《基于openscenegraph的网络版虚拟小区漫游系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于openscenegraph的网络版虚拟小区漫游系统（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于OpenSceneGraph的网络版虚拟小区漫游系统摘 要自20世纪末以来，虚拟现实技术一直是信息领域研究、开发和应用的热点方向之一。它借助计算机构建出一个与现实环境十分逼真的虚拟环境，而且支持用户使用自然的技能亲身感受它。目前己经广泛应用于军事、科学计算可视化、教育与培训、设计与规划、虚拟测试、虚拟游览、购物、交互式娱乐、工程技术、科技探索等多方面领域。本文首先介绍了场景图形理论的相关概念、OpenSceneGraph体系结构，最后结合当今房地产开发业的激烈竞争，对虚拟现实技术的综合应用,使用三维建模软件3DS MAX 2009软件、集成开发环境Visual C+ 2005和开源的Ope
2、nSceneGraph三维渲染引擎，设计实现了中北大学校园虚拟漫游系统。此系统可以为用户提供友好、逼真的虚拟环境，使人有身临其境之感。最后对本文所做的工作进行了总结，指出了有待改进的地方，并对下一步的研究提出了展望。关键词：虚拟仿真，场景图形，碰撞检测，场景观察变换，粒子系统Virtual Community of Roaming System Online Based on OpenSceneGraph EngineAbstractSince the late 20th century, Virtual reality has been the field of information te
3、chnology research, development and application of one of the hot direction.It is constructed using the computer a very realistic virtual reality environment, but the skills to support users to experience it naturally.Now has been widely used in military, scientific visualization, education and train
4、ing, design, and planning, virtual testing, virtual tours, shopping, interactive entertainment, engineering technology, such as many areas of science and technology exploration.This paper introduces the concept of scene graph theory related, OpenSceneGraph architecture, Finally, todays real estate d
5、evelopment industry, intense competition, the integrated application of virtual reality technology, using 3D modeling software-3DS MAX 2009 software, integrated development environment, Visual C + + 2005 and the open source OpenSceneGraph 3D rendering engine, designed and implemented in the North Ca
6、mpus Virtual Tour System. This system could provide users with friendly, realistic virtual environment, giving the feeling.Finally, this article summarizes the work done, pointed out the areas to be improved, and the future study are pointed out.Keywords:Virtual Reality, Scene Graph, Collision Detec
7、tion, Scene Observed Transformation, Particle System第II页 共II页中北大学2010届毕业设计说明书目 录1 绪论11.1 背景及意义11.2 虚拟仿真视景技术的发展状况和趋势11.3 本文的组织结构32 场景图形理论52.1 场景图形的概念52.2 场景图形的特性72.3 场景图形的渲染方式82.4 本章小结93 基于OpenSceneGraph的虚拟系统开发工具和环境简介103.1 OpenSceneGraph三维渲染引擎103.1.1 OpenSceneGraph的发展状况113.1.2 OpenSceneGraph的结构123.2
8、3DS MAX 2009简介153.3 Visual C+ 2005简介163.4 C+语言简介163.5 基于OpenSceneGraph的虚拟系统开发环境173.6 其它相关工具173.7 本章小结174 基于OpenSceneGraph的网络版虚拟小区漫游系统的开发184.1 系统的需求分析184.2 系统的主要功能184.3 具体实现184.3.1小区模型的制作184.3.2 变换操作基础和场景观察194.3.3 漫游功能的实现234.3.4 碰撞检测254.3.5 喷泉的实现284.3.6 天空盒的实现324.3.7 导航器的实现344.4 系统测试364.5 本章小结405 总结与
9、下一步展望415.1 全文总结415.2 下一步展望41参考文献42致谢43第II页 共II页1 绪论1.1 背景及意义随着社会的发展，科技的进步。人类在追求经济高速增长的同时，也要求更高质量的生活，科技正在这其中扮演着核心的角色。虚拟仿真(VR)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。它以其具有沉浸性（immersion）、交互性（interaction）和构想性（imagination），使人们能沉浸其中，超越其上，出入自然，形成具有交互效能多维化的信息环境。迅速渗透到社会的各个行业，并且已
10、在计算机辅助设计、科学工程数据可视化、三维地理信息系统(GIS)、医学、游戏和娱乐中得到广泛的运用。近年我国互联网普及率的逐年提高，互联网正在走进人们的工作与生活。CNNIC报告调查显示，在家和单位上网的网民比例在2009年有了明显的提高，有83.2%的网民选择在家上网，另有30.2%的网民选择在单位上网，互联网作为人们日常工具的价值正在日益提升。无限的商机也在其中应运而生。各行各业以其敏锐的眼光相继开始在互联网中发掘自己的商机。现在，房屋开发行业是一个竞争激烈的行业，如何在客户心中留下良好的、深刻的印象是每个房开商竭力要达到的目标。目前房开商对建筑小区的推广措施不多，容易受天时、地利和人为因
11、素的影响，不能在建筑小区构建的初期就给感兴趣的客户一个全面的介绍，另外，推广形式局限于传统的电视、广播、报纸和房交会等多半是2D的形式，不能适应人们日益形成的网络生活方式，即使有些开发商提供了网站，但多数以图片、文字和解说等为主，与客户的实时交互性不足，并不能在客户心中留下较深的印象，效果不好。而基于虚拟仿真视景技术的新推销方式，可以弥补传统的推销手段的缺点与不足。客户完全可以像玩游戏一样置身于其中，通过网络技术，还不再有时间、空间的限制。可以使建筑小区的推广达到快捷、方便、形象、高效等特点。是传统的广告效果不能比拟的10。1.2 虚拟仿真视景技术的发展状况和趋势虚拟视景技术，是虚拟仿真视景技
12、术中一个重要分支。是计算机技术、图形图像处理与生成技术、多媒体技术、信息合成技术、显示技术等诸多高新技术的综合运用，其组成部分主要包括仿真建模技术、动画仿真技术和实时视景生成技术。目前国内虚拟视景技术市场尚未大幅开发，但也已初具规模。美国在该领域处于领先地位，其基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。美国宇航局(NASA)研究的重点放在对空间站操纵的实时仿真上，他们大量运用了面向座舱的飞行模拟技术。北卡罗来纳大学(UNC)的计算机系开发了一个帮助用户在复杂视景中建立实时动态显示的并行处理系统。麻省理工学院(Mrr)1985年成立了媒体实验室，建立了一个名叫BOLIO的测试环境
13、，用于进行不同图形仿真技术的实验。华盛顿大学华盛顿技术中心(HIT Lab)的人机界面技术实验室进行感觉、知觉、认知和运动控制能力的研究。DaveSimS等人研制出虚拟现实撤退模型来观看系统如何运作。伊利诺斯州立大学研制出在车辆设计中，支持远程协作的分布式虚拟实现系统，不同国家、不同地区的工程师们可以通过计算机网络实时协作进行设计。乔治梅森大学研制出一套在动态虚拟环境中的流体实时仿真系统。美国加州的海军研究生院NPS可视化实验室在航行器的虚拟环境和仿真方面进行了大量的工作。旨在实现以IEEE分布式交互仿真(Dls)网络协议支持下的航行器三维实时可视化仿真与虚拟环境。美国Wright一Patte
14、rson空军基地的“3D图像和计算机图形实验室”是S在GI4D/400工作站上建立了空间卫星的虚拟环境来仿真近地空间和描述3D图形卫星模型环绕地球轨道的运行状态，使得仿真者对仿真对象信息的把握更加充分17。我国和一些发达国家相比在该领域还有一定的差距。现主要是一些国防科研单位、高校等部门进行研究、开发。我国的九五规划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划等都把虚拟环境仿真列入了研究项目。北京航空航天大学计算机系是国内最早进行虚拟现实研究、最有权威的单位之一，他们着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理在虚拟现实中的视觉接口方面开发出了部分硬件，并提出了有关算法及实现方法实现了分布式虚
15、拟环境网络设计，建立了网上虚拟现实研究论坛，可以提供实时三维动态数据库，提供虚拟现实演示环境，提供用于飞行员训练的虚拟现实系统，提供开发虚拟现实应用系统的开发平台，并将要实现与有关单位的远程连接。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，该系统采用了层面迭加的绘制技术和预消隐技术，实现了立体视觉，同时还提供了方便的交互工具，使整个系统的实时性和画面的真实感都达到了较高的水平。清华大学计算机科学和技术系对虚拟现实和临场感的方面进行了研究，他们还针对室内环境水平特征丰富的特点，提出借助图像变换，使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配，并获
16、取物体三维结构的新颖算法。北方工业大学CAD研究中心是我国最早开展计算机动画研究的单位之一，关于虚拟现实的研究己经完成了两个“863”项目。空军指挥学院进行的“空战可视化仿真系统”研究，为用户提供了一个从多视点、多角度、多层次观察空战进程的平台和机制，其画面造型逼真、形象生动，基本达到了实时性要求，取得了的效果。西北工业大学 CAD/CAM研究中心，上海交通大学图像处理及模式识别研究所，长沙国防科技大学计算机研究所、华东船舶工业学院计算机系、安徽大学电子工程与信息科学系等单位也进行了一些重要研究工作和尝试19。在一些商业公司，如北京四维远见公司、西安3DVRI公司等，成功的运用虚拟视景技术开发了一些
