基于CryEngine3的三维虚拟校园系统开发设想

浙江工业大学教科学院 远距离教育理论 专题题目基于CryEngine 3的三维 虚拟校园系统设计 学生姓名赵鹏 学 号2111108030 专 业教育技术学 指导教师王永固 2012年1月25日 基于CryEngine 3的三维虚拟校园系统设计 ［摘 要］本文提出并设计了基于CryEngine 3的三维虚拟校园系统。在计算机三维空间中，利用计算机 三维技术构建虚拟的校园环境，将校园的务种场景和体验复制到互联网上，可以让远距离的用户在同一个 虚拟的校园空间中学习生活，同时采用仿RPG的方式来学习，使用户自主学习，达到寓教于乐的目的。 ［关键词］CryEnginc3虚拟校园；远程教育 一、前言 随着计算机多媒体技术和网络技术的飞速发展，远程教育以及从基于书写和印刷材料的 函授教学发展到基于互联网的教学，它利用计算机网络，尤其是互联网来进行教育活动。在 远程教育中，学生可以在网络终端进行学习，与传统的电化教育不同的是，远程教育中学生 并不是被动的知识接受者，学生可以自主地选择学习的内容，可以在网上与教师交流，甚至 可以通过音频信息在网上与教师面对面地交流等⑴O 然而，当前的现代远程教育系统存在许多需要解决的问题首先，在远程教育中教师和 学生的主要交流是通过网络这个虚拟课堂而非现实校园课堂实现的，教师与学生之间大部分 时间处于时间、空间和心理上的准分离状态，血对面交流的机会很少。其次，班级概念无从 谈起，所有学生都是各自为战，互联网改变了人际交往的方式，同学之间的情感和知识的交 往变成了人与机嘴的交流，人际关系淡薄疏远情感疏离。再者，山于种种原因导致教学资源 的组织不力，使大多数网上讨论区形同虚设，真正参与到课程讨论中的学生很少，校园资源 利用率极低，学生之间正常的学术交流集体活动很少。最后，山于网络的虚拟性特点，学校 成为个概念中的范畴，它只意味着信息发布和教务管理，即使是一些具体的教学活动也体 现在信息传播中，学校的个性、学校的文化、积淀学校的品牌似乎已经被五彩缤纷的网络世 界所冲淡也 最近几年提出的虚拟校园可以解决以上的缺点，天津大学早在1996年，在SGT硬件平台 上，基于VRML国际标准，最早开发了虚拟校园，让没有去过天津大学的人，好好领略了一下 近代史上久负盛名的大学。后来有北京航空航天大学、浙江大学、北京邮电大学、北京大学 等著名高校都采用虚拟现实技术建设了虚拟校园。然而，这些虚拟校园实际功能以实现漫游 功能为主，而且效果都不尽人意，体验极差，无法让用户体验学习的氛围、校园的文化*七 此外，由于缺少一个强大的引擎进行开发，开发周期长，用户体验差，无法让用户体验到真 实感，从而对系统很快失去兴趣。 二、关于CryEngine 3引擎 2.1基本介绍 CryEngine 3是一款山Crytek开发的次世代游戏引擎，来自于孤岛危机Crysis使 用的CryEngine 2引擎的升级版。目前使用此引擎的游戏为Crytek所开发的孤岛危机2 Crysis 2o第一个和CryEngine 3引擎签约用来制作游戏是俄罗斯的游戏开发商Panzar Studio,已经签约使用此引擎在他们的游戏伪造混沌。这个新游戏引擎可用开发于 Microsoft Windows PlayStation 3 及 Xbox 360 等平台游戏上，并也是 CryEngine 系列引擎 首次支持家用游戏机平台⑸。 2.2授权方式 CryEngine 3引擎是业界上唯--最为先进和大量授权应用的引擎，不单只是用作授权游 戏开发工作室开发游戏，还已大量授权给不同企业，例如学校、建筑公司、医院、一些视觉 公司和个人使用等，而免费授权应引擎将是高等教育机构，例如大学学校或一些技术学校等, 其如其他厂商业界要授权使用可购买该引擎，而个人使用可登陆新开通的专门网站 MyCryEngine,首先注册，然后签署并提交保密协议和评估授权协议，就可以得到相应的软 件授权拷贝，包括全部相关API和源代码资源⑸。 2.3技术特性 2.3.1 第三代“沙盒” Sandbox 2001年引入的这个“沙盒”是全球首款”所见即所玩”WYSIWYP游戏编辑器，现已 发展到第三代，WYSIWYP功能将提升到一个全新层次，并扩展到了 PS3和X360平台上， 允许实时创作跨平台游戏，另外工具包内的创作工具和开发效率也都得到了全面增强。 最棒的是，开发人员不仅可以在PC上即时预览跨平台游戏，而且一旦在PC的沙盒上 对原始艺术资源内容进行更改，CryENGINE 3就会立即自动对其进行转换、压缩和优化， 并更新所有支持平台的输出结果，开发人员也能立刻看到光影、材料、模型的改变效果⑹。 2.3.2画面技术 1、简易流程CryENGINE 3的简单视觉编辑系统给了设计师一个创建和控制事件、触 发点等游戏逻辑的直觉界面，甚至无需撰写一个脚本就能创建复杂的游戏关卡。 2、完整的植物与地表生成系统植物的表现会严格符合地面坡度、海拔高度、生长密 度等自然规则，既可以快速自然生成，也能手动自山添加单独元素。 3、实时软粒子系统与完整的FX编辑器下一代软粒子技术能大大简化爆炸、烟火、 烟雾等极其复杂特效的创建，能反应其他物体、风、重力等的影响，并与光线、阴影交互。 4、专用道路与河流创建工具同样符合地形特征。 5、专用车辆创建工具可轻松创建任何类型的车辆，并控制部件损坏、乘客位置、车 载武器、物理特效以及其他车辆特效。 6、多核心处理器支持画面、物理、人工智能、网络、音效等处理器敏感的引擎子系 统都针对当前多核心处理器进行了优化⑹。 2.3.3系统要求 研发者 支持 XP、Vista、Windows 7 系统（建议 Vista、Windows 7 系统） CPU Intel Core 2 Duo 2 GHz, AMD Athlon 64X2 2 GHz 或更好 内存2 GB （推荐4 GB） 显卡nVidia 8800GT512MB 显存,ATI 3850HD512 MB 显存或更好 终端使用者 支持的操作系统Windows XP SP2, Windows Vista SP1 或 SP2, Windows 7 CPU 32-bit or 64-bit处理器（强烈建议多核处理器） 内存1 GB （推荐2GB） 显卡支持ShaderModel 3的显卡（比如Nvidia 6系列显卡） 这些配置需求已经是目前PC机的主流配置，运行起来完全没有问题。 三、系统构成设计 系统采用C/S模式建构，虽然可移植性降低了，但是为了使用户体验达到最佳，所以必 须作此牺牲，因为本系统的目的在于极佳的用户体验和画面表现能力，从而使用户对系统有 极大的兴趣。客户端系统中的各种细节采用Maya建模软件进行建模，然后使用CryEngine 3 的沙盒（sand box）进行模型的组合以及声音效果和物理效果的合成，并最终在客户端上进行 渲染。 系统以虚拟个人为主，以三维虚拟校园为背景，达到互动、