基于DirectX的虚拟三维建筑漫游查询系统的研究与实现

论文摘要

本文通过对Direct X技术的研究,最终实现虚拟三维建筑漫游查询系统的开发,并在研究过程中实现物品移动、拾取等一些关键技术。论文首先介绍了课题研究的目的和意义,以及国内外目前对虚拟现实技术和三维建筑信息查询系统的研究现状。全文主要研究了三个方面:系统的主程序框架、用于渲染场景和模型的渲染子系统、用于在场景内进行人机交互的场景管理子系统。主程序框架定义系统各功能模块的分布与数据流、控制流的流动方向。在主程序框架的基础上进行各功能模块的开发,可以提高程序的开发速度。在渲染子系统的研究过程中,本文首先研究如何应用。X模型文件的模型渲染模块,而后为了提高渲染效率,文中又进行了HLSL纹理映射技术的研究工作。HLSL技术的应用不但提高了程序的纹理数据处理速度,而且充分利用了显卡GPU的图形处理能力,提高了计算机系统资源利用率。此外,在场景的漫游管理子系统研究过程中,论文提出了用数据库来存储物体、灯光等信息,这样就可以通过数据库模块与场景渲染模块的结合实现场景切换,同时可以控制场景中所要渲染实体的数量以节省系统开销。在物体移动技术的研究过程中论文提出了基于平面的三维空间物体任意点移动算法,提高了物体的移动速度与移动的精确度。同时漫游管理子系统还实现了鼠标拾取控制等重要技术。最后,论文利用所研究技术设计并开发出用于建筑信息查询的虚拟三维建筑漫游查询系统。测试结果表明技术路线及设计思路切实可行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.2.1 课题研究的目的
• 1.2.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究情况
• 1.3.1 国外目前的研究情况
• 1.3.2 国内目前的研究情况
• 1.4 课题研究的主要工作
• 第二章 课题基础技术的研究
• 2.1 基础技术介绍
• 2.1.1 虚拟现实技术
• 2.1.2 DirectX 9.0 SDK
• 2.2 C++编程与3D技术
• 2.2.1 C++类与Direct X引擎
• 2.2.2 设备
• 2.3 Direct3D图形渲染技术
• 2.3.1 .X文件
• 2.3.2 纹理
• 2.3.3 Alpha透明混合处理
• 2.3.4 效果技术
• 2.3.5 HLSL
• 第三章 系统的整体设计
• 3.1 系统框架设计
• 3.2 主程序框架
• 3.2.1 框架入口函数
• 3.2.2 主程序框架流程
• 3.3 主程序框架的实现
• 第四章 渲染子系统的研究与实现
• 4.1 渲染子系统的整体设计
• 4.2 模型渲染模块
• 4.2.1 .X文件
• 4.2.2 模型实现
• 4.3 纹理映射模块
• 4.3.1 纹理采样器
• 4.3.2 技术
• 4.3.3 技术的使用
• 第五章 场景管理子系统的研究与实现
• 5.1 场景管理子系统的整体设计
• 5.2 数据库模块
• 5.2.1 数据库管理器
• 5.2.2 数据库类
• 5.2.3 数据输入器
• 5.3 实体管理模块的研究
• 5.3.1 实体一般化
• 5.3.2 实体管理器
• 5.3.3 渲染循环
• 5.4 拾取和碰撞检测模块
• 5.4.1 包围体
• 5.4.2 鼠标拾取功能的研究
• 5.4.3 碰撞检测算法
• 5.5 物体移动模块
• 5.5.1 建立移动平面
• 5.5.2 计算射线与移动平面交点
• 5.6 隐蔽工程显示功能的研究
• 第六章 系统实现
• 6.1 程序简介
• 6.2 虚拟三维建筑漫游查询系统的实现
• 6.2.1 数据库表设计
• 6.2.2 场景搭建
• 6.2.3 渲染场景
• 6.3 实验结果
• 6.3.1 系统的运行效果
• 第七章 结论
• 参考文献
• 附录A 测试实验程序运行效果
• 在学研究成果
• 致谢