论文题目: 协同虚拟环境导航与空间感知研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 地图制图学与地理信息工程
作者: 张晶
导师: 高俊
关键词: 协同虚拟环境,导航,模型,空间感知,视图,算子
文献来源: 解放军信息工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 虚拟现实技术是近十几年悄然兴起的高新技术，协同虚拟环境(CVE)是虚拟现实技术与网络技术相结合的产物，将分布在不同地理位置的独立的虚拟现实系统通过网络连接起来，多个用户在一个共享的三维环境中进行交互，协作完成任务。目前，CVE系统已经在科学可视化、协同设计、战争模拟等多个领域得到了广泛的应用。 论文首先总结并分析了CVE体系结构、研究内容以及现有CVE的研究机构和研究项目，提出了当前协同虚拟环境研究和应用中存在的导航与空间感知问题。考虑到协同虚拟环境里导航不同于单用户空间导航，有其自身的特点，在对虚拟环境中单用户空间导航模型综合分析的基础上，建立了协同导航概念模型。论文对协同虚拟环境里空间感知问题进行了系统研究，采用几何描述方法使抽象的理论具体化，具体分析了空间感知问题状态结构中的初始状态、目标状态和从初始状态到目标状态的各种途径，并根据协同导航概念模型找出了影响各种问题状态转移的算子，构成了空间感知的问题空间。同时，根据这个状态空间分析了第一人称视点视图、附着视点视图和第三人称视点视图的导航和空间感知效果，进一步验证了所提出的空间感知问题的状态结构理论。在此基础上，论文对空间感知工具的技术特性，即表现形态、表达方式、Agent特性、时间特性、持续状态等进行了详细分析，并深入探讨了影响空间感知的环境自身因素，即坐标系类型、可识别性、活动性、可操纵性、所需要感知目标的空间参数等，同时具体分析了影响空间感知问题状态结构的行为操作算子，最后，总结了空间感知工具的设计所需要考虑的三个方面，提出了空间感知工具的设计方法，并根据这种方法设计了一种基于Agent的空间感知工具。同时，构建了空间感知工具的实验环境，进行了相关实验测试。论文为今后协同虚拟环境界面的研究工作奠定了理论基础。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1-1 研究背景及意义
1-2 论文主要研究内容
1-3 论文的创新点和组织
1-3-1 论文的创新点
1-3-2 论文组织
第二章 协同虚拟环境概述
2-1 协同虚拟环境基本定义
2-2 协同虚拟环境的特点
2-3 协同虚拟环境体系结构
2-3-1 协同虚拟环境网络拓扑结构
2-3-2 协同虚拟环境参考体系结构
2-3-3 协同虚拟环境通用信息模型
2-4 协同虚拟环境的主要研究内容
2-5 协同虚拟环境的研究现状与发展趋势
2-5-1 协同虚拟环境的发展历程
2-5-2 著名研究机构
2-5-3 相关系统及研究项目
2-6 协同虚拟环境中导航与空间感知问题
2-6-1 协同虚拟环境中的空间导航
2-6-2 空间感知及其在协同虚拟环境中的重要性
2-7 本章小结
第三章 协同导航及其模型的建立
3-1 虚拟环境中导航及相关知识
3-1-1 导航的定义
3-1-2 视点与导航
3-1-3 空间知识与导航
3-1-4 主动导航与被动导航
3-2 单用户空间导航模型
3-3 协同导航模型的建立
3-3-1 协同导航的特点
3-3-2 协同导航模型
3-4 本章小结
第四章 协同虚拟环境空间感知问题的几何分析
4-1 协同虚拟环境中空间感知的含义
4-1-1 协同工作中的感知
4-1-2 空间感知
4-1-3 协同虚拟环境中的空间感知
4-2 相关领域中的感知问题研究
4-2-1 网络虚拟环境中感知模型研究
4-2-2 网络虚拟环境中感知技术研究
4-2-2-1 感知管理技术
4-2-2-2 数据传输技术
4-2-2-3 感知增强技术
4-2-3 协同虚拟环境中三种视点视图感知效果的研究
4-3 协同虚拟环境中空间感知问题分析
4-3-1 问题的提出
4-3-2 相关理论知识
4-3-2-1 问题解决与问题空间
4-3-2-2 心理模型与空间关系
4-3-2-3 空间关系与语言参照系
4-3-3 问题空间的建立
4-3-3-1 空间感知问题的分析
4-3-3-2 空间感知问题的状态结构
4-3-3-3 影响空间感知的行为操作算子
4-3-3-4 问题空间的应用
4-3-3-5 空间感知问题的基本解决思路
4-4 基于问题空间的三种视点视图感知效果分析
4-4-1 三种视点视图感知效果实验
4-4-2 实验结果分析
4-4-3 分析结论
4-5 本章小结
第五章 空间感知工具的设计
5-1 空间感知工具的设计方法
5-1-1 影响空间感知的虚拟环境因素
5-1-2 空间感知工具的技术特性
5-1-3 空间感知工具的设计
5-2 基于Agent的空间感知工具的设计
5-2-1 Agent的概念与特点
5-2-1-1 Agent的概念
5-2-1-2 Agent的特点
5-2-1-3 空间代理
5-2-2 协同虚拟环境系统的多Agent模型
5-2-2-1 多Agent模型的一般概念
5-2-2-2 协同虚拟环境系统多Agent模型
5-2-3 基于Agent的空间感知工具的设计
5-2-3-1 协同导航分析
5-2-3-2 影响因素分析
5-2-3-3 行为操作算子的分析
5-2-3-4 表现形式及技术特点分析
5-3 本章小结
第六章 空间感知工具实验环境构建
6-1 实验系统环境
6-2 实验系统架构
6-2-1 系统总体结构
6-2-2 数据传输模块
6-3 实验系统实现
6-3-1 服务器的设计
6-3-2 通信部件的设计
6-3-3 虚拟场景与外部程序的通信
6-3-4 场景的一致性维护
6-3-5 系统的运行机制
6-3-6 实验系统界面
6-4 本章小节
第七章 研究总结及进一步工作
7-1 总结
7-2 需要进一步研究的问题
参考文献
攻读博士学位期间的主要工作介绍
致谢
发布时间: 2007-05-15
参考文献
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