基于Web的虚拟现实多人交互研究与实现

论文摘要

随着互联网的迅速发展,Web虚拟现实技术解除了以前网络带宽所带来的限制,特别是电子商务系统等的应用,让Web3D这几年也迅速的在全世界流行起来。但同时在当今的网络虚拟现实中,对于在虚拟环境中交互要求越来越多,人机交互、异地协同交互等已经满足不了用户的需求了。本文是基于研发项目“网上购房超市软件平台”的研究,着重对交互式房地产展示系统模块进行研究,构建一个虚拟社区式交互场景,通过对Flash多人在线交互原理和方法的研究分析,借鉴其交互模式实现了灵活实用的楼盘小区漫游场景交互。本文的主要内容如下：（1）分析了研发项目“网上购房超市软件平台”的总体需求,包括系统功能需求分析和整体软件平台设计目标。对软件平台系统的核心功能模块“交互式房地产展示系统”进行了深入研究,为了实现此模块功能,根据其需求,本文借鉴Flash多人在线交互实现方式"Socket服务器+Flash"模式,研究设计了"Socket服务器+Web3D软件”模式来实现其功能。通过对几款常用Web3D软件和几款常用Socket服务器的研究分析,比较其各自的功能特点以及与研发项目实际需求相结合,确定选择Unity作为本文研究开发Web3D软件,确定SmartFoxServer作为本文研究开发Socket服务器。（2）结合项目实际需求和虚拟现实交互总体架构设计方案,通过对SmartFoxServer服务器和Unity的研究分析,本文给出了“交互式房地产展示系统”的应用模式设计方案,即" SmartFoxServer+Unity "模式的总体架构方案设计。在架构设计方案中SmartFoxServer服务器端,主要设计了3个用于交互的模块来完成基本交互功能。使用SmartFoxClient对象与服务器建立连接的连接模块；登入模块主要实现用户建立连接之后,进入到交互场景大厅,选择小区漫游场景登入过程；漫游场景交互最重要的是交互事件处理模块,它用来实现交互事件数据的发送和接收。然后给出SmartFoxServer服务器与数据库的连接方法设计。在客户端Unity的设计中,主要包括交互场景的设计、模型物体坐标同步设计和多模型加入网络处理设计。（3）实现“网上购房超市软件平台”中的一个小区漫游场景的虚拟现实交互,首先导入小区3DMax模型到Unity中实现场景漫游；然后是实现了虚拟楼盘小区漫游场景交互,其中包括启用TCP和UDP、创建交互场景和交互事件的处理；完成SmartFoxServer服务器端的配置之后,启动Unity登入虚拟楼盘小区漫游场景,实现场景交互。本文采用的多人交互实现方式,具有应用开发相对简单、跨平台性、可扩展性好和开发成本低等特点,在理论和商业应用上都有一定的价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 虚拟社区式交互的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 现有系统存在的问题
• 1.3. 研究内容及意义
• 1.4. 本文体系结构
• 第2章 网上购房超市软件平台需求分析
• 2.1 网上购房超市软件平台功能需求分析
• 2.2 平台系统功能结构图
• 2.2.1 软件平台前台功能结构图
• 2.2.2 软件平台后台功能结构图
• 2.2.3 系统设计目标
• 2.3 交互式房地产展示系统需求分析
• 2.4 虚拟小区漫游场景交互技术研究
• 2.4.1 传输协议分析研究
• 2.4.2 连接方式分析研究
• 2.4.3 Socket服务器分析研究
• 2.5 虚拟小区漫游交互的应用程序体系构架研究
• 2.6 虚拟现实交互实现方式研究
• 2.6.1 Flash网络交互整体架构研究分析
• 2.6.2 Web3D网络交互整体架构设计
• 2.7 本章小结
• 第3章 虚拟现实交互关键技术研究
• 3.1 虚拟现实技术主流建模工具分析
• 3.1.1 3D Studio Max
• 3.1.2 Maya
• 3.2 虚拟现实技术常用开发软件分析
• 3.2.1 Java3D
• 3.2.2 VRML
• 3.2.3 Virtools
• 3.2.4 Converse3D
• 3.2.5 Unity
• 3.3 Web3D软件选择分析
• 3.4 Unity3D研究
• 3.4.1 Unity界面
• 3.4.2 资源工作流程
• 3.4.3 创建场景
• 3.4.4 作品发布
• 3.5 Socket服务器研究
• 3.5.1 SmartFoxServer
• 3.5.2 Flash Media Interactive Server
• 3.5.3 Photon
• 3.5.4 选择合适的Socket服务器
• 3.5.5 SmartFoxServer特点分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 虚拟小区漫游交互设计
• 4.1 虚拟现实交互总体架构设计方案
• 4.2 SmartFoxServer多人交互服务器设计
• 4.2.1 基本连接处理
• 4.2.2 登入小区漫游交互场景处理
• 4.2.3 交互事件数据发送
• 4.3.4 SmartFoxServer数据库的连接
• 4.3 虚拟场景多人加入设计
• 4.3.1 场景准备
• 4.3.2 场景与对象的网络准备
• 4.3.3 物体坐标同步
• 4.3.4 场景与对象的网络处理
• 4.4 本章小结
• 第5章 虚拟小区漫游交互实现
• 5.1 导入小区模型到Unity中实现漫游
• 5.2 虚拟交互实现
• 5.2.1 启用UDP和TCP
• 5.2.2 动态创建交互场景
• 5.2.3 交互事件处理
• 5.3 SFS2X Server配置
• 5.4 启用Unity 3D展示结果
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 本文工作总结
• 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果