数字化环境形象展示技术研究及其应用

论文摘要

随着计算机技术和网络技术的发展,传统的仅依靠文字和静态图像为表现手段的环境展示设计已经不能满足现代展示的需求,虚拟现实技术的出现弥补了这个缺陷,虚拟现实应用于环境规划设计也成为目前环境展示设计研究的新热点。本文重点研究了数字化环境形象展示的关键技术,包括虚拟现实技术、环境建模技术、漫游场景优化技术和场景信息的交互技术等,并以一个城市居住小区环境的展示为实例实现了数字化环境的交互性形象展示。针对环境模型建立、漫游场景优化和交互功能的实现问题,分析比较了几何建模技术、基于图像的建模技术和混合建模技术等建模技术,提出了植物建模的十字交叉技术和适用于建设大规模虚拟场景的二次建模技术;进行了场景总体三维模型的整合及性能优化的方案设计,使用细节层次和纹理映像相结合的技术优化场景文件,并结合使用原型构造、实例引用等技术,改善显示质量的同时提高了场景的渲染速度;完善了VRML交互功能的实现方式,使用外部控制程序Java语言,通过Script节点与VRML虚拟场景的通信实现复杂的交互功能。在数字化环境形象展示应用实例中,通过模型简化、文件压缩、程序优化、优化碰撞检测等设计了城市住宅小区的交互式漫游和展示,合理使用了场景的优化策略,兼顾了场景的精确程度和绘制速度,保证了漫游场景的实时性,既满足一定的视觉真实感,又不会造成观察者的动态不适感。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 数字化环境展示研究意义
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 存在的问题
• 1.3 研究内容
• 第二章 数字化环境展示的相关技术
• 2.1 激光全息成像技术
• 2.2 数码新媒体技术
• 2.2.1 数码视频技术
• 2.2.2 多媒体和网络技术
• 2.3 虚拟现实技术
• 2.3.1 虚拟现实技术的特征
• 2.3.2 虚拟现实建模语言
• 第三章 数字化环境展示设计中的关键问题
• 3.1 模型建立
• 3.1.1 数字化环境建模方式
• 3.1.2 混合建模中存在问题及解决方法
• 3.1.3 建筑物的二次建模方法
• 3.2 优化数字化场景文件
• 3.2.1 数字化场景文件的数据传输量的减少
• 3.2.2 数字化场景渲染速度的提高
• 3.3 本章小结
• 第四章 数字化环境形象展示设计
• 4.1 数字化场景中几何模型的建立
• 4.2 数字化场景漫游功能的设计与实现
• 4.2.1 场景漫游功能
• 4.2.2 VRML简单交互
• 4.3 通过脚本语言实现数字化场景的交互性设计
• 4.3.1 通过Script节点和路由实现Java与VRML的通信
• 4.3.2 通过外部编程接口EAI直接控制VRML世界
• 4.3.3 JavaScript语言在Script节点中的应用
• 4.4 数字化场景文件在Internet上的发布
• 4.5 本章小结
• 第五章 数字化环境形象展示应用
• 5.1 小区三维静态模型的建立
• 5.1.1 建模分类及场景构建流程
• 5.1.2 小区的模型建筑布局与地表道路的设计
• 5.1.3 小区室外楼群建筑模型的设计
• 5.1.4 小区建筑室内环境设计
• 5.1.5 植物绿化和背景环境模型的设计
• 5.1.6 虚拟城市居住小区总体模型的整合及优化
• 5.2 小区场景漫游和交互的实现
• 5.2.1 开关门的交互实现
• 5.2.2 推拉窗户的交互实现
• 5.2.3 背景音乐的实现
• 5.2.4 导航菜单的实现
• 5.2.5 整个场景交互的实现
• 5.3 小区场景文件的网络发布
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢