徐诚[1]2006年在《虚拟校园漫游系统的研究》文中研究表明近年来,虚拟现实技术(VR)在城市规划、工程设计、医学、文化传播、旅游、教育等领域有着极为广泛的应用。虚拟漫游技术是虚拟现实系统研究中最重要的组成部分之一,它通过人机交互技术,使得用户能够自由观察和体验虚拟环境。本文以华中师范大学校园环境为虚拟空间,研究了基于几何建模的虚拟现实漫游技术。 本文首先讨论了虚拟现实漫游相关算法,在虚拟现实建模理论的基础上,结合本系统的特点,选择了基于几何建模法的技术方案,借助专业的虚拟现实建模和仿真软件MultiGen Creator/Vega来建造虚拟校园场景。 本文提出了基于MultiGen Creator的虚拟叁维场景的建模流程和实施方案,研究了建模的关键技术,构建了虚拟校园叁维场景模型,并对场景模型进行了优化。 本文介绍了拾取技术的叁种方法,通过使用Vega API,建造了广义包围盒,实现了拾取功能。讨论了基于集合空间的分解法和包围盒层次法两种碰撞检测方法,利用Vega的Isector模块实现了碰撞检测。 最后,讨论了Vega程序的执行过程,实现了交互式漫游和路径漫游。
王邯[2]2002年在《基于图像绘制的虚拟校园漫游系统的研究》文中研究说明数字校园是在传统校园的基础上，利用先进的信息化手段和工具，将现实校园中的各项资源数字化，形成的一个数字空间。其中的虚拟校园漫游系统，则是在计算机环境中，利用虚拟现实技术再现校园的景观，来访者足不出产就可以进入到虚拟的校园之中访问漫游，尽情领略校园的文化风情。 虚拟现实技术，是用现代计算机技术创建的一个酷似客观环境又超越客观时空、既能沉浸又能驾驭的和谐人机环境。传统虚拟现实技术是基于计算机图形学的理论来建模，随着虚拟现实技术的发展，对用户的沉浸感和叁维图形的视觉真实感要求越来越高，在复杂真实场景的建模表达与绘制速度和真实感上，传统计算机图形学逐渐显出其局限。 基于图像的绘制是近来兴起的一种新的虚拟现实实现方法，它以计算机视觉和图像处理等学科的理论和方法为基础，试图利用真实的图像来代替传统的几何建模，同时又用图像空间的变换操作来代替传统的绘制过程。由于基于图像的绘制技术在构造真实感场景和绘制速度上，与传统计算机图形学相比较有很大的独特优势，近年来逐渐成为图形学发展的一个热点，尤其是在虚拟环境的构造上有着很好的应用前景。 本文围绕着“基于图像绘制的虚拟校园漫游系统”这个中心，对图像拼接、全景图生成、视图插值和视图形态变换等基于图像的绘制技术的主要方法，进行了深入讨论，以比较、分析和设计其中算法为重点逐步展开，旨在改进现有的一些主要算法，并通过实验加以了验证。 通过研究现有全景图素材拼接中，各主要图像匹配对准算法的运算量和缺陷之后，本文设计了一个改进的图像拼接算法，通过理论分析与实践验证，该算法有如下优点： (1) 能有效地消除彩色图像素材中光照条件与色差的影响，避免基于像素比较法中因色差产生的误匹配； (2) 有较小的运算量，约为O(n~5)～O(n~4)，而且运算量尺度较小； (3) 有很好的适应性，在大多数情况下均能较好地避免误匹配。 f＼硕士学位论文 ＼W A4ASTER’S ThESIS 在分析视图插值方法的运算中，根据计算机视觉理论建立的虚拟照相机模型，运用现行的立体视觉匹配方法，本文分别推导出了沿笔直和弯曲道路行走时所采样的图像，在己知立体匹配点的情况下，匹配点的深度计算和中间视图的近似插值计算方法，并由此反推出各自的大致采样间隔距离。该方法有如下特点： ＊）可以大量减少沿道路行走时，全景图方法所需的图像采样数量，并且能够保证漫游中各视点的平滑连接。 c）只需要前后视点，加上预匹配得到的图中对象的深度，就可以生成中间视图，中间视图生成快。 经过比较现有主流虚拟漫游系统的实施方法，本文选择利用圆柱全景图，加上中间采样图像序列来构建虚拟漫游系统，并介绍了本文的基于圆柱全景图的虚拟校园漫游系统模型、功能模块及有关实现技术。 最后，分析了本文漫游系统模型和采用的相关技术的缺陷，并提出了更进一步的研究目标。
牟萍[3]2006年在《虚拟校园建模、漫游技术研究及其实践》文中指出自20世纪90年代以来,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。目前已经广泛应用于军事、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。 漫游系统包括一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,它是一个真实空间或假想空间的实时仿真虚拟空间,用户借助必要的装备以自然的方式在该虚拟空间中漫游,从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察,从而产生身临其境的感觉,同时也可以对其中的物体进行规划和操作。虚拟漫游系统是虚拟现实技术的综合应用,具有广阔的发展前景。 本文在对虚拟现实、虚拟建模、虚拟漫游等相关技术作了介绍,并设计与实现一个基于PC机的桌面式校园虚拟漫游系统。全文组织如下: 第一章绪论先简要介绍本课题的研究意义及思路、研究现状与内容。 第二章介绍了虚拟现实的基本概念和虚拟现实系统的特性等。 第叁章讨论虚拟建模技术,分析和比较了四种虚拟建模技术优缺点。 第四章描述了虚拟校园漫游系统的设计与实现,采取了两种技术路线。 第五章讨论虚拟漫游技术。先介绍漫游系统的概念;然后对目前实现虚拟漫游的叁类技术进行了分析比较:简单描述软件工具Open Inventor;分析了漫游的算法,并展示了基于VRML和基于全景图的重庆师范大学虚拟漫游系统。 第六章结论对实验结果进行总结,并展望了进一步的工作。
陈生贵[4]2009年在《泸县二中校园虚拟漫游系统的设计与实现》文中提出虚拟漫游技术是虚拟现实技术的重要分支,它利用图形图像技术,将现实中存在或不存在的场景构建出来,然后利用3D编程技术,生成一个完整的可用于漫游的系统,用户通过操作键盘或鼠标,足不出户就能实现对该场景的漫游与交互,从而达到身临其境的主观感受。然而,目前在我国对这一技术的应用主要集中在一些高等院校或商用领域,针对普通中学校园虚拟漫游的应用目前还比较少见,因此,本论文从实际出发,以3Ds Max为建模工具配合Direct 3D编程技术,设计并实现了对泸县二中校园的虚拟漫游。在本文中,首先,利用3Ds Max建模工具,将泸县二中校园进行建模并配合各种纹理贴图技术,制作出逼真的校园场景,然后通过Microsoft Visual Studio 2005作为集成开发平台,配合Direct 3D 9.0 SDK编程技术,导入校园场景,再用程序对虚拟场景进行坐标变换、光照、材质、纹理、声音、文字、场景雾等方面的设置以增加用户漫游场景时的生动性,最后,用户通过操作键盘、鼠标的方式实现与场景的实时交互,达到身临其境地漫游整个泸县二中校园的目的。本论文详细介绍了使用Direct 3D实现虚拟漫游系统的各种必备知识和技术细节,本论文的研究方法可以推广到其它的虚拟漫游系统的设计与实现中,本虚拟漫游系统可以不用改动或稍加改动即可作为其它虚拟场景的漫游引擎。
吴宇飞[5]2006年在《多用户虚拟北邮校园漫游系统的研究与开发》文中研究说明虚拟漫游技术是虚拟现实(VR)技术的重要分支，在建筑、旅游、游戏、航空航天、医学等多种行业发展很快。由于有可贵的3I特性——沉浸感、交互性和构想性，使得沿用固定漫游路径等手段的其他漫游技术和系统无法与之相比。 虚拟校园是虚拟漫游技术的一个重要应用，虚拟校园可以提供叁维虚拟环境，可支持对现实大学的资源管理、环境规划、学校发展和远程访问等。可以说，虚拟校园将是未来校园数字信息化的一个重要发展方向。 在我们的虚拟北邮系统中，实现了多用户数据库系统，用户能够有自己的账号信息，经过登录验证后能够进入漫游系统，在虚拟的校园场景中，用户可以随处浏览校园景色，并可以与其他登录用户进行信息交流。 本论文主要讨论了以下内容： 1．首先研究了各种建模技术的基本理论，重点分析和比较了基于图形的建模技术与基于图像的建模技术之间的差异，指出了各自的适用范围，并确定了将图形建模与图像建模相结合的混合建模方式作为本系统的建模方法。 2．研究了叁维场景交互的关键技术，重点分析了虚拟场景的优化技术，比较了各种优化技术并确定以层次细节(LOD)技术及碰撞检测技术作为本系统采用的优化技术。 3．研究了VRML语言的特点，成功地利用VRML语言对整个校园叁维模型加入了各种节点实现了漫游功能，使用JavaScript语言实现了二维导航图，完善了整个虚拟校园的漫游系统；在此基础上利用EAI接口扩展了VRML场景，实现了用户对叁维场景的自由管理。 4．研究并实现了多用户数据库系统及服务器端的开发，采用了B／S模式作为系统的基本体系结构。建立了多用户数据库，提供了用户信息交流功能，完善了用户信息管理功能。 最后本文对虚拟漫游技术在该研究方向上做了一些展望，为后续相关课题做出了相关铺垫。
王洪[6]2004年在《基于虚拟现实的叁维漫游技术研究与实践》文中研究指明自20世纪90年代以来,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。目前已经广泛应用于军事、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。虚拟现实建模语言VRML被称为继HTML之后的第二代Web语言,它本身是一种建模语言,也就是说,它是用来描述叁维物体及其行为的,可以构建虚拟境界(Virtual World), 可以集成文本、图像、声音、MPEG影像等多种媒体类型,还可以内嵌用Java、JavaScript等语言编写的程序代码。VRML的基本目标是建立互联网上的交互式叁维多媒体。VRML的出现使得虚拟现实像多媒体和互联网一样逐渐走进我们的生活。利用虚拟漫游技术来进行虚拟浏览,小区或城市的规划与设计是虚拟现实应用中的新热点。漫游系统包括一个逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,它是一个真实空间或假想空间的实时仿真虚拟空间,用户借助必要的装备以自然的方式在该虚拟空间中漫游,从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察,从而产生身临其境的感觉,同时也可以对其中的物体进行规划和操作。虚拟漫游系统是虚拟现实技术的综合应用,具有广阔的发展前景。本文在对虚拟现实、VRML等相关技术作了介绍后,重点对虚拟漫游的实现方法进行了研究,包括叁维场景的模型构建,场景优化等。最后设计与实现一个基于PC机的桌面式校园虚拟漫游系统。全文组织如下:第一章绪论先简要介绍虚拟现实的基本概念和虚拟现实系统的特性。然后阐述本课题的研究背景及意义、研究内容与目标。第二章介绍了虚拟现实建模语言VRML的核心原理和体系结构,并对VRML中的一些重要概念如节点、场景图结构、事件体系、扩展机制等作了详细介绍。第叁章讨论虚拟漫游技术。先介绍漫游系统的概念;然后对目前实现虚拟漫游的两大类技术(基于几何建模的虚拟漫游和基于图像的虚拟漫游)进行了分析比较;最后对叁维场景的建模技术和优化技术作了重点探讨,深入分析了相关的算法,为下一章的实现漫游系统作好了理论准备。第四章详细描述了一个基于VRML的虚拟校园漫游系统的设计与实现。重<WP=5>点讲述了场景的建模和为提高场景渲染速度而采取的一些优化措施。第五章结论。对实验结果进行总结,并展望了进一步的工作。
张亚莉[7]2017年在《基于OpenGL的虚拟校园漫游系统》文中提出随着数字化校园建设的逐渐流行,被作为信息化校园的重要内容一虚拟校园已开始建设,原始的文字加照片的模式已被摒弃掉,利用虚拟现实技术(VRML)、叁维全景技术和计算机网络技术建设虚拟校园,力求使现实校园能够进行虚拟漫游,无论用户从哪个角度入手,都可立体了解校园环境,领略校园的文化风情,为学校发展和对外宣传发挥重要的作用,同时也为校园规划、管理提供了最直观的表现形式,为数字大学建设提供一个重要的平台。本文以工业大学未央校区为虚拟环境,研究了基于几何建模的虚拟现实漫游技术。本设计的最终目标是希望实现一个逼真的、立体化的,能给人视觉、听觉、触觉感受的仿真校园场景,以及在此场景基础上的漫游功能。本系统通过运用OpenGL编程、3D max建模以及SQL数据库技术的应用,建立与楼群建筑属性数据库的连接等处理。本文较为全面地介绍了 OpenGL和虚拟现实技术,系统的开发工具及系统运行环境等。通过比较采用LOD算法,图像建模技术,分析并给出了虚拟校园场景模型的建立及优化方案,其中主要研究了地面模型、天空模型、建筑物模型、树木模型的建立方案。通过整体拼接,最后完成了虚拟校园的建设。在已建的校园模型基础上,为提高虚拟校园逼真程度,重点研究了虚拟校园漫游系统的叁维交互功能的实现,包括交互漫游功能、自动导航功能、碰撞检测技术等,并给出了具体的流程和实现算法。最后对系统进行了测试与分析改进。此系统可以为用户提供友好、逼真的虚拟环境,使人有身临其境的感觉。本系统的研究与实现有助于校园规划管理,也为有关叁维建模,场景漫游,交互方式起试验作用。虚拟校园场景的设计与实现完成后,用户在叁维虚拟校园场景中漫游时可以借助诸如鼠标、键盘等外部设备,实现碰撞检测。为学校后续的招生和发展等奠定了一定的基础。
钱芬[8]2007年在《虚拟现实技术在数字化校园中的应用研究》文中认为随知识经济的席卷而至和信息技术的迅速发展,教育信息化已成为时代发展的必然选择。“数字化校园”作为教育信息化众多解决方案中的一种,其整体化改革的思想得到了教育界越来越多的认同和青睐。数字化校园是在传统校园的基础上,利用先进的信息化手段和工具,将现实校园中的各项资源数字化,形成的一个数字空间。其中的虚拟校园漫游系统,则是在计算机环境中,利用虚拟现实技术再现校园的景观,来访者足不出户就可以进入到虚拟的校园之中访问漫游,尽情领略校园的文化风情。基于图像绘制(IBR)技术是近来兴起的一种新的虚拟现实实现方法,它以计算机视觉和图像处理等学科的理论和方法为基础,试图利用真实的图像来代替传统的几何建模,同时又用图像空间的变换操作来代替传统的绘制过程。它克服了传统的基于几何多边形绘制技术的叁维建模复杂、真实感不强、场景复杂时难以实时刷新等问题,使叁维场景的建立变得容易,使复杂的虚拟现实系统能在普通硬件平台上推广应用。因此它已成为当前计算机图形学研究中的一个热点,尤其是在虚拟环境的构造上有着很好的应用前景。本文在研究和总结当前国内外有关虚拟现实技术基本理论和一些典型应用系统的基础上,对采用基于图像的图形绘制技术来构建虚拟场景的理论、方法和技术进行了深入研究,设计并实现了一个基于图像的虚拟场景漫游系统。具体完成的工作如下:1、概述了虚拟现实技术的应用领域,国内外研究动态以及课题的研究背景及意义。2、对虚拟数字化校园的关键技术——基于图象绘制技术进行探讨,分析了各类基于图象绘制技术的优缺点及其应用于研究难点;接着重点探讨了图像的拼接过程,分析各种算法的优劣,提出了一种基于图像边缘特征的拼接算法;3、研究了虚拟全景图的生成技术,其中重点分析了柱面全景图的构造过程,同时研究了场景漫游时所涉及到的柱面反投影算法;并提出了一个漫游结构框架,并实现了基于全景图的市经贸学校的虚拟漫游系统。4、对实验结果进行总结,对以后工作中需要进一步深入研究的几个方面做了一个简单的展望。
程小宁[9]2013年在《虚拟校园漫游系统的设计与实现》文中提出虚拟现实是近年来出现的高新技术，是利用电脑模拟产生一个叁维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟。使用者在这个虚拟世界中驾驶、训练等如同身历其境一般。因此该技术被广泛应用于商业、军事训练、突发的与不确定性事件的领域，如交通事故现场重现、消防救灾仿真、航空航天等。本文综合运用Vega Prime、Visual Studio软件，在前期南昌航空大学校园叁维建模的基础上，构建出虚拟校园漫游系统。本文主要研究工作如下：1、在前期使用MultiGen Creator对南昌航空大学校园叁维建模的基础上，利用Vega Prime、Visual Studio软件，构建出了基于MFC与Vega Prime的虚拟校园漫游系统。2、进行虚拟校园漫游系统数据库的设计，该数据库涵盖学校各个职能部门以及各个院系等数据，以方便用户对学校的查询、了解。3、研究虚拟仿真技术中的关键技术：漫游技术、碰撞检测技术、环境渲染技术等，实现了虚拟校园漫游系统中的叁种漫游模式：步行漫游、驾驶漫游、按固定路径漫游；在驾驶模式中添加了碰撞检测，利用粒子系统添加了雨、雪、风等模型；完成了建筑的查询功能；当用户单击建筑、学院、教职工时，即可在显示栏中展示其相关的属性，听到相关的语音播报信息；可以为系统添加学院、教职工、学生等属性，并且修改其相关信息。这些功能的设计提高了系统的灵活性、沉浸感、交互性。
黄莹莹[10]2003年在《虚拟校园漫游及其人机交互技术的研究与实现》文中提出本文以哈尔滨工程大学校园环境为虚拟空间，研究了基于多边形的虚拟现实漫游相关算法及应用。虚拟漫游是虚拟现实应用的一种，它通过实时的交互，使得用户能够自由观察和体验虚拟环境，其应用范围包括军事作战模拟，建筑设计规划，教学培训等领域。 文中首先讨论了复杂叁维场景实时绘制问题，实现了复杂叁维场景实时建模，冗余数据删减、纹理映射、多级LOD模型等场景复杂度的消减策略。给出了室内外结合的系统优化的场景数据库层次结构。其次，研究了虚拟漫游中人机交互控制及虚拟实体操纵技术。给出漫游中自定义的运动模型，手动漫游与自动漫游的切换，以及基于视线的碰撞检测算法和基于标准二维输入设备的虚拟实体选择方法，并实现了对受限运动实体的操纵。 本文着重论述了基于多边形的虚拟漫游算法。该算法的主要任务是提高计算机效率和显示质量。本文从这一目的出发主要研究了八叉空间刨分算法的实现。大大降低了内存的使用需求，增加场景复杂物体的数量和细节程度。 本文实现了虚拟校园漫游实例。实例使用自行开发的叁维图像漫游引擎完成。引擎框架中定义了多种控制状态机制，增强了人机交互功能和虚拟漫游的沉浸感。
参考文献：
[1]. 虚拟校园漫游系统的研究[D]. 徐诚. 华中师范大学. 2006
[2]. 基于图像绘制的虚拟校园漫游系统的研究[D]. 王邯. 华中师范大学. 2002
[3]. 虚拟校园建模、漫游技术研究及其实践[D]. 牟萍. 重庆师范大学. 2006
[4]. 泸县二中校园虚拟漫游系统的设计与实现[D]. 陈生贵. 电子科技大学. 2009
[5]. 多用户虚拟北邮校园漫游系统的研究与开发[D]. 吴宇飞. 北京邮电大学. 2006
[6]. 基于虚拟现实的叁维漫游技术研究与实践[D]. 王洪. 电子科技大学. 2004
[7]. 基于OpenGL的虚拟校园漫游系统[D]. 张亚莉. 西安工业大学. 2017
[8]. 虚拟现实技术在数字化校园中的应用研究[D]. 钱芬. 电子科技大学. 2007
[9]. 虚拟校园漫游系统的设计与实现[D]. 程小宁. 南昌航空大学. 2013
[10]. 虚拟校园漫游及其人机交互技术的研究与实现[D]. 黄莹莹. 哈尔滨工程大学. 2003
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