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虚拟现实系统是一个以计算机图形学为核心的综合的系统。目前虚拟现实系统的开发与应用仍没有达到普及阶段。其主要原因是要完成一个复杂的虚拟现实系统,需要采用不同领域的尖端技术,而目前很多关键技术仍存在瓶颈而限制了虚拟现实技术的发展。为了方便的开发出虚拟现实应用程序,一些公司开发了高级的虚拟现实开发工具包,比如WTK,Vega,Vtree等。尽管这些开发工具包的出现大大的缩短的开发周期。但是由于它们本身的功能限制,仍有很多技术需要开发者进一步的探索和研究。
虚拟校园是虚拟现实技术在数字化校园中的具体应用。通过虚拟校园,人们可以在计算机上虚拟地游览、规划实际校园的场景,更为重要的是还可以此为平台建立三维虚拟大学,提供相应的网上教育等。现阶段,虚拟校园可以说是研究和开发虚拟现实系统的一个很好的平台。本文中的虚拟校园漫游系统就是基于Vega来进行开发的。
虚拟校园系统的构建主要包括了建模技术和引擎设计两个主要部分。在本文中主要利用了Vega对东北大学虚拟校园系统的引擎进行了研究、设计与实现。首先介绍了Windows平台下利用Vega进行校园漫游系统的开发过程和步骤,并根据系统功能进行了引擎模块的划分。接着设计和实现了以控制视点的方式进行漫游的方法。主要的控制方式包括鼠标控制,地图导航,语音控制。并且提出了基于Vega的离散式碰撞检测的算法。良好的环境效果是漫游系统的重要组成部分,本文利用Vega下的环境模块和特效模块设计雾、云、光照效果、以及利用粒子系统完成雨雪,喷泉的设计和实现。最后简单介绍了立体显示方法和虚拟声音的高级话题,利用Vega设计并完成了相关功能。最后总结了开发过程中的不足与改进的措施。