基于kinect多人在线虚拟实验系统的研究

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1、工学硕古学位论文基于Ｋｉｎｅｃｔ多人在线虛拟实验系统的硏究张佳梁哈尔滨理王大学２０１６年３月国内图书分类号：TP391.9工学硕士学位论文基于Kinect多人在线虚拟仿真实验的研究硕士研究生：张佳梁导师：郭文兰申请学位级别：工学硕士学科、专业：计算机科学与技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391.1DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonMultiplayerOnlineVirtualExperim

2、entSystemBasedonKinectCandidate：ZhangJialiangSupervisor：GuoWenlanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerScienceandTechnologyDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明；此处所提交的硕±学位论文《基于巧ｎｅｃｔ多人在线虚拟实验系统的研究

3、》，是本人在导师指导下，在哈尔祭理工大学攻读硕±学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己＾±明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中巧明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：；日期如攻（年＾月知日哈尔滨理工大学硕击学位论文使用授极书《基于Ｋｉｎｅｃｔ多人在线虚拟实验系统的研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于

4、保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部口提交论文和电子。版本，允许论文被查阅和借阅本人摆权哈尔滨理工大学可从采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口在年解密后适用授权书。不保密巧／（请在抖上相应方框内打Ｖ）作者签名；日期：各年＾月？冷曰导师签名。；或畫曰期；《年３月？曰基于Kinect的多人在线虚拟实验系统的研究摘要传统的虚拟仿真实验大多依赖于鼠标键盘的交互方式，并且大部分只允许单人操作。如何开发一款高沉浸感，以体感交互的方式进行操作，允许多人同时操作，实现团队协作的虚拟仿真实验成

5、为热点问题。本文研究了机器学习领域的Kinect体感交互技术，该技术可以获取空间深度图像、分离人体图像、确定人体骨骼信息，最终捕捉人体动作。在由Unity3D搭建的虚拟环境中调用并处理这些信息后，用户可以通过体感的方式对虚拟实验进行操作。这种自然人机交互方式给用户带来更高的真实感和沉浸感。同时，本文在虚拟仿真实验中引入远程过程调用（RemoteProcessCall,RPC）技术，实现了虚拟实验系统在局域网范围内的服务器与客户端相连接功能，实验者将自己的操作实时同步到其他实验者的实验环境中。弥补了体感虚拟实验在多人协作方面的空缺。本文的研究内容包括：分析Kinect体感技术

6、基本原理及其相关应用，以及体感虚拟实验中网络技术的比较与选择，体感多人虚拟实验基本框架，具体工程应用评测四个方面：首先，详细分析了Kinect人体姿势识别的技术原理，包括基于LightCoding技术的深度图像采集和生成、基于随机决策森林的人体部位分类方案，以及骨骼关节定位方案。扼要介绍了如何调用KinectSDKforWindows。调研了海内外开发者在基于Kinect的各行业的应用研究情况。其次，分析研究了能够适用于虚拟实验的网络技术，包括Socket和RPC技术。分别分析了它们的优缺点及应用场合。结合体感虚拟实验对于网络通信的实际需要，确定应用RPC技术作为体感虚拟实

7、验多人通信模块的核心技术。并阐述了基于Unity3D引擎的远程过程调用的具体实现。再次，详细阐述了基于Kinect体感技术多人在线虚拟实验的系统框架及各模块的功能作用。最后，为验证本文构想的可行性，设计并实现了一款基于Kinect体感技术多人在线的虚拟化学实验。经过评测，该虚拟实验具有效果逼真、可自然人机交互以及支持多人在线同时操作的特点，具有良好的实际使用价值。关键词多人在线；虚拟实验；Kinect；体感交互；Unity3D-I-ResearchontheMultiplayerOnlineVirtualExper