论文部分内容阅读
随着组件技术与虚拟现实技术地迅速发展,无论是在业界还是学术界,高重用性、真实感和实时性的三维室内漫游系统已成为当前的迫切要求。基于组件式构建三维室内漫游系统概念的提出,无疑提高了整个高真实感室内系统的开发速度。为此,本文结合以一个室内漫游系统为研究对象,研究了如何采用参数化组件技术构建室内场景中的三维模型以及通过综合利用计算机图形学、人工智能、视景仿真和实时动画等先进的技术和手段,开发出了一个虚拟现实系统,成功实现了室内漫游场景的仿真。此前研究的室内漫游系统的实现,大多都是基于OpenGL或DirectX等底层图形接口进行建模和渲染,如果直接使用它们提供的API函数接口进行系统开发的话,不仅系统的开发周期长,而且在软件的可靠性以及仿真的逼真性方面都比较低。从而违背了虚拟模拟系统的开发要求以及现代软件的开发趋势,组件技术在实现代码的重用以及软件的快速开发中已成为首选手段。因此,使用组件技术快速地建立三维模型,并通过该技术对OpenGL提供的基本图形函数和系统功能模块的封装,是开发整个室内漫游系统的关键。本文首先分析并研究了使用参数化组件技术对三维模型的快速组装,为实现场景的实时绘制,本文在室内场景的数据管理和调度优化方面作了较深入的研究。在此基础上,设计并实现了对整个系统非常重要的渲染模块、场景数据管理模块,并对这两个模块的实现细节做了较深入的阐述;在满足了场景实时绘制的同时,并重点研究了场景的真实感绘制,场景中三维模型的逼真度是保证场景真实性的基础,在三维模型的建立方面,采用了参数化组件技术,不仅能够实现三维模型地快速构建,而且也能够实现模型的重用。在保证场景真实性方面,还在场景光照效果的模拟、隐藏面消隐等方面做了较深入的分析。碰撞检测和漫游路径规划是一个交互式漫游系统必不可少的部分,在本文中采用了一种将BSP树和改进的包围盒相结合的碰撞检测算法,而对于场景漫游路径的规划,采用了一种自动生成漫游路径的算法,并结合A*算法实现两个节点之间的最短路径的计算。