目 录
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 研究意义
1.3 研究目的
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国外旅游模拟漫游研究现状
1.4.2 国内旅游模拟漫游研究现状
1.5 研究内容
2 系统相关技术与理论
2.1 虚拟现实
2.1.1 虚拟现实概述
2.1.2 网络虚拟现实
2.2 人机界面设计
2.2.1 人机界面概述
2.2.2 人机界面发展趋势
2.3 场景构建关键技术
2.3.1 纹理映射技术
2.3.2 外部引用和实例化技术
2.3.3 细节层次（LOD）技术
3 五台山风景区旅游模拟漫游系统需求分析
3.1 系统设计目标
3.2 技术可行性分析
3.3 功能需求分析
3.4 数据需求分析
4 五台山风景区旅游模拟漫游系统概要设计
4.1 系统设计原则
4.2 系统总体设计
4.2.1 系统总体结构
4.2.2 系统模块划分
4.3 技术架构设计
5 五台山风景区旅游模拟漫游系统详细设计
5.1 系统模块关系
5.2 地图加载和初始化模块
5.2.1 地图加载和初始化模块构成
5.2.2 地图加载和初始化模块设计
5.3 景区旅游信息模块
5.3.1 旅游信息模块构成
5.3.2 旅游信息模块设计
5.4 景区虚拟漫游模块
5.4.1 虚拟漫游模块构成
5.4.2 虚拟漫游模块设计
5.5 系统发布模块
5.5.1 系统发布模块构成
5.5.2 系统发布模块设计
6 五台山风景区旅游模拟漫游系统实现
6.1 系统运行环境
6.2 系统功能实现
6.2.1 开发准备
6.2.2 地图加载和初始化模块实现
6.2.3 景区旅游信息模块实现
6.2.4 景区场景漫游模块实现
6.2.5 系统发布模块实现
7 系统测试
7.1 站点测试
7.1.1 检查链接
7.1.2 生成站点报告
7.2 检测浏览器兼容性
7.3 测试用例表
参考文献
五台山风景区旅游模拟漫游系统的设计与实现
1 绪论
1.1 研究背景
（1）旅游业发展前景广阔
世界旅游及旅行理事会（WTTC）在2019年中国旅游及旅行业报告中，预测中国大陆旅游业未来十年将取得8.7%的年增长，成为世界观光业发展第二迅速的经济体。其中个人旅游业能取得9.9%的年平均增长，商务旅游达到10.1%。报告还指出，未来十年，大陆游客的出口预计能取得5.4%的年平均增长率。2020年，中国旅游外汇收入485亿美元，增长5.78%。出境旅游人数7025万人次，增长22.42%;入境旅游人数5758万人次，增长3.44%。国内旅游人数26.4亿人次，增长13.2%。旅游业总收入2.25万亿人民币，增长20.1%。可见，中国在世界旅游业中扮演着极其重要的角色。
（2）我国旅游资源极大丰富
我国历史悠久，有着得天独厚的物质文化和非物质文化资源。2007年5月，我国66家景区正式获批成为国家5A级旅游风景区，其中包括北京故宫博物院、八达岭长城、苏州拙政园、杭州西湖等名胜古迹，国家5A级旅游景区是现行景区中最高等级。忻州五台山风景名胜区，位于山西省忻州市，属于太行山系的北端，以台怀镇为中心，周围屹立着东、西、南、北、中五个山峰，称作五台，五峰之内称台内，平均海拔1000米以上，最高点北台叶门峰海拔3058米，被称为“华北屋脊”，是一个融自然风光、历史文物、古建艺术、佛教文化、民谷风情、避暑休养为一体的旅游区。忻州五台山风景名胜区被称为”避暑胜地“。1982年11月，国务院首批公布五台山风景名胜区为“国家重点风景名胜区”，2007年5月，被国家旅游局审定为“国家AAAAA级旅游景区”。随着旅游业快速发展，我国必将成为世界旅游的主要目的地。
（3）计算机软硬件与网络快速发展
计算机硬件的飞速发展，尤其是图形图像处理能力的不断提升，以及GIS技术、遥感技术、GPS技术、多媒体技术、数据库技术等不断成熟，为虚拟现实技术的应用提供了硬件基础和软件支撑。此外，国内互联网网速的提升以及硬件设备的升级，已经达到了流畅操作虚拟现实系统的条件。旅游业的信息数字化是现代化经济技术发展的需求和必然，也是旅游业自身发展的需要。
1.2 研究意义
当前，中国正处于一个大众旅游快速增长期，五台山风景区旅游模拟漫游系统的构建具有非常重要的现实意义：
1.旅游模拟漫游系统使游客能够身临其境地畅游特色景点，可以合理地安排自己的行程、获取详细的旅游资讯、享受线上预约等全方位的旅游服务，体验旅游模拟漫游的乐趣。
2.旅游模拟漫游系统可以作为五台山景区的新型宣传媒介，充分展示景区旅游风貌，吸引更多的游客，促进战略合作和旅游经济的可持续发展。
3.旅游模拟漫游系统可以为五台山景区的规划和开发提供直观形象的参考，进行三维立体规划，对可能出现的问题提前应对，降低旅游开发的风险，也可以将规划成果通过互联网展示出来，让更多的人参与到景区的规划建设中。
4.旅游模拟漫游系统可以有效缓解因“过度旅游”对五台山建筑等造成的人为破坏，起到保护世界文化遗产的作用。
5.旅游模拟漫游系统可以为旅游教学提供可靠的依据，节省更多的费用和时间。
1.3 研究目的
以五台山风景区为研究对象，旨在构建一个基于GoogleMaps&Earth平台的五台山风景区网络旅游模拟漫游系统。
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国外旅游模拟漫游研究现状
20世纪90年代初，国外开始对虚拟现实技术在旅游业中的应用及其影响进行研究。P.Williams、R.Cheong等3H51首先对旅游模拟漫游的内涵进行研究，P.Wiliams和J.S.P.Hobson指出旅游业将步入一个旅游模拟漫游时代，虚拟现实技术必将对旅游业产生巨大的影响，并认为目前消费者对旅游模拟漫游的体验充满兴趣，并且在虚拟环境中旅游已成为事实。R.Cheong等认为虚拟现实作为一种营销手段可以增强旅游目的地对游览者的吸引力。W.Hibbard、J.Dykes、M.Traka、J.Baron等着重对旅游模拟漫游系统实现与交互的研究。W.Hibbard等应用Java2D和Java3D设计开发了VisAD可视化环境系统。J.Dykes基于360°图像全景(Panorama)技术进行虚拟环境的开发，并提供虚拟环境空间信息搜索。M.Traka等研究构建全景图系统所面临问题和解决方案。J.Barton等运用VRML/X3D构建居民区虚拟环境，开发居民区公共空间决策系统，并结合其他数字工具实现用户交互等功能。由于应用需求的推动和计算机系统性能的提高，旅游模拟漫游系统逐渐成为研究热点。涌现出了大量有关地理信息三维可视化系统的学术研究论文，旅游模拟漫游项目实践也随即展开。
弗劳恩霍夫应用研究促进协会(Fraunhofer-Gesellschaft)制出一种单机模式的袖珍虚拟导旅系统，系统由微型电脑和头戴系统组成，通过系统游览者可以重见昔日古迹的历史原貌。“第二生命(SecondLife)”是由LindenResearch公司开发的旅游模拟漫游网站，玩家登录后，下载相关程序，就可以畅游世界1000多个景点，在网络上用自己的方式去创造另一个世界。意大利Altair4小组开发的古埃及旅游模拟漫游系统，通过360°全景图像和3D模型真实再现了古埃及当年的情形。由摄影师兼web开发人员JonasCarlsonAlmqvist设计开发的虚拟瑞典(virtualsweden)摄影博客网站，提供了欧洲多个著名景点360°全景图，其中包括意大利米兰大教堂广场、英国伦敦大英博物馆、瑞士苏黎世歌剧院、圣彼得大教堂等，是以多角度多时段多幅照片合成的可环绕三维空间。加拿大大不列颠哥伦比亚大学(Universityof BritishColumbia)与我国万方幸星数码科技公司联合开发的虚拟圆明园，以数字化的方式再现了圆明园的历史风貌，使用户对圆明园300年沧桑的历史有了更直观地认识。虚拟明孝陵网站应用德国Bitmanagerment公司提供的虚拟现实技术展现了世界文化遗产——南京明孝陵现有建筑，用户可以在同一场景中进行对话交流。
国外在旅游模拟漫游方面的研究起步较早，主要集中在卫星影像方面、虚拟现实交互方面、二维和三维结合方面，并开发出了许多实用的旅游模拟漫游软件。
1.4.2 国内旅游模拟漫游研究现状
国内，最早涉及旅游模拟漫游的学术论文是1999年宁波广播电视大学裘伟廷在《旅游科学》杂志上发表的《旅游模拟漫游的喜与忧》。国内相关研究基本上从这个时候开始。蒋文燕、沈雅琼、杨莉等主要针对旅游模拟漫游内涵、现状及存在问题进行探讨。蒋文燕等着重分析了旅游模拟漫游的主要研究范畴和技术实现难点，并对下一步研究方向提出可行性建议。沈雅琼等通过对GoogleEarth在旅游模拟漫游设计中的应用分析，为我国旅游模拟漫游发展提供可借鉴的启示。杨莉等从旅游模拟漫游的概念、旅游模拟漫游的技术系统、旅游模拟漫游景区规划营销和旅游模拟漫游教学四个方面对各研究方向的内容和观点进行了梳理和总结。
路遥、陈立伟、罗立宏、何万银、马立广、闫发泽等侧重于旅游模拟漫游技术实现方法的研究。路遥等通过对虚拟系统的功能与技术需求进行分析，在此基础上进行系统功能模块的详细设计，以虚拟场景漫游为系统核心模块，重点研究Java3D技术在核心模块开发中的应用。陈立伟等基于Vega开发平台，详细阐述了数字景区虚拟系统的建模、编码和系统总体设计等关键技术。罗立宏等通过KML控制地标显示、地标说明图文和3D模型加载，利用图文中超链接，使地标链接到系统网页或Servlet,以返回3D模型数据，实现基于GoogleEarth平台在线场景展示。何万银以3DMax和MultigenCreator创建清明上河园古典园林场景模型库，并基于Converse3D平台进行系统开发，实现了听觉仿真、2D导航、3D漫游及虚拟导游等系统功能和交互设计。马立广等利用地理信息技术，通过GoogleEarthAPI快速实现旅游场景三维可视化、旅游信息快速查询与空间定位以及旅游场景3D自动飞行漫游等功能。闫发泽等基于GoogleEarth构建动态旅游模拟漫游平台，通过GoogleEarthAPI调用KML文件，加载地标信息、图片、视屏，用户通过点击景点的地标，激活GoogleEarth,全方位浏览地标所在景点的信息。
与此同时，我国也相继出现了一些专业的旅游模拟漫游网站。被誉为中国全景第一站的“四方环视”，是目前世界最大的三维全景图库，但其主流实现技术仍以基于图像的360°全景为主。国内一些大学也开始了这一领域的研究尝试，开发出一些比较成功的虚拟漫游场景，如杭州大学应用虚拟现实技术开发的虚拟北京故宫博物院。浙江大学人工智能研究所开发的“数字敦煌”,集文物保护、教育科研、文化旅游于一体，打破时间和空间的限制，使游客足不出户，就能欣赏精美的敦煌壁画和彩塑。我国旅游模拟漫游系统的开发依托丰富的旅游资源，结合先进的技术成果，具有广阔的发展空间和应用前景。
目前，国内旅游模拟漫游正处于探索与逐步完善阶段，旅游平台大多使用三维全景技术生成，旅游模拟漫游产品主要为旅游图片、部分全景图，景点视频等。普遍存在景点信息匾乏、展示效果缺乏真实感、界面交互性和可操作性差、产品更新速度滞后等问题。而基于几何建模平台则因数据采集难，模型数据量大，投入实际使用较少。
1.5 研究内容
1.绪论。介绍旅游模拟漫游的研究背景、国内外研究现状、研究意义、本论文研究主要工作和本论文的结构安排。
2.旅游模拟漫游系统相关技术理论。阐述虚拟现实技术（网络虚拟现实技术）、人机界面设计、场景构建技术相关技术理论。
3. 五台山风景区旅游模拟漫游系统需求分析。对旅游模拟漫游系统的可行性、功能需求和数据需求进行分析。
4. 五台山风景区旅游模拟漫游系统概要设计。主要对旅游模拟漫游系统总体结构、功能模块以及系统实现技术架构进行设计。
5. 五台山风景区旅游模拟漫游系统详细设计。主要对地图加载和初始化、景区旅游信息、虚拟漫游以及系统发布四个模块进行详细设计。
6. 五台山风景区旅游模拟漫游系统实现。着重系统主要功能模块编码的实现和网络系统的发布。
7. 五台山风景区旅游模拟漫游系统测试。主要对站点链接进行检查，生成站点报告，以及系统浏览器兼容性检测。
