開題報(bào)告-基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、梧州學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書課題名稱源于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系部計(jì)算機(jī)科學(xué)系專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級07計(jì)本5班學(xué)號0700608118姓名王榮華一、課題的內(nèi)容和要求：本課題從3DMAX的建模和渲染烘焙技術(shù)著手，采用成熟VRP-BUILDER虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器模塊進(jìn)行二次開發(fā)來構(gòu)建的三維校園漫游系統(tǒng)?；?D和VRP技術(shù)的三維仿真漫游系統(tǒng)的開發(fā)方法，以梧州學(xué)院（北區(qū)）建立虛擬場景，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)漫游、手動(dòng)漫游、校園路徑導(dǎo)航、校園景物的查看、校園信息查詢、各種氣候效果、各種實(shí)體的動(dòng)態(tài)效果，并根據(jù)路線做了詳細(xì)的碰撞檢測。同時(shí)根據(jù)三維仿真漫游的特點(diǎn)，在自動(dòng)漫游和手動(dòng)漫游過程中，以現(xiàn)有

2、場景為基礎(chǔ)，通過視頻、圖片、音樂對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)做了補(bǔ)；給需要了解梧州學(xué)院校園地理信息的用戶提供了極大方便。二、設(shè)計(jì)的技術(shù)要求與數(shù)據(jù)（或論文主要內(nèi)容）：采用Polygon+NURBS高級建模的建模方法，各個(gè)模型采用簡體模型來對整個(gè)校園建筑進(jìn)行立體虛擬；用Bitmap位圖+UVWMapping坐標(biāo)貼圖、VRAY渲染方法還原校園的真實(shí)景象；采用Max-for-VRP導(dǎo)出插件將模型導(dǎo)入VRP-BUILDER虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器模塊，加入碰撞檢測算法、VRP命令行腳本實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，保證系統(tǒng)的實(shí)用性；運(yùn)用行走相機(jī)、動(dòng)態(tài)漫游增加三維實(shí)景表現(xiàn)力，多角度查看學(xué)校環(huán)境；調(diào)試運(yùn)行后由虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器模塊導(dǎo)出為EXE可執(zhí)

3、行文件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可移植運(yùn)行。三、設(shè)計(jì)（論文）工作起始日期：自2011年1月10日起，至2011年4月10日止四、進(jìn)度計(jì)劃與應(yīng)完成的工作:1,收集資料進(jìn)行需求分析2 .實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，建立三維模型3 .運(yùn)行和調(diào)試，系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)4 .論文撰寫時(shí)間:2011年1月時(shí)間:2011年2月初-2011年2月底時(shí)間:2010年3月初-2011年3月底時(shí)間:2011年4月五、主要參考文獻(xiàn)、資料：1陳珍,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用初探,中小學(xué)電教.2009,7.8-92申蔚，曾文琪,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（21世紀(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)踐型教程）,北京：清華大學(xué)出版社.2009.3-203數(shù)字仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述.4姜學(xué)智，李

4、忠華.國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀,遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào).2004,23（2）:238-2405楊愛良等,反走樣技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形仿真中的運(yùn)用,計(jì)算機(jī)仿真.2005,22（4）:124-125學(xué)號0700608118學(xué)生姓名王榮華系部計(jì)算機(jī)系專業(yè)年級07計(jì)本5班指導(dǎo)教師黃筱佟職稱講師設(shè)計(jì)（論文）題目基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本課題國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)及意義：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，特別是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、三維仿真技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息管理的數(shù)字化和實(shí)物模型的虛擬化已成為當(dāng)今世界非常重要的技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。人們意識到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的巨大應(yīng)用前景，因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)幾乎是所有發(fā)達(dá)國家目前都在

5、大力研究的前沿領(lǐng)域，其發(fā)展也達(dá)到了異常迅速的程度。在國外，美國、德國、英國、日本、韓國等國家在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)方面的研究做的比較好。我國虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究起步較晚，與國外發(fā)達(dá)國家還有一定的差距。我國正逐漸開始嘗試和研究建設(shè)數(shù)字城市、數(shù)字社區(qū)的實(shí)踐。在高校，現(xiàn)實(shí)大學(xué)校園的數(shù)字化和虛擬化，對虛擬校園的研究與構(gòu)建也越來越多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國最早建立虛擬校園的高校是天津大學(xué)，其后浙江大學(xué)、深圳大學(xué)、北京大學(xué)、西南交逋大學(xué)、上海交逋大學(xué)、清華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等一些著名高校也紛紛采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立了虛擬校園。在我國，目前各大學(xué)所建的虛擬校園漫游系統(tǒng)廣泛米用的是VRML技術(shù)，因?yàn)閂RML技術(shù)支持在線訪問，動(dòng)態(tài)更新等優(yōu)

6、點(diǎn)。但是，由于網(wǎng)絡(luò)的帶寬約束，不能支持像本系統(tǒng)這樣規(guī)模比較大的系統(tǒng)，同時(shí)在效果方面，也不能做出這么多動(dòng)態(tài)效果?；?D和VRP的漫游系統(tǒng)開發(fā)流程快，并且仿真效果也十分好，具有更多交互形式等優(yōu)點(diǎn)。因此，3D+VRP的使用越來越普遍，越來越多的高校開始重視這個(gè)新興平臺并開設(shè)了相對的課程。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）研究內(nèi)容、擬解決的主要問題：研究內(nèi)容：在綜合考慮了目前成熟的各類技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式后，本義從3DMAX的建模和渲染烘焙技術(shù)著手，采用成熟VRP-BUILDER虛擬現(xiàn)實(shí)編輯器模塊進(jìn)行二次開發(fā)來構(gòu)建的三維校園漫游系統(tǒng)?；?D和VRP技術(shù)的三維仿真漫游系統(tǒng)的開發(fā)方法，以梧州學(xué)院（北區(qū)）建立虛擬場景，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)

7、漫游、手動(dòng)漫游、校園路徑導(dǎo)航、校園景物的查看、校園信息查詢、各種氣候效果、各種實(shí)體的動(dòng)態(tài)效果，并根據(jù)實(shí)際加入了碰撞檢測。同時(shí)根據(jù)三維仿真漫游的特點(diǎn)，在自動(dòng)漫游和手動(dòng)漫游過程中，以現(xiàn)有場景為基礎(chǔ)，通過視頻、圖片、音樂對虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)做了補(bǔ)充。擬解決的主要問題：基于Polygon+NURBS局級建模，米用B計(jì)map位圖+UVWMapping坐標(biāo)貼圖、VRAY渲染方法、碰撞檢測進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)建；采用Attach、Collapse命令命令精簡模型個(gè)數(shù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）研究方法、步驟及措施：研究方法、步驟：1 .收集相關(guān)資料進(jìn)行可行性評估；2 .進(jìn)行需求分析，進(jìn)行模型建立；3 .實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，建立三維模型；4

8、 .貼圖制作及渲染烘焙；5 .對各個(gè)功能模塊框架的構(gòu)思與創(chuàng)建；6 .調(diào)試，運(yùn)行。措施：VR場景模型的優(yōu)化對VR-DEMO的演示速度影響很大，因此我們采用Polygon+NURBS高級建模方式制作建筑簡體模型，在表現(xiàn)細(xì)長條的物體時(shí)，盡量不用模型而用貼圖的方式表現(xiàn)，并且采用Attach、Collapse命令命令精簡模型個(gè)數(shù)。運(yùn)用Bitmap位圖+UVWMapping坐標(biāo)貼圖、VRAY渲染方法、碰撞檢測進(jìn)行系統(tǒng)創(chuàng)建。使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化狀態(tài)，減少硬件資源的開銷，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1陳珍.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用初探.中小學(xué)電教.2009,7.8-92申蔚，曾文琪.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（21世紀(jì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)實(shí)踐

9、型教程）.北京：清華大學(xué)出版社.2009.3-203數(shù)字仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述.http:4姜學(xué)智，李忠華.國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào).2004,23（2）:238-2405楊愛良等.反走樣技術(shù)在計(jì)算機(jī)圖形仿真中的運(yùn)用.計(jì)算機(jī)仿真.2005,22（4）:124-1256魏迎梅等.碰撞檢測的固定方向凸包包圍盒的研究.軟件學(xué)報(bào).2001,12（7）:1056-10637NoborioH,FukudaS,ArimotoS.Fastinterferencecheckmethodusingoctree.AdvancedRobotics,1989,3（3）:193-2128李華清等

10、.連續(xù)切片三維重構(gòu)繪圖過程的消隱技術(shù).電子技術(shù)應(yīng)用.2006,3.41-43是否可以進(jìn)入設(shè)計(jì)（論文）研究:是否可以進(jìn)入設(shè)計(jì)（論文）研究：指導(dǎo)教師簽名：教研室（系、研究所）主任簽名:系部：計(jì)算機(jī)科學(xué)系專業(yè):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)年級:07計(jì)本5班姓名:王榮華周次工作情況記錄指導(dǎo)教師簽字第一周查閱相關(guān)資料和義獻(xiàn)第二周收集校園個(gè)建筑數(shù)據(jù)，拍攝貼圖照片第三周校園CAD圖的整理第四周CAD圖導(dǎo)入3DMAX做出校園基本地形第五周三維模型制作第六周三維模型制作第七周三維模型制作第八周三維模型制作系部：計(jì)算機(jī)科學(xué)系專業(yè):計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)年級:07計(jì)本5班姓名:王榮華周次工作情況記錄指導(dǎo)教師簽字第九周貼圖制作第十周貼

11、圖烘焙，導(dǎo)出VRP文件第周制作地圖引擎，制作程序界面，導(dǎo)出EXE程序第十二周撰寫論文第十三周第十四周第十五周第十六周題目基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)教師姓名黃筱佟職稱講師學(xué)生姓名王榮華專業(yè)年級07計(jì)本5班學(xué)號0700608118答辯小組（系部答辯委員會(huì)）對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）提問及學(xué)生的回答情況1、你所做的是一個(gè)什么樣的系統(tǒng)，運(yùn)用什么技術(shù)？答：我的畢業(yè)設(shè)計(jì)是運(yùn)用了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來開發(fā)的我們學(xué)院的三維校園漫游系統(tǒng)，其中主要包括三維建模技術(shù)、可視化仿真技術(shù)、紋理映射技術(shù)等。2、系統(tǒng)開發(fā)的流程和功能是什么？答：系統(tǒng)開發(fā)主要包括5個(gè)流程：數(shù)據(jù)采集一Photoshop圖片處理一CAD

12、圖紙的處理一3DsMax建模一漫游引擎的制作。實(shí)現(xiàn)的功能主要包括：手動(dòng)漫游、自動(dòng)漫游、導(dǎo)航查詢、建筑信息查詢、天氣小品等。3、在導(dǎo)航圖中是否可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)某個(gè)點(diǎn)而到達(dá)那個(gè)地方？答：可以實(shí)現(xiàn)，但是由于現(xiàn)在已將這個(gè)功能轉(zhuǎn)化成為了對某個(gè)地點(diǎn)的信息查詢,暫時(shí)不能重復(fù)另外的功能。4、碰撞檢測做得怎么樣，是否可以穿墻而過？答：場景已經(jīng)制作了較好的碰撞檢測，以杜絕穿墻而過的情況出現(xiàn)。5、是否可以達(dá)到學(xué)校的每一個(gè)地點(diǎn)答：可以，本系統(tǒng)是按照學(xué)院的真實(shí)的情況來開發(fā)的，對學(xué)院的每一處景觀進(jìn)行了真實(shí)的還原，所以到達(dá)學(xué)院的每一個(gè)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)的。答辯小組（系部答辯委員會(huì)）成員簽名：題目基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三維校園漫游系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

13、與實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)教師姓名黃筱佟職稱講師學(xué)生姓名王榮華專業(yè)年級07計(jì)本5班學(xué)號0700608118答辯小組（系部答辯委員會(huì)）對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）提問及學(xué)生的回答情況1、你的系統(tǒng)主要運(yùn)用什么技術(shù)，系統(tǒng)的亮點(diǎn)在哪里？答：我設(shè)計(jì)的梧州學(xué)院三維校園漫游系統(tǒng)主要結(jié)合運(yùn)用了三維建模技術(shù)、紋理映射技術(shù)和漫游引擎技術(shù)；三維漫游系統(tǒng)的開發(fā)，給普通用戶搭建一個(gè)了解校園的良好平臺，使用戶可以全面直觀地了解校園，這是本系統(tǒng)的亮點(diǎn)所在2、簡單介紹一下系統(tǒng)開發(fā)的主要流程。答：系統(tǒng)開發(fā)主要包括5個(gè)流程：.數(shù)據(jù)采集階段：是系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)，包括CAD圖紙的獲取、建筑實(shí)景照片的拍攝、校園建筑信息的收集。.CAD圖處理階段：將得到的CAD圖紙進(jìn)行整理，分層導(dǎo)出校園平面圖、建筑輪廓圖、校園道路圖、植被分布圖等。.Photoshop處理階段：將拍照得到的建筑物圖片進(jìn)行處理，制作模型的貼圖、紋理材質(zhì)，以及進(jìn)行系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)。.3DsMax建模階段：運(yùn)用整理后得到的CAD圖紙進(jìn)行建模，包括地形模型、建筑模型、環(huán)境模型、裝飾物的建造。.三維漫游引擎制作階段：系統(tǒng)制作的最后階段，主要是將建造的模型經(jīng)過紋理貼圖后進(jìn)行系統(tǒng)功能