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基于VRML的虚拟校园系统的设计与实现

作　者: 张捷
导　师: 陆鑫；付明星
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 虚拟现实 场景建模 虚拟校园 VRML
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


随着计算机技术、计算机图形学及通信技术的飞速发展,虚拟现实的仿真技术日益成为计算机技术的主要研究方向之一。虚拟校园就是利用虚拟现实技术,在计算机中模拟再现真实校园的景观。虚拟校园系统的实现,将有助于现实学校的资源管理、环境规划和学校发展。还可以大大提高校园的知名度,为学校带来可观的社会效益。本课题基于VRML技术,设计并实现了以四川建筑职业技术学院为背景的虚拟校园系统。主要采用VRML语言,综合运用了多种建模工具实现校园中的重要场景的建模,运用场景分割调度技术优化系统,使用JavaScript语言扩展虚拟校园的交互功能。本课题重点研究了虚拟校园场景的建模技术和交互功能,以及系统实现过程中各种实时处理技术及各种优化策略。力图在改善纹理映射图像质量的同时,提高图像纹理映射速度。根据实际情况分别用VRML和3DS MAX对虚拟校园的不同对象建模。并通过简化对象描述、重用机制、使用原型、采用虚拟场景分割调度技术等方式来优化系统,提高渲染速度。在一定程度上解决了浏览速度过慢的问题。虚拟校园的动画和交互方面,采用了VRML本身提供的传感器节点和插补器节点及利用Script节点引入JavaScript编制的脚本语言的方法来实现动画和交互功能。最后,总结了基于VRML虚拟校园系统的实现结果,同时分析了系统的不足之处,提出了课题的下一步从进一步提高系统渲染速度,丰富校园场景模型的目标。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章 绪论  12-17
  1.1 课题背景与意义  12-13
  1.2 虚拟校园的国内外现状  13-16
    1.2.1 国外研究现状  13-14
    1.2.2 国内研究现状  14-16
  1.3 课题研究目标及内容  16
  1.4 论文内容的组织  16-17
第二章 虚拟现实技术  17-28
  2.1 虚拟现实技术概述  17-19
    2.1.1 虚拟现实技术的定义  17-18
    2.1.2 虚拟现实的发展及特征  18-19
  2.2 虚拟现实的分类  19-21
    2.2.1 桌面式虚拟现实系统  19-20
    2.2.2 沉浸式虚拟现实系统  20
    2.2.3 分布式虚拟现实系统  20-21
    2.2.4 增强式虚拟现实系统  21
  2.3 VRML 概述  21-24
    2.3.1 VRML 语法  21-24
    2.3.2 VRML 的工作方式  24
  2.4 相关技术及建模工具介绍  24-27
    2.4.1 3D Studio MAX 技术  24-25
    2.4.2 VRMLPad 开发工具  25-26
    2.4.3 Internet Space Builder  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第三章 虚拟校园系统需求分析  28-38
  3.1 四川建筑职业技术学院校园环境  28-29
  3.2 虚拟校园系统建设目标  29-30
  3.3 系统功能需求  30-34
    3.3.1 模型构建和优化模块功能需求  31-32
    3.3.2 交互动画功能模块功能需求  32-34
  3.4 虚拟校园系统的非功能需求  34
  3.5 虚拟校园系统的功能与技术分析  34-36
    3.5.1 虚拟校园系统的功能分析  34-35
    3.5.2 虚拟校园系统的技术分析  35-36
  3.6 虚拟系统开发流程  36-37
  3.7 本章小结  37-38
第四章 虚拟校园场景建模的设计与实现  38-57
  4.1 虚拟校园系统的设计思路  38-40
    4.1.1 虚拟场景的建立  38-39
    4.1.2 动画和交互功能的实现  39-40
  4.2 虚拟校园建模方案  40-53
    4.2.1 四川建院虚拟校园的结构分析  41
    4.2.2 建筑布局与地表道路设计  41-42
    4.2.3 建筑物楼群外观设计  42-44
    4.2.4 室内部分设计  44-46
    4.2.5 树木绿化部分设计  46-48
    4.2.6 运动场地建模的实现  48-50
    4.2.7 人物、雕塑、汉字的设计  50-51
    4.2.8 背景、光源、视点的设计  51-53
  4.3 造型建模的原则  53-56
  4.4 本章小结  56-57
第五章 虚拟校园的场景调度与交互  57-70
  5.1 虚拟场景分割调度技术  57-60
    5.1.1 场景分割方法  57-59
    5.1.2 场景调度策略  59-60
  5.2 交互与动态场景的实现  60-69
    5.2.1 传感器与插补器  60-61
    5.2.2 VRML 的Script 节点  61-62
    5.2.3 虚拟校园场景的交互和动画设计  62-69
  5.3 本章小结  69-70
第六章 结论与展望  70-72
  6.1 课题研究总结  70
  6.2 前景展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-76
攻读硕士期间发表的论文  76-77

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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