基于组件式三维室内漫游系统设计与实现

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1、万方数据中图分类号：TP317.4密级：公开UDC：620单位代码：10460基于组件式的三维室内漫游系统的设计与实现ThedesignandimplementationofThree-dimensionalindoorroamingsystembasedonComponent申请人姓名王星申请学位硕士学科专业计算机应用技术研究方向计算机图形图像导师王玉琨职称教授提交日期2012.04答辩日期2012.06河南理工大学万方数据万方数据河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：基于组件式的三维室内漫游系统

2、的设计与实现，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日万方数据万方数据致谢在论文完成之际，三年的研究生校园生活也马上就要结束了。在这三年的时间里，河南理工大学为我科研题目的研究提供了良好的学习环境，让我深入地意识到了自己的兴趣所在，明确了今后要从事的工作方向。并且在这三年的时间里，我学会了很多新的知识，无论是在对理论的研究方面还是在实践操作方面，都有很大地提高。虽然在学习的过程中遇到了

4、很多困难，但是也深深的使我体会到了突破困难后的乐趣是永远值得回味的。论文能够顺利如期的完成，在这里首先要非常感谢我的导师王玉琨教授，在写论文的过程中，他的悉心指导与严格要求使得我的论文才能够如期的完成。无论是在论文的选题、研究路线的形成，还是在后期对论文的修改和审核方面，恩师都为此倾注了大量的时间与精力。在与导师反复地讨论与交流中，不仅使我对自己科研题目的研究有了深入的了解，更重要的是恩师的那种对科研的执着、严谨的治学态度、渊博的学识以及平易近人的处世方式都值得我在以后的学习过程中学习，在此向恩师送上最真挚的谢意！另外，在

5、研究生学习期间，计算机学院许多领导、老师和同学也给予了我很大的帮助、关心以及支持，在此对他们表示诚挚的感谢。最后，再一次真诚地感谢三年以来不论是在学习上还是在生活上所有给予我无私帮助和关怀的师长以及亲人和朋友们！万方数据万方数据摘要随着组件技术与虚拟现实技术地迅速发展，无论是在业界还是学术界，高重用性、真实感和实时性的三维室内漫游系统已成为当前的迫切要求。基于组件式构建三维室内漫游系统概念的提出，无疑提高了整个高真实感室内系统的开发速度。为此，本文结合以一个室内漫游系统为研究对象，研究了如何采用参数化组件技术构建室内场景中

6、的三维模型以及通过综合利用计算机图形学、人工智能、视景仿真和实时动画等先进的技术和手段，开发出了一个虚拟现实系统，成功实现了室内漫游场景的仿真。此前研究的室内漫游系统的实现，大多都是基于OpenGL或DirectX等底层图形接口进行建模和渲染，如果直接使用它们提供的API函数接口进行系统开发的话，不仅系统的开发周期长，而且在软件的可靠性以及仿真的逼真性方面都比较低。从而违背了虚拟模拟系统的开发要求以及现代软件的开发趋势，组件技术在实现代码的重用以及软件的快速开发中已成为首选手段。因此，使用组件技术快速地建立三维模型，并通过

7、该技术对OpenGL提供的基本图形函数和系统功能模块的封装，是开发整个室内漫游系统的关键。本文首先分析并研究了使用参数化组件技术对三维模型的快速组装，为实现场景的实时绘制，本文在室内场景的数据管理和调度优化方面作了较深入的研究。在此基础上，设计并实现了对整个系统非常重要的渲染模块、场景数据管理模块，并对这两个模块的实现细节做了较深入的阐述；在满足了场景实时绘制的同时，并重点研究了场景的真实感绘制，场景中三维模型的逼真度是保证场景真实性的基础，在三维模型的建立方面，采用了参数化组件技术，不仅能够实现三维模型地快速构建，而且也

8、能够实现模型的重用。在保证场景真实性方面，还在场景光照效果的模拟、隐藏面消隐等方面做了较深入的分析。碰撞检测和漫游路径规划是一个交互式漫游系统必不可少的部分，在本文中采用了一种将BSP树和改进的包围盒相结合的碰撞检测算法，而对于场景漫游路径的规划，采用了一种自动生成漫游路径的算法，并结合A*算法实现两个