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虚拟现实技术是多学科的交叉研究领域,是当今计算机界广泛关注的一个热点,正以其直观性、交互性等优良特性被广泛应用于建模与仿真、科学计算可视化、设计与规划、教育与训练、遥作与遥现、医学、艺术与娱乐等诸多方面,在科技发展和国民经济建设等方面发挥着越来越不可替代的作用。
本课题在对比了几种虚拟现实场景开发工具后,采用Java3D作为开发工具,进行了基于Java3D的交互式三维虚拟现实场景生成的研究探讨,设计并实现了一个可视化的虚拟现实场景创建工具,该工具对用户完全屏蔽了Java3D的编程操作,使任何不了解Java3D语言的用户都可以很快掌握这种创建工具,所见即所得的快速创建虚拟现实场景。
本文的主要工作是虚拟现实场景生成技术的研究,在深入研究Java3D编程语言的基础上,提出了一种基于Java3D的虚拟现实场景生成工具的系统结构和实现方法。该系统的目标是为用户提供非编程的交互式创建三维场景的用户界面。利用该虚拟场景创建工具用户可以非编程的快速创建三维场景,并且能在创建好的虚拟场景中漫游,场景创建者还可以在运行时交互的创建和操纵场景中的对象,对其进行拷贝、平移、旋转、缩放等编辑操作,修改场景中形体的形状特征、材质特性、位置等参数,系统还实现了在场景中用鼠标对形体进行拾取、旋转、平移、缩放等功能。本系统的创新之处在于采用面向对象技术,把Java3D技术和Java语言结合起来应用在虚拟现实场景创建工具的开发中,同时,将Java3D中的场景图数据结构应用到系统设计中,结合Java语言中树的创建方法实现了系统的场景树视图,用以显示场景中形体层次结构。该创建工具在一定程度上提高了构造虚拟场景的工作效率。由于系统采用面向对象技术进行设计,从而使系统具有良好的可扩展性,便于系统功能的扩展和进一步完善。