基于Virtools的三維場景實時漫游系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠利用計算機生成較為真實的模擬環(huán)境,使用戶沉浸住虛擬環(huán)境中,同時通過人機接口,實現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境直接交互.三維場景漫游系統(tǒng)在沉浸感、交互性與實時性方面的綜合效果優(yōu)勢是傳統(tǒng)二維效果圖及二維和三維動畫技術(shù)所無法比擬的.虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為信息科學(xué)的一門新興學(xué)科,以其特有的優(yōu)勢廣泛地應(yīng)用于軍事、娛樂、仿真培訓(xùn)、醫(yī)學(xué)、地理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域.三維場景漫游系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的綜合應(yīng)用,其的最大難點在于三維場景模型繪制的真實感和模型的實時繪制

2、效率之間的平衡,為了既要保證一定的繪制質(zhì)量,又不造成用戶在系統(tǒng)內(nèi)漫游時的運動不適,應(yīng)該采用優(yōu)秀的建模方法來降低場景的復(fù)雜度,同時運用場景簡化技術(shù)來提高系統(tǒng)執(zhí)行效率. 本文首先介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)和與三維場景漫游技術(shù),分析了三種主要的三維場景漫游技術(shù),同時討論了三維場景建模技術(shù)和三維場景優(yōu)化技術(shù),深入研究了場景優(yōu)化技術(shù)中的LOD技術(shù),以及遞進(jìn)網(wǎng)格簡化算法作為連續(xù)LOD模型的生成方法,為場景提供不同的LOD描述來控制場景復(fù)雜度,從而提高

3、場景的渲染效率和漫游系統(tǒng)的真實感.基于用于描述不規(guī)則物體的粒子系統(tǒng)理論,研究了粒子產(chǎn)生、活動、死亡的過程描述,并對雪粒子的物理特性進(jìn)行簡化,控制粒子數(shù)目,滿足場景實時性的要求.最后,通過3DSMAx建模、Virtools構(gòu)建漫游引擎開發(fā)了廠區(qū)漫游系統(tǒng),并在系統(tǒng)中實現(xiàn)了基于遞進(jìn)網(wǎng)格簡化的LOD簡化技術(shù)和基于粒子系統(tǒng)的雨雪效果,取得了令人滿意的效果.系統(tǒng)中實現(xiàn)了視點前進(jìn)、后退、左右平移、左右旋轉(zhuǎn)、仰視、俯視、自動漫游、自由漫游、漫游過程的錄