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基于虚拟现实的场景漫游技术研究
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基于虚拟现实的场景漫游技术研究
官方公共微信南昌市傩文化广场虚拟漫游系统的设计与实现--《电子科技大学》2011年硕士论文
南昌市傩文化广场虚拟漫游系统的设计与实现
【摘要】：近年来随着虚拟现实及其相关技术的发展,虚拟场景仿真和漫游技术成为近年来的一个研究热点,广泛应用到旅游、航天航空、军事仿真、城市规划、教育培训等各个领域中。
本文将以南昌傩文化广场(中国·傩园)核心景观区(以下简称“傩文化广场”)为主要研究对象,旨在把江西本地特有的傩文化产业项目与虚拟漫游技术相结合,研究探索出一套能服务于景区宣传、游客浏览,方便管理人员管理与规划,有利于提高广场开放度与管理水平的广场虚拟漫游系统,使先进的计算机虚拟技术运用于我国非物质文化遗产项目的开发与保护。
系统主要由三维场景模型建立、系统实时性控制和人机交互性实现等3个部分组成,系统将在基于OpenGL的Visual C++开发平台上,力求在精确建模与提供多种漫游交互手段这两个技术方面有所突破。文章首先对OpenGL的编程和工作原理进行了分析,包括OpenGL渲染三维图形的流程以及OpenGL的主要功能。然后研究了如何导入外部的3DS文件格式的三维模型,包括对3DS文件块数据结构的分析和导入程序的递归结构和重绘模型的数据结构。最后将基于图形和基于图像建模方法相结合,利用MFC和OpenGL编程完成了虚拟环境系统模型的构建,为用户展示了具有真实感的三维虚拟环境。
建设南昌傩文化广场虚拟漫游系统不仅可以为江西的特色旅游注入新的活力,增强南昌的文化竞争力,还对国家级非物质文化遗产的抢救和保护有着重大的意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：电子科技大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2011【分类号】：TP391.9【目录】：
摘要4-5Abstract5-10第一章 绪论10-20 1.1 研究背景10-12 1.2 虚拟现实,虚拟漫游技术12-16
1.2.1 虚拟现实技术12-14
1.2.2 虚拟漫游技术14
1.2.3 国内外发展现状14-16 1.3 论文的主要研究内容16-17 1.4 采用的技术方法和手段17-18 1.5 论文整体结构安排18-20第二章 虚拟漫游相关技术概述20-32 2.1 虚拟漫游技术的分类20-23
2.1.1 基于几何模型构建虚拟场景的漫游技术20-21
2.1.2 基于实景图像绘制技术构建虚拟场景的漫游技术21-22
2.1.3 基于几何建模与图像绘制构建虚拟场景的混合漫游技术22-23 2.2 虚拟漫游系统开发常用软件23-25 2.3 OpenGL 技术介绍25
2.3.1 OpenGL 开发包25 2.4 OpenGL 特点及基本功能25-28
2.4.1 OpenGL 的特点25-26
2.4.2 OpenGL 的功能26-28 2.5 OpenGL 图形开发包的操作流程28-29 2.6 Visual C++编程平台29-30 2.7 MFC 类库30 2.8 本章小结30-32第三章 系统需求分析及总体设计32-37 3.1 系统需求分析32-33 3.2 系统功能模块设计33-34 3.3 系统开发的技术路线34-35 3.4 系统开发流程35-36 3.5 本章小结36-37第四章 虚拟傩文化广场子模型的设计与实现37-54 4.1 傩文化广场中心区主建筑模型的实现37-38
4.1.1 中心区主建筑景区概况37
4.1.2 景区核心建筑三维表现的具体过程37-38 4.2 3DS 文件导入与读取38-42
4.2.1 3DS 文件数据结构38-39
4.2.2 导入3DS 文件的方法39-40
4.2.3 3DS 文件导入流程40-42 4.3 纹理映射与模型生成42-43 4.4 环境的实现43-53
4.4.1 树木的实现44-47
4.4.1.1 树木纹理44-47
4.4.2 天空的实现47-48
4.4.3 高度图与地形实现48-50
4.4.4 场景管理技术50-51
4.4.5 阴影渲染51-53 4.5 本章小结53-54第五章 虚拟傩文化广场漫游系统的设计与实现54-69 5.1 图形的实时性绘制54-55 5.2 系统人机交互的实现55-64
5.2.1 场景中交互漫游实现56-62
5.2.1.1 视角变换57-62
5.2.2 布告板技术(Billboard)62-64 5.3 文字和声音效果64-65
5.3.1 文字显示64-65
5.3.2 声音效果65 5.4 碰撞检测技术研究65-68
5.4.1 碰撞检测技术算法分类65-66
5.4.2 碰撞检测算法的优化66-67
5.4.3 基于AABB 包围盒的碰撞检测实现67-68 5.5 本章小结68-69第六章 系统运行测试69-73 6.1 虚拟傩文化广场漫游系统的开发环境69 6.2 在运行环境下的测试及结论69-72 6.3 本章小结72-73第七章 结论73-75 7.1 全文总结73-74 7.2 下一步工作74-75致谢75-76参考文献76-78
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