连岛大桥全景漫游系统开发研究

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1、舟山连岛大桥全景漫游系统开发研究项目可行性报告一、立项的背景和意义桥梁不仅是城市交通的载体，也是城市的文化景观，早在1965年我国著名桥梁泰斗茅以升先生就提出了“桥文化”的观点。桥文化对展现一个城市的文化有着举足轻重的意义，已成为国内外学者的共识。在舟山，桥是城市文化景观带中的亮点，它们记载着舟山的历史、彰显着城市的人文精神，并推动了城市的发展，成为海洋文化的结晶。舟山跨海大桥起于舟山本岛，途经里钓岛、富翅岛、册子岛、金塘岛，跨越岑港水道、响礁门水道、桃夭门水道、西堠门水道、金塘水道,最后在宁波镇海登陆，按高速公路标准建设，全长约50

2、公里，其中桥长约25公里，总投资逾百亿元。跨4座岛屿、翻9个涵谷、穿2个隧道、建5座大桥，大陆连岛成为舟山市乃至浙江省的标志性建筑。舟山连岛大桥已经成为城市景观，桥梁、海景和岛屿构成舟山城市形象的重要内容；大桥也是舟山的城市名片，使舟山成为一座现代“桥梁博物馆”；大桥更是舟山的城市坐标，凝聚着舟山市民的文化情结。在全国大力发展文化产业的今天，舟山市正在打造大桥文化，通过大桥景观工程塑造舟山城市特色文化形象，提升舟山城市的影响力，推进舟山经济快速发展。在这样背景下，本项目借助计算机网络和三维虚拟现实技术开发舟山连岛大桥全景漫游系统，充分

3、利用连岛大桥这张名片扩大宣传舟山力度,对全面推动舟山经济发展具有重要意义。首先，通过本项目研发，建立舟山连岛大桥全景漫游系统，并借助Internet网络展示连岛大桥景观，提升舟山城市魅力，弥补景观工程的局限。其次，连岛大桥全景漫游展示技术，可以直接推广到舟山各个旅游景点全景漫游系统制作，推进旅游资源的开发和旅游服务的提升，促进舟山文化产业发展。一、国内外研究现状和发展趋势虚拟现实技术(VirtualReality，简称VR)又称灵境技术，1989年美国人JaronLanier提出，是一种逼真的模拟人在自然环境中的视、听、动作等行为的人

4、机界面技术。虚拟现实技术的基本特征是：沉浸性、交互性和感知性。沉浸性是指用户作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，交互性是指用户对虚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，感知性是指用户沉浸在多维信息空间中，依靠自己的感知和认知能力全方位地获取知识，发挥主观能动性，寻求解答，形成新的概念。虚拟现实系统从面向用户的角度上看，主要由以下三部分组成：虚拟场景、虚拟化身、人机交互接口网络。作为虚拟现实系统对现实世界的模拟体现，虚拟场景是虚拟现实系统中关键的部分，因此虚拟场景生成技术显得尤其重要。场景绘制技术是虚拟现实技术的基础和核心

5、。它的目的包括获取实际三维场景的几何数据，以及基于应用的需要，利用所获取的三维数据建立虚拟场景。目前利用计算机生成虚拟场景技术按照实现手段和辅助工具来分，可以归纳为三种：基于几何图形绘制技术或称基于模型绘制技术、基于图像绘制技术以及基于几何图形混合图像加速的绘制技术。作为传统且被广泛应用的基于几何图形绘制技术主要围绕图形建模和实时图形渲染两个方面进行。图形建模集中体现在场景实体之间的几何约束关系和环境光照建模。实时图形渲染则主要关心几何裁减、实时消隐和几何元素简化几个方面。基于几何绘制技术优点在于几何模型表现全面且能满足灵活多变的视角

6、变化需求。但是建模过程的复杂程度随着场景的扩大和细节表现的深入而急剧增大，而且提高了用户工作量和对设备计算能力的要求。为了袮补基于几何绘制技术的缺陷，提出了利用真实图像替代场景细节难以操作的几何关系，也就是基于几何混合图像绘制技术。虽然混合绘制技术可以降低了传统基于几何绘制技术的复杂度，但是仍不能从根本上解决它支持大场景生成时效率低、计算量大、实时性差以及对图形显示设备要求高等问题，同时增加了因几何与图像匹配关系调整所带来的工作量。最终出现了纯粹以图像为基础元素的基于图像绘制技术。利用基于图像绘制技术，虚拟现实可以实现更深层次的交互和

7、沉浸感，比起传统的基于几何图形绘制技术产生的可视化效果更逼真、绘制效率更高。基于图像绘制技术最近几年得到相当快速的发展。它现在主要应用在医学图像显示、遥感运动实体跟踪、军事仿真场景显示、数字博物馆系统、产品展示、虚拟制造、虚拟校园漫游等领域。在道路、桥梁全景漫游展示上也得到了广泛应用。如：孙海洋等人提出了“道路全景虚拟现实仿真与漫游系统的研制与开发“，李新华等人开发了“芜湖长江大桥多媒体全景漫游”系统。虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，作为一门科学和艺术将会不断走向成熟，在各行各业中将得到广泛应用，尤其在国家大力倡导发展文化产业

8、，开发旅游资源的今天，虚拟现实技术必将发挥神奇的作用，21世纪将是虚拟现实技术的时代。一、项目主要研究开发内容、技术关键及主要创新点1、项目主要研究开发内容本项目主要研究内容有四个方面：（1）连岛大桥图像采集和图像处理；