VR全景校園互動系統的設計與應用

摘 要：近些年來VR（Virtual Reality，虛擬現實）技術迅速發展，應用領域也逐漸擴大，從商業領域到教育領域都能看到它的身影。隨著VR技術的成熟和開發成本的降低，國內許多高校都擁有了VR全景校園展示，但是這些VR全景校園大多數僅僅停留在校園風景展示和校區樓宇導視層面，功能單一、同質化嚴重、辨識度不足。本套VR全景校園互動系統為長春廣播電視大學專屬制定系統，設計時充分考慮了學校的特點和個性需求，這種專屬設計的VR全景校園互動系統才能更好地發揮其功能，為學校的師生和觀眾提供更好的瀏覽體驗。

關鍵詞：全景校園;互動系統;學校制定

VR是Virtual Reality（虛擬現實）的縮寫，而VR全景是虛擬現實的一個分支，主要使用全景相機、攝像機或無人機拍攝場景，然后通過軟件合成出全景圖，適合表現已經存在的景象。相較于原來的三維軟件模擬的三維虛擬空間，VR全景有效果更真實、制作周期短、費用低的特點，在應用上也更加廣泛，常見的VR樣板間和二手房展示，還有我們熟悉的百度街景等都應用了這種技術。

1 VR全景校園的現狀

VR全景校園系統是利用攝影器材拍攝校園場景并合成全景圖，再通過程序開發出滿足不同需要的互動系統。目前VR全景校園主要應用于校園導視，通過展示校園風光，配以圖片、文字、音頻、視頻等說明方式，取代原有的紙質地圖，克服了紙質地圖版面有限、無法展示全部內容、印刷成本高等弊端，使用終端設備如手機可以隨時掃描二維碼觀看校園風光。目前，中國很多高校都擁有了VR全景校園展示，如720yun中國高校全景大全共收集高校804所，統觀這些VR全景校園展示，數量雖然不少，但是質量參差不齊，大多是俯視的全景，缺少校園內部的景觀，樓內的結構就更少了，而且VR全景校園的層級結構同質化嚴重、千篇一律、缺少特色，大體結構都是從學校大門進入，然后沿著道路到其他教學樓前，這種統一格式、統一制作出的VR全景校園無法滿足學校個性化的需求。根據學校的特點專屬定制的VR全景校園系統將是發展的新趨勢。

2 根據學校特點設計開發的VR全景校園系統

每所學校都有自己的特點，也有不同的需要，根據學校特點制定VR全景校園系統才能達到事半功倍的效果。因此，長春廣播電視大學制定VR全景校園系統首先要了解學校的特點和需要。長春廣播電視大學不同于普通全日制高校，其以遠程教育為主，實行嚴格而有彈性的教學管理制度和寬進嚴出的學習制度，使注冊、學習、考試更加靈活方便;推進信息技術與教育教學深度融合，完善以學習者為中心、基于網絡自主學習、遠程支持服務與面授相結合的教學方式，創建友好的數字化學習環境，提供“人人皆學、時時能學、處處可學”的教育服務。基于這樣的了解，確定長春廣播電視大學VR全景校園系統的基本方向，長春廣播電視大學教學方式和教學理念決定了學校、教師和學生對VR全景校園系統的需要。

2.1 需求分析

學校需要利用VR全景校園系統宣傳長春廣播電視大學的辦學理念、提高社會影響力、提升美譽度、擴大招生規模。教師需要利用VR全景校園系統了解學校辦事流程，知道事情要到哪個部分辦理及要準備哪些材料，了解學校的規章制度，對學校產生認同感和歸屬感。任課教師需要利用VR全景校園系統發布上課信息，教務教師需要利用VR全景校園系統發布考試信息等。學生需要利用VR全景校園系統熟悉校園環境，在入學之初了解入學流程，在學習過程中找到上課的教室，在期末考試時快速搜索到考場信息和位置，接收在校學習時的其他指導。教輔人員需要在VR全景校園系統中標注安全通道和消防栓的位置。

2.2 功能設計

通過對長春廣播電視大學各個方面的需求分析，我們開始設計VR全景校園系統的功能。

語音介紹功能：對學校的教學理念宣傳，采用圖片加語音介紹的方式，在登錄VR全景校園系統時，會出現語音介紹的聲音，其不用點擊便開始自動播放，觀看者可以一邊看圖一邊聽介紹，這樣就加深了印象，如果觀看者已經聽過介紹了，可以選擇關閉介紹聲音。

樓層導視功能：不同樓層的教室有不同的作用，可以通過導航欄快速查看。比如在樓梯的入口提供導視功能，觀看者可快速瀏覽整棟教學樓的樓層功能分布，到達相應樓層后，還可通過文字介紹得知教室的具體功能。

信息發布功能：發布上課和考試信息，就像教學樓前的宣傳板一樣，不同的樓前或教室前可以發布信息，主要通過文字表格和圖片的方式。

路線標記功能：標記安全通道和消防栓的位置，主要通過樓層平面引導圖和全景圖上標記的方式完成。通過本功能還可以開展消防演練，增強在校師生的消防安全意識。

2.3 制作過程

首先是校園照片素材的拍攝，拍攝全景照片時首先要選擇拍攝工具，本項目選擇的是無人機航拍和全景相機。無人機主要負責拍攝校區高空全景，拍攝出的照片為俯視角度，顯得大氣蓬勃，多在VR全景校園系統開篇時出現。本項目使用的全景相機并不是傳統的六面相機陣列，而是采用新型的鏡頭模式，由兩個魚眼鏡頭構成，這種全景相機的兩張照片拼接時比六張照片更加簡單方便。全景相機負責拍攝各個教學樓和室內環境。

然后是篩選編輯拍攝的素材，將不同場景的照片分類裝在相應名稱的文件夾里，使用全景合成軟件合成照片，相關的軟件有Kolor AutoPano Giga、Panorama Tools等。本項目選擇的是全景相機自帶的合成軟件，優點是合成速度快、效果好，缺點是合成后不能局部修改，局部瑕疵修改可以在Photoshop中進行，比如去掉地面上的相機腳架，這是一個消耗時間的過程。

最后就是根據之前的設計開發互動系統。開發互動系統可以使用Unity3D軟件，本項目使用網絡平臺提供的工具開發，使用網絡平臺開發的好處是修改方便，生成的二維碼可以一直使用，需要修改或更新設置時，保存后就可實時更新，素材和文件都存放在云平臺上可隨時調用，省去了購買和維護服務器的費用。系統開發后生成電腦網絡版和手機瀏覽版，電腦網絡版可以通過瀏覽器訪問網址瀏覽，手機瀏覽版可以使用微信掃描二維碼瀏覽，VR全景校園系統也支持VR眼鏡模式，在VR眼鏡中可通過轉動頭部控制瀏覽。系統開發后先進行小規模的測試，根據反饋修改更新，然后在校內教師和學生之間進行大規模測試。

3 應用效果

對長春廣播電視大學來說，VR全景校園互動系統的應用推進了“智慧校園”的進程，提升了學校的影響力，拓展了宣傳學校的形式，人們在瀏覽全景校園時增加了對學校教學環境的了解，在聆聽校園解說時知曉了學校的辦學理念和教學目標，打消了對遠程教育的誤解，重拾對這種教育模式的信心，更愿意接受和參與遠程學習。

VR全景校園互動系統減少了教師的重復勞動，而且一些重要信息會一直保留，方便學生隨時查閱。如入學手續辦理流程等信息，以圖形化的形式發布，讓學生們一看就懂。VR全景校園互動系統的應用使學生們更加了解學校，由于長春廣播電視大學是遠程教育，學生平時到校的次數較少，來面授課時經常找錯教學樓和教室，使用VR全景校園之后，上課時間及教室位置清晰可見，樓層及教室信息清楚明了，期末考試時學生不用再擔心找不到考場而遲到。

長春廣播電視大學VR全景校園互動系統的開發不同于傳統的固定模式的開發套路，而是先深入學校各個方面調查需要，根據具體需要為學校量身制定，并結合學校的特點開發出適應遠程教育的VR全景校園互動系統，經過測試和運行取得了良好的效果。

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作者簡介：胡姍姍（1982—），女，碩士，畢業于東北師范大學，長春廣播電視大學講師，主要研究方向：VR全景校園、AR互動書籍、課程資源制作等。