基于EON的船舶舱室虚拟漫游系统研究

论文摘要

虚拟漫游技术是虚拟现实研究中最重要的组成部分之一。它能够通过人机接口,使用户沉浸在虚拟环境中,并实现用户与虚拟环境间的交互。虚拟漫游技术在旅游、建筑、城市规划、航空、教育、培训等多方面有着广泛的应用。然而,它在船舶领域应用相对较少。本文正是在这种情况下,结合船舶的具体情况,建立了具有实时仿真和交互控制功能的船舶虚拟漫游系统。本系统方便了船舶设计人员进行规划设计和方案评审,节约了设计成本。主要工作包括以下几部分:首先基于虚拟漫游实现技术和虚拟漫游建模理论,提出了船舶虚拟漫游系统的建模流程和实施方案,构建了虚拟船舶及海洋场景,并对模型及场景进行简化和数据优化。其次基于虚拟漫游的关键算法,搭建了船舶虚拟漫游平台,实现了模型转化、视点设置、光照模型、逻辑关系路由系统等功能。基于EON软件开发工具包和VC++环境,开发了船舶漫游系统模型资源列表模块和高级计算机图形渲染。然后为船舶虚拟漫游系统开发了丰富的人机交互功能,包括基于包围盒理论的碰撞检测功能;基于关键点文件的路径漫游功能;基于矩阵变换理论的视点位置实时显示功能:借助Script节点实现了目标拾取功能。最后结合立体显示关键技术和虚拟外设,实现了桌面型交互式漫游和路径漫游,初步实现了沉浸式漫游。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 三维虚拟场景漫游概述
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国内外虚拟漫游技术研究现状
• 1.3.2 国内外碰撞检测算法研究现状
• 1.4 论文主要研究内容
• 1.5 论文组织与结构
• 第2章 船舶虚拟漫游系统总体方案设计
• 2.1 虚拟漫游系统研究
• 2.1.1 虚拟漫游演示平台分析
• 2.1.2 虚拟漫游系统特点
• 2.1.3 虚拟漫游实现技术
• 2.1.4 虚拟漫游系统开发环境
• 2.2 船舶漫游系统总体设计
• 2.2.1 船舶漫游系统方案
• 2.2.2 船舶漫游系统框架
• 2.2.3 漫游系统数据传递
• 2.3 本章小结
• 第3章 船舶虚拟漫游建模技术
• 3.1 虚拟漫游建模流程
• 3.2 船身模型建立
• 3.2.1 船身模型创建总体方案
• 3.2.2 基于图片的船身模型创建
• 3.2.3 参数化船身骨架线条创建
• 3.2.4 曲面建模方法
• 3.2.5 曲面优化方法
• 3.3 舱室模型建立
• 3.3.1 舱室结构布局设计
• 3.3.2 舱室色彩分析
• 3.4 基于MultiGen Creator虚拟场景建立
• 3.4.1 场景模型数据库结构
• 3.4.2 场景模型简化方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于EON的虚拟漫游平台建立与开发
• 4.1 漫游系统标准数据格式研究
• 4.2 漫游场景视角设置研究
• 4.3 漫游场景光照设置研究
• 4.4 逻辑关系路由系统设计
• 4.5 基于SDK资源列表模块开发
• 4.6 漫游场景高级渲染研究
• 4.6.1 可编程图形流水线
• 4.6.2 Cg漫游场景渲染
• 4.7 本章小结
• 第5章 舱室虚拟漫游交互功能开发
• 5.1 漫游场景碰撞检测
• 5.1.1 碰撞检测概述
• 5.1.2 包围盒碰撞检测法
• 5.1.3 碰撞检测的实现
• 5.2 漫游方式的研究
• 5.2.1 交互式漫游概述
• 5.2.2 交互式漫游的实现
• 5.2.3 路径漫游概述
• 5.2.4 漫游路径的实现
• 5.3 视点位置的精确显示
• 5.4 基于Script节点目标拾取
• 5.5 立体显示技术
• 5.5.1 基于EON立体显示技术
• 5.5.2 基于Icatcher立体显示技术
• 5.6 运输船虚拟漫游效果展示
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢