基于分布式虚拟环境的健身器材嵌入式系统研究与开发

摘要

随着人们生活水平的提高,以及2008年北京奥运的成功召开,人们的健身运动意识得到了充分的加强。但目前功能单一、缺乏娱乐性和交互性的健身器材,已不能满足人们对高品质健身的追求。本文所研究开发的基于分布式虚拟环境的健身器材嵌入式系统正是针对这一问题而产生的。
　　 分布式虚拟环境的研究已成为计算机图形学研究的一个热点。它具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等主要特征。随着计算机硬件的飞速发展以及成本的大大降低,这项技术在医学、建筑、制造、娱乐、电子竞技、军事等领域获得广泛的应用。基于分布式虚拟环境的健身器材嵌入式系统的研究与开发是虚拟环境技术应用于健身器材领域的一个尝试。该系统以健身器材为应用对象,借助计算机、传感器、多媒体、网络通讯等技术,通过网络连接,支持多用户在虚拟的场景中进行互动。
　　 本文首先概述了虚拟环境的特点、应用以及所面临的关键问题,然后对Open Cobalt软件作了介绍,它是开发虚拟环境系统的有力工具。本文依据分布式虚拟系统本身的特点,设计了系统的框架结构,对系统进行了功能和层次的划分,并分别论述了各模块的功能以及各模块间数据的相互交换关系。然后以分布式虚拟系统的健身场景模块、网络通讯模块、系统管理模块为例,探讨了借助Open Cobalt软件、LDAP协议、Kdevelop与QT实现系统主要模块的方法,包括:地形的绘制、天空效果、动态时间系统、人机交互、网络功能等。最终以跑步机为研究对象,实现了具有虚拟场景的跑步机健身系统。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题的研究意义与背景

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作

1.4 论文章节安排

第2章 系统相关技术

2.1 分布式虚拟现实系统的概述

2.2 Open Cobalt 与 Smalltalk 语言

2.2.1 Own Cobalt 简介

2.2.2 Smalltalk 语言

2.3 LDAP 协议

2.3.1 LDAP 概述

2.3.2 LDAP 目录服务的特性

2.4 KDevelop 与 Qt 技术

2.4.1 KDcvelop

2.4.2 QT 简介

第3章 系统功能与框架设计

3.1 系统体系结构设计

3.1.1 系统的功能和性能要求

3.1.2 系统总体结构

3.1.3 服务器端系统结构

3.1.4 客户端系统结构

3.2 客户机嵌入式系统框架设计

3.2.1 硬件系统框架设计

3.2.2 软件系统框架设计

第4章 系统实现

4.1 健身场景管理模块的实现

4.1.1 场景的实时绘制

4.1.2 场景库的管理与下载

4.2 网络通讯模块的实现

4.3 系统管理模块的实现

4.3.1 程式选择

4.3.2 手动模式

4.3.3 竞争对手

4.3.4 娱乐

第5章 结论与展望

5.1 总结

5.2 未来展望

参考文献

附录1 攻读硕士期间发表的论文

附录2 攻读硕士期间参加的课题和项目

致谢