交互式虚拟空间关键技术研究与实现

摘要

3D虚拟空间技术能够将全球各地成千上万的用户接入到共同的虚拟空间中，从而为用户提供视觉、听觉、嗅觉、触觉等感官虚拟，近似达到身临其境。本论文主要根据3D虚拟世界的现实需要，研究了建成交互式虚拟现实平台，并且更深层次的研讨了交互式虚拟现实平台的关键技术，其主要内容如下:
　　1.研究分析了交互式虚拟现实平台，从总体架构、层次结构、基本工作原理和工作步骤等几个不同的方面进行了一系列的设计和探索研究。
　　2.对虚拟现实机制进行了扩展，提出了能够在交互式的、虚拟现实平台上实现运行的扩展虚拟现实应用的机制，良好的环境和运行平台，以及接口和运行机制被虚拟现实平台为虚拟现实应用所提供。
　　3.提出了虚拟现实应用的负载均衡和目录服务方案，根据各种用户的个性化需求，实现了为各种虚拟现实应用快速随机动态分配到性能最优的服务器上运行以实现整体最大的支撑服务，此外还要协助用户及平台掌控系统运行及部署的情况。为实现这些应用需求，特别设计出关于虚拟现实系统平台的目录服务及负载均衡策略。
　　4.为实现虚拟现实平台高效且海量的数据管理功能，保证该系统平台能够在提供与用户和虚拟现实应用支撑的同时，还能满足海量数据运行管理的需要，特别设计出虚拟现实系统平台数据库模型和数据库管理策略。
　　5.为交互式虚拟现实可视化进行呈现，对交互式虚拟现实平台可视化的呈现、交互进行了研究，设计了虚拟空间平台可视化呈现和交互的系统架构、重要数据结构、系统运行流程等各部分的操作方法和解决方案。
　　6.为实现虚拟现实系统平台的安全运行，特别引入了认证环节、审计环节、授权环节和密码环节等安全策略，提出了适合满足交互式虚拟现实平台的安全机制，提高了系统整体的安全性。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 论文研究意义

1．2 人机交互技术与虚拟现实技术的简介

1．2．1 人机交互技术

1．2．2 虚拟现实技术

1．3 交互式虚拟现实的研究现状

1．3．1 交互式虚拟现实系统架构

1．3．2 交互式虚拟现实大规模数据管理

1．3．3 交互式虚拟现实的时空一致性

1．3．4 交互式虚拟实体行为建模和仿真

1．3．5 远程自适应实时绘制

1．4 交互式虚拟现实技术目前存在的问题

1．5 本文主要工作和章节安排

第2章 交互式虚拟现实平台分析

2．1 需求分析

2．2 总体架构

2．2．1 工作原理

2．2．2 层次结构

2．2．3 架构设计

2．3 业务流程

2．3．1 工作流程

2．3．2 虚拟应用的构建流程

2．4 本章总结

第3章 交互式虚拟现实关键技术研究

3．1 虚拟现实应用结构与承载技术的研究与实现

3．1．1 虚拟现实应用单元组成

3．1．2 虚拟现实应用结构

3．1．3 虚拟现实平台内核设计

3．2 虚拟现实负载均衡与目录服务技术研究与实现

3．2．1 目录服务

3．2．2 负载均衡与动态迁移算法

3．3 交互式虚拟现实数据管理技术研究与实现

3．3．2 数据模型

3．3．3 设计原则

3．3．4 总体架构

3．3．5 数据分布

3．4 交互式虚拟现实可视化与交互技术研究

3．4．1 相关技术

3．4．2 虚拟现实可视化呈现和交互设计与实现

3．5 交互式虚拟现实安全机制研究与实现

3．5．1 基于用户名和密码的认证

3．5．3 存储加密

3．5．4 审计

3．5．5 监控

3．6 仿真试验与结果分析

3．6．1 试验目的

3．6．2 试验项目

3．6．3 结果分析

3．7 本章小结

第4章 虚拟空间视频通话系统设计与实现

4．1 基于虚拟空间的视频通话模型

4．2 多功能私人空间模型

4．2．1 多功能私人空间模型的实现

4．2．2 多功能私人空间模型的内部控制电原理模型

4．3 基于虚拟空间的视频通话模型的实现

4．3．1 基于虚拟空间的视频通话模型的实现方法

4．3．2 多个空间虚拟终端内的用户视频通话方法

4．4 本章小结

第5章 虚拟远端空间状态模型

5．1 虚拟远端空间状态模型的方法

5．2 虚拟远端空间状态的系统运行原理

5．3 本章小结

第6章 结论

致谢

参考文献