虚拟校园场景建模和漫游系统实现

摘要

虚拟漫游技术是虚拟现实(VR)技术的重要分支，在建筑、旅游、游戏、航空航天、医学等多种行业发展很快。由于有可贵的3I特性—沉浸性、交互性和构想性，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。
　　虚拟校园是虚拟漫游技术的一个重要应用，虚拟校园可以提供三维虚拟环境，可支持对现实大学的资源管理、环境规划、学校发展和远程访问等。可以说，虚拟校园将是未来校园数字信息化的一个重要发展方向。
　　本课题主要研究虚拟校园漫游系统的快速场景建模、贴图绘制、人机交互功能的实现、以及漫游实现等相关技术。作者通过阅读国内外相关文献资料，研究了虚拟校园技术和现有构造三维场景的技术。在此基础上，确定了基于DirectX和C++的虚拟校园漫游系统架构方案。
　　本文主要工作集中在三维场景的建模上，采用了3DSMax和DirectX相结合的建模方法，首先，以虚拟场景构造的流程为线索，运用“虚实”结合的方法实现了复杂静态模型的创建。针对虚拟场景建模时普遍存在逼真度和显示绘制实时性的矛盾，给出了模型设计时的一些原则，并对虚拟校园场景设计进行了优化。其次，探讨了虚拟现实漫游系统中用户与场景之间的交互功能的实现，运用了DirectX中的DirectInput组件；对于场景的实时切换，则是通过摄像机的运动来实现的。第三，介绍了虚拟现实场景的碰撞检测技术的实现，运用了AABB包围盒来实现。最后综合以上研究工作，设计了一个基于DirectX和C++技术相结合的虚拟校园漫游系统，并对漫游效果进行了测试。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 本课题的国内外研究现状

1.3 论文主要研究内容

1.4 论文章节安排

1.5 本章小结

第二章 虚拟校园漫游系统关键技术研究

2.1 虚拟现实技术

2.2 虚拟场景建模技术

2.3 常用虚拟现实建模语言简介

2.4 虚拟现实的开发工具DirectX

2.4．3 创建Direct3D程序

2.5 C++编程技术

2.6 实时渲染技术

2.7 碰撞检测技术

2.8 本章小结

第三章 系统分析及总体设计

3.1系统需求分析

3.2 系统开发原则

3.3虚拟校园漫游系统的设计目标

3.4虚拟校园漫游系统的总体框架

3.5虚拟校园漫游系统开发方案的选择

3.6系统开发流程

3.7本章小结

第四章 虚拟校园三维场景构建

4.1场景建模工具3DSMax

4.2虚拟校园场景模型的建立

4.3 各种模型的生成

第五章 虚拟漫游和交互功能实现

5.1 虚拟场景的调度

5.3 碰撞检测的实现

5.4 系统运行结果展示

5.5 本章小结

6.1 系统测试环境

6.2 系统测试及结果分析

6.3 系统优化

6.4 本章小结

第七章 总结与展望

7.1 总结

7.2 研究工作展望

7.3 虚拟校园的发展

致谢

参考文献

攻读硕士研究生期间取得的研究成果