基于VRML的虚拟校园交互式漫游系统

摘要

虚拟校园是虚拟现实技术在数字化校园中的具体应用。虚拟校园再现真实校园的景观，使人们通过虚拟现实设备，可以在计算机上进行漫游，规划设计校园场景，还可以在此基础上建立三维虚拟大学，提供相应的网上教育等。本文对虚拟校园漫游系统所涉及的技术问题进行了比较系统的研究，并在微机环境下，以虚拟现实建模语言(VRML)结合3DS MAX的方法，实现了一个室内外结合、强调人机交互的虚拟山西财贸职业技术学院实时漫游系统。主要在以下三方面进行了研究与探讨： 1.建造具有真实感的虚拟三维场景是整个校园漫游系统的基础工作，本文利用3DS MAX、VRML进行三维虚拟校园的构建，探讨了降低场景复杂度的多种方法，并采用这些方法真正实现了降低场景复杂度的要求。 2.由于VRML文件的大小决定了它在网上的传输速度和装入内存后的浏览速度，所以在创建场景的同时必须考虑对场景的优化，为提高场景的浏览速度，本系统采用了多种优化VRML文件的策略，达到了减小文件容量的目的。 3.本文利用VRML人机交互机制不仅实现了在漫游过程中对虚拟实体进行操纵的基本功能，而且还实现了动态改变实体表面颜色和纹理图案的交互。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1虚拟校园简介

1.1.1虚拟现实技术

1.1.2虚拟校园

1.1.3虚拟校园的国内外发展状况

1.2虚拟校园的研究意义和研究方法

1.2.1虚拟校园的研究意义

1.2.2 虚拟校园漫游的研究方法

1.3本课题研究的主要内容

1.4论文的组织

第二章 虚拟现实建模语言(VRML)

2.1 VRML概述

2.1.1 VRML的发展

2.1.2 VRML的特点

2.1.3 VRML与HTML的区别

2.2 VRML的工作原理

2.3 VRML的核心体系

2.4 VRML与HTML的结合

第三章 三维场景建模技术

3.1三维场景建模基础

3.1.1三维场景建模基本原理

3.1.2虚拟场景建模层次结构

3.1.3虚拟校园漫游建模准则

3.2财院场景模型的建立与设计

3.2.1场景中基本模块的生成

3.2.2组合各模块

3.2.3环境设置

3.3场景复杂度消减策略

3.3.1冗余多边形消减

3.3.2纹理映射技术

3.3.3多级细节层次(LOD)技术

3.3.4场景分块

3.4 VRML场景优化策略

3.4.1在3DS MAX建模过程中实现优化

3.4.2对VRML文件实现优化

3.5本章小结

第四章 人机交互机制与虚拟实体操纵的实现

4.1 VRML场景人机交互

4.1.1 VRML交互机制

4.1.2动态交互节点

4.1.3交互设计

4.2虚拟实体操纵图形学原理

4.2.1图形的三维几何变换

4.2.2三维观察

4.3虚拟实体几何变换的交互实现

4.3.1虚拟实体的平移、缩放、旋转操作

4.3.2虚拟实体的平移、缩放、旋转操作的交互实现

4.4本章小结

第五章 三维场景交互设计的实现

5.1实体表面颜色的交互设计

5.1.1光照模型与材质定义

5.1.2 RGB颜色模型

5.1.3实体表面颜色交互设计的实现

5.2实体表面纹理的交互设计

5.2.1象素空间与纹理空间

5.2.2实体表面纹理交互设计的实现

5.3本章小结

第六章 总结和展望

参考文献

论文发表和科研情况说明

致谢