虚拟现实技术在克孜尔水库中的应用研究

摘要

论文拟结合新疆克孜尔水库工程设计与运营管理需要,在应用场景建模、虚拟交互、动画漫游等虚拟现实相关技术基础上,设计并实现了克孜尔水库虚拟展示系统。开发该系统的指导思想是以建筑图纸和实体建筑物为依据,以水库工程设计和管运工作流程为主线,按照合理的技术路线,实现克孜尔水库虚拟系统的设计及其功能展示。首先,利用水库平面布置规划图、溢洪道、泄洪排沙涵洞、发电厂等主要建筑物设计图及相关的数据,基于3ds Max进行实体建模;其次,设置与模型相关的各种相关参数(如光照、材质、纹理等),将所建模型导入三维动画设计软件Lumion中进行动漫编辑,实现动画漫游;再次,将溢洪道、泄洪排沙涵洞和发电厂等主要水工建筑物模型导入Converse3D中进行脚本编辑、相关参数设置、场景模型属性控制和镜头转有效整合环境和模型,通过所建系统实现克孜尔水库各类实体模型的虚拟动漫展示。换等操作,实现虚拟展示系统的交互控制、碰撞检测等;最后,通过Converse3D虚拟现实平台
　　系统开发过程中,主要做了以下4个方面的工作:
　　1)对水利工程的三维可视化虚拟现实进行综述、分析。根据克孜尔水库的现状和特性制定技术路线,并按照要求开发克孜尔水库虚拟现实展示系统。
　　2)对水库的各主要建筑物进行三维建模。获取相关数据和资料,包括建筑和结构图,历史加固时期资料,收集纹理贴图并通过调用3ds Max软件创建三维模型进行有效的整合,使整个水库的模型建立逼真而准确。
　　3)对水库整个场景进行动漫设计以实现自动漫游。通过应用Lumion三维动画制作软件,导入该场景中的3ds Max模型文件,并进行动画编辑,最终制作出场景三维动画漫游视频。
　　4)对克孜尔水库交互式控制功能进行了研究。对主要的水工建筑物在 Converse3D平台中进行任意方式交互浏览编辑与水库场景三维动画漫游视频进行有效的结合,实现了可交互控制及动画演示的功能。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究意义

1.3 研究内容、研究方法和技术路线

第2章 虚拟现实技术

2.1 虚拟现实技术的概念

2.2 虚拟现实系统的特性

2.3 虚拟现实技术的发展与现状

第3章 克孜尔水库虚拟展示系统总体设计

3.1 克孜尔水库概况

3.2 克孜尔水库的发展历史及作用

3.3 系统设计方案

3.4 系统开发环境

第4章 克孜尔水库虚拟展示系统实现

4.1场景模型和纹理数据库的构建

4.2地表模型的构建

4.3建筑物模型的创建

4.4创建植物模型

4.5关键帧动画模型的设置

4.6创建F2断层模型

4.7建模的要点

4.8场景动画制作

4.9 Converse3D的使用及交互控制编辑

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 不足之处及工作的展望

参考文献

致谢

参考文献