![[虚拟现实,系统]虚拟现实漫游系统的设计与实现](https://img.doczj.com/imgaa/1jwg7ic4bpxrl1v6paspvxli88co7ucn-a1.webp)
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虚拟现实漫游系统的设计与实现
摘要：漫游系统的设计以西北民族大学大学生实践创新中心为研究对象，利用3DS MAX、Unity3D等软件，探讨了虚拟现实漫游系统的设计与实现过程以及设计过程中需要注意的一些技术上的关键问题。漫游系统的设计实现了交互、自寻路径、碰撞检测等功能，真实的还原了大学生实践创新中心场景。
关键词：漫游系统；三维建模；模型优化；游戏引擎
1 系统概述
虚拟现实漫游系统是利用三维建模软件3ds MAX、MAYA等加以游戏引擎如UDK、Unity3D 等的配合来实现在电脑中再现现实世界的技术。西北民族大学大学生实践创新中心的设计利用3ds max软件建立模型，Photoshop软件处理贴图，最后将模型导入unity3d中设计游戏引擎并发布。
2 数据采集
数据采集阶段是系统开发的基础，西北民族大学大学生实践创新中心漫游系统的数据采集包括CAD图纸的设计、建筑参数的测量、建筑实景照片的拍摄以及室内数据的收集等。
利用计算机辅助设计CAD导出的图纸，精确搭建西北民族大学大学生实践创新中心建筑模型，不仅使工作效率得到极大的提高，同时模型的精度也是非常高的。建筑的高度难以测量，利用微积分思想，通过数台阶的方式。这样只需测量每个台阶的高度，就能通过简单的计算得到建筑的高度。
3 模型建立
3.1建筑建模
漫游系统制作的第一步就是模型的建立，首先，利用已有的西北民族大学大学生实践创新中心CAD图纸（如图1），将其导入3Ds MAX软件，采用分层导出的方法进行外场景建筑的制作。
3.2室内建模
室内建模对于还原场景十分重要，直接关系到后期用户界面的体验效果。模型精确程度关系到后期纹理贴图，模型不能过于简单，因为如果模型过于简单，模型就会显得粗糙，导致很多细节都不能表现出来，模型容易失真。但是如果物体的每一个面都用三维模型的面来模拟，又容易产生大量的三角面，增加了每一次的渲染时间。
3.3 建模流程和模型优化
3.3.1 三维建模流程
①涉及到多人参加建模，必须统一单位。
②模型中面片之间的最小间距大于场景中最大尺寸的二千分之一。
如果三维模型中两个面与面之间的距离小于此数值，会出现这两个面交替渲染的现象，从而产生渲染时闪烁的情况。三维模型的面片之间不允许有交叉和叠加共面现象，单个的模型不允许出现有破洞的情况，也不可以有黑色反面出现的情况。
③关于模型的结合问题。当三维物体的每一个模型中所有的面片都使用3DS Max软件经过三维建模和添加对应的材质之后，将材质相同的三维模型附加为一个整体，便于后期的移动和渲染。
④对在同一个平面上相邻的两个面可以删除公共的边，但是不要形成凹多边形，保证每个面都是凸多边形。
3.3.2模型优化
由于系统的资源有限，为在有限资源下使程序运行更加流畅，必须对模型进行优化。在3Ds MAX中，模型的面数对游戏流畅程度的影响极大，面数越多，资源消耗越大，从而游戏流畅程度越低，所以模型优化的一类就是减少面数。减少面数并不能随意的减少，只有那些没有贴图并且看不到的面才能优化，否则就会影响模型的外观。
4 材质及贴图的制作
贴图对于整个漫游系统的真实度起着至关重要的作用，整个贴图的设计过程包括照片采集、图像处理、贴图。
4.1 图片处理
利用photoshop软件对图片进行处理，除了对图片的颜色、亮度、污点等调整处理之外，由于大多数照片都是以仰拍的形式进行拍照的，所以将图片调正是贴图质量的关键。将待修改图片置入ps中，通过选择扭曲、缩放等功能的配合使图片调正。贴图像素不能太高，因为图片像素过高在3ds Max里难以导入且会增加渲染负担。
4.2 贴图
贴图主要过程包括，材质球设计、将材质赋予物体、添加UVW贴图。在对外场景建筑贴图过程中采用孤立物体、贴图、隐藏已贴图物体的方式进行贴图，使整个过程更加方便快捷。
对于地砖等进行贴图时注意不能在材质球中更改平铺次数，可以通过UVW贴图对平铺次数进行修改。因为如果直接修改材质球中平铺次数，将模型导入U3D时贴图的平铺次数实际上将不会改变。
贴图过程中还有一个重要的修改器--法线。在贴图过程中我们遇到贴完图渲染出来的却是黑色的问题，这时为模型添加法线修改器便能轻松解决。
4.3贴图优化
在添加UVW贴图后，对其进行塌陷全部命令，使模型转换为可编辑多边形。建模过程中会有很多命令夹杂重叠在模型上，这样就会占用很大一部分内存和CPU，从而拖慢电脑的运行速度，对模型进行塌陷后就会去除那些多余的命令等，把所有附加在立体模型上的修改器、贴图、形态等特征全部固化到模型上，从而节约出大量的内存提高电脑速度。
5 引擎的设计与实现
模型设计完成后，将模型导入unity中从而实现计划的功能。目标包括：灯光、相机的设置，自寻路径，语音播放，碰撞检测，人机交互等功能的实现。
5.1 模型导入前准备
由于3ds Max和unity3d两个不同软件之间的差异，制作好的模型并不能直接导入到unity中，我们还必须进行一系列的处理。
单位的处理
在导出模型前，必须在3DMAX中将系统默认单位设置进行修改，这样才不会在unity中出错。在3DMAX中，默认的单位是毫米，而在unity中默认的单位是米，这两个软件中单位不同。如果不进行相应的处理，将会出现unity中的模型非常小的情况。模型轴向的处理
模型导出前，必须在3DMAX中将模型的y轴设置为向上。因为在3DMAX中，模型的z轴是向上的，而在unity中向上的是y轴。如果不处理轴向，在3ds max中正常的模型，导入到unity中将会竖起来。
5.2功能实现
系统功能主要包括人机交互、碰撞检测、自寻路径等功能以及灯光、相机的设置。交互功能是实现漫游的重点，将‘上’、‘下’等逻辑功能封装成角色控制器组件实现第一人称视角。
碰撞检测在3D漫游系统中至关重要，是模拟物体遇到障碍物时的物理反应。例如当对象遇到墙壁时，则不能继续前进。通过为对象添加相应的碰撞器，物体便能够实现碰撞检测。
Light mapping（光照贴图技术）是一种增强静态场景光照效果的技术，它可以通过较少的性能消耗使得静态场景看上去更真实、丰富，以及更具有立体感。
在使用这一技术的时候，必须进行一定的设置。
①启动unity应用程序，打开大学生创新中心的模型。
②选中模型，在Inspector视图中，勾选该对象的Static复选框即可将模
型标记为Static，即通知unity这些物体是不会移动的静态物体，这类对象将会参与到光照贴图的烘焙。
③依次打开菜单栏中的Window-Lightmapping选项，会弹出Lightmapping视图。选中场景中的光源方向，在Lightmapping视图中的Object标签页下会出现该光源的设置。
④在Lightmapping视图中的Bake标签页下将Mode项选择为Single Lightmaps类型。更改Bounces数值为2，设置Sky Light Intensity为0.4。
⑤调整Resolution数值到60，让光影细节更精细些。
在Scene 视图右下角的位置，在Lightmap Display 对话框中勾选Show Resolution复选框，即可看到光照图在模型上的分辨率。
⑥单击Lightmapping视图右下角的Bake Scene按钮，即开始生成Lightmaps。同时unity主窗口右下角会出现进度条。待进度条完成后，结果会在Scene视图中显示烘焙的结果。
5.3 运行结果
西北民族大学大学生实践创新中心虚拟现实漫游系统运行效果如图2，图3。
论文虚拟现实技术
浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域，涉及的关键技术，最新研究进展，应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术，研究现状，相关应用，信息安全 一．虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感器等。 （虚拟现实技术穿戴的装备）
GrigoreBurdea和Philippe Coiffet在著作“Virtual Reality Technology”一书中指出，虚拟现实具有三个最突出的特征，即人们称道的“3I”特性：交互性(interactivity) 、沉浸感(Illusion of Immersion) 和构想性(imagination)。交互性主要是指参与者通过使用专门输入和输出设备，用人类的自然技能实现对模拟环境的考察与操作的程度。沉浸感是虚拟现实最主要的技术特征，它是指参与者在纯自然的状态下，借助交互设备和自身的感知觉系统，对虚拟环境的投入程度。构想性是指借助虚拟现实技术，使抽象概念具像化的程度。另外还有多感知性(Multi-Sensory)。所谓多感知是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能，由于相关技术，特别是传感技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、力觉、触觉、运动等几种。 所以，“3I＋M”就是虚拟现实系统的基本特征。 自1968年Ivan Sutherland发表一篇名为“The Ultimate Display”的论文至今，虚拟现实技术已经伴随着计算机技术的进步得到长足的发展。如今，众多的设备可被用于虚拟现实，包括头戴式显示器、数据手套、动作捕捉系统等[1]。虚拟现实技术已经在诸如建筑设计、军事仿真、虚拟制造、游戏娱乐、医学等领域得到广泛的应用。在教育、心理学、环保、文化艺术领域，虚拟现实技术也得到越来越多的关注[2]。 二．虚拟现实涉及的关键技术[3] 虚拟现实的关键技术主要包括：动态环境建模技术，实时三维图形生成技术，立体显示和传感器技术，应用系统开发工具，系统集成技术，实时三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，触觉、力觉反馈技术，立体声、语音输入输出技术。 动态环境建模技术：虚拟环境的建立是VR系统的核心内容，目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。 实时三维图形生成技术：三维图形的生成技术已经较为成熟，那么关键就是“实时”生成。为了达到实时的目的，至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒，最好高于30帧/秒。
浅谈虚拟现实技术在规划领域中的应用 作者：Why 摘要：随着信息时代的到来，越来越多的高新技术应用到社会的各个领域中来，而作为信息技术发展的首要驱动力的“虚拟现实”技术也越来越多地应用到规划领域中来。本文着重论述了虚拟现实技术在城市规划中的应用范围、应用的意义及其为我们带来的便利。 关键词：虚拟现实、范围、发展、迫切性、城市规划 虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），又称灵境技术，是90年代为科学界和工程界所关注的技术。它的兴起，为人机交互界面的发展开创了新的研究领域；为智能工程的应用提供了新的界面工具；为各类工程的大规模的数据可视化提供了新的描述方法。它是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体的说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互使用、相互影响，从而产正亲临其境的真实环境的感受和体验。这种技术的应用，改进了人们利用计算机进行多工程数据处理的方式，尤其在需要对大量抽象数据进行处理时；同时，它在许多不同领域的应用，可以带来巨大的经济效益。 1、虚拟现实技术的发展概述 1965年，Sutherland在篇名为《终极的显示》的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想，从此，人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。 随后的1966年，美国MIT的林肯实验室正式开始了头盔式显示器的研制工作。在这第一个HMD的样机完成不久，研制者又把能模拟力量和触觉的力反馈装置加入到这个系统中。1970年，出现了第一个功能较齐全的HMD系统。基于从60年代以来所取得的一系列成就，美国的JaronLanier在80年代初正式提出了“VirtualReality”一词。 80年代，美国宇航局（NASA）及美国国防部组织了一系列有关虚拟现实技术的研究，并取得了令人瞩目的研究成果，从而引起了人们对虚拟现实技术的广泛关注。1984年，NASAAmes研究中心虚拟行星探测实验室的M.McGreevy和J.Humphries博士组织开发了用于火星探测的虚拟环境视觉显示器，将火星探测器发回的数据输入计算机，为地面研究人员构造了火星表面的三维虚拟环境。在随后的虚拟交互环境工作站（VIEW）项目中，他们又开发了通用多传感个人仿真器和遥现设备。 进入90年代，迅速发展的计算机硬件技术与不断改进的计算机软件系统相匹配，使得基于大型数据集合的声音和图象的实时动画制作成为可能；人机交互系统的设计不断创新，新颖、实用的输入输出设备不断地进入市常而这些都为虚拟现实系统的发展打下了良好的基矗例如1993年的11月，宇航员利用虚拟现实系统成功地完成了从航天飞机的运输舱内取出新的望远镜面板的工作，而用虚拟现实技术设计波音777获得成功，是近年来引起科技界瞩目的又一件工作。可以看出，正是因为虚拟现实系统极其广泛的应用领域，如娱乐、军事、航天、设计、生产制造、信息管理、商贸、建筑、医疗保险、危险及恶劣环境下的遥操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等，人们对迅速发展中的虚拟现实系统的广阔应用前景充满了憧憬与兴趣。 2、虚拟现实在规划领域的应用范围 虚拟现实在规划信息存储和查询系统中的应用 例如土质数据库系统，地域信息系统，地理信息系统，城市政策信息系统等。这一类系
大学毕业设计(论文)开题报告 课题名称：漫游系统 学生姓名： 学号： 学院：信息科学与技术学院专业年级：计算机科学与技术级指导教师： 职称： 完成日期：二○○九年一月十三日
一、本课题来源及研究的目的和意义 1、课题来源 石河子大学信息科学与技术学院 2、本课题研究的目的和意义 虚拟现实技术是当今计算科学的一个研究热点，将虚拟现实技术引入校园的研究中，为校园的漫游和规划提供一种全新的手段，使得校园多了一个展示自己风貌的互动的实时漫游平台。 随着石河子大学知名度的提高，越来越多的人希望了解这所学校，上网是最快捷方便的办法。但是以传统的Web技术建立的网页，只能使用文本、静态画面或者交互能力低的动画来传达信息，如果想全面展示优美的校园，局限性是显而易见的。鉴此，我们将以GoogleSketchUp的方法创建石河子大学虚拟校园漫游系统，该系统将使那些没有机会实地参观的人获得身临其境的感受。 二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 1、基于OpenGL实现虚拟校园漫游系统 研究了基于VC++开发环境与OpenGL图形API的虚拟校园漫游系统的相关技术的设计与实现。并主要就三维建模、场景空间划分技术作了进一步的论述。 2、基于VRML的大学虚拟校园漫游系统 介绍了基于VRML技术建立的大学网络虚拟校园漫游系统的设计与实现，并就其中一个重要问题——VRML文件的优化作了详细的探讨。 3、IMAGIS下虚拟校园漫游系统的设计和实现 虚拟ＧＩＳ是ＧＩＳ的重要发展方向，应用领域广泛．将虚拟ＧＩＳ技术引入“数字校园”的研究中，为校园的规划和设计提供了一种全新手段＋本文基于ＩＭＡＧＩＳ‘软件，探讨了虚拟校园漫游系统的解决方案，讨论了虚拟建模与虚拟漫游的方法和全过程，论述了相关的技术特点，在此基础上使虚拟ＧＩＳ与实际应用领域更好地结合在一起．
第一章系统概述 1.1 系统介绍 “虚拟现实VR系统开发软件”是基于客户／服务器模式,其中服务器提供VR文件及支持资源客户通过网络下载希望访问的文件，并通过本地平台上的VR 浏览器交互式访问该文件描述的虚拟境界。因为浏览器是本地平台提供的，从而实现了和硬件平台的无关性。VR象HTML一样，是一种ASCII码描述语言，它是一套告诉浏览器如何创建一个三维世界并在其中航行的指令，这些指令由再现器解释执行，再现器是一个内置于浏览器中或外部的程序。由于VR是一个三维造型和渲染的图形描述性语言，复杂的3D术语转换为动态虚拟世界是高速的硬件和浏览器，又由于其交互性强和跨平台性，使虚拟现实在Internet上有着广泛的应用，例如远程教育、商业宣传等等。 为此本公司研发出“基于VR的虚拟模型软件”,从用户的角度来说，基本上是HTML加上第三维，但从开发者角度来说， VR环境的产生提供了一套完全的新标准，新过程以及新的Web 技术。交叉平台和浏览器的兼容性是首先要解决的问题。设计之前，必须明确指定目标平台（PC、 Mac、SGI的新O2等等）， CPU 速度、可以运行的带宽以及最适合使用的VR浏览器。 1.2系统功能概述 1.建模 “虚拟现实VR系统开发软件”的建造概念和其他工程建模概念相似，必须解决交流的问题，画出草图并研究材质的处理，生成模型、空间、化身，但必须考虑一些技术的限制，如，考虑到目标平台，决定在VR文件中放入多少多边图形；预先考虑到虚拟现实VR系统开发软件执行的动作，把相应的目标归类，用于设定三维物体之间的相互联系，建模与动画相互配合，如果归类正确合适，就会缩小生成动画效果之后文件的体积。虚拟现实的设计中必须考虑加入重力和碰撞的效果，以使虚拟现实的场景和生活中的相似。
虚拟现实课程学习实践报告 院系：理学院数学系 专业：应用数学 班级：应数1301 学号：131003014 姓名：李媛媛 任课教师：侯筱婷 日期：2016年5月
VRML基础——三维场景建模 一．参考“VRML2.0交互式三维图形编程”等文献资料，回答下列问题。 1）field, exposedField, eventIn, eventOut（P13） 节点有的是用来定义三维形体，有的是用来定义形体的显示特征如颜色，有的是用来产生形体的运动等变化，每一个节点都有一个或者多个参数，这些参数称为字段（field）及事件（event）.字段有两种类型：field,exposedField,事件也有两种：eventIn,eventOut,我们把它翻译成事件进和事件出 2）vrml的坐标系统（国际标准规定，P16） VRML文件显示的是三维空间的物体，将其所生产的物体放置在一个符合右手螺旋法则的三维坐标系中，可以将这个坐标系看做是程序的总体坐标系，国际标准规定：物体从+Z轴方向投影在一个+X轴向右、+Y轴向上的二位坐标系统中，+Z轴朝外，人的眼睛及观察点的坐标为（0 0 10）人的眼睛朝原点看去，这是缺省时的观察位置及观察方向。 3）局部坐标系（P16，Transform节点构建局部坐标系P37） 一些VRML程序中的Transform,Group节点可以使多个物体组成一个节点组，节点组可以放置在空间的任意地方，也可以在程序中移动或旋转节点组的坐标，一个大节点组里可以有小节点组，小节点组里可以有小小节点组，每个节点组拥有一个坐标系，称为这个节点组的局部坐标系。Transform是一个重要的组节点，它可以构成一个局部坐标系，利用translation,rotation,scale等字段可以对Transform的字节点中的形体产生移位、旋转、比例放缩等效果。 4)Appearance节点（P22）的三个域material、texture（重点：ImageTexture 节点）、 textureTransform（P109用来实现纹理的几何变换，产生特殊效果纹理，比如贴图的重复和部分显示） Appearance节点可以用来定义形体的外观效果，如材质、贴图。其三个域为material、texture、 textureTransform。可以用在material后面的节点是Material，它定义了物体的材质。可以用在texture后面的节点是ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture三个节点，texture在计算机图形学里表示纹理。ImageTexture,Movietexture,Pixeltexture分别表示静止图片纹理、运动影像纹理、像素图纹理。可用在textureTransform后面的节点为TextureTransform，这一节点可以用来进行纹理的几何变换，以产生特殊效果的纹理，还可以使贴图旋转。 5)Extrusion挤出造型节点（P23，扭曲造型怎样实现） 通过Extrusion节点可以生成一个拉伸体，拉伸及诶单形成一个形体，形体由一个断面沿着三维空间里的一条折线段伸展而成，断面在不同位置可以有比例的变化甚至旋转，由此生成我们所需要的有复杂形状的物体。 6)和空间中点相关的节点：Coordinate节点（P23）、PointSet节点（P29-30，用Material节点的emissiveColor来定义点的颜色，模拟夜空中的星星）Coordinate节点只有一个字段：point，表示点的坐标，由于这个字段是exposedField字段，因而可以在程序运行时改变点的坐标。PointSet节点有两个字段，并且是在程序运行时可以改变的字段，PointSet节点主要用于表示夜晚天空的星星，点的大小不能定义，可以定义多个点的坐标和颜色，也可以只定义点的坐标，点的颜色利用Material节点的emissiveColor.
（VR虚拟现实）虚拟检测系统设计与开发
工业设备运行状态虚拟检测系统设计与开发 一．实验目的 1．了解旋转机械检测系统的结构及组成，根据实际需要确定系统的方案。2．了解检测系统中各部分元器件的工作原理、特点和作用，并根据实际需要选择合适的元器件。 3．掌握传感器的安装方式、选择和标定。 4．掌握状态检测虚拟仪器系统设计与开发的基本步骤。 二．系统设计 1．实验对象 该实验台是一种模块化、开放型的机械设计综合实验装置，由硬件[动力模块、传动模块、支承联接、调节模块、加载模块]和软件【控制模块、工具模块、测试模块】等组成，通过对不同模块德选择和装配搭接可以组成典型机械传动装置。如图所示： 实验台结构简图 2．实验对象名称、型号及主要零部件的性能参数 1）动力模块 （1）Y90L-4电动机：额定功率1.5KW;同步转速：1500r/min，额定电压下，最大转矩予额定转矩之比2.3。 （2）MM420-150/3变频器。 2）传动模块 JS-100齿轮减速器：减速比1：1.5，齿数：Z1=32、Z2=48，螺旋角β＝8°4’9”，中心距a=100mm.法面模数Mn=2.5. 3）加载模块
CZ-5型磁粉制动器：额定转矩50Nm,激磁电流0.8A，允许滑差功率4KW。 3．监测参数 频带选定测量参数指南 1）电动机的测试参数 ?电动机 ?电源：单相交流，200/220伏，频率50/60Hz ?功率：1.5KW ?设定转速：1500rpm(25Hz) ?电动机振动的测定参数：速度 ?轴的转速：1500rpm 2）齿轮的测定参数 ?电机转速设定为：1500rpm(25Hz) ?若出现齿轮故障，将引起的振动频率 ?啮合频率=轴转频×齿数 小齿轮啮合频率=25×32=800(Hz) 大齿轮啮合频率=25×32/48×48=800(Hz) ?考虑3次谐波，为244Hz，属于“高频”。 ?齿轮振动测定参数：加速度
本科毕业设计（论文） 题目：虚拟现实技术在自动变速器 3D仿真的应用
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本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和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟，人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值，它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师，在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性！ 下面请跟随数虎图像一起，让我们从头开始认识虚拟现实实验室。 【虚拟现实实验室系统组成】： 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立一个完整的虚拟现实系统，首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征，并结合多年的虚拟现实实验室建设经验，最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成： 虚拟现实开发平台： 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是硬件开发平台，即高性能图像生成及处理系统，通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站；另一部分为软件开发平台，即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系
统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转，与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。 虚拟现实显示系统： ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中，通常有多种显示系统或设备，比如：大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统，而虚拟三维投影显示系统则是目前应用最为广泛的系统，因为虚拟现实技术要求应用系统具备沉浸性，而在这些所有的显示系统或设备中，虚拟三维投影显示系统是最能满足这项功能要求的系统，因此，该种系统也最受广大专业仿真用户的欢迎。虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些高度逼真三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流与现实构想。 虚拟现实交互系统 多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。在虚拟现实交互应用中通常会借助于一些面向特定应用的特殊虚拟外设，它们主要是6自
（VR虚拟现实）虚拟现实毕业设计论文
编号： 审定成绩：注：本论文仅供参考学习，不得用于抄袭或商用 重庆邮电大学 毕业设计（论文） 设计（论文）题目：虚拟环境人物动作控制研究 学院名称：计算机科学与技术 学生姓名：陈洋 专业：计算机科学与技术 班级：0410702 学号：07100217 指导教师：魏秉铎 答辩组负责人：邓亚平 填表时间：二0一一年六月 重庆邮电大学教务处制
摘要 虚拟现实技术是一门非常前沿的技术。它一经应用，就向人们展示了诱人的前景，因此在世界各国特别是发达国家很多都为此进行了广泛的研究。 而虚拟场景人物动作控制研究作为虚拟现实技术的核心技术之一，其地位之关键，不容置疑。不管将其应用于商业，应用于娱乐，应用于军事演习，还是应用于各大工业仿真，它都能有广泛的应用。 那么，如何控制虚拟环境中人物的各种动作，便成为了本次毕业设计的重点。经过一番讨论，本次毕业设计决定运用Unity3D虚拟现实软件，加以3DS Max 建模软件配合，虚拟出场景和人物作为研究手段，然后在虚拟现实的大环境下，以脚本进行对虚拟人物动作控制的研究，实现人物与场景相结合，场景的天气控制，网络多人交互，网络坐标方向同步，网络人物动作同步，即时聊天等等。 经过一番比较深入的研究，基本上完成了在设计阶段定下的指标。在作品里，用户可以自由选择自己喜欢的人物角色。然后，用户还可以自己取一个喜欢的名字，便可以登录搭建好的虚拟社区里了。之后，用户就像在现实生活中一样，可以在虚拟的环境里面自由活动，任意交互，上可谈天论地，登高望远；下可穿梭丛林，一窥海底之奥。除此之外，用户还能对其他也在虚拟社区中活动的用户做一些特殊的动作，比如弹跳、赛跑等。整个设计作品可以让用户身临其境，留连忘返。用户不再只是单单观看者，也成为了影响社区的参与者！ 在网络方面，也是令我煞费苦心。网络虚拟社区的具体搭建，第一是要有内部的互动，然后就是要有外部网络之间的交流。因此这就涉及到Unity3D软件，建模软件，贴图软件以及服务器等关键技术了。在本次毕业设计中，我选择了SmartFoxServer作为我虚拟社区的服务器。原因是Smart Fox Server服务器端同时还提供了很多方便快捷的ClientAPI，因此能大幅度缩短了我在这上面耗费的时间，并且取得很好的网络交互效果。 运用了网络技术，该系统的实现便摆脱了单机虚拟场景里用户之间人物互动交流不足的弱点。而整个虚拟环境人物动作控制的主要问题也随之得到解决。【关键词】虚拟现实人物动作控制网络虚拟社区 ABSTRACT Virtual reality technology is a very cutting-edge technology. Upon application of it, showing people an attractive prospect.So many of the world, especially the developed countries have carried out extensive research for this.
目录 摘要 (2) 前言 (4) 1.论文的选题背景与研究意义 (5) 1.1选题的背景 (5) 1.2论文的研究意义 (5) 2.当前虚拟现实系统的主要问题与发展方向 (5) 2.1虚拟现实系统中场景建模的问题 (5) 2.2虚拟现实系统中场景绘制的主要问题 (6) 2.3虚拟现实系统今后的发展方向 (7) 3.虚拟校园系统的三维建模 (7) 3.1场景的建模技术 (7) 3.1.1基于图形绘制的建模技术 (7) 3.1.2基于图像的建模绘制技术 (8) 3.1.3基于图形与图像的混合建模技术 (9) 3.2层次细节模型生成和绘制 (9) 3.3系统的建模方法 (10) 4.建模设计与数据表现 (11) 4.1三维建模的原则 (11) 4.2实体建筑的构建 (12) 4.2.1构建实体建筑的基本原理 (12) 4.2.2实体建筑的构建 (12) 5.建模中常见的问题 (16) 5.1过分强调细节 (16) 5.2实体拼接组合的位置关系不正确 (16) 5.3存在冗余多边形 (17) 结束语 (18) 参考文献 (19) 致谢 (20)
摘要 随着计算机技术、通信技术及其他相关技术的飞速发展，虚拟现实的仿真技术也日益成为当前研究的热点。通常传统的校园三维立体图内容单一，缺乏实体感，实用价值受到限制，而虚拟校园是将虚拟现实技术引入到“数字校园”的研究中，为校园的规划和设计提供了一种全新的手段。虚拟校园三维模型不仅能自然、真实、形象地表达现实世界的对象，而且拓展了现实校园的时间和空间维度，从而扩展其功能。 本文在分析了虚拟现实(Virtual Reality)技术的概念、基本特征及其在国内外发展应用情况的基础上，结合校园的具体情况，构建了基于Web的VCS虚拟校园系统采用图形与图像混合建模技术，实现了VCS虚拟校园系统的三维建模，并对虚拟世界中复杂物体建模技术进行了探索，总结出了树木、花草等复杂对象建模的一般方法，分析并解决了几何体的纹理映射问题，极大地减少了场景制作的工作量。 关键词：虚拟校园，三维建模，
毕业设计[论文] 题目：基于VR-Platform的房产展示系统开发学院：计算机科学与工程学院 专业：数字媒体 姓名：耿有志 学号：082410116 指导老师：王斌斌
完成时间：2014-5-20
摘要 随着房地产业竞争的加剧，传统的展示手段如平面图、表现图、沙盘、样板房等已经远远无法满足消费者的需要。因此敏锐把握市场动向，果断启用最新的技术并迅速转化为生产力，方可以领先一步，击溃竞争对手。 虚拟现实技术是集影视广告、动画、多媒体、网络科技于一身的最新型的房地产营销方式，在国的、、等大城市，国外的加拿大、美国等经济和科技发达的国家都非常热门，是当今房地产行业一个综合实力的象征和标志，其最主要的核心是房地产销售！同时在房地产开发中的其他重要环节包括申报、审批、设计、宣传等方面都有着非常迫切的需求。 房地产项目的表现形式可大致分为：实景模式、水晶沙盘两种；其中可对项目周边配套、红线以建筑和总平、部业态分布等进行详细剖析展示，由外而表现项目的整体风格，并可通过鸟瞰、部漫游、自动动画播放等形式对项目逐一表现，增强了讲解过程的完整性和趣味性。 关键词：虚拟现实，房产展示，营销模式，漫游，数字化
Abstract As the competition of the real estate industry, the traditional display means such as plan, performance, sand table, such as example room has far cannot satisfy the needs of the consumers. So keen to grasp market trends, decisive enabled the latest technology and quickly transformed into productivity, can be one step ahead, defeat rivals. Virtual reality technology is a television advertising, animation, multimedia and network technology in one of the latest model of the real estate marketing, guangzhou, Shanghai, Beijing and other cities in domestic and foreign economy, science and technology developed countries such as Canada, the United States is very popular, is a symbol of comprehensive strength in today's real estate industry and logo, its core is the main real estate sales! At the same time in other important link in the real estate development including declaration, examination and approval, design, advertising, etc all have very urgent demand. Real estate project forms can be roughly divided into: imaging model, crystal sand two; Which may to peripheral, within the red line construction project and the total flat, the distribution of internal forms and so on carries on the detailed analysis show, outside-in performance integral style of the project, and can automatically by the bird's eye view, internal roaming and flash on the project one by one form of performance, enhance the integrity of the interpretation process and
摘要 随着计算机虚拟现实技术、网络技术和数字媒体技术的不断发展，虚拟现实技术在很多领域受到重视，被越来越多的行业在运用。虚拟技术在制造业、建筑业、驾驶员培训等方面都取得很大的成绩。就建筑设计行业而言，在虚拟建筑漫游和虚拟展示漫游中对虚拟漫游技术的运用，打破了以往的通过效果图的二维展示方式，在建筑设计最终表现形式上有了更直观的演绎。 本文详细的阐述三维在现在生活中的应用状况，发展前景和主要的实现手段。最终选择3D MAX作为实现方式，着重的讲述了3D MAX的优缺点和如何运用3D MAX制作自控元件的三维模型。 关键词：3D MAX；建模；自控元件
Abstract In pace with the development of Virtual Reality Technology (VR for short), Network Technique and Digital Media Technology, VR is applied at a premium in different field. And it already achieved remarkable successes in manufacturing industry, construction industry and driver training. As far as construction industry is concerned, the application of VR in Touring Quickly in Virtual Building and Virtual Display Walk through has set a new record on architectural design, which has replaced the past two-dimensional presentation by impression drawing, and has given a more visually oriented representation. This paper has elaborated in detail the application of the three demons in modern life , the development prosper and main means to carry out. The author eventually choose 3D max as the carrying out means, emphasized the advantages and disadvantages of 3D max, and how to use 3D max to make three demon models of automatic component. Key words: 3D max; model ; automatic component
XXXXXX学院 虚拟现实 学生姓名：XXX 指导教师：XXXX 系别：信息技术系 专业、班级：计算机科学与技术XXX班完成时间：2009年6月13日
虚拟现实技术在计算机专业教育中的应用 姓名：XXX 专业：XXX 学号：XXXX 摘要：目前，虚拟现实技术已广泛应用于航空航天、娱乐游戏，以及建筑设计等领域。在教育领域，虚拟现实技术也有广泛的用途。文章介绍了虚拟现实技术及VRML语言，探讨了虚拟现实技术在计算机教学和计算机实验中的应用。如果虚拟技术广泛应用于网络教育中，将对远程教育产生深远的影响。 关键词：虚拟现实技术；虚拟实验；VRML；计算机专业 随着我国教育的不断改革和科学技术的飞速发展，代写论文网络教育的出现改变了传统的教学方式。尤其是计算机更新速度非常快的特点使得传统的教学方式难以满足学习的需要。虚拟现实技术作为一门新的技术，它在教育领域的发展将为教育提供新的活力。本文主要从虚拟现实技术特征和VRML语言的角度探讨其在计算机专业教育中的应用。 1 虚拟现实技术 多媒体技术与网络技术的发展为现代教育手段的现代化带来了新的机遇和挑战。随着计算机技术的快速发展，现代教育技术的应用已不再是停留在音像技术课堂中应用的常规模式层次上．而是朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展，特别是基于计算机仿真技术的虚拟教学形式，是一种最新出现的教学模式，具有广阔的发展前景，代表了教育的未来和发展的方向。 1．1 虚拟现实技术概念 虚拟现实(Virtual Reality，简称VR)，又称为灵境技术，代写毕业论文它汇集了数字图象处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术，以及人体行为学等多项天技术．是计算机技术的综合应用。具体地说，就是采川以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用，相互影响，从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在，但它作为一个逼真的三维环境．仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存存意识或幻觉，从而使得用户在计算机所创建的维虚拟环境中处于一种全身心投入的状态。 1．2 虚拟现实系统的构成 一个虚拟现实系统由以下几部分组成： (1)虚拟环境。它由虚拟环境发生器所产生，且可让使用者通过传感器件和作用器件与之交互，这种交互的结果是使用者有全身心进入这一环境的感觉。 (2)传感器件。它将虚拟环境中的物体的形、动作、声音等进行转换，使人能获得视觉、听觉、触觉等多方面的感觉。这些感觉与他以往在实际环境中的感觉一致。 (3)作用器件。它将人的一些约定动作(如行走、手势等)变成作用的信息，让虚拟环境有所察觉。 (4)人。虚拟现实实质上是一内含反馈的闭环系统，只有人的存在才能使这一反馈环路有效成立。代写硕士论文所以人是VR系统中不可缺少的成分。人通过传感器件感受虚拟环境的存在．又通过作用器件去影响虚拟环境，使其作出相应的变化。
梧州学院 毕业设计（论文）任务书 课题名称基于虚拟现实技术的三维校园 漫游系统的设计与实现 系部计算机科学系 专业计算机科学与技术 班级07计本5班 学号0700608118 姓名王荣华 指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日
一、课题的内容和要求： 本课题从3D MAX的建模和渲染烘焙技术着手，采用成熟VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块进行二次开发来构建的三维校园漫游系统。基于3D和VRP技术的三维仿真漫游系统的开发方法，以梧州学院（北区）建立虚拟场景，实现了自动漫游、手动漫游、校园路径导航、校园景物的查看、校园信息查询、各种气候效果、各种实体的动态效果，并根据路线做了详细的碰撞检测。同时根据三维仿真漫游的特点，在自动漫游和手动漫游过程中，以现有场景为基础，通过视频、图片、音乐对虚拟现实系统做了补；给需要了解梧州学院校园地理信息的用户提供了极大方便。 二、设计的技术要求与数据（或论文主要内容）： 采用Polygon+NURBS高级建模的建模方法，各个模型采用简体模型来对整个校园建筑进行立体虚拟；用Bitmap位图+UVW Mapping坐标贴图、VRAY渲染方法还原校园的真实景象；采用Max-for-VRP导出插件将模型导入VRP-BUILDER虚拟现实编辑器模块，加入碰撞检测算法、VRP命令行脚本实现人机交互功能，保证系统的实用性；运用行走相机、动态漫游增加三维实景表现力，多角度查看学校环境；调试运行后由虚拟现实编辑器模块导出为EXE可执行文件实现系统的可移植运行。 三、设计（论文）工作起始日期： 自2011 年1 月10 日起，至2011 年4 月10 日止。 四、进度计划与应完成的工作： 1.收集资料进行需求分析时间:2011年1月 2.实时数据采集，建立三维模型时间:2011年2月初-----2011年2月底 3.运行和调试，系统设计及实现时间:2010年3月初-----2011年3月底 4.论文撰写时间:2011年4月 五、主要参考文献、资料： [1]陈珍.虚拟现实技术的教育应用初探.中小学电教.2009,7.8-9 [2]申蔚,曾文琪.虚拟现实技术（21世纪计算机科学与技术实践型教程）.北京:清华大学出版社.2009.3-20 [3]数字仿真与虚拟现实技术概述.https://www.doczj.com/doc/a412361337.html,/showthread.php?t=3340700 [4]姜学智,李忠华．国内外虚拟现实技术的研究现状.辽宁工程技术大学学报.2004,23(2):238-240 [5]杨爱良等.反走样技术在计算机图形仿真中的运用.计算机仿真.2005,22(4):124-125
毕业论文：浅谈虚拟现实技术
论文虚拟现实技术
浅谈虚拟现实技术 摘要虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是近年来新兴的借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。概括介绍了虚拟现实技术的概念、特征及应用领域，涉及的关键技术，最新研究进展，应用与前景展望。 关键词虚拟现实技术，研究现状，相关应用，信息安全 一．虚拟现实的概念、特征及应用领域 虚拟现实是一种由计算机和电子技术创造的新世界，是一个看似真实的模拟环境，通过多种传感设备，用户可根据自身的感觉，使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察和操作，参与其中的事件，同时提供视、听、触等直观而自然的实时感知，并使参与者“沉浸”于模拟环境中。虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段，其核心是建模与仿真。 虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设各等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。常用的有立体头盔、数据于套、三维鼠标、数据衣等穿戴于用户身上的装置和设置于现实环境中的传感装置，如摄像机、地板压力传感器等。 （虚拟现实技术穿戴的装备）
毕业论文——室内虚拟现实设计表现
目录 标题公寓虚拟现实作品 1 摘要 正文 一、绪论 1.选题的意义 二、设计制作过程 1创作构思 2.前期制作 3.中期制作 4.后期制作 致谢
二、设计制作过程 1. 创作构思 虚拟现实是指计算机生成的一种特殊环境，他给人们带来沉浸感、想象力以及动态交互感知的效果，从而产生置身真实环境中的幻想感、身临其境的感觉。公寓通过虚拟现实模拟能够让整个公寓风格以动态的方式展现給大家,有虚拟现实的模拟技术,我们可以很真实的观察到场景的每个角落.巡游动画及虚拟现实对于整个设计所研究的内容远远多于单纯的室内设计表现手法，室内设计有很多表现手法，而效果图通常也只是其中最普遍的。要很好的表现一个室内设计的效果，就要达到最真实的效果，让人置身室内，真实的感受到室内设计的真实感，如果给室内设计加上一点技术手段，我们就可以再运动效果中置身室内观看最真实的室内场景效果。 2.前期制作 认真阅读设计任务书，明确设计任务。2.收集空间规划的相关资料，对户型进行详细的分析，对方案进行构思并确定最终的空间规划方案。3.完成CAD制图以及立面图以后对空间结构进行彩色平面图制作。 （如图：CAD－彩色平面图2-2） 2-2别墅初级模型 3.中期制作 （1）建模 建模是完成虚拟现实的基础部分，虚拟现实场景的模型都要通过3D MAX来完成，而一个虚拟现实场景在计算机上流畅与否，是与模型数量、模型面数量、模型贴图这
三个方面的数量息息相关的，只有在进行3D MAX建模时注意这三个方面秒就能达到虚拟现实场景在计算机运行流畅。 虚拟现实场景中的模型大多是利用3D MAX中提供的标准基本体和扩展基本体建模工具来完成的。通过拖动鼠标就可以完成一个几何体，然后对几何体参数进行修改、多边形编辑，把场景中看不见的面都給它删除保留可要的面，这样就减少虚拟现实场景中的模型面数，实现在计算机上的流畅状态，然后再根据模型形态来进行修改得出自己理想的模型。 （如图：场景初级模型2-3-1） 2-3-1场景初级模型 （2）材质 在模型完成以后，并不是我们理想的效果，原因就是模型看起来没有颜色很暗淡。色彩是室内设计中最为生动最为活跃的因数，室内色彩往往给人留下室内环境的第一印象。 色彩最具表现力，通过人们的视觉感受产生的生理、心理和类似物理的效应形成了丰富的联想。所以模型完成以后需要材质来装点，材质的选用是室内设计中关系着效果和效益的重要环节。饰面材质的选用要同时满足实用功能和人的身心感受两大方面的需求，例如坚硬、平整的地砖，平滑精细的饰面，轻柔细软的布料纺织品以及各种各样的木质面料等。室内设计中的形与色最终必须和物体所选的相对材质相统一起来才能达到真实的画面感。公寓从初级模型到材质的赋予焕然一新，有了物体本身的