上海大學(xué)大學(xué)生聯(lián)合大作業(yè)項(xiàng)目計(jì)劃書1

1、上海大學(xué)大學(xué)生聯(lián)合大作業(yè)項(xiàng)目計(jì) 劃 書 項(xiàng)目名稱： 上海大學(xué)虛擬校園的應(yīng)用研究 項(xiàng)目類型： 跨專業(yè) 跨學(xué)科 跨校（跨企業(yè)） 策 劃 人： 張典華 聯(lián) 系 人： 張典華 單位名稱： 上海大學(xué)數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院 申請(qǐng)日期： 2015.4.9上 海 大 學(xué)2015年制一、項(xiàng)目簡(jiǎn)介目項(xiàng)目名稱上海大學(xué)虛擬校園的應(yīng)用研究項(xiàng)項(xiàng)目類別跨企業(yè)聯(lián)合大作業(yè)項(xiàng)項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間起始時(shí)間：2015年4月 完成時(shí)間：2015年12月項(xiàng)目教學(xué)教師團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介項(xiàng)目策劃人、總負(fù)責(zé)人姓名張典華職務(wù)職稱講師聯(lián)系電屬院系數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院電子郵箱Bandit05主要職責(zé)：負(fù)責(zé)項(xiàng)目的總體協(xié)調(diào)、調(diào)度，并監(jiān)督項(xiàng)目進(jìn)度，對(duì)項(xiàng)目的總體質(zhì)量

2、進(jìn)行把控。項(xiàng)目教學(xué)教師團(tuán)隊(duì)成員（詳細(xì)職責(zé)在研究方案部分?jǐn)⑹觯┬彰鶎僭合德毞Q職務(wù)聯(lián)系電話電子郵箱柴秋霞數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院副教iuxia97何晶晶數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院講asminehjj張?jiān)迫A計(jì)算機(jī)學(xué)院講hzhang沈俊計(jì)算機(jī)學(xué)院講元清上海第九城市信息技術(shù)有限公司工程、立項(xiàng)依據(jù)（研究意義、項(xiàng)目背景、子項(xiàng)目情況等）研究現(xiàn)狀及選題意義：虛擬校園因具有良好的臨場(chǎng)性、自主性、多感受性、實(shí)時(shí)交互性、跨時(shí)空性，得到人們的重視。目前美國(guó)的圣何塞州立大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校、澳大利亞的墨爾本大學(xué)都

3、已建立基于各種技術(shù)的虛擬校園。但目前建立的虛擬校園都是基于桌面的，沉浸感和交互性不夠，而且缺乏理論研究。虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)急需符合自身藝術(shù)特點(diǎn)的藝術(shù)理論來指導(dǎo)實(shí)踐。在這種現(xiàn)狀下，本項(xiàng)目立足工程領(lǐng)域，就虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)的基礎(chǔ)理論及實(shí)踐從教育學(xué)、藝術(shù)學(xué)、數(shù)字媒體、心理學(xué)方面展開研究，以期尋找到能夠指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐的理論和設(shè)計(jì)規(guī)律。三、研究方案（子課題研究目標(biāo)、要求、學(xué)科分工及團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)教師）研究?jī)?nèi)容：建立上海大學(xué)嘉定校區(qū)的虛擬校園，此系統(tǒng)利用三維游戲引擎Unity3D進(jìn)行開發(fā)，同時(shí)進(jìn)行多平臺(tái)移值，開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)版、Windows單機(jī)版、基于Android的手機(jī)版、基于IOS的蘋果產(chǎn)品版、MAC單機(jī)版共五個(gè)版本。本項(xiàng)目

4、集中了計(jì)算機(jī)、新媒體、教育學(xué)等學(xué)科的研究人員，力爭(zhēng)建立一個(gè)真正符合教育規(guī)律、富有設(shè)計(jì)感、且符合人的審美心理的虛擬校園系統(tǒng)。子課題研究目標(biāo)：1、路徑規(guī)劃問題是虛擬漫游中的重要問題，但是當(dāng)前的路徑規(guī)劃算法沒考慮粗糙度、坡度、越障高度等實(shí)際問題。此次大作業(yè)用2.5維柵格表示地形，降低了運(yùn)算量。利用模糊邏輯對(duì)崎嶇路面的坡度、粗糙度、高程差的進(jìn)行了通行性評(píng)價(jià)，得到可通行性因子，并將其應(yīng)用到啟發(fā)函數(shù)。改進(jìn)的JPS（jump point search）算法解決了對(duì)稱性問題，實(shí)現(xiàn)了崎嶇路面上的路徑規(guī)劃，減少了搜索空間，加快了搜索速度。指導(dǎo)老師：張典華2、采用基于陰影圖和改進(jìn)高斯模糊的陰影繪制算法來表現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)

5、場(chǎng)景。算法考慮景深因素對(duì)陰影繪制的影響，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)陰影圖算法進(jìn)行改進(jìn)，利用系統(tǒng)獲取的交互數(shù)據(jù)確定場(chǎng)景中的聚焦平面坐標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，利用改進(jìn)的圓形采樣和基于彌散圓直徑的分級(jí)模糊策略，對(duì)虛擬場(chǎng)景中的模型及其陰影進(jìn)行改進(jìn)的高斯模糊渲染，實(shí)現(xiàn)了具有景深效果的陰影繪制，提高了AR系統(tǒng)虛實(shí)場(chǎng)景的無縫融合效果。指導(dǎo)老師：張?jiān)迫A、沈俊3、本項(xiàng)目通過設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面，證明界面是兩種或多種信息源面對(duì)面交匯之處，從器物到自然界面，人類正打開通向虛擬沉浸空間的門戶。指導(dǎo)老師：何晶晶。4、證明在虛擬校園中人們遵從了最強(qiáng)大的圖像暗示的潛能和感官的享受，這些潛能和感受在虛擬校園中中表現(xiàn)為全息的、交互的以及流動(dòng)的沉浸感受。對(duì)虛

6、擬校園中色彩與人的情感心理、光影對(duì)設(shè)計(jì)效果的心理影響、設(shè)計(jì)符號(hào)的心理感覺進(jìn)行研究。指導(dǎo)老師：柴秋霞。5、對(duì)情景性策略、導(dǎo)航策略、交互策略設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，力爭(zhēng)建立科學(xué)的虛擬校園教學(xué)策略。指導(dǎo)老師：朱元清。主要要求：1、建立虛擬校園系統(tǒng)主要功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)樓、圖書館、餐廳、學(xué)生宿舍的漫游，并可進(jìn)入各建筑的內(nèi)部進(jìn)行瀏覽。主要功能包括：建立四個(gè)場(chǎng)景，以教授、女生、男生、小鳥四種視角，對(duì)三維校園整體環(huán)境進(jìn)行瀏覽，如走進(jìn)虛擬學(xué)生宿舍，可了解學(xué)生宿舍的布局和管理制度。技術(shù)路線：控制方式包括鼠標(biāo)控制、地圖導(dǎo)航、自動(dòng)導(dǎo)航、基于標(biāo)識(shí)的無鼠標(biāo)導(dǎo)航；采用碰撞檢測(cè)技術(shù)，防止穿墻而過；采用層次細(xì)節(jié)紋理，進(jìn)行遠(yuǎn)近景的剔除處理

7、；利用遮擋技術(shù)減小場(chǎng)景的渲染數(shù)據(jù)量，提高瀏覽速度；設(shè)計(jì)霧、云、光照等特殊效果，利用粒子系統(tǒng)設(shè)計(jì)雨雪等特效，從而增加用戶在漫游過程中的沉浸感。2、導(dǎo)航策略設(shè)計(jì)研究虛擬校園中必要的導(dǎo)航策略可幫助學(xué)生學(xué)習(xí)。目前的導(dǎo)航方式有檢索導(dǎo)航、導(dǎo)航圖導(dǎo)航、提示導(dǎo)航、演示導(dǎo)航、基于標(biāo)識(shí)的無鼠標(biāo)導(dǎo)航等。本項(xiàng)目將應(yīng)用漫游路線檢索、Google地圖導(dǎo)航、虛擬人提示導(dǎo)航、影片演示導(dǎo)航等，并對(duì)不同的策略進(jìn)行比較研究。3、交互策略設(shè)計(jì)研究交互主要包含人機(jī)及人人交互。人人交互即協(xié)作學(xué)習(xí)。根據(jù)何克抗等人的觀點(diǎn)，要使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生協(xié)作學(xué)習(xí)行為，必須提供協(xié)作機(jī)制。協(xié)作分同步和異步。4、虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)效果心理評(píng)價(jià)從心理學(xué)角度分析虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)

8、效果，分析研究各構(gòu)成要素的心理學(xué)特點(diǎn)和規(guī)律，從而使設(shè)計(jì)的心理功能有一個(gè)合理的測(cè)量評(píng)估根據(jù)，促進(jìn)設(shè)計(jì)人性化。我們將通過問卷調(diào)查、訪談等形式來收集信息，制定設(shè)計(jì)效果心理評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)因子，并以相應(yīng)的權(quán)重系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。主要評(píng)價(jià)因子包括交互度、真實(shí)度、沉浸感、使用度、結(jié)合度、專業(yè)度。主要研究?jī)?nèi)容：（1）、色彩與人的情感心理研究：通過虛擬校園設(shè)計(jì)中的色彩應(yīng)用，探討色彩的構(gòu)成和視覺成因，色彩的表情和心理，色彩與味覺和情感的關(guān)系。（2）、光影對(duì)設(shè)計(jì)效果的心理影響：通過虛擬場(chǎng)景中的光影變換，研究形式對(duì)視覺心理的影響。（3）、設(shè)計(jì)符號(hào)的心理感覺：通過虛擬校園場(chǎng)景和人物的設(shè)計(jì)符號(hào)，研究符號(hào)的象征、心理暗示作用和功能。

9、四、項(xiàng)目管理辦法（項(xiàng)目組織形式、階段安排、成績(jī)?cè)u(píng)定、教師激勵(lì)機(jī)制等）項(xiàng)目組織形式：項(xiàng)目將采用校企合作的形式，充分利用第九城市信息技術(shù)有限公司在虛擬現(xiàn)實(shí)方面的研發(fā)實(shí)力，帶動(dòng)學(xué)生實(shí)現(xiàn)真正的項(xiàng)目制作，發(fā)揮好數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院學(xué)生的建模和藝術(shù)設(shè)計(jì)能力和計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)生的開發(fā)能力，并使學(xué)生能積累第一線的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，學(xué)以致用。階段安排：2015.4-2015.8 完成虛擬漫游子系統(tǒng)中的教授、女生場(chǎng)景，提交軟件系統(tǒng)。2015.9-2015.12 完成虛擬漫游子系統(tǒng)中的男生、小鳥場(chǎng)景，并移植到五個(gè)不同的平臺(tái)，提交軟件系統(tǒng)。成績(jī)?cè)u(píng)定：數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院學(xué)生以建模的設(shè)計(jì)能力進(jìn)行打分；計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)生以開發(fā)的質(zhì)量和算法的設(shè)計(jì)能力打分

10、。教師激勵(lì)機(jī)制：按照項(xiàng)目的完成情況和藝術(shù)性對(duì)教師進(jìn)行打分，并安排相應(yīng)的科研經(jīng)費(fèi)。五、經(jīng)費(fèi)預(yù)算及時(shí)間安排2015.4-2015.8調(diào)研費(fèi)：3萬。主要用于項(xiàng)目的前期調(diào)研中的差旅費(fèi)、住宿費(fèi)等。購(gòu)買設(shè)備費(fèi):3萬。主要用于購(gòu)買工作站2臺(tái)，便于制作場(chǎng)景較大的漫游。2015.8-2015.12勞務(wù)費(fèi)：3萬。主要用于支付合作單位的指導(dǎo)人員的費(fèi)用和學(xué)生的補(bǔ)助。其它支出：1萬。主要用于材料費(fèi)、交通費(fèi)、專家咨詢費(fèi)等費(fèi)用。六、預(yù)期成效（研究成果、學(xué)生培養(yǎng)等）提交虛擬校園系統(tǒng)，并具有四種不同視角。培養(yǎng)學(xué)生30人，其中包括數(shù)碼藝術(shù)學(xué)院學(xué)生20人，計(jì)算機(jī)學(xué)院學(xué)生10人。七、其它（合作學(xué)院、單位情況及其它材料）合作學(xué)院：計(jì)算

11、機(jī)學(xué)院。計(jì)算機(jī)學(xué)院具有雄厚的科研實(shí)力，學(xué)生的動(dòng)手能力也很強(qiáng)，但缺少項(xiàng)目的訓(xùn)練。合作企業(yè)：上海市第九城市信息技術(shù)有限公司。第九城市”（“九城”）是中國(guó)境內(nèi)一家游戲開發(fā)及運(yùn)營(yíng)商，于1999年成立，并于2004年在納斯達(dá)克上市（NCTY）。九城的主要業(yè)務(wù)集中于為網(wǎng)絡(luò)游戲市場(chǎng)提供高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)游戲的開發(fā)及運(yùn)營(yíng)，九城直接或通過旗下子公司在中國(guó)大陸運(yùn)營(yíng)了奇跡世界(Soul of the Ultimate Nation)、王者世界(Atlantica)、三國(guó)群英傳2 Online等網(wǎng)絡(luò)游戲,以及其自主研發(fā)的名將三國(guó)、Q將三國(guó)和熱血球球等網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)頁及社交游戲。九城也獲得了Seoyugi, Rosh, Free Realms及Planetsid