较大规模VRML场景实时显示与交互技术的研究

论文题目: 较大规模VRML场景实时显示与交互技术的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 计算机应用技术

作者: 薛彦兵

导师: 张桦

关键词: 交互

文献来源: 天津理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 较大规模VRML场景实时显示与交互技术的研究,是当前计算机图形学及虚拟现实的研究热点之一。研究的成果可用于虚拟城市规划、虚拟景点游览、虚拟房产展示及装修等。本文从VRML场景建模到显示过程中建模简化、服务器端到客户端的传输、实时绘制三个关键点出发,对建模简化及实时绘制中的可见性裁剪作了研究与探讨。同时对虚拟场景的交互作了一定的探讨。本文将三维游戏中常用的BSP Tree分割应用到VRML场景的划分中,给出了BSP Tree的优化原理,探讨了BSP Tree和VRML本身语法结合实现快速可见性裁剪的优点。BSP Tree划分的场景下,场景中的物体还可分为远视点轮廓性物体和近视点全细节性物体,本文采用LOD技术对此进行解决,利用BSP Tree和LOD相结合,达到场景双重优化,更好的提高浏览效果的目的。另外,VRML本身基于Scene Graph结构组织场景。充分利用Scene Graph层次性结构、状态继承、包围盒裁剪、场景引用等优点来构建物体的模型,也可以更好的优化场景。在场景优化关键技术研究之后,本文给出了一个具体的实例——虚拟新校园的设计与实现。虚拟新校园采用专用VRML建模工具Canoma和Cosmo Worlds建模,与3DMAX等传统建模工具相比,剔除了VRML场景中不需要的因素,减少了几何模型的数据量,同时采用LOD进行进一步简化。最后整个场景由BSP Tree结构整体规划。用户对虚拟场景的交互与控制也是本文的研究内容之一。本文讨论了VRML场景交互的基础技术,探讨了虚拟房间中用户对物体深层交互控制的具体行为,给出了虚拟房间中虚拟物体操作的实现。并对场景中指定路径浏览作了介绍。最后,对本文的内容作了总结,并对本研究方向以后需要进行的工作进行了展望。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景：VRML 的提出及发展

1.2 研究的意义和目的

1.3 国内外研究现状

1.3.1 国内研究现状

1.3.2 国外研究现状

1.4 研究任务

1.5 论文结构

1.6 本章小结

第二章 VRML 场景简化与实时浏览关键技术

2.1 基于几何简化的LOD

2.1.1 LOD 简介

2.1.2 LOD 的三个发展阶段

2.1.3 离散LOD 模型过渡的选择方法

2.1.4 LOD 在VRML 场景中的应用

2.2 利用图像优化场景

2.2.1 纹理映射

2.2.2 Billboards(布告板技术)

2.3 利用BSP Tree 进行可见性裁剪

2.3.1 BSP Tree 概念

2.3.2 BSP Tree 的建立

2.3.3 BSP Tree 在VRML 场景中的可见性快速裁剪

2.4 利用VRML 内部机制对场景进行优化

2.4.1 利用正确的场景图建立场景

2.4.2 状态继承

2.4.3 包围盒

2.4.4 实例引用——DAG

2.5 BSP 、LOD 在VRML 中的结合

2.6 小结

第三章 基于新校园的虚拟场景设计与实现

3.1 利用专用工具建模

3.1.1 Canoma

3.1.2 Cosmo Worlds

3.2 场景的物理划分及具体建模

3.2.1 场景的物理划分

3.2.2 地形的构建

3.2.3 建筑楼体的构建

3.2.4 纹理映射的使用

3.3 场景的空间逻辑结构和BSP 划分应用

3.3.1 空间逻辑结构剖析

3.3.2 BSP 的具体应用

3.3.3 BSP 和LOD 、SCENE GRAPH 的结合

3.4 小结

第四章 VRML 场景的交互与浏览

4.1 VRML 场景交互的基础

4.1.1 VRML 内部场景通信

4.1.2 Script 节点及EAI

4.1.3 JAVA Applet 应用小程序

4.2 利用Applet 访问场景

4.2.1 获得浏览器的引用和访问节点

4.2.2 Applet 访问事件

4.3 虚拟房间的深层交互

4.4 指定路径的浏览

4.5 小结

第五章总结与展望

发表论文和参加科研情况

发表论文

参加科研项目

致谢

发布时间: 2007-08-01

参考文献

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