虚拟现实场景建模及优化
虚拟现实场景的建模及优化
摘要：虚拟现实是计算机平台对客观现实世界的可视化仿真，虚拟现实的关键在于虚拟环境场景的构建，而模型是虚拟现实环境建立的基础。本文对目前构造虚拟现实环境的建模方法进行了分析、比较,重点阐述了虚拟环境场景中三维模型的优化和虚拟现实场景优化的关键技术。
关键词：虚拟现实；虚拟场景；虚拟环境；建模；优化
1引言
虚拟现实(virtual reality，简称vr)是借助于计算机图形图像技术及硬件设备，模拟产生一个三维空间的虚拟世界。1]提供用户关于视觉、听觉、触觉、嗅觉等各种直观的实时感知交互手段，让使用者获得与环境交互体验，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。
虚拟现实环境中模型是整个虚拟现实系统建立的基础。模型质量的优劣关系到整个虚拟系统的成败。随着计算机技术的发展，图形软件硬件得到了很大的发展，计算机的处理能力有了极大提升，但是三维图形图像的绘制还是不能满足虚拟现实环境对图形实时显示和实时交互所提出的要求。在虚拟现实环境中，模型的精细度影响着仿真系统的真实感和沉浸性，为了尽可能给用户带来真实环境的感知体验，模型和场景需要绘制得尽可能逼真并且建模时需要构造得非常精细，但如果模型过于精细，场景复杂度达到一定规模后产生的数据量将过于庞大，计算机硬件无法承受而不能满足虚拟现
毕业论文：浅谈虚拟现实技术
论文虚拟现实技术
浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域，涉及的关键技术，最新研究进展，应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术，研究现状，相关应用，信息安全 一．虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感器等。 （虚拟现实技术穿戴的装备）
GrigoreBurdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一书中指出，虚拟现实具有三个最突出的特征，即人们称道的“3I”特性：交互性(interactivity) 、沉浸感(Illusion of Immersion) 和构想性(imagination)。交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作的程度。沉浸感是虚拟现实最主要的技术特征，它是指参与者在纯自然的状态下，借助交互设备和自身的感知觉系统，对虚拟环境的投入程度。构想性是指借助虚拟现实技术，使抽象概念具像化的程度。另外还有多感知性(Multi-Sensory)。所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能，由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 所以，“3I＋M”就是虚拟现实系统的基本特征。 自1968年Ivan Sutherland发表一篇名为“The Ultimate Display”的论文至今，虚拟现实技术已经伴随着计算机技术的进步得到长足的发展。如今，众多的设备可被用于虚拟现实，包括头戴式显示器、数据手套、动作捕捉系统等[1]。虚拟现实技术已经在诸如建筑设计、军事仿真、虚拟制造、游戏娱乐、医学等领域得到广泛的应用。在教育、心理学、环保、文化艺术领域，虚拟现实技术也得到越来越多的关注[2]。 二．虚拟现实涉及的关键技术[3] 虚拟现实的关键技术主要包括：动态环境建模技术，实时三维图形生成技术，立体显示和传感器技术，应用系统开发工具，系统集成技术，实时三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，触觉、力觉反馈技术，立体声、语音输入输出技术。 动态环境建模技术：虚拟环境的建立是VR系统的核心内容，目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。 实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，那么关键就是“实时”生成。为了达到实时的目的，至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒，最好高于30帧/秒。
三维建模在虚拟现实中的应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/4212406356.html, 三维建模在虚拟现实中的应用 作者：冯丹 来源：《商情》2019年第49期 【摘要】虚拟现实建模技术是当下计算机技术当中的一项热门话题。当今三维建模技术主要以Autodesk maya和3Dmax两款设计软件为主要创怍工具，三维建模方法主要有多边形建模、非均匀有理B样条曲线建模、细分曲面技术建模。每种建模方法各有其优点和缺点。本文主要围绕多边形建模和NURBS建模两种方法进行介绍。 【关键词】虚拟现实; 多边形建模; NURBS建模 一、引言 随着现在科技的发展以及计算机的普及应用，高科技技术产品的出现，三维技术和虚拟现实技术的应用逐渐发挥着重要的作用。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，并使用户沉浸到该环境中。这是现代计算机技术高度发展的主要象征之一，有效提高了各类产品、建筑、景观、动画等的设计效果，使得图形不再仅局限于二维空间当中，而是转变为了三维立体图像，有种身临其境的感觉，标志着人类计算机科技的进步。 二、虚拟现实技术 虚拟现实技术简称 VR 技术，同时也被叫做灵境技术，是针对图像进行数字化处理，并包含了图形学、多媒体、网络、人工智能、传感器与高分辨率显示等技术，将人们的五感融合在一起，形成真实虚拟三维空间的信息集成技术系统。 三、三维建模技术 三维建模技术是一门通过软件来实现模型的技术手段。3D Studio Max，常简称为3ds Max 或MAX，是Discreet公司开发的（后被Autodesk公司合并）基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。而NURBS曲面建模和Polygon多边形建模是这两款软件主要的建模类型。 （一）多边形建模 多边形建模是三维建模技术当中最早的建模技术之一。多边形建模方法是虚拟现实制作和虚拟建筑制作中最常用的三维建模方法，通过使用大量的、小的面片，多边形建模方法建立的模型可以建立任何平面或者曲面，并且使用这种方法建立的模型可以任意变化修改，能充分使用建模师的想象力，建立超现实三维模型。
虚拟现实论文
关于虚拟现实的感想 以《黑客帝国》为代表的许多作品中，经常出现能够以假乱真的虚拟现实的故事设定。而如今，原本只是构想出的虚拟现实，已经逐渐深入到人们的生活中。 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR，又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。 他给用户提供了更自然的交互方式，从而减轻了用户的负担，提高了效率。与从最早的人机会话，到目前被广泛应用的视窗操作相比，虚拟现实在技术上有了质的飞跃。 虚拟现实是用计算机合成的人工世界。那么，生成虚拟现实需要解决以下三个主要的问题： 1）以假乱真的境界：如何使观察者产生与现实环境一样的视觉、触觉与听觉。 2）互动性：如何产生与观察者动作相一致的现实感。 3）实时性：如何形成随时间推移的现实感。 为了实现和在真实世界中一样的感觉，就需要有能实现各种感觉的技术。人在真实世界中是通过眼睛、耳朵、手指、鼻子等器官来实现视觉、触觉（力觉）、嗅觉等功能的。人们通过视觉观看到色彩斑斓的外部环境，通过听觉感知丰富多彩的音响世界，通过触觉了解物体的形状和特性，通过嗅觉知道周围的气味。总之，通过各种各样的感觉，使我们能够同客观真实世界交互，使我们浸沉于和真实世界一样的环境中。 如今，虚拟现实已经广泛应用于军事、医疗、探测等容易收到条件限制的领域之中。使原本需要消耗巨大成本或是无法完成的工程得以顺利展开。 不仅如此，如果要想使VR系统更能够让人产生真实感，那么在这个环境中，则必然要存在受其他事物影响的因素。因为这个世界是人与人，人与物的相互影响的结构，而非一条单一的已经被设计好并被告知的道路。在VR系统中，使用户的行为能够影响其他用户的行为，或者反之，都将能更好的产生现实感。 虚拟现实的广泛用途，把计算机应用提高到一个崭新的水平，其作用和意义显而易见。此外，还可从更高的层次上来看待其作用和意义。一是在观念上，从“以计算机为主体”变成“以人为主体”。二是在哲学上使人进一步认识“虚”和“实”之间的关系。 虚和实的关系是一个古老的哲学问题。我们究竟是存在于客观世界中，还是处于自身的感官世界中，一直是唯物论和唯心论争论的焦点。以视觉为例，我们看到的一切，都是视网膜上的影像，更进一步的说，是传送到大脑的神经脉冲。曾有一句话被沿用了很久，“眼见为实”。而虚拟现实使之产生了二重性，看到的的景物对人的感官来说是实实在在的存在，但它又确实是虚拟的。可是按照虚拟的东西行事，又会得到正确的结果。“虚”与“实”之间原本清晰的界限在逐渐的被淡化。 随着技术的发展不依靠繁重设备的虚拟现实技术终将到来。
虚拟现实 答案
1.什么叫虚拟现实技术 虚拟现实技术（Virtual Reality 简称VR) 是一种模拟人类视觉、听觉、力觉、触觉等感知行为的高度逼真的人机交互技术，是在数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、人—机接口技术、计算机仿真技术及传感器技术等许多信息技术基础上发展起来的一门多学科的交叉技术。 2.虚拟现实系统的构成 典型的虚拟现实系统主要是由计算机、应用软件系统、输入输出设备、用户和数据库等组成。 3.虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术有3个主要特征：沉浸性（Immersion）、交互性（Interactivity）和想像性（Imagination）。 (1)沉浸性 沉浸性（Immersion）又称临场感，指用户感到作为主角存在于模拟环境中的真实程度。 (2) 交互性 交互性（Interactivity）的产生，主要借助于VR系统中的特殊硬件设备（如数据手套、力反馈装置等），使用户能通过自然的方式，产生同在真实世界中一样的感觉。 (3) 想像性 想像性（Imagination）指虚拟的环境是人想像出来的，同时这种想像体现出设计者相应的思想，因而可以用来实现一定的目标。 4.虚拟现实系统的分类 在实际应用中，根据虚拟现实技术对沉浸程度的高低和交互程度的不同，将虚拟现实系统划分为以下4种类型: (1) 桌面式VR系统 它是利用个人计算机或图形工作站等设备，采用立体图形、自然交互等技术，产生三维立体空间的交互场景，利用计算机的屏幕作为观察虚拟世界的一个窗口，通过各种输入设备实现与虚拟世界的交互。 桌面式VR系统具有以下主要特点： ①缺少完全沉浸感，参与者不完全沉浸，因为即使戴上立体眼镜，仍然会受到周围现实世界的干扰。 ②对硬件要求极低 ③应用比较普遍，因为它的成本相对较低 (2) 沉浸式VR系统
虚拟现实实景技术
虚拟现实实景技术 实景虚拟现实技术－虚拟现实行业中的新力量 说到虚拟现实，人们最先想到的是3D建模的虚拟仿真技术，确实在近两年来3D在虚拟现实领域中占有相当大的地位。 然而目前一种全新的实景虚拟现实技术的出现给虚拟现实行业带来一股新生的力量。和3D虚拟技术相同的是这种技术也能使用户自由地在场景中走动，并且可以360度任意观看各个方向的场景，不过不同的是所看到的都是真实的场景，而不是虚拟建模的。这项技术在某些程度上已经可以代替建模的效果。由于是在真实的场景中走动，因此身临其境的效果就远远超过了建模实现的效果。 一、实景虚拟现实技术的主要特点： ?无需建模，通过实景采集获得的完全真实的场景 实景虚拟现实平台是对现实场景的处理和再现，因而展现的是完全真实的场景。相比于建模得到的虚拟现实效果，它更加的真实可信，更能使人产生身临其境的感觉。从而很好地满足了对场景真实程度要求较高的应用。 ?良好的交互性： 交互式的地图帮助了解所处位置以及运动方向；场景中的每一个点都可以在地图上通过经纬度和高度精确表示；在场景中任意选定线段或多边形，系统将自动计算出线段长度以及多边形的面积等数据；向场景中添加的物体模型和材质能够更真实的模拟该场景在各种情况下各种阶段的状况。 ?快捷高效的制作流程 通过对现实场景的采集、处理和渲染，快速生成所需的场景。与传统虚拟现实技术相比效率提高了十几倍甚至几十倍。
二、实景虚拟现实平台在行业中的应用 与传统的技术相比，虚拟现实实景技术由于其真实感强，互动性好，更直观，信息更完整，功能也更加丰富，在不同领域都有广泛的应用，如： 到此一游JUSTBEHERE虚拟旅游的应用 1）虚拟现实（VR）全景视频 能够自由地选择观看视角，享受身临其境的观看体验 a.720°真实场景还原，提供沉浸式观看体验和主动的观影角度选择 b.全景视频库覆盖全球，无死角感受目的地风景及人文风情 c.视频一键分享微信、微博，方便传播 2）一站式旅游服务平台 为旅游服务供应商提供在线产品展示和交易平台 a.B2B+B2C模式的无缝对接 b.为旅行社提供更多的商业合作机会 3）旅行社团队管理 现代化OA系统帮助旅行社及导游进行团队管理 a.通知信息一键群发 b.游客位置实时更新 4）气球社交功能 基于LBS的新型精准化社交功能，自定义阅读权限，打造个人专属的社交圈，为目的地和商家提供更多的创新型宣传及推广方案 独有的气球社交功能让用户可以发送个性化信息，搭建个人专属旅游圈。
实现虚拟现实的建模方法
实现虚拟现实的建模方法 虚拟现实是在虚拟的数字空间中模拟真实世界中的事物，这就需要真实世界的事物在数字空间中的表示，于是催生了虚拟现实中的建模技术。虚拟现实对现实“虚拟”得到底像不像，是与建模技术紧密相关的。因此，建模技术的研究具有非常重要的意义，得到了国内外研究人员的重视。 数字空间中的信息主要有一维、二维、三维几种形式。一维的信息主要指文字，通过现有的键盘、输入法等软硬件。二维的信息主要指平面图像，通过照相机、扫描仪、PhotoShop等图像采集与处理的软硬件。对于虚拟现实技术来说，事物的三维建模是更需要关心的核心，也是当今的难点技术。按使用方式的不同，现有的建模技术主要可以分为: 几何造型、扫描设备、基于图像等几种方法。 基于几何造型的建模技术是由专业人员通过使用专业软件（如AutoCAD、 3dsmax、Maya）等工具，通过运用计算机图形学与美术方面的知识，搭建出物体的三维模型，有点类似画家作画。这种造型方式主要有三种: 线框模型、表面模型与实体模型。 1. 线框模型只有“线”的概念，使用一些顶点和棱边来表示物体。对于房屋、零件设计等更关注结构信息，对显示效果要求不高的计算机辅助设计（CAD）应用，线框模型以其简单、方便的优势得到较广泛的应用。AutoCAD软件是一个较好的造型工具。但这种方法很难表示物体的外观，应用范围受到限制。 2. 表面模型相对于线框模型来说，引入了“面”的概念。对于大多数应用来说，用户仅限于“看”的层面，对于看得见的物体表面，是用户关注的，而对于看不见的物体内部，则是用户不关心的。因此，表面模型通过使用一些参数化的面片来逼近真实物体的表面，就可以很好地表现出物体的外观。这种方式以其优秀的视觉效果被广泛应用于电影、游戏等行业中，也是我们平时接触最多的。3dsmax、Maya等工具在这方面有较优秀的表现。 3. 实体模型相对于表面模型来说，又引入了“体”的概念，在构建了物体表面的同时，深入到物体内部，形成物体的“体模型”，这种建模方法被应用于医学影像、科学数据可视化等专业应用中。 理论上说，对于任何应用情况，只要有了方便的建模工具，有水平的建模大师都可以用几何造型技术达到很好的效果。然而，科技在发展，人们总希望机器能够帮助人干更多的事。于是，人们发明了一些专门用于建模的自动工具设备，被称为三维扫描仪。它能够自动构建出物体的三维模型，并且精度非常之高，主要应用于专业场合，当然其价格也非常“专业”，一套三维扫描仪价格动辄数十万，并非普通用户可以承受得起。三维扫描仪有接触式与非接触式之分。 1. 接触式三维扫描仪需要扫描仪接触到被扫描物体。它主要使用压电传感器，捕捉物体的表面信息，这种设备价格稍便宜，但使用不方便，已经不是主流。
虚拟现实文献综述
《VRML虚拟现实技术在数字校园系统中应用研究》文献综述 摘要：教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了数字校园，阐明了数字校园的地位和作用。虚拟数字校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。将虚拟现实技术应用在数字校园系统的开发，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。它在数字校园的应用，可以大大提高校园展示效果，也能够体现校园个性方面的优势，对校园今后的推广及展示带来非常大的帮助 关键词：虚拟现实；数字校园；基本概况 前言 教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。建设虚拟三维数字校园可以比较直观的了解校园的各个区域，在这个三维的校园里，空间次序的视觉理解和感知变得非常容易，使浏览者对校园环境产生身临其境的感觉[1]，其中的教学楼、实验楼、图书馆、宿舍楼、食堂、道路及绿化地带和种植的植物，都栩栩如生的呈现在我们的眼前，三维虚拟校园模拟真实世界，提供了一个生动的校园空间。三维虚拟校园可直接嵌入到大学的网站，直接通过网络浏览器察看，其丰富的、人性化的信息查询等功能，有效提高大学的美誉度，有助于大学自身的宣传和信息的高度集中、配置和互动。三维虚拟校园的直观特性，可以优化领导管理，对于校园信息管理、校园规划、建设等能够全局掌控。 一、虚拟现实技术的发展状况的研究 虚拟现实（Virtual Reality）技术是20世纪90年代初崛起的一种实用技术，它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成三维信息的虚拟环境，可以真实地模拟现实中能实现的物理上的、功能上的事物和环境[2]。在虚拟现实环境中可以直接与虚拟现实场景中的事物交互，产生身临其境的感受，从而使人在虚拟空间中得到与自然世界同样的感受。该技术的兴起，为科学及工程领域大规模的数据及信息提供了新的描述方法。虚拟现实技术大量应用于建筑设计及其相关领域，该技术提供了“虚拟建筑”这种新型的设计、研究及交流的工具手段[3]。 在虚拟现实的发展过程中总结出虚拟现实系统应具有以下四个特征：（1）多感知性。指除一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、甚至还包括味觉、嗅觉、感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的感知功能。（2）存在感。指用户感动作为主角存在于模拟环境中的真实程度。理想的模拟环境应该达到使用户难辨真假的程度。（3）交互性。指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境得到反馈的自然程度。（4）自主性。指虚拟环境中物体依据现实世界物理运动定律动作的程度[4]。 虚拟现实技术自诞生以来，其应用一直受到科学界、工程界的重视，并不断取得进展，虚拟现实蕴藏的技术内涵与艺术魅力不断地激发着人们丰富的想象思维和创造的热情。从本质上讲，虚拟现实技术就是一种先进的人机交互技术[5]，其追求的技术目标就是尽量使用户与电脑虚拟环境进行自然式的交互。因此，虚拟现实技术为我们架起了一座人与数字世界沟通的桥梁。 二、虚拟现实技术在数字校园系统的应用解析 目前，数字校园存在有2个定义，并分别带来不同的研究与实践。一种定义是从信息、网络和媒体技术发展角度，数字校园被理解为一个以计算机和网络为平台的、远程教学为主的信息主体；另一个事从因特网、虚拟现实技术、网络虚
虚拟现实技术的应用研究
虚拟现实技术的应用研究 来源:毕业论文网 摘要：随着计算机技术的迅猛发展，虚拟现实技术的应用日趋广泛和深入。基于此，本文 将深入浅出地对虚拟现实技术的定义、应用领域、未来的发展前景和存在的问题进行介绍，重点阐述虚拟现实技术的应用领域以及相关研究，以期使读者对于虚拟现实有一个相对明 晰的认知。本文内容介绍：在第2部分会对虚拟现实技术进行简单介绍;第3部分将部分应用虚拟现实技术的领域进行介绍;第4部分描述虚拟现实技术研究现状和前景;在第5部分 对全文进行总结。 关键词：虚拟现实技术研究现状虚拟现实应用虚拟现实发展前景 一、引言 虚拟现实对于很多人来讲还是一个比较新的词汇，也可能你听说过，但并不了解，只 是认为佩戴显示设备，观看虚拟出来的内容，有身临其境之感，以为这就是虚拟现实技术。不尽然，那虚拟现实技术究竟指什么呢?本文将为读者解决这个困惑。 二、虚拟现实技术简介 2.1什么是虚拟现实技术 虚拟现实技术即虚拟现实。虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高 新技术。从本质上来说，虚拟现实是一种先进的计算机用户接口，它通过给用户同时提供视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段，因此具有多感知性、存在感、交互性、自主性等重要特征。虚拟现实技术并不是一项单一的技术，而是多种技术综合后产生的，其核心的关键技术主要有动态环境建模技术、立体显示和传感器技术、系统开发工具 应用技术、实时三维图形生成技术、系统集成技术等五大项。 2.2虚拟现实技术特征 虚拟现实技术主要有四个特征：(1)沉浸性：主要是指让计算机产生一种虚拟的环境，让参与到其中的人有一种和现实世界一样的感觉，就如身临其境一般。(2)交互性：主要是指用户对计算机模拟出的虚拟环境中的物体具有可操作性和从虚拟环境中的物体上得到的 反馈。(3)想象力：主要是指虚拟现实技术它具有很广阔的想象空间，不仅可以模拟出现实存在的世界，而且还可以模拟出不存在的环境。(4)多感知性：主要是指这项技术不仅能够让我们感受到视觉和听觉这两种一般计算机就可以给我们提供的感觉外，还可以给我们提 供触觉、味觉等一般计算机难以模拟出的感觉。 三、虚拟现实技术的应用领域 虚拟现实技术在很多领域内均有比较理想的应用，如教育与培训、娱乐与艺术、医学、军事、商业等领域，下面我们将就其中几个比较典型的应用领域展开叙述。 3.1教育与培训
本科毕业设计论文--虚拟现实场景模拟论文
虚拟现实课程学习实践报告 院系：理学院数学系 专业：应用数学 班级：应数1301 学号：131003014 姓名：李媛媛 任课教师：侯筱婷 日期：2016年5月
VRML基础——三维场景建模 一．参考“VRML2.0交互式三维图形编程”等文献资料，回答下列问题。 1）field, exposedField, eventIn, eventOut（P13） 节点有的是用来定义三维形体，有的是用来定义形体的显示特征如颜色，有的是用来产生形体的运动等变化，每一个节点都有一个或者多个参数，这些参数称为字段（field）及事件（event）.字段有两种类型：field,exposedField,事件也有两种：eventIn,eventOut,我们把它翻译成事件进和事件出 2）vrml的坐标系统（国际标准规定，P16） VRML文件显示的是三维空间的物体，将其所生产的物体放置在一个符合右手螺旋法则的三维坐标系中，可以将这个坐标系看做是程序的总体坐标系，国际标准规定：物体从+Z轴方向投影在一个+X轴向右、+Y轴向上的二位坐标系统中，+Z轴朝外，人的眼睛及观察点的坐标为（0 0 10）人的眼睛朝原点看去，这是缺省时的观察位置及观察方向。 3）局部坐标系（P16，Transform节点构建局部坐标系P37） 一些VRML程序中的Transform,Group节点可以使多个物体组成一个节点组，节点组可以放置在空间的任意地方，也可以在程序中移动或旋转节点组的坐标，一个大节点组里可以有小节点组，小节点组里可以有小小节点组，每个节点组拥有一个坐标系，称为这个节点组的局部坐标系。Transform是一个重要的组节点，它可以构成一个局部坐标系，利用translation,rotation,scale等字段可以对Transform的字节点中的形体产生移位、旋转、比例放缩等效果。 4)Appearance节点（P22）的三个域material、texture（重点：ImageTexture 节点）、 textureTransform（P109用来实现纹理的几何变换，产生特殊效果纹理，比如贴图的重复和部分显示） Appearance节点可以用来定义形体的外观效果，如材质、贴图。其三个域为material、texture、 textureTransform。可以用在material后面的节点是Material，它定义了物体的材质。可以用在texture后面的节点是ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture三个节点，texture在计算机图形学里表示纹理。ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture分别表示静止图片纹理、运动影像纹理、像素图纹理。可用在textureTransform后面的节点为TextureTransform，这一节点可以用来进行纹理的几何变换，以产生特殊效果的纹理，还可以使贴图旋转。 5)Extrusion挤出造型节点（P23，扭曲造型怎样实现） 通过Extrusion节点可以生成一个拉伸体，拉伸及诶单形成一个形体，形体由一个断面沿着三维空间里的一条折线段伸展而成，断面在不同位置可以有比例的变化甚至旋转，由此生成我们所需要的有复杂形状的物体。 6)和空间中点相关的节点：Coordinate节点（P23）、PointSet节点（P29-30，用Material节点的emissiveColor来定义点的颜色，模拟夜空中的星星）Coordinate节点只有一个字段：point，表示点的坐标，由于这个字段是exposedField字段，因而可以在程序运行时改变点的坐标。PointSet节点有两个字段，并且是在程序运行时可以改变的字段，PointSet节点主要用于表示夜晚天空的星星，点的大小不能定义，可以定义多个点的坐标和颜色，也可以只定义点的坐标，点的颜色利用Material节点的emissiveColor.
3DS MAX建模方法介绍 虚拟现实
3DS MAX建模方法介绍 3DS MAX（简称MAX）软件，是Autodesk公司开发的基于PC系统的三维动画渲染和制作软件。它集建模、动画、渲染于一体，被广泛地应用于娱乐游戏、影视动画、广告动画、建筑设计、工业设计、虚拟现实等领域，是当前世界上销量最大的虚拟现实技术应用软件。 三维建模是三维动画处理和可视化设计的基础，处于所有工作流程的开始阶段，起着极其重要的作用。在3ds Max 中有非常多的建模方法，如基础建模、复合对象建模、二维图形建模、多边模建模、面片建模、NURBS 建模等，面对如此多的建模方法，应充分了解每个方法的优势和不足，掌握其特点及适用对象，选择最适合的创建方法，可以创建出逼真的效果。 图1：3ds Max软件界面 1、基础建模 基础建模是最基础也是最常用的建模方法，如标准基本体扩展基本体、二维图形等，它是从几何体创建命令面板中创建，方法很简单，单击拖动鼠标或使用键盘输出即可，每种几何体都由多种属性参数控制，通过对参数的调整来控制基本体的形态基础模型可以搭建简单的模型，同时也是创建复杂模型的基础。从理论上说，任何复杂的物体都可以拆分成多个标准的内置模型；反之，多个标准的内置模型也可以合成任何复杂的物体模型，简单的物体可以用内置模型进行创建，通过参数调整其大小、比例和位置，最后形成物体的模型。而更为复杂的物体可以先由内置模型进行创建再利用编辑修改器进行弯曲、扭曲等变形操作，最后形成所需物体的模型。
2、复合对象建模 复合物体是指将两个或更多的对象组合形成的新对象，实际物体往往可以看成是由很多简单物体组合而成。对于合并的过程可以反复调节，从而制作一些高难度的造型，如头发、毛皮复杂的地形和变形动画等复合物体生成的方法有以下几种变形：由两个或多个节点数相同的二维或三维物体组成通过对这些节点的插入，从一个物体变为另一个物体，其间的形状发生渐变而生成动画。 连接：由两个带有开放面的物体，通过开放面或空洞将其连接后组合成一个新的物体连接的对象必须都有开放的面或空洞，就是两个对象连接的位置； 布尔：对两个以上的对象进行并集、差集、交集的运算，得到新的对象形态； 放样：起源于古代的造船技术，以龙骨为路径，在不同界面处放入木板，从而产生船体模型这种技术被应用于三维建模领域，即放样操作； 形体合并：将一个二维图形投影到一个三维对象表面，从而产生相交或相减的效果常用于生产物体边面的文字镂空、花纹、立体浮雕效果，从复杂面物体截取部分表面以及一些动画效果等； 包裹：将一个物体的节点包裹到另一个物体表面上，而塑造一个新物体，常用于给物体添加几何细节； 地形：根据一组等高线的分布创建地形对象； 离散：将物体的多个副本散布到屏幕上或定义的区域内； 水滴网格：将粒子系统转换为网格对象。 3、二维图形建模 二维图形是指由一条或多条样条线组成的对象，二维图形创建在复合物体面片建模中应用比较广泛，它可以作为几何形体直接渲染输出，更重要的是可以通过二维挤出、旋转、斜切等编辑修改，使二维图形转换为三维图形，或作为动画的路径和放样的路径或截面使用，还可以将二维图形直接设置成可渲染的，创建霓红灯一类的效果3ds Max 包含 3 种重要的线类型：样条线、NURBS 曲线、扩展样条线，在许多方面它们的用处是相同的，其中的样条线继承了NURBS 曲线和扩展样条线所具有的特性，绝大部分默认的图形方式是样条方式。样条线建模是指调用样条强大的可塑性，并配合样条自身的可渲染性，样条线专用修改器以及放样的创建方法，制作形态富于变化的模型，一般多用于抽作复杂模型的外部形状或不规则物体的截面轮廓。 4 、多边形建模 多边形建模是最为传统和经典的一种建模方式。3ds Max 中的多边形建模
[关于虚拟现实的科技论文3000字]虚拟现实技术论文
竭诚为您提供优质的服务，优质的文档，谢谢阅读/双击去除 [关于虚拟现实的科技论文3000字]虚 拟现实技术论文 虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合 性信息技术，下面是小编为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文3000字，希望能够对您有所帮助。 关于虚拟现实的科技论文3000字篇一 工程管理中的虚拟现实技术应用 摘要：随着我国经济的稳步增长和基础建设规模的加大，建设项目的规模越来越大，结构形式日益复杂，对工程项目管理的科学性、精确性要求越来越高。实现工程项目管理的信息化、智能化、可视化和集成化成为土木建筑工程项目管
理现代化的要求和本领域的研究热点。虚拟现实技术(Virtualreality，Vr)是综合性与集成性极强的高新技术，多个领域都得到了广泛的应用，土木建筑工程的各个学科专业也不例外。工程项目管理作为土木建筑工程的新兴分支学科，贯穿整个建设项目的生命周期。从项目构思、规划、设计到项目立项、施工等，虚拟现实技术为工程项目管理提供了更有效、更直观、交互式的工程项目管理方法和途径。虚拟现实技术在工程项目管理中的应用主要有以下几个方面：1)建设项目经济评价与可行性研究中的应用;2)在房地产工程项目中的应用;3)在工程项目招标投标中的应用;4)在工 程施工管理中的应用;5)在物业管理中的应用。 一在工程项目招标投标中的应用 建筑业是我国的支柱产业，建筑市场的过度竞争已是长期的事实。现代建筑工程项目的运作，业主处于绝对有利的地位。在有限的时间内，如何使业主和评标的专家很好地了解投标文件的招投标文件的编制和被认可的程度直接关系 到承包商有没有中标的机会。因此，承包商在注重投标文件的技术可行、报价合理的同时，也非常注重投标文件的包装。
虚拟现实场景模拟论文
虚拟现实 课程学习实践报告 院系：理学院数学系 专业：应用数学 班级：应数1301 学号：131003014 姓名：李媛媛 任课教师：侯筱婷 日期：2016年5月______
VRML 基础——三维场景建模 一.参考“ VRML2.0交互式三维图形编程”等文献资料，回答下列问题。 1）field, exposedField, eventIn, eventOut （P13）节点有的是用来定义三维形体，有的是用来定义形体的显示特征如颜色，有的是用来产生形体的运动等变化，每一个节点都有一个或者多个参数，这些参数称为字段（field ）及事件（event ）. 字段有两种类型：field,exposedField, 事件也有两种：eventIn,eventOut, 我们把它翻译成事件进和事件出 2）vrml 的坐标系统（国际标准规定，P16） VRML 文件显示的是三维空间的物体，将其所生产的物体放置在一个符合右手螺旋法则的三维坐标系中，可以将这个坐标系看做是程序的总体坐标系，国际标准规定：物体从+Z轴方向投影在一个+X轴向右、+Y轴向上的二位坐标系统中，+Z 轴朝外，人的眼睛及观察点的坐标为（0 0 10 ）人的眼睛朝原点看去，这是缺省时的观察位置及观察方向。 3）局部坐标系（P16，Transform 节点构建局部坐标系P37） 一些VRM程序中的Transform,Group节点可以使多个物体组成一个节点组，节点组可以放置在空间的任意地方，也可以在程序中移动或旋转节点组的坐标，一个大节点组里可以有小节点组，小节点组里可以有小小节点组，每个节点组拥有一个坐标系，称为这个节点组的局部坐标系。Transform 是一个重要的组节点，它可以构成一个局部坐标系，利用translation,rotation,scale 等字段可以对Transform 的字节点中的形体产生移位、旋转、比例放缩等效果。 4）Appearanee 节点（P22）的三个域material、texture （重点：ImageTexture 节点）、textureTransform （P109用来实现纹理的几何变换，产生特殊效果纹理，比如贴图的重复和部分显示） Appeara nee节点可以用来定义形体的外观效果，如材质、贴图。其三个域为material 、texture 、textureTransform 。可以用在material 后面的节点是 Material ，它定义了物体的材质。可以用在texture 后面的节点 是ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture 三个节点，texture 在计算机图形学里表示纹理。ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture 分别表示静止图片纹理、运动影像纹理、像素图纹理。可用在textureTransform 后面的节点为TextureTransform ，这一节点可以用来进行纹理的几何变换，以产生特殊效果的纹理，还可以使贴图旋转。 5）Extrusion挤出造型节点（P23,扭曲造型怎样实现） 通过Extrusion 节点可以生成一个拉伸体，拉伸及诶单形成一个形体，形体由一个断面沿着三维空间里的一条折线段伸展而成，断面在不同位置可以有比例的变化甚至旋转，由此生成我们所需要的有复杂形状的物体。
(VR虚拟现实)虚拟现实毕业设计论文
（VR虚拟现实）虚拟现实毕业设计论文
编号： 审定成绩：注：本论文仅供参考学习，不得用于抄袭或商用 重庆邮电大学 毕业设计（论文） 设计（论文）题目：虚拟环境人物动作控制研究 学院名称：计算机科学与技术 学生姓名：陈洋 专业：计算机科学与技术 班级：0410702 学号：07100217 指导教师：魏秉铎 答辩组负责人：邓亚平 填表时间：二0一一年六月 重庆邮电大学教务处制
摘要 虚拟现实技术是一门非常前沿的技术。它一经应用，就向人们展示了诱人的前景，因此在世界各国特别是发达国家很多都为此进行了广泛的研究。 而虚拟场景人物动作控制研究作为虚拟现实技术的核心技术之一，其地位之关键，不容置疑。不管将其应用于商业，应用于娱乐，应用于军事演习，还是应用于各大工业仿真，它都能有广泛的应用。 那么，如何控制虚拟环境中人物的各种动作，便成为了本次毕业设计的重点。经过一番讨论，本次毕业设计决定运用Unity3D虚拟现实软件，加以3DS Max 建模软件配合，虚拟出场景和人物作为研究手段，然后在虚拟现实的大环境下，以脚本进行对虚拟人物动作控制的研究，实现人物与场景相结合，场景的天气控制，网络多人交互，网络坐标方向同步，网络人物动作同步，即时聊天等等。 经过一番比较深入的研究，基本上完成了在设计阶段定下的指标。在作品里，用户可以自由选择自己喜欢的人物角色。然后，用户还可以自己取一个喜欢的名字，便可以登录搭建好的虚拟社区里了。之后，用户就像在现实生活中一样，可以在虚拟的环境里面自由活动，任意交互，上可谈天论地，登高望远；下可穿梭丛林，一窥海底之奥。除此之外，用户还能对其他也在虚拟社区中活动的用户做一些特殊的动作，比如弹跳、赛跑等。整个设计作品可以让用户身临其境，留连忘返。用户不再只是单单观看者，也成为了影响社区的参与者！ 在网络方面，也是令我煞费苦心。网络虚拟社区的具体搭建，第一是要有内部的互动，然后就是要有外部网络之间的交流。因此这就涉及到Unity3D软件，建模软件，贴图软件以及服务器等关键技术了。在本次毕业设计中，我选择了SmartFoxServer作为我虚拟社区的服务器。原因是Smart Fox Server服务器端同时还提供了很多方便快捷的ClientAPI，因此能大幅度缩短了我在这上面耗费的时间，并且取得很好的网络交互效果。 运用了网络技术，该系统的实现便摆脱了单机虚拟场景里用户之间人物互动交流不足的弱点。而整个虚拟环境人物动作控制的主要问题也随之得到解决。【关键词】虚拟现实人物动作控制网络虚拟社区 ABSTRACT Virtual reality technology is a very cutting-edge technology. Upon application of it, showing people an attractive prospect.So many of the world, especially the developed countries have carried out extensive research for this.
各种虚拟现实软件比较
各种虚拟现实软件比较 辣条|2013-09-29 11:13|次浏览|Unity(261) 虚拟现实软件的好坏问题争论了很久，相信也会一直争论下去，软件的好坏本身就是相对的，因此使用者更应该从自身的角度和所处的行业特点来选择适合自己的软件. virtools 接近于微型游戏引擎,互动性强大,目前被认为是功能最强大的元老级虚拟现实制作软件.学 习资料也比较多,开发WEB3D游戏的首选浏览插件10M左右的庞大体积是个瓶颈,但是随 着国内带宽的增加，这方面的影像已经越来越显得微不足道了。他的应用将有着无限的前景！ QUEST3D 也是元老级的软件了,曾经的超牛DEMO让许多人热捧,且好像是节点式的操作,比较强大. vrml q3d vt vgs vrp cult3d quest3d anark，画质也比较优异,入门难度有,浏览插件2M左右,算是中级化,也可以适应亚洲. UNITY 3D DEMO的高质量致使许多人热捧,画质确实够强,互动性近期也有几个游戏式的作品,也可以 说明UNITY是有很强的互动性的,运行于MAC系统上,所以目前用的人比较少.有强大的地 形绘制器,这个是比较引以为荣的,浏览插件大概3M左右。 TURNTOOL 此虚拟现实制作软件，在展示方面比较擅长,画质国内的和WEBMAX差不多.资料还是比较少,英文好的朋友可以去TT的官方论坛看老外的教程,以插件的方式嵌入3DMAX里,导出比 较简易,也是为数不多的轻量级WEB3D软件.浏览插件在800K左右,也适合亚太地区的带宽 承受范围。 GLUT - OpenGL Utility Toolkit GLUT 是一个与操作系统无关的OpenGL程序工具库, 它实现了可移植的OpenGL窗口编程 接口，GLUT支持C/C++、FORTRAN、ADA。工具包当前版本号为3.7，支持OpenGL多 窗口渲染、回调事件处理、复杂的输入设备控制、计时器、层叠菜单、常见物体绘制函数、各种窗口管理函数等。GLUT不是一个全功能的开发包，并不适合大型应用的开发，它只 为中小应用而设计，特别适合初学者学习和应用OpenGL，由此入门相对容易。 SGI OpenGL Peformer SGI公司是业界的领导厂商之一，在实时可视化仿真或其它对显示性能要求高的专业3D图形应用领域里，OpenGL Performer为创建此类应用提供的强大而容易理解的编程接口。Performer可以大幅度减轻3D开发人员的编程工作，并可以容易地提高3D应用程序的性能。它的软件模块对数据的组织和显示做了广泛的优化。 OpenGL Performer是SGI可视化仿真系统的一部分。它提供了访问Onyx4 UltimateVision、SGI Octane、SGI VPro图形子系统等SGI视景显示高级特性的接口。Performer和SGI图 形硬件一起提供了一套基于强大的、灵活的、可扩展的专业图形生成系统。Performer已 经被移植到多种图形平台，在使用的过程中，用户不需要考虑各种平台的硬件差异。
虚拟现实技术考试题和答案解析
虚拟现实技术试题（一） 1、虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion( 沉浸) Interaction( 交互) Imagination( 想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备多传感器组力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出，虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界 面”计算机综合技术，是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式桌面式增强式分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备数据手套三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一，一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch) 、转动角(yaw) 和偏转角（roll ）, 我们称为 6 自由度（6DOF）。 10、空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有机械跟踪器电磁跟踪器超声波跟踪器惯性跟踪器光学跟踪器。 11、所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要 有互补色偏振光时分式光栅式真三维显示. 12、正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立 体物体视觉。 13、HMD（Head_Mounted_Display ）, 头盔式显示器，主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置（CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment ）系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式 立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站投影设备跟踪系统声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术，分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建模 方法、涉及到物体的物理属性，行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作原理。 14、在真实感实时绘制技术中，为了提高显示的逼真度，加强真实性，常利用的方法有纹理映射反走样环境映射。 15、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中，目前有下面几种用来降低场景的复杂度，以提高三维场景的动态显示速度 的方法: 预测计算法、脱机计算法、3D剪切法、可见消隐法、细节层次模型法。其中细节层次模型法应用较为普遍。16、为了保证虚拟环境的真实性，常需要对虚拟物体进行碰撞检测，实现方法有多种，但其中的层次包围盒法方法是碰撞 检测算法中广泛使用的一种方法，它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。 实时绘制技术场景简化快速消隐纹理化对象限时绘制\