基于虚拟现实的古建筑建模技术的研究和应用

论文摘要

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术,是20世纪末兴起的一门综合性信息技术,近几年来,它正在逐步应用到建筑领域。借助于虚拟现实技术、计算机技术对古建筑的数字存档、文物保护都具有重要意义。虚拟现实技术应用与文化遗产的保护相结合是目前的热门研究方向之一。本文在分析中国古建筑结构特征的基础上,以厦门南普陀寺的大雄宝殿和大悲殿为例,深入研究了适合古建筑虚拟场景建模的步骤,以及场景的集成。在建立的模型基础上,对建模过程应用的关键技术,进行详细阐述,重点研究了几何优化技术和纹理优化技术。本文所探索的建模方法和优化技术,对其它大场景的复杂建筑建模也具有一定的借鉴意义。最后借助WireFusion开发平台和工具集,开发了基于Internet的实时漫游虚拟系统。应用此项技术的案例表明,显示效果和漫游速度都取得了满意的效果。全文分三个部分,第一部分简要介绍虚拟现实技术的特点,并回顾已有建筑表现的技术手段,阐明虚拟现实技术应用于建筑表现的必要性和可行性;第二部分分析了虚拟场景建模过程特点和技术指标,并以此为标准进行三维场景建模过程的阐述;深入探讨在建模过程用到的关键技术;第三部分结合具体项目厦门南普陀寺虚拟漫游系统,充分证明本文提出的虚拟场景建模技术的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.4 研究内容和目标
• 1.5 论文结构安排
• 第二章 虚拟现实与建筑表现
• 2.1 虚拟现实的基本概念
• 2.2 建筑表现的媒介工具
• 2.3 三维虚拟场景建模技术的提出
• 第三章 三维虚拟场景的构建
• 3.1 虚拟场景建模的特点和主要技术指标
• 3.1.1 虚拟场景建模的特点
• 3.1.2 虚拟场景建模的主要技术指标
• 3.2 建模方法和建模软件的介绍与比较
• 3.2.1 建模方法的介绍与比较
• 3.2.2 建模软件的介绍和比较
• 3.3 虚拟场景的实体建模
• 3.3.1 中国古建筑结构特征分析
• 3.3.2 古建筑的几何建模
• 3.3.3 古建筑的形象建模
• 3.3.4 古建筑的行为建模
• 3.4 场景模型的集成
• 3.5 建模中的常见问题
• 第四章 建模过程中的关键技术
• 4.1 古建筑的几何优化建模技术
• 4.1.1 LOD优化
• 4.1.2 结构优化
• 4.1.3 实例优化
• 4.2 古建筑的纹理优化建模技术
• 4.2.1 贴图优化
• 4.2.2 烘焙技术的使用
• 第五章 基于WireFusion的实时场景渲染和系统实现
• 5.1 WireFusion简介
• 5.1.1 WireFusion开发模式概述
• 5.1.2 WireFusion中实现场景漫游和交互
• 5.2 系统开发过程
• 5.2.1 系统体系结构设计
• 5.2.2 系统总体设计目标和实现流程图
• 5.2.3 系统实现功能图和对象整合
• 5.2.4 系统实验环境及性能指标
• 5.3 系统展示
• 第六章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文