基于明暗处理算法的虚拟三维场景漫游设计

摘要

随着通信技术和计算机网络技术的飞速发展，我们迎来了信息化的浪潮，人们对信息资源的理解、掌握和应用越来越灵活。全球任何一个角落的各色人等可以不受时间和空间的限制，通过互联网、电信网或者电视网等多种途径进行交流，进而推动着社会的发展和人类文明的进步。虚拟现实技术涵盖了多媒体技术、人工智能、计算机图形学技术与实时计算等多门技术，在各个领域被广泛应用，给用户以逼真的体验，成为人们探索事物运动规律的有效手段。
　　本文研究了虚拟现实技术的特点及其存在问题，紧紧围绕当今热门的虚拟三维建模技术进行了深入探讨，详细分析比较了两种虚拟场景的构建技术，重点对基于图像的虚拟场景构建理论与方法、面向对象的方法以及场景的取景变换、光照、纹理映射等真实感增强技术等方面作了较为深入的研究。本文提出以下方面的改进：⑴利用“虚实结合”的方法构建虚拟场景，探讨了一种简便易行的建筑建模方法—把计算机图形技术与计算机视觉技术相结合，并且作了有益的实践尝试。⑵在天空的建模方面，采用了一种改进的球形法思想，该方法在对绘制的球形天空进行纹理贴图时，可以通过旋转球面坐标系来使场景观察者看不到这条线，解决由于纹理坐标的突变而引起的纹理聚焦现象。本文在VC++和OpenGL平台下完成了虚拟场景体系结构和场景的建模，确定了如何在虚拟建筑中漫游的方法和策略。实验表明，“虚实结合”的方法比原来仅仅依靠几何模型而制作的建筑场景在真实感、创作效率方面均有了较大的改进。改进的球形法也有效地改善了纹理拼接处出现的接缝问题，很好地体现了虚拟现实的特点，给用户以逼真的感受。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 应用背景、需求分析与设计思路

1.3 论文章节结构

第二章 关键技术分析

2.1 计算机图形学与虚拟建模基础

2.2 虚拟场景构建方法

2.3 虚拟场景建模的技术研究

2.4 虚拟场景视景变换技术

2.5 OpenGL技术

2.6 本章小结

第三章 虚拟场景对象的设计与效果处理

3.1 虚拟场景的色彩构成

3.2 虚拟场景的光照处理技术

3.3 反走样和雾化效果处理技术

3.4 纹理映射技术

3.5 虚实结合的场景构建技术

3.6 集输站场其它虚拟对象的建模及效果处理

3.7 本章小结

第四章 虚拟集输站场场景漫游实现

4.1 站场场景漫游平台

4.2 场景漫游架构设计

4.3 场景漫游控制

4.4 站场全局场景漫游

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文工作总结

5.2 未来研究展望

致谢

参考文献