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基于Virtools的三维场景实时漫游系统的研究与开发

作　者: 汤磊
导　师: 刘贤梅
学　校: 大庆石油学院
专　业: 计算机网络与通信
关键词: 虚拟现实漫游系统 LOD技术粒子系统 Virtools
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 716次
引　用: 21次
阅　读: 论文下载

内容摘要

虚拟现实技术能够利用计算机生成较为真实的模拟环境,使用户沉浸在虚拟环境中,同时通过人机接口,实现用户与虚拟环境直接交互。三维场景漫游系统在沉浸感、交互性与实时性方面的综合效果优势是传统二维效果图及二维和三维动画技术所无法比拟的。虚拟现实技术作为信息科学的一门新兴学科,以其特有的优势广泛地应用于军事、娱乐、仿真培训、医学、地理信息系统等领域。三维场景漫游系统是虚拟现实技术的综合应用,其的最大难点在于三维场景模型绘制的真实感和模型的实时绘制效率之间的平衡,为了既要保证一定的绘制质量,又不造成用户在系统内漫游时的运动不适,应该采用优秀的建模方法来降低场景的复杂度,同时运用场景简化技术来提高系统执行效率。本文首先介绍虚拟现实技术和与三维场景漫游技术,分析了三种主要的三维场景漫游技术,同时讨论了三维场景建模技术和三维场景优化技术,深入研究了场景优化技术中的LOD技术,以及递进网格简化算法作为连续LOD模型的生成方法,为场景提供不同的LOD描述来控制场景复杂度,从而提高场景的渲染效率和漫游系统的真实感。基于用于描述不规则物体的粒子系统理论,研究了粒子产生、活动、死亡的过程描述,并对雪粒子的物理特性进行简化,控制粒子数目,满足场景实时性的要求。最后,通过3DSMAX建模、Virtools构建漫游引擎开发了厂区漫游系统,并在系统中实现了基于递进网格简化的LOD简化技术和基于粒子系统的雨雪效果,取得了令人满意的效果。系统中实现了视点前进、后退、左右平移、左右旋转、仰视、俯视、自动漫游、自由漫游、漫游过程的录制与回放、时段变化、天气变化、背景音乐开关等控制功能,为漫游系统提供了良好的交互性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
创新点摘要  7-10
引言  10-11
第1章虚拟现实技术  11-16
  1.1 虚拟现实技术概述  11-13
  1.2 虚拟现实技术的发展阶段和国内外的研究现状  13-16
第2章三维场景漫游技术  16-23
  2.1 三维场景漫游概述  16-17
  2.2 三维场景漫游技术分类  17-19
  2.3 三维场景构建技术  19-21
  2.4 三维场景优化技术  21-23
第3章 LOD 简化技术  23-34
  3.1 LOD 概述  23-26
  3.2 LOD 模型简化算法  26-31
  3.3 递进网格  31-34
第4章粒子系统  34-43
  4.1 粒子系统概述  34
  4.2 粒子系统的工作流程  34-41
  4.3 雨雪粒子系统及雨雪粒子属性  41-43
第5章漫游系统的实现  43-64
  5.1 VIRTOOLS 开发环境介绍  43-46
  5.2 模型构建与简化  46-51
  5.3 基于递进网格简化的LOD 的实现  51-55
  5.4 基于粒子系统的雨雪效果的实现  55-59
  5.5 漫游引擎的开发  59-64
结论  64-65
参考文献  65-67
发表文章目录  67-68
致谢  68-69
详细摘要  69-74

基于Virtools的三维场景实时漫游系统的研究与开发

内容摘要

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