参赛选题数字媒体技术类软件.doc

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1、参赛选题：数字媒体技术类软件《AR互动引擎》软件设计文档作者：范修盛钟华庭辛枫璘2011年9月18日目录第一章引言31.1项目介绍31.2项目背景31.3项目创新点31.4文档出现术语解释3第二章需求分析42.1功能需求42.1.1总体功能需求42.1.2详细功能需求42.2运行环境5第三章总体设计63.1项目总体结构63.2处理流程设计7第四章详细设计74.1主要数据设计结构84.1.1引擎核心模块84.1.2AR交互模块104.1.3各模块构成114.2关键与技术难点的实现12第五章使用说明145.1安装与初始化1

2、45.2软件主要功能使用说明14第一章引言1.1项目介绍本项目作为一个3D游戏引擎，注重的是在游戏的方法上的创新与进行游戏的易上手性和游戏外接设备的减少上；使用摄像头进行对自定义特征卡片的位置信息捕捉转换成3D游戏角色的同步动作，进而进行游戏。1.2项目背景项目研究课题在国外有类似的研究项目，目前已知的应用为某国外电商利用其来进行对要进行快递的物品先打印成卡片，在进行摄像头捕捉卡片图案后，在背景中生成商品的虚拟化，以让消费者对商品的大小有一个直观的感受；国内目前据我们已知可能有类似的项目存在，但正式的产品研究和实现还未

3、出现。1.3项目创新点该项目与目前已存在的体感游戏项目最大的不同是，程序不需要依赖高昂的外设，即可体验体感游戏的乐趣。而与当前的AR项目相比，更加具有娱乐性，并且程序结构相比ARToolkit更加灵活，可以将引擎框架应用到除游戏以外应用程序领域。在游戏性方面，引擎将AR（现实增强）理念融入游戏当中，使其不仅仅在目前的一些商业中应用，如上文说到的电商使用其来使消费者了解商品的真实大小。1.4文档出现术语解释AR：AugmentedReality，意指通过将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一

4、个画面或空间同时存在。第一章需求分析2.1功能需求2.1.1总体功能需求游戏应用程序开发在不断的发展，无论是从技术上还是，游戏形式规则上都有许多突破和创新。受AR技术及3D游戏引擎技术的启发，该项目将传统的3D引擎技术与AR技术结合，使引擎不仅要具备了一些3D游戏引擎功能，如：场景渲染、光影效果、动画、物理系统、碰撞检测、I/O等，还引入现实增强技术——AR交互功能，改进游戏控制方式，实现带有体感游戏操控方式增强用户体验。本项目主要由3D基础引擎及AR交互处理两大模块构成。2.1.2详细功能需求3D基础引擎3D基础引擎

5、是用于控制所有游戏功能的主程序，其功能包含渲染器、3D效果、载入角色模型、实现动画、物理模拟、粒子效果，还包括声音处理，接受响应玩家的键盘鼠标输入。（1）渲染器：实现场景，人物模型及GUI界面图像数据可视化，能够在屏幕上看到二维及三维的图像界面，并保证图像界面不会出现闪烁，断层等显示问题。a.场景渲染：实现计算生成三维立体游戏场景，增强视觉效果，并可添加更多的游戏元素。b.光照效果：实现不同的灯光顶点着色以及照明映射产生不同的照明效果，增强游戏真实感。c.雾效果：让远处的世界淡出视野，仿佛体验真实的场景。d.着色：能对

6、场景进行着色，增强场景渲染效果逼真程度。e.纹理：在不同的显示场景中使用不同的纹理进行渲染，使其有美化的效果。f.阴影效果：增强纹理模糊，炮火烟雾效果，角色模型效果逼真，并生成物体相应的影子，使其看起来更加形象生动。（3）角色模型与动画：实现角色模型骨骼模型和骨骼动画生成，使游戏人物更具真实感。（4）物理模拟、粒子效果：游戏中的模型进行物理动力学模拟和粒子爆炸渲染实现。（5）声音处理：读取声音文件，按照指定的音量播放声音文件，配合游戏进展增强游戏声感音控。（6）碰撞检测：实现游戏角色和静态场景的碰撞、和怪物、NPC的碰

7、撞检测，使游戏进程具有一定的物理真实感觉。（7）I/O管理：接受和管理用户的各种游戏操作，包括在键盘操作和摄像头捕捉动作之间进行切换。AR交互处理AR交互技术主要是通过摄像头捕捉图像，利用图像处理算法对图像信息进行特征分析获取目标卡片的模拟3D坐标数据信息，通过算法处理，使卡片跟游戏角色的动作（包括移动，技能释放）关联起来实现卡片操控交互。（1）摄像图像捕捉：实现摄像头捕捉图像数据，并提供引擎使用。（2）特征图像识别：摄像头对捕捉到的图像进行数据扫描，可进行卡片特征检测识别。（3）动作数据检测：实现对检测到的卡片数据进

8、行逻辑分析，可根据不用的坐标变化产生不同的动作数据。（4）卡片操控交互：实现检测分析到的动作数据与游戏角色动作关联，并可进行卡片操控游戏角色的体感交互。2.2运行环境操作系统版本要求在WindowsXP及更高版本；操作系统装有附件中的glut32.dll、DSVL.dll和artoolkitdll依赖组件；操作系统装有vs2010