虚拟现实若干关键技术在虚拟校园中的研究与应用

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虚拟现实是以计算机图形学为基础并且涉及众多学科的一门前沿科学,是二十一世纪最受瞩目的技术之一。VR技术发展前景广阔,目前已经应用到多种行业中。虚拟校园是虚拟现实技术在教育行业的一个典型应用例子。东北大学也已起步开发虚拟校园,并取得了良好的效果。   本文以继续完善东北大学虚拟校园漫游系统为目标,根据实际场景情况,创建了三维实体模型,在实时仿真及交互控制功能的基础上,实现了新的功能。论文的主要工作包含以下几个方面:   第一,在国内外虚拟现实技术和虚拟漫游技术研究的基础上,针对虚拟漫游系统的实现方案提出增添新的功能设计。   第二,分析了基于MultiGen Creator三维建模的关键技术,分析并探讨了建模中的一些主要算法;合理应用建模关键技术,完成东北大学综合楼及周围基础设施的三维场景建模及优化。   第三,提出了基于键盘控制漫游和基于固定路径漫游的两种实时漫游的方法,研究了漫游过程中视点控制与转换的相关技术,分析并实现了粒子系统及其相关的碰撞检测、模型的动态添加和删除。   最后,论述并研究了虚拟人的实现,分析并介绍了虚拟人的方法,对行走过程中进行了逆运动学数学描述;利用Vega的API函数成功的实现了对含有单个DOF节点模型的控制,使含有多DOF节点的人体模型控制成为可能,通过使用DI—Guy人物仿真软件,并结合Vega实现了虚拟校园漫游系统中虚拟角色的加入。
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