室内三维漫游系统的设计与实现

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1、分类号密级公开注1UDC学位论文室内三维漫游系统的设计与实现（题名和副题名）孙皓（作者姓名）指导教师董乐副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2014.3.25论文答辩日期2014.5.28学位授予单位和日期电子科技大学2012年6月29日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFATHREE-DIMENSIONALINDOORROAMINGSYSTEMAMasterThesisSubmittedtoUniversityof

2、ElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:SoftwareEngineeringAuthor:SunHaoAdvisor:DongLeSchool:SchoolofInformationandSoftwareEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了

3、明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要三维场景漫游系统是指在一个逼真的集视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境中，用户借助一定的装备以自然的方式在该虚拟空间中漫游，从任意角度对环境中的虚拟对象进行观察，从而产生

4、亲临其境的真实感觉，同时也可以对场景中的物体进行操作并获取反馈。碰撞检测技术作为漫游系统设计过程中的核心研究内容，通过遍历场景中所有模型，依次进行位置计算，判断是否发生碰撞，它的好坏影响了交互漫游过程中用户的沉浸感和真实性体验。本文介绍了碰撞检测技术的基本思想、种类以及相关实现算法，重点介绍了包围盒算法和BSP(二叉空间分割)算法，并结合AABB（坐标轴的轴向包围盒）算法和BSP算法的优点提出本系统使用的碰撞检测算法，实现了更好的检测效果。场景管理模块和渲染模块是系统实现过程中的核心模块，影响了对场景的实时绘制和真实性绘制。本文在场景数据管理和调度优化方面也做了深入研

5、究，更好的保证了场景绘制的实时性。在此基础上，重点研究场景真实感绘制，除采用了参数化组件技术快速构建三维模型外，还结合纹理贴图技术，光照效果模拟技术、隐藏面消隐技术，在不影响实时性的前提下增强了场景的真实感。论文撰写过程中重点介绍了场景内三维模型的创建，尤其是对于复杂的模型。我们将复杂的模型逐层分解成简单几何图元的组合，利用参数化组件技术，通过数据库文件中存放的控制模型尺寸的数据，可以方便的通过数据库文件来改变参数，进而实现对模型尺寸或者形状的控制。本系统采用参数化组件技术的来构建场景中的模型，通过该技术对OpenGL提供的基本图形函数和系统功能模块的封装，并结合计算

6、机图形学、实时动画等先进技术，开发一个虚拟三维系统，实现场景漫游的仿真。本论文在系统设计和实现过程中，根据系统提供的功能，将系统进行模块化，系统被分为场景初始化模块、三维模型组件化模块、场景数据管理模块、渲染模块和漫游模块。我们通过对三维场景漫游系统进行了体系结构分析、相关数据分析、系统功能分析，使用参数化组件技术结合OpenGL来实现系统。关键词：三维漫游、碰撞检测、渲染模块IABSTRACTABSTRACTThree-dimensionalscenarioroamingsystemintegratesthefeelingsofsight,hearingandtou

7、ch,andisavirtualenvironmentwithspecificrange.Itisarealspaceorasimulationvirtualizationofanimaginaryspace.Userscanroaminthevirtualspacenaturallywiththehelpofgivenequipment.Nomatterfromwhatangle,userscanfeelobjectsofthevirtualenvironmentliketheyareinarealworld.Andtheycanalsocontr