基于草圖描述的三維虛擬場景生成.pdf

1、　　隨著計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育機(jī)房等教學(xué)設(shè)備的管理也開始利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向智能化和三維可視化方向發(fā)展，實現(xiàn)對環(huán)境狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行可視化的動態(tài)標(biāo)注與監(jiān)控。如何基于草圖描述實現(xiàn)快速的三維機(jī)房場景的重建并成為環(huán)境參數(shù)傳感器的顯示模塊，是目前亟待解決的課題之一，對促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)教育機(jī)房管理的智慧化具有重要的研究價值和意義。本文以網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育服務(wù)器機(jī)房的三維虛擬場景顯示模塊開發(fā)為背景，對現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實場景生成的方法和技術(shù)

2、進(jìn)行了研究，提出基于平面草圖描述實現(xiàn)機(jī)房環(huán)境三維可視化的方案，并初步實現(xiàn)了一個基于多文檔人機(jī)交互界面的實驗性演示系統(tǒng)，搭建出智能機(jī)房管理的基礎(chǔ)性顯示和管理模塊。
　　本文的具體工作內(nèi)容如下：
　　(1)研究和總結(jié)了現(xiàn)有虛擬現(xiàn)實場景生成的方法與技術(shù)，提出了基于草圖描述的三維場景生成方案。以服務(wù)器機(jī)房場景顯示模塊開發(fā)為實例，闡述了基于草圖描述三維場景生成的原理與算法，根據(jù)三維場景概念模型對構(gòu)建機(jī)房場景的平面草圖元素進(jìn)行了簡化

3、歸類，并給出每一類草圖元素的數(shù)學(xué)表達(dá)式。定義了創(chuàng)建與編輯草圖的交互規(guī)則，解釋了基于草圖描述的三維場景生成過程。
　　(2)結(jié)合可視化程序開發(fā)框架Qt和三維渲染引擎“鬼火”，完成了基于草圖描述的三維虛擬場景生成的實驗系統(tǒng)開發(fā)。介紹了系統(tǒng)開發(fā)所選用的工具與環(huán)境配置，在此基礎(chǔ)上闡述了系統(tǒng)總體設(shè)計框架及主要功能模塊的具體實現(xiàn)方法。給出了根據(jù)Bezier曲線計算繪制墻面控制點的算法；分析了三維模型文件存儲格式特點及其導(dǎo)入時應(yīng)該注意的幾個問

4、題；提出了通過三維模型AABB包圍盒來控制三維模型導(dǎo)入時的位置與大小的方法；根據(jù)概念模型層次管理三維模型紋理素材；解決了曲線墻繪制時控制點偏離路徑位置的問題；對 Maya 鏡頭觀看場景的不足加以改進(jìn)。
　　(3)針對三維可視化在教育領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在虛擬校園、虛擬實驗等方面，而在教育資源管理中應(yīng)用較少的情況。考慮到三維可視化技術(shù)用于教育資源管理不僅可以提高工作效率，而且有利于教育資源優(yōu)化的因素，本文探討了基于草圖描述的三維機(jī)房