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高职院校三维虚拟校园的设计与实施

作 者: 冯伟
导 师: 王华
学 校: 山东大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 虚拟现实 虚拟校园 OpenGL
分类号: TP391.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 71次
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内容摘要


虚拟校园虚拟现实技术在现代教育领域的重要应用,虚拟现实是一个由计算机产生的三维立体空间,用户可以与这个空间中的对象交互,观看以及操作,并可在空间中自由移动,进而产生身临其境的感觉。它在虚拟仿真系统、数字化城市、数字化战场模拟等诸多领域有着广泛的应用。然而,目前在我国对这一技术的应用主要集中在一些军工或商用领域,针对普通学校校园虚拟漫游的应用目前还比较少。因此,本论文从实际出发,以3DS MAX为建模工具配合OpenGL编程技术,设计并实现了虚拟校园系统。实现本系统的主要过程是,首先利用3DS MAX或MAYA等建模工具,对学校校园场景进行建模并配合使用各种纹理贴图技术,制作出逼真的校园场景,然后通过VC6.0作为集成开发平台,配合OpenGL编程技术构建系统框架,将校园场景导入系统,再用程序对虚拟场景进行坐标变换、光照、材质、纹理、声音、场景雾等方面的设置以增加场景的逼真性。此外,本系统还提供了自定义场景构造功能,用户可以通过鼠标拖拽的方式,自主构造场景,增加了用户与系统的实时交互性,并且为校园建设规划提供有效的手段。本文详细论述了山东旅游职业学院虚拟校园系统的设计和实现过程,其中的研究方法可以推广到其它的虚拟系统的设计与实现中,本虚拟校园系统可以不用改动或稍加改动即可作为其它虚拟系统的开发引擎,便于推广和应用。

全文目录


摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第1章 绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究综述  11-13
    1.2.1 国外研究  11-12
    1.2.2 国内研究  12-13
  1.3 本文组织结构  13-15
第2章 虚拟现实技术概述  15-21
  2.1 虚拟现实技术  15
  2.2 虚拟漫游技术  15-19
    2.2.1 基于几何建模的虚拟漫游技术  16-17
    2.2.2 基于实景图像的全景技术  17-18
    2.2.3 基于图形与图像混合建模的虚拟漫游技术  18-19
  2.3 虚拟校园概述  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 虚拟校园系统关键技术研究  21-31
  3.1 虚拟校园系统简介  21
  3.2 场景建模关键技术研究  21-23
    3.2.1 几何建模  21-22
    3.2.2 物理建模  22-23
    3.2.3 行为建模  23
    3.2.4 图像建模  23
  3.3 虚拟漫游关键技术  23-28
    3.3.1 LOD技术  24-26
    3.3.2 碰撞检测技术  26-28
  3.4 粒子系统  28-30
    3.4.1 粒子系统基本原理  28-29
    3.4.2 粒子系统模型  29-30
  3.5 本章小结  30-31
第4章 系统需求分析  31-35
  4.1 系统实用性分析  31-32
  4.2 系统功能需求分析  32-33
  4.3 系统性能需求分析  33-34
  4.4 本章小结  34-35
第5章 虚拟校园系统设计思路  35-44
  5.1 技术路线  35-36
  5.2 系统开发平台  36-39
    5.2.1 OpenGL简介  36-38
    5.2.2 3DMAX简介  38-39
  5.3 虚拟校园系统总体设计  39-40
  5.4 系统功能概要设计  40-43
    5.4.1 场景构造  40-41
    5.4.2 场景漫游  41
    5.4.3 自然现象模拟  41-42
    5.4.4 数据库设计  42-43
  5.5 本章小结  43-44
第6章 三维虚拟校园的实现  44-69
  6.1 概述  44-46
  6.2 三维虚拟场景的构建  46-49
    6.2.1 地面的构造  46-47
    6.2.2 天空的构造  47-49
  6.3 系统功能实现  49-66
    6.3.1 三维场景模型导入  49-53
    6.3.2 交互场景构造  53-55
    6.3.3 MD2动画导入与控制  55-58
    6.3.4 碰撞检测  58-61
    6.3.5 粒子系统应用  61-63
    6.3.6 场景漫游  63-66
  6.4 系统测试  66-68
    6.4.1 单元测试  66-67
    6.4.2 系统测试  67-68
    6.4.3 测试结论  68
  6.5 本章小结  68-69
第7章 总结与展望  69-71
  7.1 总结  69-70
  7.2 展望  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
攻读学位期间发表的学术论文  75-76
学位论文评阅及答辩情况表  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 计算机仿真
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