基于VRML的三维虚拟场景与二维地图互响应研究

论文摘要

计算机技术的发展,给社会生活带来诸多便利。虚拟现实技术是一门综合了建模技术、计算机技术、图形技术等领域的新兴技术,具有沉浸感、交互性、想象力3I特性,广泛的应用在教育、军事、医疗等方面。虚拟现实建模语言VRML可以创建虚拟三维场景,用户在虚拟场景中漫游观看体验设施,增强临境感。但当用户在场景中自由行走时,往往会出现不知身在何处的迷失感。在科技飞速发展的今天,二维电子地图因具有平面性、宏观性、整体性的特点广为使用,但不能完整地反映客观世界。本文中将三维虚拟场景的现实性、局部性、直观性与二维电子地图的简洁性、宏观性、整体性优势互补,采用几何模型和图像混合建模技术,利用VRML构造三维虚拟场景,并实现自动漫游和交互漫游。在漫游的过程中通过碰撞检测避免穿透,陷入地下等不符合现实的现象发生,增强逼真性。利用重用机制、合理使用纹理、使用LOD等方法对大规模虚拟场景执行性能进行优化。VRML一方面通过触摸传感器和感知传感器非编程方式实现VRML场景自身交互,另一方面通过JSAI、EAI、JS接口编程方式实现VRML场景与外部环境的交互。本文采用EAI外部编程接口,将Java Applet小程序与VRML文件一同嵌入到HTML网页中,实现三维虚拟场景与二维电子地图互响应。互响应的表现形式主要有:用户在三维虚拟环境中漫游时,二维地图要实时显示相应的位置;二维电子地图中改变位置时,在三维虚拟场景中视点随之跳到相应位置等。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• §1-1 课题研究背景
• §1-2 研究现状
• 1-2-1 国外虚拟现实技术的研究现状
• 1-2-2 我国虚拟现实技术的研究现状
• §1-3 论文主要内容及章节安排
• 第二章 虚拟现实技术与VRML
• §2-1 虚拟现实技术
• 2-1-1 虚拟现实技术介绍
• 2-1-2 虚拟现实技术的发展过程
• 2-1-3 虚拟现实技术的特点
• §2-2 虚拟现实建模语言—VRML
• 2-2-1 主流Web3D技术
• 2-2-2 VRML的发展
• 2-2-3 VRML基础知识
• 2-2-4 VRML工作原理
• 2-2-5 VRML编辑器和浏览器
• §2-3 小结
• 第三章 三维虚拟场景生成技术研究
• §3-1 三维虚拟场景建模技术
• 3-1-1 基于几何模型的建模技术
• 3-1-2 基于图像绘制的建模技术
• 3-1-3 几何模型和图像混合建模技术
• §3-2 VRML虚拟小区场景生成过程研究
• 3-2-1 虚拟小区中房子的设计
• 3-2-2 在虚拟小区中添加光照效果
• 3-2-3 虚拟小区的初始视点
• §3-3 VRML虚拟小区场景漫游
• 3-3-1 自动漫游
• 3-3-2 交互式漫游
• 3-3-3 目的漫游
• §3-4 虚拟场景中碰撞检测算法的研究
• 3-4-1 包围球算法
• 3-4-2 轴向包围盒算法
• 3-4-3 方向包围盒算法
• 3-4-4 离散方向包围盒算法
• 3-4-5 三角形相交算法
• §3-5 VRML场景执行性能优化
• §3-6 小结
• 第四章 VRML场景交互实现
• §4-1 非编程交互
• 4-1-1 基于触摸型传感器的交互
• 4-1-2 基于感知型传感器的交互
• §4-2 编程交互
• 4-2-1 JSAI（Java Script Authoring Interface）
• 4-2-2 EAI（External Authoring Interface）
• 4-2-3 JSAI与EAI的区别
• 4-2-4 JS接口
• 4-2-5 本系统采用EAI方式
• §4-3 小结
• 第五章 虚拟场景与二维地图互响应的实现
• §5-1 虚拟场景与二维地图集成的思路
• §5-2 虚拟场景与二维地图互响应的原理和表现形式
• §5-3 实验环境介绍
• §5-4 系统设计过程
• §5-5 小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢