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基于Virtools的虚拟校史公园漫游系统的研究与实现

作　者: 李彦娜
导　师: 黎明
学　校: 四川师范大学
专　业: 教育技术学
关键词: 虚拟现实 虚拟校史公园 虚拟漫游 Virtools
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着数字校园概念的提出和计算机技术的快速发展,虚拟现实技术也被迅速的推动发展起来,并在发展中越显其重要性,成为时代的焦点。校史作为学校文化的重要组成部分,将虚拟现实技术用于建构校史公园,充分发挥虚拟现实技术在教育领域中的应用,对于加强学生的思想品德教育起到了积极性地促进作用。本文在研究虚拟现实技术的基础上,详细阐述了虚拟校史公园构建的理论基础、关键技术、整体设计思路和具体实现过程。本课题实体模型是四川师范大学成龙校区的校史主题公园,重点研究校史公园的三维建模技术和漫游交互的实现方法,在建构主义理论、人本主义理论和虚拟体验理论等学习理论的指导下,依托3DS Max建模技术和Virtools交互技术将校史公园和虚拟现实技术相结合,最终实现了四川师范大学虚拟校史公园漫游系统。首先对校史主题公园场景中的主建筑物(川北农工学院、川北大学等)和辅助物(天空、路面、树木等)进行建模,其次对所有模型进行烘焙贴图和场景整合,得到虚拟的逼真的校史公园环境,最后通过Virtools来实现漫游交互。使用者足不出户就能通过计算机了解到学校的历史,获得身临其境的感受。该系统的实现,展现一个学校深厚的历史文化底蕴,树立良好的院校形象,提高校园的知名度,从而促进四川师范大学校园文化建设的发展。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-8
第一章 绪论  8-21
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 虚拟现实技术概述  9-12
    1.2.1 虚拟现实定义及关键要素  9-10
    1.2.2 虚拟现实的类型  10-11
    1.2.3 研究内容及应用领域  11-12
  1.3 国内外研究现状分析  12-14
    1.3.1 VR 技术在国外的研究现状  12-13
    1.3.2 VR 技术在我国的研究现状  13-14
  1.4 虚拟现实技术在教育中的应用  14-19
    1.4.1 虚拟教学  14-15
    1.4.2 虚拟实验室或实训室  15-16
    1.4.3 虚拟仿真校园和虚拟展馆  16-18
    1.4.4 科学研究  18
    1.4.5 教育娱乐  18-19
  1.5 研究内容及方法  19-21
第二章 虚拟校史公园漫游构建的理论基础  21-27
  2.1 虚拟漫游与建构主义理论  21-23
    2.1.1 建构主义基本观点  21-22
    2.1.2 对虚拟漫游的启示  22-23
  2.2 虚拟漫游与人本主义理论  23-24
    2.2.1 人本主义基本观点  23-24
    2.2.2 对虚拟漫游的启示  24
  2.3 虚拟漫游与虚拟体验理论  24-27
    2.3.1 虚拟体验理论  24-26
    2.3.2 对虚拟漫游的启示  26-27
第三章 系统分析和整体设计  27-36
  3.1 系统功能描述  27-28
  3.2 虚拟现实系统模型  28-29
  3.3 工具的选择  29-33
    3.3.1 建模工具的选择  29-30
    3.3.2 系统实现平台Virtools 介绍  30-33
  3.4 漫游技术研究  33-34
    3.4.1 漫游技术概述  33-34
    3.4.2 漫游技术的分类  34
  3.5 校史公园漫游系统的设计  34-36
    3.5.1 校史公园漫游系统的设计目标  34
    3.5.2 校史公园漫游系统的设计原则  34
    3.5.3 校史公园漫游系统的基本开发方案  34-36
第四章 虚拟校史公园中建模的实现  36-51
  4.1 场景的建模技术  36-38
    4.1.1 基于几何模型的场景建模  36
    4.1.2 基于图像绘制的场景建模  36-37
    4.1.3 基于几何模型和图像混合建模  37-38
  4.2 建模工具的设计流程和创建方法  38-40
    4.2.1 建模的设计流程  38
    4.2.2 模型的创建方法  38-39
    4.2.3 建模的几个原则  39-40
  4.3 漫游场景模型和环境的具体实现  40-49
    4.3.1 单位设置  40
    4.3.2 主建筑模型的制作  40-44
    4.3.3 天空的制作  44
    4.3.4 远景的制作  44-45
    4.3.5 草坪的制作  45-46
    4.3.6 树木的制作  46-47
    4.3.7 架设灯光和烘焙贴图  47-49
    4.3.8 角色模型的制作  49
    4.3.9 漫游背景音乐的制作  49
  4.4 场景模型的输出  49-51
第五章 虚拟校史公园中漫游交互的实现  51-66
  5.1 虚拟漫游场景的设计思路  51
  5.2 角色模型的动作设定  51-53
  5.3 Virtools 摄像机的设计  53-59
    5.3.1 第三人称摄像机的创建  54
    5.3.2 第一人称摄像机的创建  54-57
    5.3.3 摄像机间的切换  57-59
  5.4 碰撞检测  59-61
  5.5 小地图的制作  61-63
  5.6 声音的设定  63-64
  5.7 交互功能的实现  64-66
第六章 试用调查与总结展望  66-69
  6.1 系统的试用调查  66-67
  6.2 研究总结  67-68
    6.2.1 本研究的主要创新点  67
    6.2.2 本系统的局限与不足  67-68
  6.3 展望和下一步工作  68-69
参考文献  69-72
附录  72-79
致谢  79-80
研究生在校期间的科研成果  80

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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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