开题报告-基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现

1、梧州学院毕业设计（论文）任务书课题名称源于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现系部计算机科学系专业计算机科学与技术班级07计本5班学号0700608118姓名王荣华一、课题的内容和要求：本课题从3DMAX的建模和渲染烘焙技术着手，采用成熟VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块进行二次开发来构建的三维校园漫游系统。基于3D和VRP技术的三维仿真漫游系统的开发方法，以梧州学院（北区）建立虚拟场景，实现了自动漫游、手动漫游、校园路径导航、校园景物的查看、校园信息查询、各种气候效果、各种实体的动态效果，并根据路线做了详细的碰撞检测。同时根据三维仿真漫游的特点，在自动漫游和手动漫游过程中，以现有

2、场景为基础，通过视频、图片、音乐对虚拟现实系统做了补；给需要了解梧州学院校园地理信息的用户提供了极大方便。二、设计的技术要求与数据（或论文主要内容）：采用Polygon+NURBS高级建模的建模方法，各个模型采用简体模型来对整个校园建筑进行立体虚拟；用Bitmap位图+UVWMapping坐标贴图、VRAY渲染方法还原校园的真实景象；采用Max-for-VRP导出插件将模型导入VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块，加入碰撞检测算法、VRP命令行脚本实现人机交互功能，保证系统的实用性；运用行走相机、动态漫游增加三维实景表现力，多角度查看学校环境；调试运行后由虚拟现实编辑器模块导出为EXE可执

3、行文件实现系统的可移植运行。三、设计（论文）工作起始日期：自2011年1月10日起，至2011年4月10日止四、进度计划与应完成的工作:1,收集资料进行需求分析2 .实时数据采集，建立三维模型3 .运行和调试，系统设计及实现4 .论文撰写时间:2011年1月时间:2011年2月初-2011年2月底时间:2010年3月初-2011年3月底时间:2011年4月五、主要参考文献、资料：1陈珍,虚拟现实技术的教育应用初探,中小学电教.2009,7.8-92申蔚，曾文琪,虚拟现实技术（21世纪计算机科学与技术实践型教程）,北京：清华大学出版社.2009.3-203数字仿真与虚拟现实技术概述.4姜学智，李

4、忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状,辽宁工程技术大学学报.2004,23（2）:238-2405杨爱良等,反走样技术在计算机图形仿真中的运用,计算机仿真.2005,22（4）:124-125学号0700608118学生姓名王荣华系部计算机系专业年级07计本5班指导教师黄筱佟职称讲师设计（论文）题目基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现本课题国内外研究动态及意义：随着计算机技术，特别是计算机图形学、三维仿真技术以及虚拟现实技术的飞速发展，信息管理的数字化和实物模型的虚拟化已成为当今世界非常重要的技术应用领域。人们意识到虚拟现实技术的巨大应用前景，因此虚拟现实技术几乎是所有发达国家目前都在

5、大力研究的前沿领域，其发展也达到了异常迅速的程度。在国外，美国、德国、英国、日本、韩国等国家在虚拟现实技术方面的研究做的比较好。我国虚拟现实技术研究起步较晚，与国外发达国家还有一定的差距。我国正逐渐开始尝试和研究建设数字城市、数字社区的实践。在高校，现实大学校园的数字化和虚拟化，对虚拟校园的研究与构建也越来越多。据统计，我国最早建立虚拟校园的高校是天津大学，其后浙江大学、深圳大学、北京大学、西南交逋大学、上海交逋大学、清华大学、复旦大学等一些著名高校也纷纷采用虚拟现实技术建立了虚拟校园。在我国，目前各大学所建的虚拟校园漫游系统广泛米用的是VRML技术，因为VRML技术支持在线访问，动态更新等优

6、点。但是，由于网络的带宽约束，不能支持像本系统这样规模比较大的系统，同时在效果方面，也不能做出这么多动态效果。基于3D和VRP的漫游系统开发流程快，并且仿真效果也十分好，具有更多交互形式等优点。因此，3D+VRP的使用越来越普遍，越来越多的高校开始重视这个新兴平台并开设了相对的课程。毕业设计（论文）研究内容、拟解决的主要问题：研究内容：在综合考虑了目前成熟的各类技术实现方式后，本义从3DMAX的建模和渲染烘焙技术着手，采用成熟VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块进行二次开发来构建的三维校园漫游系统。基于3D和VRP技术的三维仿真漫游系统的开发方法，以梧州学院（北区）建立虚拟场景，实现了自动

7、漫游、手动漫游、校园路径导航、校园景物的查看、校园信息查询、各种气候效果、各种实体的动态效果，并根据实际加入了碰撞检测。同时根据三维仿真漫游的特点，在自动漫游和手动漫游过程中，以现有场景为基础，通过视频、图片、音乐对虚拟现实系统做了补充。拟解决的主要问题：基于Polygon+NURBS局级建模，米用B计map位图+UVWMapping坐标贴图、VRAY渲染方法、碰撞检测进行系统创建；采用Attach、Collapse命令命令精简模型个数。毕业设计（论文）研究方法、步骤及措施：研究方法、步骤：1 .收集相关资料进行可行性评估；2 .进行需求分析，进行模型建立；3 .实时数据采集，建立三维模型；4

8、 .贴图制作及渲染烘焙；5 .对各个功能模块框架的构思与创建；6 .调试，运行。措施：VR场景模型的优化对VR-DEMO的演示速度影响很大，因此我们采用Polygon+NURBS高级建模方式制作建筑简体模型，在表现细长条的物体时，尽量不用模型而用贴图的方式表现，并且采用Attach、Collapse命令命令精简模型个数。运用Bitmap位图+UVWMapping坐标贴图、VRAY渲染方法、碰撞检测进行系统创建。使系统达到最优化状态，减少硬件资源的开销，保证系统的稳定性。1陈珍.虚拟现实技术的教育应用初探.中小学电教.2009,7.8-92申蔚，曾文琪.虚拟现实技术（21世纪计算机科学与技术实践

9、型教程）.北京：清华大学出版社.2009.3-203数字仿真与虚拟现实技术概述.http:4姜学智，李忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状.辽宁工程技术大学学报.2004,23（2）:238-2405杨爱良等.反走样技术在计算机图形仿真中的运用.计算机仿真.2005,22（4）:124-1256魏迎梅等.碰撞检测的固定方向凸包包围盒的研究.软件学报.2001,12（7）:1056-10637NoborioH,FukudaS,ArimotoS.Fastinterferencecheckmethodusingoctree.AdvancedRobotics,1989,3（3）:193-2128李华清等

10、.连续切片三维重构绘图过程的消隐技术.电子技术应用.2006,3.41-43是否可以进入设计（论文）研究:是否可以进入设计（论文）研究：指导教师签名：教研室（系、研究所）主任签名:系部：计算机科学系专业:计算机科学与技术年级:07计本5班姓名:王荣华周次工作情况记录指导教师签字第一周查阅相关资料和义献第二周收集校园个建筑数据，拍摄贴图照片第三周校园CAD图的整理第四周CAD图导入3DMAX做出校园基本地形第五周三维模型制作第六周三维模型制作第七周三维模型制作第八周三维模型制作系部：计算机科学系专业:计算机科学与技术年级:07计本5班姓名:王荣华周次工作情况记录指导教师签字第九周贴图制作第十周贴

11、图烘焙，导出VRP文件第周制作地图引擎，制作程序界面，导出EXE程序第十二周撰写论文第十三周第十四周第十五周第十六周题目基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计与实现指导教师姓名黄筱佟职称讲师学生姓名王荣华专业年级07计本5班学号0700608118答辩小组（系部答辩委员会）对学生毕业设计（论文）提问及学生的回答情况1、你所做的是一个什么样的系统，运用什么技术？答：我的毕业设计是运用了虚拟现实技术来开发的我们学院的三维校园漫游系统，其中主要包括三维建模技术、可视化仿真技术、纹理映射技术等。2、系统开发的流程和功能是什么？答：系统开发主要包括5个流程：数据采集一Photoshop图片处理一CAD

12、图纸的处理一3DsMax建模一漫游引擎的制作。实现的功能主要包括：手动漫游、自动漫游、导航查询、建筑信息查询、天气小品等。3、在导航图中是否可以实现点某个点而到达那个地方？答：可以实现，但是由于现在已将这个功能转化成为了对某个地点的信息查询,暂时不能重复另外的功能。4、碰撞检测做得怎么样，是否可以穿墙而过？答：场景已经制作了较好的碰撞检测，以杜绝穿墙而过的情况出现。5、是否可以达到学校的每一个地点答：可以，本系统是按照学院的真实的情况来开发的，对学院的每一处景观进行了真实的还原，所以到达学院的每一个点是可以实现的。答辩小组（系部答辩委员会）成员签名：题目基于虚拟现实技术的三维校园漫游系统的设计

13、与实现指导教师姓名黄筱佟职称讲师学生姓名王荣华专业年级07计本5班学号0700608118答辩小组（系部答辩委员会）对学生毕业设计（论文）提问及学生的回答情况1、你的系统主要运用什么技术，系统的亮点在哪里？答：我设计的梧州学院三维校园漫游系统主要结合运用了三维建模技术、纹理映射技术和漫游引擎技术；三维漫游系统的开发，给普通用户搭建一个了解校园的良好平台，使用户可以全面直观地了解校园，这是本系统的亮点所在2、简单介绍一下系统开发的主要流程。答：系统开发主要包括5个流程：.数据采集阶段：是系统开发的基础，包括CAD图纸的获取、建筑实景照片的拍摄、校园建筑信息的收集。.CAD图处理阶段：将得到的CAD图纸进行整理，分层导出校园平面图、建筑轮廓图、校园道路图、植被分布图等。.Photoshop处理阶段：将拍照得到的建筑物图片进行处理，制作模型的贴图、纹理材质，以及进行系统界面的设计。.3DsMax建模阶段：运用整理后得到的CAD图纸进行建模，包括地形模型、建筑模型、环境模型、装饰物的建造。.三维漫游引擎制作阶段：系统制作的最后阶段，主要是将建造的模型经过纹理贴图后进行系统功能