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1、 PINGDINGSHAN UNIVERSITY 毕业设计题 目: 基于VRML的虚拟图书馆系统设计与实现 院(系): 计算机科学与技术学院 专业年级: 计算机科学与技术 2011级(专升本) 2013年4月25日原 创 性 声 明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名： 日 期： 关于毕业
2、论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属平顶山学院。本人完全了解平顶山学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权平顶山学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为平顶山学院。本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为平顶山学院。论文作者签名： 日 期： 指导老师签
3、名： 日 期： 基于VRML的虚拟图书馆系统设计摘 要本文主要介绍VRML虚拟图书馆场景的设计与实现。基于现在的图书馆系统都是编程语言设计的网页式的设计，虚拟图书馆强大的交互和真实感就满足了弥补这一缺点的需要。另外，虚拟现实技术采用VRML语言的形式产生的文件格式比一般的视频格式的文件要小，因而网络传输速度快，建立虚拟的图书馆耗费的成本小，因此设计与实现虚拟图书馆就称为必要。在这篇论文中就是针对虚拟现实技术这样的真实性，立体性、沉浸式的优点结合当下虚拟现实在我校的不普及性，并且以带给学生和管理者以方便为目标而进行的设计。在此完成了图书馆的建模以及实现了交互性的用户的漫游等。为实现基于VRML的
4、虚拟图书馆场景的的设计，以3DMAX技术为基础对图书馆的外部轮廓以及部分内部要件进行建模。建模工具以标准几何体、标准材质、标准灯光为主，这样即简化了建模过程又方便了在VRMLPAD中的设计。VRMLPAD是用于编写交互式的漫游而采用的工具，文章还对怎样利用强大的三维立体设计器3DMAX来设计场景以及怎样实现漫游进行了详细描述。最后对项目进行了总结，描述了构造虚拟场景的关键技术，以及一些解决方案和进一步的研究思路。本文中所用的方法也可适用于虚拟博物馆，虚拟校园等。随着虚拟现实技术的逐步发展和成熟，人们的虚拟生活会更加完美。 关键词：虚拟现实， 图书馆3DMAX场景，漫游Virtual Libra
5、ry System DesignBased on VRMLAbstract This paper mainly introduces the design and implementation of VRML virtual library scene. Based on the present library system are designed webpage programming language design, virtual library powerful interactive and realistic to meet the need to compensate for
6、this shortcoming. In addition, the virtual reality technology using VRML language in the form of file format is smaller than general video file formats, and the network transmission speed, the establishment of virtual library cost is small, so the design and Realization of virtual library is known a
7、s necessary.In this paper is aimed at the authenticity of the virtual reality technology such advantages, three-dimensional, immersed in combination with the virtual reality in our school is not universal, to design and to bring students and managers to facilitate to the goals of the. This completes
8、 the library model and realizes the interactive user roaming.In order to realize the design of Virtual Library Based on VRML scene, based on 3DMAX technology for external contour of Library as well as part of the internal elements of modeling. Modeling tools to standard geometry, standard, standard
9、lights, design that simplifies the modeling process and convenient in VRMLPAD. VRMLPAD is used to write interactive roaming and using tools, three-dimensional designer 3DMAX article on how to use the powerful design and how to realize the roaming scene are described in detail. At the end of the proj
10、ect are summarized, the key technology of constructing virtual scene description, as well as some solutions and ideas for further research.The method used in this paper can also be applied to the virtual museum, virtual campus. With the gradual development of virtual reality technology, the virtual
11、life of people will be more perfectKey words: VRML, scene, library, 3DMAX目 录1 绪 论11.1 引言11.2 虚拟图书馆的开发背景和意义11.3 虚拟图书馆的科学研究方法21.4 论文的结构安排32 技术与工具介绍42.1 强大的三维编辑器3DMAX42.2 虚拟编辑器VRMLPAD52.3 Cortona浏览器53 需求分析63.1 项目概述与实现的目标63.2 功能需求63.3 性能需求73.4 环境需求74 概要设计84.1 虚拟图书馆的功能84.1.1 建立对象集84.1.2 物体的基本造型84.2 虚拟图书馆
12、的设计要求85 详细设计与实现95.1 3D建模过程95.2 VRML文件的导出与后期制作165.3 关键代码196 测试216.1 测试结果216.2 存在问题216.3 解决方法227 结论23附 录24参考文献28致 谢291 绪 论本章是论文的绪论部分，将论述基于VRML的图书馆管理系统的开发背景和意义，使用的科学研究方法。最后将给出本文的主要组织结构，从整体上阐述论文的工作。1.1 引言虚拟现实是虚拟现实是在计算机图形学、计算机仿真技术、人机接口技术、多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的交叉学科，对该技术的研究始于20世纪60年代。概括地说，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行
13、可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰【1】。在这种认识主宰的环境中，校园图书馆的虚拟环境就可以方便更多的学生来认识这个环境，虚拟图书馆系统在建立虚拟环境的同时让用户可以体验到前所未有的真实感，立体
14、感，仿佛自己不是在网上，而是真的置身于图书馆之中，真的能感受到图书馆的魅力一样。为了实现这一目标就必须了解虚拟现实的相关知识和使用什么样的工具可以完成这样的设计。在论文中第一章介绍虚拟图书馆管理系统的开发背景和意义，使用的科学研究方法。最后将给出本文的主要组织结构。第二章介绍技术与相关的工具。第三章对虚拟图书馆设计进行需求的分析包括功能需求、性能需求和环境的需求。第四章对虚拟图书馆进行概要的设计。第五章是详细的设计与实现。第六章进行测试总结存在的问题以及解决的方法，。第七章得出结论对虚拟图书馆未来发展前景进行展望。1.2 虚拟图书馆的开发背景和意义虚拟现实技术（virtual reality）
15、是以计算机技术为平台，利用虚拟现实硬软件资源实现人机交互和沟通【2】。利用虚拟现实技术可以为用户创建一个视觉、听觉、触觉、导航漫游等身临其境感受的虚拟空间。虚拟现实是一种通过计算机之间可自然交互的人机界面，其应用开发前景非常广阔，市场潜力不可估量。目前，它在航天航空、机械设计、科学计算、影视娱乐、化学医疗和军事训练等诸多领域得到了初步的应用，而且很多应用是其他技术所无法替代的。虚拟技术实现生成的关键在于虚拟场景建模虚拟世界的构造。虚拟现实要求具有沉浸感，因此对逼真的虚拟环境的建立的要求越来越高。与之相反的是现在我们浏览的网页、所看的影视视频图片等大部分都是二维的，没有空间立体感，而网络虚拟世界最突出的特点是交互性、构想性和沉浸感。虚拟图书馆的设计与实现就是要实现交互性，沉浸性，不仅可以使用户身临其境的感受仿真的图书馆，通过立体界面的形式，浏览图书馆各
