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实时三维场景漫游是虚拟现实技术的一种重要应用,已广泛应用于商业中对厂区的建筑设计、室外和室内效果展示等。随着网络应用的普及与用户体验需求的提高,对跨平台、无插件的基于WEB的三维场景漫游的研究具有非常重要的实际意义。 本文主要从有效的场景模型渲染与加载、碰撞检测与路径规划两个方面进行了研究,从建模技术、多分辨率模型和视频信息加载技术、碰撞检测与路径规划技术等方面提出优化方法,最后设计与实现了一个基于WEB的三维厂区漫游系统。主要工作和成果如下: 1.针对复杂场景的模型实时渲染、加载速度慢等问题,本文提出了三维厂区漫游的加载优化技术。采用基于纹理的自然图像抠图技术,对三值图的灰色边缘区域进行颜色采样和透明度平滑处理,从而提取出边缘细节完整的图像前景对象,最后结合贴图法实现绿化树的逼真模拟;采用基于视点的多分辨率加载技术,实时计算视点与模型间的距离并进行距离和多分辨率模型间的快速匹配,最后加载匹配成功的多分辨率模型;通过建立视频空间索引链表、视频压缩、视频匹配处理和设置视频事件触发器等,实现视频信息的实时加载和交互性操作。实验表明,这些技术简化了场景模型的构建与加载过程,有效地提高了渲染精度并加快了模型的渲染和加载速度。 2.针对场景漫游的碰撞检测和路径搜索效率问题,本文提出了三维厂区漫游的碰撞检测和路径规划优化技术。采用预碰撞筛选检测和精细碰撞检测的策略进行碰撞检测,仅检测有可能与视点小半径球产生碰撞的景物而排除根本不可能碰撞的景物;采用结合“由简单到复杂”的检索技巧和本文优化的碰撞检测算法的优化 A*算法进行路径规划。实验表明,本文优化的碰撞检测算法和A*算法在处理效果和时间效率上有一定的优势。 3.设计并通过WebGL与Html5的结合编码实现一个基于WEB的三维厂区漫游系统,在该系统中实现了上述的各个技术。