具有较高真实感的网上虚拟校园构建技术研究

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虚拟校园将计算机三维可视化技术、多媒体技术和高速发展的互联网相结合,具有强大的生命力。通过虚拟校园可以在网络上较为真实的再现校园优美的场景和真实地反映学校的人文气息,对于介绍和宣传学校的文化、历史有着重要的意义。尽管虚拟校园场景模拟有了很大的进步,但是,受制于网络传输条件的限制,网上虚拟校园与真实场景还存在一定差距。因此研究满足网络传输限制,如何提高虚拟校园较高真实感有着很强的实际应用价值。本文利用多种建模理论,从应用角度出发构建三维虚拟校园模型,使用VRML开发了具有较高真实感的网上虚拟校园系统,并围绕网络传输限制与提高真实感的一些关键问题,进行了以下内容的研究:(1)三维场景模型构建。模型的精细是决定虚拟现实系统真实感强弱的基础。在不影响网络传输速度下,使模型既具有较高真实感又使模型文件很小,是构建模型的关键。本文通过使用不同方法构建天空、楼宇、运动场、树木和雕塑等模型,较为真实地模拟了场景物体,在模型真实感与模型文件很小的目标上达到了均衡。(2)场景交互控制。使用以下交互控制技术增强场景模拟的真实感:通过自主漫游和视点切换漫游为用户提供了两种交互式漫游方式;利用导航图技术实现了场景中二维平面与三维场景的对应显示,从而使用户不致迷失方向;利用亲近度节点、时间传感器和位置插补器共同控制校门的自动伸缩;采用collision节点控制实现系统的碰撞检测;另外在系统中添加了声音节点和视频节点模拟场景中自然声音和视频播放,使系统更具高真实感。(3)场景优化。将多个文件集成到统一的场景中,采用纹理简化模型、使用原型机制、定义浏览可视范围及内联节点等技术,很好的完成了场景优化,实现场景的较快加载和运行。(4)本文对虚拟校园系统的设计思路、总体流程图和实现方法等进行了研究,利用vrmlpad编辑器进行模型编辑,借助3ds max制作部分复杂模型,实现了具有较高真实感场景的模型构建、多媒体展示、视点切换、场景漫游和物体碰撞检测等,并实现了网页的嵌入。本文通过对基于网络的交互式虚拟校园开发中相关技术的研究,探索了在满足网络传输条件限制下如何提高场景模拟的真实感,并开发了一个虚拟校园系统。结果表明本文所使用的相关技术可行,系统真实感较强,系统运行流畅。
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