[00069543]洞穴旅游景区绿色开发设计虚拟仿真实验系统

　　一、成果概述：（简要说明成果是什么，以便技术受让方了解项目概况）
　　洞穴旅游景区漫长的形成期、区位的偏远和破坏后的不可逆转，对学生认知景区、开发景区和策划景区带来了很大的困难，洞穴旅游景区绿色开发设计实验不可能在真实的洞穴中完成，教学过程只能通过景区提供素材、秉承“双山理论”，借助虚拟仿真技术，基于“洞穴旅游景区绿色开发设计虚拟仿真平台”跨越时空限制， 在实验室内搭建“真实”的洞穴演化环境，让学生在环境变化参数和规律下体会到真实的变化场景，开展洞穴旅游景区绿色开发、产品设计和困扰洞穴环境恶化等方 面的科学研究，实现洞穴旅游景区的绿色开发设计，培养学生环保理念，提高教学效果。同时，为传统洞穴旅游景区产业升级和产品提升科技赋能，增强景区核心竞争力，以游戏互动的方式让游客和中小学生更直观、更形象了解洞穴景观形成的机理、传播绿色开发理念，践行双山理论，促使景区可持续发展。
　　二、技术特点及技术指标：（突出与国内外同行的比较优势或区别）
　　（一）技术特点：
　　（|）洞穴旅游景区绿色开发设计虚拟实验软件采用B/S架构方式制作，发布 WebGL版本，利用火狐及谷歌内核浏览器进行使用。
　　（2）资源包丰富、兼容性强。软件包含众多全景及模型的资源包，利用异步加载方式，提高访问的利用率；采用小地图浏览的方式，让体验者快速进行场景的切换；采用轻量化建模的方式，最大程度减少整个模型的面片数量，通过运用纹理贴图，让模型素材更为真实；全景照片采用鱼眼镜头，利用拼接技术进行无缝拼接， 浏览效果好，并基于全景图片看添加热点，并可以保存热点信息进行共享。
　　（3）引擎仿真交互效果好。软件为体现项目仿真度要求，基于Unity3D引擎的粒子效果，模拟滴水、水流及景观形成演变效果，并通过实时灯光对整个洞穴进行 效果的提升；软件通过对外界二氧化碳、温度、湿度及灯光参数的调整，基于开发引擎可对模型的形态、效果进行参数化控制，建立映射关系。
　　（4）软件对在线设计的洞穴旅游景区可随时保存和加载，以轻量dat数据方式储存在服务器中；基于景区周边规划采用个性化的平面设计，底图及景区元素的 选取符合项目主题，操作便利；对实践考核集成算法，通过添加洞穴旅游景区绿色 开发设计的评价规则，可让系统自动进行出具分数。
　　（二）技术指标
　　支撑项目运行的平台及项目运行的架构共分为五层，每一层都为其上层提供服务，直到完成具体虚拟仿真实验项目的构建，如图所示。
　　（I）数据层
　　虚拟仿真实验项目设计到多 种类型虚拟实验组件，实验实例、 实验课程、软件以及用户数据等， 这里分别设置虚拟实验的基础用 户信息库、考核成绩库、操作数据库、模型数据库来实线对相应数据 的存放和管理。
　　（2）支撑层
　　支撑层是本项目的核心框架， 础支撑平台包括以下几个功能子系统：服务容器、资源监控、 域间信息服务、数据传输与存储服务、安全子系统等。
　　（3）通用服务层
　　通用服务层为虚拟仿真实验系统提供一些通用支持组件， 搭建虚拟实验项目的环境。这些通用服务包括：用户管理、权限管理、成绩管理、 访问统计、实验报告管理、素材管理。
　　（4）仿真层
　　仿真层主要针对山东师范大学商学院的学生进行原始洞穴绿色开发分析、洞穴景观设计、洞穴基础设施设计、洞穴景区服务设施设计。
　　（5）一应用层
　　有了以上四层架构的支撑，整个虚拟仿真实验项目以B/S架构方式部署在可以 内外网访问的服务器上，让校内、外的人员进行快速访问。
　　网络条件要求：基于公有云服务器部署的系统，5M-10M带宽，基于局域网服 务器部署的系统，10M-50M带宽；系统需要满足上千人同时在线；计算机操作系统 和版本要求明ndows7、| 10都可，用户通过浏览器及可访问到虚仿实验内容；计 算机硬件配置要求：处理器：Intel酷睿乃-4590或AMD FX8350同等或更高配置； 内存：4GB或更大；显卡：NVIDIA GTX970或AMD R9 290同档或更高配置；视频输出： HDMI1。4； Disp1ayPortL2 及以上；USB 接口： USB2。0 及以上。

　　系统品质呈现效果：系统中模型、材质、纹理等文件必须规范命洛及分层、分 类管理，命洛中没有中文洛称，不重洛，易于识别，模型格式至少是fbx、obj/ 3ds， dae等；均为3D效果，构建与真实设备|： 1比例非拟人化、非漫画形象，仿真 度高；单个max文件里如有多个物体，将多个物体打组（单个物体无需打组）；材 质球命洛与物体洛称一致，材质球的ID号和物体的ID号一致；模型制作既保证逼 真的质量又控制三角面的数量，单个模型的面数控制3000面以内，大型设备的面 数控制在5000左右，没有多余面，可交互模型要求模型精致；模型的中心点在模 型的中心位置；模型材质进行烘焙处理，生成带有阴影、高光、反射等效果的贴图； 所有模型采用实物贴图，并做优化处理，色彩协调，明暗和冷暖统一，进行法线贴 图处理达到最佳的视觉效果；一个物件给一张贴图，颜色贴图不放在凹凸通道里， 一张贴图占满整个画布，不出现浪费贴图空间的情况，场景中连续贴图看不到有明 显的缝隙；UV展开均匀舒展，不拉伸，最大化提高UV的利用率；材质大小长宽像 素为2的次方倍数，贴图大小不超过1024大1024；同种贴图使用一个材质球。
　　三、应用领域：（主要面向的行业产业、技术已在***领域应用的概述以及取得成效，还可在*火*领域应用的前景等）
　　（1）教育领域。规划策划类、旅游管理类等院校教学，为文创设计和景区规 划设计等精品旅游产业培养复合型人才；目前已经与厦门大学、山东大学、济南大学、山东女子学院等高校实现资源共享，可以陆续在全国高校中推广。
　　（2）洞穴旅游景区。帮助景区科技赋能，将研学旅行植入景区，实现产品迭代，实现景区科学开发，可持续发展。目前已与山东萤火虫洞-沂水地下大峡谷、 重庆芙蓉洞、北京石花洞、贵州织金洞共同合作开发实现资源共享。
　　目前在全国旅游洞穴景区（点）700多个，其中旅游洞穴景区接近400个，在开发运营过程中，遇到很多瓶颈需要产学研合作开发，应用前景广阔。
　　四、投入需求：（需要技术需求方投入的资金、场地、设施等条件）
　　依据不同景区实际情况，研发结合某一个具体景区实际的虚拟仿真项目最低开发软件和配套设备设施投入资金不低于200万元；场地空间可大可小，最低不低于|平方米，满足卜20人的需求；p台以上PC机器或手提电脑，头盔、投屏等相应设备设施。