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1、开 题 报 告一 研究的目的和意义 21世纪是一个知识经济时代，以数字化和网络化为总特征的信息科学技术成为推动社会可持续发展的强大动力。许多国家和地区都将信息化建设作为其抢占科技、产业和经济制高点的战略之一。人们根据数字化、信息化和网络化技术的对象与范围的不同,演绎了数字地球、数字国家、数字城市、数字社区等系列概念。随着我国信息化水平的提高,以数字技术、网络技术等为代表的信息技术已渗透到城市规划、建设与管理和城市生产与生活等各个方面。作为城市基本生活单元的住宅小区的信息化建设在全国各地也纷纷展开. 探讨基于Multigen Creator和Vega的虚拟环境下的三维数字小区房屋样板间模型的建立
2、, 实现了对房屋内的各个场景进行有效的三维景观再现、空间查询、三维管线设计、用户的定位管理，对提高物业管理水平有着重要的作用。在三维虚拟环境中, 人们能够用动态交互的方式对整个房屋进行身临其境的全方位审视；可以从任何角度、距离和精细程度观察场景; 可以选择并自由切换多种运动模式; 还可以自由控制浏览的路线和多种环境效果的实时切换比较。其前所未有的人机交互性、真实建筑空间感和多彩的环境效果, 都是传统方式所无法比拟的。这样的三维模型可以实现对房屋的科学的、动态的、方便的、快捷的管理规划。利用WEBGIS技术将房屋信息发布到网上，方便了管理人员、销售人员和房屋购买者对房屋信息的查询，从而提高了相关
3、人员的工作效率，而且增加了房产的知名度。二 在国内外的现状和发展趋势从中国期刊网、重庆维普等网站搜集有关数字小区房屋样板建模方法的文献来看，目前研究房屋样板间建模的不多，大多都是侧重较大范围如数字城市、数字小区等来呈现整体外观和周围环境，其实房屋的内部信息与人们的日常生活更是息息相关。例如房地产商销售楼盘，购买房屋的客户除了想了解房屋所处的地理位置和周围的环境，也想了解居室设计特色、布局新意和装饰个性。现在大多数的建模中实现的仅仅只是简单的三维场景漫游，在此基础之上进行人机交互的开发，并和用户应用紧密结合。Multigen Creator的API 允许增加自定义的数据库实体、扩展功能、延伸/
4、生成工具和算法。通过Creator 的开发接口实现GIS 软件与Creator 建立的三维场景的结合。对于Creator 建立的三维场景来说，实时漫游是主要功能，但是不能实现对实际场景属性数据的管理和查询，因此应该考虑使用C + + 来建立二者之间的联系。如咱VC 下开发数据库点击查询、三维/ 二维结合、多媒体结合、3D GIS 等。Creator软件的优势在于大场景地理环境的生成，而阶段我研究的只是对样板间的各个实物逐个绘制，根据Creator软件的特点，下一步计划在这方面继续一些尝试。三 主要研究内容、途径及技术路线主要研究基于Multigen Creator和Vega的样板间建模的研究，
5、实现对房间户型结构、设施布局的三维显示，建成漫游演示系统可以按照设定的路线进行漫游，也可以由用户通过键盘或鼠标控制进行漫游，实现房间内白天和灯光效果下物体的显示，并尝试对各种属性数据的查询、各种设施的管理（如管线的显示与管理）和必要且使用的人机交互。建模首先是房屋数据的获取与建模：房屋的数据主要包括平面数据和高度数据，平面数据是房屋的长和宽，通过二维平面布置图或测量的方法得到。高度数据可以通过图片或测量的方法得到。其次是 基于三维模型的导入转换Auto CAD、3D max 等是目前常用三维建模软件，由于某些建筑物的模式比较固定，故我们可以在已有的模型库中寻找。然后纹理数据的获取，可利用数码相
6、机对房屋的各个侧面拍摄，然后输入计算机内并利用Photoshop 等图像处理软件对其进行纠 偏、缩放、匹配等的处理并转换成所需的纹理格式。这样可以再现该建筑的原貌。最后房屋三维仿真漫游显示系统采用可视化编程方法，实现房屋场景的实时驱动。利用Vega 开发平台和工具集，可以开发出具有实时性，交互性的应用程序，用户可以通过鼠标和其他设备操纵，从各个不同的角度观看物体，就好像你把物体拿在手中任意翻转一样；同时还可以选择不同的操作模式，如高空飞行、地面行走、按固定路径运动等等。通过控制鼠标和其他设备，可以从各个方向以不同的运动模式来观看周围的景色，就如同你本人站在其中，有身临其境的感觉。利用MutiG
7、en CreatorVega建立三维地层漫游系统的流程图如下所示 三维房屋信息Multigen Creator建模贴纹理Vega驱动开发生成三维漫游系统四 研究的主要阶段、进度及完成时间： 第一阶段（第1周第2周）：在中国期刊网、重庆维普等网站搜集有关数字小区房屋样板建模方法的文献，学习MultiGen Creator和vega软件，熟悉在creator和vega 环境下三维建模。第二阶段（第3周第13周）：以主宅小区样板间为例，研究房间内三维模型的建立方法。第三阶段（第14周第15周）：论文撰写，总结设计成果，提交毕业设计论文及答辩。27目录摘要第1章 引 言1第2章 面向虚拟现实的三维建模
8、技术22.1 虚拟现实技术22.2 虚拟现实建模技术32.3 虚拟现实建模评价指标6第3章 MultiGen Creator 建模技术73.1 实时三维建模软件 MultiGen Creator73.2 MultiGen Creator 数据库结构73.3 MultiGen Creator 的特点9第4章 样板间建模的几何建模114.1 样板间模型设计要求114.2 样板间建模的几何建模方法124.3 复杂物体的建模14第5章 样板间建模纹理的应用175.1 纹理映射的基本原理175.2 不透明纹理映射技术175.3 透明纹理映射技术185.4 纹理的拼接195.5 纹理的处理205.6 Cr
9、eator的纹理问题的总结20第6章 样板间建模的关键问题和相关技术226.1 实例技术226.2 结构优化236.3 模型优化24第7章 总结25参考文献26致谢27摘要 虚拟环境是虚拟现实技术重要且不可或缺的组成部分. 本文在介绍虚拟现实技术核心理论及虚拟环境建模方法的基础上, 系统论述了室内虚拟环境建模的方法及其实现的有效途径。本文以如何建立室内模型作为例子，对3D建模技术和建模方法作了系统、全面、深入的分析。根据应用要求,采用不同的建模方式,建立合理科学的模型,对于后续的渲染有很好的作用。对于场景数据优化技术，本文给出了二种常用的优化技术的原理和应用方法。纹理映射技术是本文着重阐述的场
10、景数据优化方法。本文分析了各种情况下的纹理映射技术，比较了各种纹理映射技术的优劣，对纹理映射技术的应用技巧提出了自己的见解。关键词： 虚拟环境；三维建模；Multigen Creator；样板间ABSTRACTThe virtual environment is an important and indispensable part of the virtual and practical tech2nique. This paper , based on profoundly researching into the core theory of the virtual and practi
11、cal techniques and the methods of virtual environment modeling , systematically expounds the methods of indoor virtual environment modeling as well as the effective way to achieve it . This paper made a systematic, comprehensive and deep analysis of 3D modeling technology and method from the point o
12、f theory and application using the example of how to do the interior modeling. Also according to the principle of application, we build reasonable and scientific models which have great influence in the following renderings using different modeling methods. And the techniques of building high qualit
13、y scene had been reported at the same time. Two popular methods of optimizing data has been given in this paper. Texture mapping, which emphasized in this paper, is one of the four popular methods. The conditions of applying texture mapping had been analyzed. The advantages and disadvantages about s
14、ome texture mapping technologies had been compared in this paper. Some tips of applying the technique of texture mapping also had been mentioned. KEY WORDS: Virtual reality ；3D modeling ；Multigen Creator；templet room第1章 引 言虚拟现实技术(Virtual Reality)是20世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术。它实时的三维空间表现能力、自然的人机交互式操作环境以及给人带来
15、的身临其境感受，将从根本上改变人与计算机之间枯燥、生硬和被动的现状，使人能以视、听、触等人类习惯和自然的方式来感受和认识计算机生成的虚拟世界，促进人与环境的交流，从而更深入地开发人类的智慧。三维展示是虚拟现实的一个重要应用。它利用虚拟现实技术对事物细节“以假乱真”的描述能力和身临其境的表现魅力来展示新产品、设计规划等，能取得很好效果。三维样板间展示就是三维展示的一个典型例子。用简单的图片展示样板间显得有些力不从心，场景固定的图片限制了设计师和参观者想象力的发挥。如果他们想换个角度或换个高度来观察，那该怎么办呢？人们需要虚拟现实技术来实现对三维样板间的实时交互操作，想象一下，我们可以在三维的数字化样板间自由地可以在不同的高度、不同的高度观察我们的样板间。对于各个家具和装饰，我们也可以从前、后各个角度来观察它的合理性，这就是三维实时漫游技术的魅力。人们能够在一种虚拟的三维环境中，用动态和交互式方式对未来的住宅进行身临其境的全方位的审视。虚拟室内设计系统应用于房屋销售将成
