虚拟校园漫游系统的设计与研究

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虚拟场景漫游技术是虚拟现实技术的一个重要分支,它具有虚拟现实技术的沉浸性、交互性和构想性,使虚拟场景漫游比文字、图片和动画形式的场景展示具有明显的优势,在旅游、建筑设计、游戏、医学、航天航空等诸多领域应用广泛。虚拟校园漫游系统是虚拟场景漫游技术在校园建设中的一项应用,虚拟校园能够展示逼真的三维虚拟校园环境和实时教务管理信息,支持通过网络进行远程访问,在校园的环境建设规划、教学资源管理和学校的对外宣传方面能够发挥重要作用,是未来数字校园建设的重要组成部分。构建虚拟校园漫游系统的主要工作包括三维场景建模和漫游系统生成两个方面,本文通过查阅国内外相关的文献资料,对虚拟场景漫游系统的场景建模、漫游实现和碰撞检测等相关技术进行了研究。场景模型是环境中真实景物的仿真再现,它是虚拟漫游系统的基础,模型的效果直接影响漫游系统的真实感;模型建好之后需要进行场景驱动,使用户能够在虚拟场景中漫游,并与场景中的景物进行交互;碰撞检测问题是场景漫游的核心问题之一,用于避免场景漫游时发生穿透现象,碰撞检测算法的效率对虚拟场景漫游的逼真性有很大影响。在虚拟校园漫游系统实现过程中本文的主要工作如下:(1)研究了虚拟场景建模技术,比较分析了不同的建模方法,明确了建立虚拟校园场景模型的方法和步骤,运用MultiGen Creator和3dsMax建模工具完成了校园建筑物、树木和地形模型的建立、优化及场景整合,构建了虚拟校园场景模型。(2)针对单一的层次包围盒在碰撞检测中存在的实时性和精确性不足等问题,提出一种混合包围盒碰撞检测算法,该算法结合了AABB和k-DOPs两种包围盒的优点,提高了碰撞检测的实时性。(3)研究了利用VR-Platform视景仿真软件实现虚拟场景漫游的关键技术,在VR-Platform平台下实现了虚拟校园漫游系统,经过运行测试,系统具有较好的视觉效果和交互性。
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