基于VRML三维交互式虚拟校园的研究与应用

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虚拟现实技术作为一门在二十世纪末才兴起的崭新的信息技术,在许多不同的领域有着广泛的应用,具有极大的发展潜力和良好的发展前景。虚拟现实技术在建设数字城市、数字景区及数字化校园的应用成为当前的热点之一。本文以仲恺农业技术学院海珠校区的校园环境为虚拟空间,重点阐述了虚拟校园系统交互性的研究与实现,其中包括系统漫游、视点控制、室内场景的浏览、二维地图与三维场景的交互及JavaScript语言与场景通信等功能的实现。所做的研究工作有: (1) 通过对国内外视景仿真技术及漫游系统的研究及应用情况综述,阐述了本课题的必要性和现实意义,并提出虚拟校园漫游系统的实现方法。 (2) 介绍了虚拟现实建模语言VRML的核心原理和体系结构,并对VRML中的一些重要概念如节点、事件体系、场景图结构及VRML扩展机制等作了详细分析。 (3) 介绍了虚拟校园系统的总体设计结构,主要在系统的分析、系统功能、系统总体设计及开发语言方面进行了详细规划和设计。 (4) 采用3Dstudio Max和VRMLPad实现虚拟场景对象的建模、添加节点、校验和测试。详细探讨了模型纹理贴图、多分辨率层次模型(LOD)、代码重用(DEF/USE)、原型封装(PROTO)以及场景切换和调度等VRML,场景优化技术。 (5) 详细研究了基于感知器的非编程交互和编程交互,给出了多媒体电教室等的场景漫游实例,实现了基于VRML感知器和Javascript对场景中对象行为的控制,由此提出了基于场景对象、Javascript、JavaApplet的多模式交互方法。研究了虚拟漫游系统用户界面UI的制作技术,包括用户菜单UIMenu、对话框UIDialog、按钮Button以及二维导航地图的实现技术等。 最后对全文进行了总结与展望,拓展了虚拟现实漫游系统的研究思路。在研究之后制作了三维交互式虚拟场景漫游系统,论证了JavaScript与VRML建立虚拟现实系统的可行性及实用性。
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