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虚拟数字小区的应用与研究

作　者: 陈文静
导　师: 朱清新
学　校: 电子科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 虚拟现实建模语言 EFShape 节点 FRep 模型 HyperFun
分类号: TP393
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 211次
引　用: 6次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着Internet 的快速发展,将虚拟现实技术应用于网络中的需求日益迫切。众所周知,三维物体由大量数字信息表示,如何在网络中减少数据量的传递,如何更有效的表示三维物体成为问题的关键所在。VRML 语言是一个对实时3D 数据进行描述的可扩展平台,该平台独立于描述工具。最新标准X3D 除了提供VRML 2.0 的基本功能外,最主要的特点是加入了行为功能、多用户环境和新的功能组件,包括H-Anim,GeoVRML,Java-DIS-VRML。此外VRML与编程语言Java的紧密结合为构造复杂行为和丰富交互能力的网上虚拟现实世界提供了强有力的技术支持,因此用VRML 制作的虚拟现实网页必然成为未来网页制作的发展方向。HyperFun 是专门用于描述F-Rep 模型(用函数表示的模型)的高级建模语言,它支持F-Rep 中的所有概念,特别是关于几何体对象和几何体操作,其简单易用性弥补了VRML 在建模方面的不足。我们提出使用函数定义的VRML 造型节点FShape 及其改进节点EFShape,使场景创建者能使用相互关联的函数描述模型,这使文件大小比使用基于VRML 节点的大尺寸的多边形网格要小得多。利用基于函数的建模技术可以大大提高基于Web 的可视化能力,对规则物体,我们提出了一种改进的FShape 节点——EFShape。通过试验证明,在场景中使用FShape 和EShape 节点可以大大提高场景的下载速率,节约网络带宽。我们将众多新兴技术——FRep、HyperFun、JAVA3D、Xj3D 等引入虚拟现实技术中,构造了一个虚拟现实系统,用于网上房地产展示,给用户更多形象具体的体验,更多灵活快捷的交互。此外,论文中还对显示技术、建模技术的最新研究成果进行了介绍并提出了自己的看法。如阴影云、基于腐蚀的裁剪、基于图象的快速碰撞检测、基于流的实时碰撞检测等。总的来说,作为一种不断发展、应用前景看好的技术,虚拟现实的研究已经越来越多的应用在实际生活中,影响和改变着人们的视觉、听觉、触觉、味觉等各种感官体验。相信不久的将来,虚拟现实技术会走入人们生活的方方面面,而不仅仅是一种技术,一项研究。

全文目录

第一章绪论  9-20
  1.1 虚拟现实技术简介  9-10
  1.2 虚拟现实技术中的核心技术  10-13
    1.2.1 模拟管理器  10-11
    1.2.2 追踪器与资料手套输入设备  11
    1.2.3 数据手套与手势辨识  11-12
    1.2.4 头戴式显示器及其它显示技术  12-13
  1.3 虚拟现实技术的标准  13-16
    1.3.1 虚拟现实建模语言 VRML  13-14
    1.3.2 X3D  14-16
  1.4 虚拟现实分类  16-17
    1.4.1 桌面虚拟现实  16
    1.4.2 沉浸的虚拟现实  16
    1.4.3 增强现实性的虚拟现实  16
    1.4.4 分布式虚拟现实  16-17
  1.5 课题的研究背景和意义  17-20
第二章虚拟现实系统概述  20-25
  2.1 虚拟现实引擎简介  20-21
  2.2 游戏引擎  21
  2.3 基于 PC 机的 VR 引擎  21-22
  2.4 分布式虚拟现实系统  22-25
    2.4.1 分布式虚拟现实系统的产生和发展  22-23
    2.4.2 模型结构  23
    2.4.3 DVR 的网络通信  23-24
    2.4.4 分布式虚拟现实系统的多协议模型  24-25
第三章虚拟场景显示技术的研究  25-32
  3.1 可见性裁剪(visibility culling)  25-29
    3.1.1 近期的可见性算法  25-27
    3.1.2 可见性判断的基本步骤  27-28
    3.1.3 需要进一步研究的若干关键问题  28-29
  3.2 多层次精细度模型  29
  3.3 影像快取显像技术  29-30
  3.4 明暗处理  30-32
第四章大规模场景建模技术的研究  32-38
  4.1 几何建模  32-33
  4.2 运动建模  33-35
  4.3 物理建模  35-38
    4.3.1 FFD(Free-Form Deformation)  36
    4.3.2 造型驱动的变形  36-38
第五章虚拟数字小区的系统总体设计  38-56
  5.1 系统整体框架  39-42
    5.1.1 浏览器插件模块  39-41
    5.1.2 系统框架的特征  41
    5.1.4 系统开发工具  41-42
  5.2 VRML 节点扩展  42-50
    5.2.1 FShape 节点的定义  42-44
    5.2.2 FShape 节点的改进  44-50
  5.3 引入的新技术  50-56
    5.3.1 F-Rep 模型  50
    5.3.2 HyperFun  50-52
    5.3.3 HyperFun 与FShape 节点的集成  52-53
    5.3.4 JAVA3D  53-54
    5.3.5 Xj3D  54-56
第六章虚拟数字小区的实现  56-61
  6.1 场景描述  56
  6.2 试验设计  56-57
  6.3 试验结果  57-58
  6.4 存在的问题  58-61
第六章总结与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
个人简历  65

虚拟数字小区的应用与研究

内容摘要

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