及规范。在转化率水平，添加一个光源，让几何形状的多个方面可以呈现出来，从而实现动画、选择、表达（例如纹理映射的材料特性）方面，存在简单、灵活、容易实现等特点 12。 VRML在描述三维场景时采用的是文本信息，因此与其它的三维模型文件体积相比要小得多，应用它

11、构建模型能够减少网络传输的压力，让3D文件的交互能够快速传输。当然，VRML也存有缺陷，在三维模型建模过程中，其大量参数的使用，不断的解释与编译导致建模速度变慢。这样一来，另外一些3D建模软件，如3DS MAX的效果相对好得多。所以，应该在利用VRML的软件良好的兼容性的同时,还要与VRML等另一些3D模型建模的方法相结合，从而打造更加复杂逼真的三维模型。2.3系统的交互技术为了实现虚拟校园漫游系统，除了以上的技术外，还需要人机交互实现技术。在本系统中，VRML是一种三维建模语言，主要用于描绘三维场景，不具备一般程序的选择、循环等功能，难以实现与外部环境的通信。为了可以和外界更好的互动，必须利

12、用更高级的编程语言来达成外部场景的截取与通信。在多方考量之下，嵌入式脚本语言JavaScript与编程语言Java无疑是最佳选择，借助它们可以补充VRML的不足，有效地实现与外部环境通信，这些强大的编程工具编写的代码能进行复杂的网络控制，把系统的漫游效果发挥得淋漓尽致 13。2.4 3DSMax在本系统里面，主要的实体模型的建模采用了3D Studio Max，原因在于其属于是一款性能优越的电脑三维模型以及动画制作软件，它的功能强大，使用普及率高，是三维建模的首选工具20，21。其特点是：（1）功能强大，扩展性好 3DSMA的建模功能强大，能够很好的实现这一系统里面的许多建模方法，且其呈现的、

13、渲染的效果良好，制作角色动画的功能强大，所有这些都有助于虚拟校园漫游的实现，是其不可或缺的推动力量。此外，外部插件的功能也不可忽略，其可以对模型的效果实施更加深入的强化。（2）操作简单，容易上手 不管怎么说，不论再复杂的系统软件，均是有一个个简单的小操作系统构成，所以，在操作上，如果过于复杂，那么就会影响其普及度。换句话说，不管系统再怎么复杂，都应该将其操作简单化，而3ds max无疑是最好的选择，你不论是一般的虚拟漫游系统实现，亦或是对那些缺乏建模基础知识与能力的新手。（3）具有优异的开放性相对来说，3dsmax的开放性较好，各种3dsmax的插件只需要指定位置，加载很方便。2.5 虚拟地理

14、信息系统在虚拟校园漫游系统中 ，由于学校一直处于建设发展期，地理与建筑环境等还没有达到最好，所以会对其效果造成影响。因为，要想把实时性效果凸现出来，就离不开虚拟地理系统的构建，把地理信息技术与网络地理信息系统相结合，并要经常进行更新升级，这样有利于系统的真实性的维护。可见，虚拟地理系统虽然是一种半虚拟的技术，但同样能在构建虚拟场景过程中，尤其是在实现系统场景的实时性方面发挥重要作用 22,31。VR-GIS具有以下几个特点：（1）必须真实描绘周边地理环境； （2）能让用户对地理区域随意选择；（3）户能使用存储功能对数据进行筛选、分析与比较；（4）支持VRML文件格式的传换，可以有效呈现GIS信

15、息。2.6 本章小结本章阐述了实现虚拟校园漫游系统的一些关键技术，通过对虚拟现实技术与人机交互技术的理论学习以及研究，能够增强虚拟校园漫游系统实现的理论基础，完成虚拟校园漫游需求的合理分析与设计。VRML和3DSMAX，虚拟地理信息系统，Java技术的研究分析主要是为了保障虚拟校园漫游系统实现的工具和展示方法，实时性和真实性，项目接口的完整性、稳定性及安全性。6第三章 虚拟校园漫游系统需求分析3.1 系统需求简介 虚拟校园漫游系统实现对原有的资源平台的有效整合，在虚拟校园漫游系统中实现校园导航、校园信息化管理、展示校容校貌、在虚拟校园主要场景中实现漫游、二维地图的导航功能、后台三维模型添加删除

16、等功能，实现平台的统一管理。此外，为了整合原有的图书馆、教学资源及学校办公平台等，可以将其连接起来，即提供链接地址，按照相关限制与业务规则来达成数据的共享。统一分类管理，无疑是学校信息化建设与管理的有效资源平台。本文将具体阐述漫游系统的设计和实现，而另外一些内容只是简要概述，作为补充和参考。3.2 系统实现目标虚拟校园漫游系统的设计和实现，将把国家和城市信息化建设为导向，并基于校园真实环境，采用简单型的3D建模技术和VR自带插件完成模型的优化,建成一套网络虚拟的三维环境与校园的现实三维模型库。对虚拟漫游系统交互技术的原理和机制进行理论分析和应用研究，然后设计适宜的交互方法。设计虚拟校园漫游系统

17、呀遵循程序软件的设计思想与原则，在利用3DSMax建模的基础上辅以VRML的建模语言，完成模型简化和场景优化，场景借助VR插件和编写的复杂高级脚本语言JavaScript实现动态网站，方便在浏览器进行浏览。这个系统的应用将大大提升学校信息化管理的工作效率，病能够有效解决学校当下招生部门人数少且招生宣传费用高的问题，此外，还能够有效整合学校的资源。3.3 系统功能需求 3.3.1 系统功能模块设计按照用户的现实需要，在虚拟校园漫游系统里面特意设计了6个功能模块，包块：系统管理、常用工具、二维导航、查询功能、编辑功能、和辅助工具。（参见图3-1）。 (1)系统管理：涵盖用户与系统登录用户管理：通常

18、指系统管理员利用后台对刚注册用户提交的注册信息进行审或修改。系统登录：对于系统管理员来说，其必须登陆虚拟校园系统的后台才可以进行系统管理；而对于外部游客，如果其需要进行网络报名，则可以直接注册登陆。 (2)系统常用工具：漫游与导航工具。漫游工具：其是为了方便客户的浏览，用户能够利用使用鼠标或键盘来实现漫游，也能够直接用制作好的动画漫游方式通过自动漫游进行校园风景浏览。导航工具：在这一系统里面，针对场景，设计者提前设计好各种导航的视觉路线，按动画路线自动浏览，同时也可以对目标对象进行自主浏览。(3)二维导航：目标定位与位置显示。目标定位：在系统中针对学校新闻中心提供的全校影像图，以平面二维图的形

19、式呈现虚拟校园的全局平面缩略图，用户可以在全局图中随意跳转视觉目标，并在右侧实现具体的目标场景。位置显示：当用户浏览到某个目标位置时，目标会提示位置信息，有助于用户可以随时了解自身所处位置，然后规划接下来的浏览方向。 (4)查询功能：空间与属性查询。空间查询：用户在浏览三维场景时，能够自行选择不同的场景对象，点击相应的对象，从而获取对象的具体信息。例如，如果用户想浏览图书馆，那么就能够选择三维场景里面的图书馆，这样，就能够在页面中获取到该对象的信息，然后还可以凭借查询功能来获取所需数据和内容。属性查询：是指用户在浏览的过程中，对与目标位置相关信息的查询。例如：查询图书馆的属性，就会出现其四周的

20、地理环境与相关信息，以便用户有选择性地进行阅览。(5)编辑功能：添加与删除模型。添加模型：在系统的管理后台，只需要进行编辑模型的添加，从模型库当中找到需要的模型文件，输入坐标信息、缩放的比例大小，和浏览的旋转视角，在页面中就能实时显示友好的模型界面。删除模型：进入删除页面后，系统管理员能偶依据提示进行操作，轻松地把无用的模型从虚拟场景里面清除。(6)辅助功能：囊括了打印输出与系统帮助。打印输出：友好的用户界面，要关注学校的招生宣传工作，如果用户需要获取具体的文字信息，那么能够进行打印页面操作，即打印输出。系统简介：就目前而言，漫游系统的普及程度较低，所以，并不是人人都能够对其进行操作，所以应该

21、附上相应的操作说明，给用户提供指引。系统管理用户管理登陆系统常用工具漫游工具导航工具二维导航目标定位位置显示查询功能空间查询属性查询编辑功能添加模型删除模型辅助功能打印输出系统帮助虚拟校园漫游系统图3-1 虚拟校园漫游系统功能图3.3.2 虚拟校园漫游系统功能层级数据流向图图3-2所示时虚拟校园漫游系统的功能层级数据流向。管理员在添加场景文件后，管理维护功能数据，而用户则通过客户端对服务器上的场景数据提出浏览操作请求，这样一来，后台场景在前台浏览器就会呈现相应的反馈。场景文件位置显示用户管理查询请求结果显示帮助文档帮助文档帮助请求结果显示地理定位位置显示请求浏览校园请求注册用户请求地理定位场景

22、浏览场景管理用户登录身份审核管理员用户常用工具漫游、导航系统管理二维导航查询功能帮助功能帮助请求查询请求图3-2 虚拟校园漫游系统功能层级数据流向图信息增加用户注册用户登录信息删除信息修改基本信息增加模型信息增加基本信息删除模型信息删除基本信息修改模型信息修改顶层管理图3-3 顶层用户使用图例 如图3-3所示，顶层用户（系统管理和维护人员）对系统具有相应的权限管理和设置，如登陆系统、管理用户、基本信息的增删和修改，模型的编辑以及查询等操作。而普通用户（系统管理员、外部用户、学生、老师）可进行的操作有：姓名、性别，年龄，初中毕业学校、意向专业、家庭地址、联系电话、QQ号码等信息的操作，系统将会按

23、照用户提供的信息自动分配相匹配的指引导航数据参考，进行信息读取。例如，普通外部用户通常是浏览校园漫游系统页面，能够进行自动漫游导航，也能偶浏览学校的景点和相关设施设备。而学生利用这个系统平台通常是熟悉学校的新闻信息，活动信息以及查询成绩及图书资源的享用。而教师能够通过其获取学校的主要事项、日常的办公、教学活动的通知和安排以及班级学生的信息管理。而管理人员一般是负责网站信息的导入、日常的信息更新和网站的日常维护。用户登录后，按照角色权限进入到相应的浏览页面，对有用户权限的页面分类管理，以提升页面安全性。由于强调系统漫游，因此主要考虑的人员是：一般游客与系统管理员。用户注册用户登录登录失败基本信息

24、管理信息浏览图3-4 一般用户活动图如图3-4所示，外部用户在浏览了学校相关的环境和办学信息后，能够利用系统平台进行注册，一次来完成网络预报名。然后打开登录界面，利用之前注册的账号登录到系统网上报名页面，假设登录失败，那么或许是登陆用户名或者明码错误，如果不是这个原因，则有可能是因为该用户还没有通过审核。在系统登录后，用户能够修改一些基本的信息，此外，用户可以获取一些自己感兴趣的信息需求，还可以获取试下个性化的信或者浏览功能。登陆系统登录失败用户审核用户管理理信息查询信息管理审核不通过图3-5 管理员信息综合管理用例图如图35所示，系统管理员登录系统后，将会审核和出注册的用户，对用户注册时预留

25、的报名专业、生源信息以及身份信息等进行统计和分类。这样一来，用户就可以更加科学地选择自己的专业或者班级。请求合法增加场景请求审核请求是否合法（管理员身份核对）处理添加或者删除场景场景数据请求不合法退出处理图3-6 导入场景数据流图系统提供场景编辑功能，有利于管理员能够按照实际情况来添加或删除本系统的三维场景导入。如图3-6所示为管理员导入场景数据流图，图3-7为活动图, 表3-1则为导入场景功能描述。表3-1 编辑模块功能描述模块参与操作事件流向结果显示编辑模块管理员系统已启动、单击“增加模型”或者“删除模型”按钮管理员单击“增加模型”按钮；弹出”管理员登陆”对话框；输入“用户名和密码”；若登

26、录信息正确进入“增加模型”界面，若不正确提示“您不是管理员”，提示返回或重试；若进入“增加模型”界面，弹出“选取模型”对话框，管理员选取待模型文件导管理员选择对话框上的“确定”，系统保存上传的场景文件管理员也可进入“删除模型”界面点击“删除模型”按钮对某个模型进行删除操作模型文件已上传或删除，提示管理员“退出”或“继续”NOYES登陆增加/删除场景取消增加/删除保存数据，更新数据库关闭图3-7 管理员使用编辑模块的活动图如果用户想要查看更多学校的图片或信息时，就要及时提供导航工具，方便其浏览。在这个过程中，有两种方式可以选择，一是漫游的方式进行虚拟空间的浏览；二是利用导航工具去浏览学校的数字图

27、书馆或者学校专业、招生、场馆等信息。导航工具中以“校园风光”为例，功能描述如表3-2所示，浏览校园风光的活动图如图3-8所示。表3-2 校园风光功能描述模块参与操作事件流向结果显示常用工具模块浏览者系统已启动、浏览者单击“校园风光”按钮1. 浏览者单击“校园风光”按钮2. 系统按设定好顺序播放虚拟校园风光动画3. 浏览者单击各种控件按钮，如暂停、继续、退出4. 系统响应各种控件按钮系统调整到浏览者请求的状态校园风光播放动画播放校园动画动画停止/继续动画关闭退出暂停/继续图3-8 欣赏校园的活动图设计漫游校园的目的在于让浏览者按照自己的意愿选取自己喜欢的行进方向与方式，然后深入了解学校各个地方的

28、场景，漫游校园模块的功能描述如表3-3所示，表3-4则为用户漫游校园的方式。表3-3 漫游校园模块的功能描述模块参与操作事件流向结果显示漫游工具浏览者系统已启动、浏览者单击“漫游校园”按钮浏览者单击“漫游校园”按钮浏览者用键盘控制上下左右和仰视、俯视角度及速度，来漫游学校虚拟校园系统系统响应各种控件按钮系统调整到浏览者请求的状态按钮漫游方式键盘 按钮向后行走键盘 按钮向前行走键盘 按钮向左行走键盘 按钮向右行走键盘 + 按钮加速行走键盘 - 按钮减速行走按鼠标左键向前移动向上移动按鼠标左键向后移动向下移动关闭退出表3-4 用户漫游校园的方式查询模块能够按照用户输入的关键字来获取和关键字有关联的

29、内容信息，凭借检索的功能搜索数据库里面有关的校园信息，在用户提出关键字的需求时，当查询的信息为“TRUE”时表示存在相应的数据信息资源；而当查找的信息数据库中没有时，显示“Error”。查询操作的功能描述如表3-5所示，查询模块的顺序如图3-9所示。表3-5 查询功能描述模块参与操作事件流向结果显示查询模块浏览者系统已启动、浏览者单击“查询”按钮浏览者在文本框中输入检索词单击“查询”按钮。系统作出响应，按照用户的查询要求在页面显示相关的信息。系统界面调整到用户操作请求的的页面显示输入关键字数据库响应信息检索信息资源TRUEError信息不存在图3-9查询模块的顺序图设计帮助模块的目的在于给用户

30、提供漫游系统介绍与指引，为其操作提供参阅流程。按照上面的介绍，能够画出管理员与用户使用本虚拟校园漫游系统的用例图，如图3-10所示。系统管理常用工具二维导航管理员用户辅助功能查询功能图3-10 虚拟校园漫游系统用例图3.4 虚拟校园漫游系统的安全性需求3.4.1 身份鉴别(1)设计专用登录控制模块来决绝非法的登录。(2)唯一用户身份标识，设计统一的用户管理模来管理用户账户。(3)对那些登录失败的现象提供提示、原因分析和处理方案，如果用户连续多次偿试非法登录那么就会对其进行锁定，让其无法进行相关操作。 (4)可以发挥安全策略功能，限制密码长度和非法连续登录次数等参数。3.4.2 访问控制(1)角

31、色、功能分层级管理，设置访问控制功能，不一样的业务功能所访问的范围和内容都有相应的规定，这样一来，就能在很大程度上实现用户对资源的安全访问控制。(2)规定业务之间的往来关系，能够有效控制访问角色之间的关系。(3)系统内部还设置了有差异的用户组级别，管理员用户具有配置相关资源的权限，而普通用户只具有查看和阅读的权限。(4) 设定角色权限。对于管理员来说，其任务主要是进行数据资源的配置，而不具备操作数据的权限；而负责信息数据的用户则只具有提供相关信息的责任，却不具备资源配置权限。3.4.3 通信的完整性 如果用户想要修改相关信息或者是更新操，系统会要求其进行登录验证，在这个过程中验证用户身份的合法

32、性。3.4.4 通信的保密性(1)要想创建正式的会话通道，用户必须先进行登录，只有在验证通过之后，方可以进行查看或者相关操作。(2)如果存在一些关键信息，那么在传输的过程中则需要对其进行加密处理，避免意外发生。尤其是用户名、密码等，只有安全做到位，漏洞防护好，才能将让黑客拒之门外。3.4.5 系统出错设计(1)出错输出信息一是对系统增加或者输出信息内容，系统自身没有能力提供相应请求，这久是所谓的软错误。二是因为另外一些问题，比如网络速度过慢，导致主机配置没有办法相应快速操作而产生的问题，这久是硬错误。如果发生软错误，那么在输入数据时，系统数据库将对输入的信息进行验证，并配对验证。在这个过程中，

33、将会把那些与运行规则无法匹配的数据筛选出来，并进行相应提示。而如果发生硬错误，则会在出错的模块里面重置操作，返回输入阶段。也就是说，不论是在任何一个地方出错，都会呈现相对应的操作提示。比如：“登陆用户名不存在”等。(2)出错处理对策如果客户机之前没有安装VRML浏览器插件，那么久会则会提示用户下载户安装，当然了，提示会携带相应的下载链接地址。3.5 虚拟校园漫游系统开发软硬件环境需求（1）软件环境：Windows xp以上操作系统、IE6.0浏览器开发工具：3DSMAX 2012 、VRML、FRONTPAGE、PHOTOSHOP CS3开发语言：ASP.net、HTML、JavaDBMS:M

34、icrosoft SQL Server2010（2）硬件要求相对来说，这个系统所需硬件环境较低，怒气按学校的电脑配置已经足以。不过，如果需要在短时间内打造出这一平台，则可以选用配置高档的电脑，因为其可以节省3dMax建模绘制与渲染的时间。3.6 虚拟校园系统的可行性概述3.6.1 经济可行性这个项目所需的资金不多，所以经费相对来说不是什么大问题。而且网络传播比起纸质和人力宣传的成本要低得多，而且遍及的面也要宽泛得多。此外，该系统的开发也能够锻炼项目团队成员，让他们获得学习和交流的机会，也给学校打造了数字化的信息平台。3.6.2 技术条件可行性分析就当下而言，我校资源没有实现统一的整合与管理，因

35、此，为了减轻招生压力，我们急需对信息化管理平台进行更新升级，同时，还需要对虚拟校园漫游系统进行开发。就人才方面来说，学学拥有许多的计算机专业的教师，可谓人才济济。此外，示范校信息化建设也给我们带来了发展的契机。可见，我们现在在资金与设备方面都有了较好的基础。此外，通过对一些已经使用了虚拟校园漫游系统进行观察，发现融合了3DSMax与VRML的建模技术现在已经相当完善。所以，凭借VR技术来开发一个汇聚文本、声音、图像、动画的虚拟校园漫游系统的目标就能够达成。3.6.3 社会因素方面的可行性(1)法律可行性系统的设计和研发，必须按照国家相关法律法规，不侵犯他人的知识产权，使用正版软件。(2)操作可

36、行性该系统的研制与开发并非专门针对某一些特定人群，而是关照了大多数群体，综合考虑了他们的的计算机操作能力。为了给予用户更好的体验，所以要在最大程度上打美观大方的界面以及简便的操作技巧。也就是说，该系统所需的能力应该不超过我校师生及另外一些用户的计算机水平，这样，他们就能够在较短的时间内学会和掌握使用方法。总之，对于我校来说，是具备开发和设计虚拟校园漫游系统项目的条件和能力的。3.7 本章小结本章详细介绍了虚拟校园系统的各项需求。特别是其中的六大功能模块和各个功能层级的数据流向。除此之外，还系统分析了系统的安全性、开发及运行软硬件环境需求。当然，也简要分析了我校虚拟校园漫游系统的可行性。所有这些

37、分析，能够给系统设计与实现奠定丰厚的理论基础，也是项目完成不可或缺的组成部分。本章只分析了其关键功能以及相关环节。而接下来，则要在本章分析成果的基础上，尝试进行系统的设计和实现。25第四章 虚拟校园漫游系统的设计4.1 总体设计4.1.1总体目标系统的开发要求满足不同角色用户的需求，这些用户包括游客、普通用户、管理员等，游客能够进行注册而变成普通用户，从而在系统中为自己添加基本信息并使用系统提供的各项功能。管理员需要具有类似其他系统管理员的功能，如审核用户信息、管理用户，并有上传地图等，同时能够进行各种系统内部的管理。除此之外，为了方便后续开发工作的展开，系统也要具备一定的开放性与可扩展性，从

38、而保障其能够顺利进行维护与升级。4.1.2设计要求经过上述讨论可知，主要的要求有：（1）功能性方面游客用户能够进行系统登录和注册；管理员能够增加新的虚拟场景；注册用户能够欣赏三维虚拟校园场景；注册用户在三维虚拟场景中能够实现漫游；（2）性能方面虚拟校园要具有一定的真实性，与现实中的情况相吻合；虚拟场景要符合常理，不能出现有违常理的事情，如悬空等。（3）界面方面系统界面力求简洁大方，为使用者带来便利的同时要增强交互性，保持风格一致。（4）输入方面操作方便，用户无需其他特殊设备，只要键盘和鼠标方便操作。4.1.3 设计原则以满足上述设计要求为前提，设计出功能完善、信息安全的系统，将会更好地满足校园

39、展示与宣传招生的要求。主要应遵循下述的一些原则：(1)安全性由于系统介入互联网，又与学校现有的平台集成到一起，系统中储存了不少学校内部隐私数据，因而系统的安全性是必须考虑的问题。要想保障数据安全，就需要在系统中做好权限管理工作，为不同的用户角色分配科学合理的用户权限，防止因权限问题造成的数据泄露。另外，如今网络安全现状令人堪忧，各种入侵手段层出不穷，一定要在系统结构设计和技术实现等方面着手，提高系统的安全性，尽可能降低安全事件发生的几率。最后，还需要有一定的应急机制，用以应对潜在的安全性问题。(2)先进性本校的虚拟校园漫游系统参考了诸多海外成熟系统的设计经验，同时联系到学校的特点和现阶段的资源

40、配置状况，从而设计出一个理论联系实际的系统。本系统在架构的科学性与技术的先进性上处于领先地位。(3)可扩展性松耦合是软件系统结构是否合理的一个指标，本系统在设计的过程中采用了模块化与层次化的思想，各模块之间松耦合，通过相关接口实现互联，从而具有很强的可扩展性，方便今后的升级。(4)可操作性与经济性系统设计的初衷是使用户能够在完善游览校园，在其内部有着关于学校的二维展示，并且还具备场景漫游功能，同时系统中也提供了使用帮助，界面简洁大方，无需使用者具有专业的计算机技术便能轻松使用。现阶段，学校共有二十多位计算机老师，借助现有的人才资源负责系统开发工作，相比于请专业的软件公司研发，更具经济性。4.1

41、.4技术路线系统使用了三维建模技术与虚拟现实插件首先技术上的优化,设计出了一套三维模型库。在使用以上二者时，第一步是做三维建模，将校园主要部分的场景融入建模工作中，通过3DMAX画出校园各角落的模型。之后，通过VRML插件，得到本系统的模型与场景优化方案。通过对交互技术机制的理论研究与实践探索，以此为基础筛选出适用的交互方案。本系统开发技术流程图可表示为图4-1。系统集成开发资料、数据收集材质和贴图外部网络系统纹理映射天空特效处理二维平面图三维模型三维模型库事件驱动事件驱动事件驱动属性信息数据库数据分类 图 4-1 技术流程图 4.1.5系统架构系统采用流行的三层设计，具体如下图4-2所示。VRML场景Java、javascriptSQL Server2008数据库表示层中间层数据层SAI、EAI图4-2 系统结构图 本系统的数据库使用的是SQL Server2008。中间层起到了过度功能，用户通过对表示层的操作发出的服务请求通过中间层传递到数据