基于VR的虚拟三维数字校园漫游系统设计与实现

摘要

随着计算机技术的不断发展，虚拟现实技术也在逐渐发展，基于虚拟现实的漫游系统已成功应用于工业模拟领域、城市规划领域、人才培训领域和远程教育领域等。本文以天津师范大学虚拟三维数字校园漫游系统的设计与实现为例。基于Unity3D开发平台作为漫游系统的主要开发平台。以HTC vive的硬件平台进行场景漫游系统的开发。以3Ds Max的三维模型创建技术用于虚拟漫游系统场景搭建中的三维模型。解决了虚拟漫游系统中场景搭建效果不佳、沉浸性不足、模型制作慢等问题，虚拟校园漫游系统的开发得以成功地实现。该系统实现了大学校园沉浸的、立体的的虚拟漫游，可以达到学校宣传的需求。本文主要做了以下内容:
　　1.创建三维虚拟场景。利用3Ds Max软件实现了真实校园场景的三维建模，通过MaxScripts脚本建模技术、毛发系统建模技术、多边形建模技术等实现了地形、建筑物、植被（草地、树木）的建模，增强了场景的真实度。
　　2.以Unity3D为开发平台，实现对虚拟校园系统进行开发与场景集成，包括模型导入、灯光添加，为对象添加物理特性，结合C＃语言开发等。
　　3.以HTC vive为硬件平台，实现漫游系统的相机视角实时转换功能，并在虚拟现实头戴式显示器(HMD)中构建沉浸的空间，结合Lighthouse基站与Unity3D实现用户在场景的漫游。

目录

声明

摘要

1绪论

1．2国内外研究现状

1．3论文的主要研究内容

1．4论文的组织结构

2虚拟漫游系统实现的软硬件构成

2．1 Unity3D软件平台

2．2 HTC vive硬件平台

2．3 OpenVR、SteamVR对虚拟现实的支持

3虚拟现实漫游系统相关技术要求

3．1场景构建技术

3．2空间位置跟踪技术

3．3力觉与触觉感知技术

3．4视觉跟踪与视点感应技术

4面向VR的虚拟校园场景建模

4．1虚拟现实下场景建模要求

4．2虚拟校园场景建模方法与处理

4．3校园室内场景建模

4．4校园室外场景建模

5虚拟三维数字校园漫游系统设计与实现

5．1虚拟三维数字校园漫游系统设计

5．2虚拟三维数字校园场景搭建

5．3虚拟三维数字校园漫游系统实现

6总结与展望

6．2展望

参考文献

致谢