虚拟现实类优秀本科毕设论文47

毕业设计（论文）专用纸1基于虚拟现实的虚拟小区建模摘要虚拟现实(VirtualReality，简称VR)技术，是20世纪末兴起的一门跨学科、多层次、多功能的高新技术。借助于虚拟现实技术、地理信息技术、计算机技术等综合应用的虚拟城市，已成为目前虚拟现实技术应用的热门研究方向之一。它是为进行社会交往和交流提供了电脑化、网络化、虚拟化、适人化的新型场所。本文以虚拟城市(小区)建设为切入点，以需求和应用来阐述虚拟现实技术的理论和技术，主要基于Google公司推出的SketchUP建模软件创造一个虚拟仿真的三维环境，人们能够以动态交互的方式对未来的建筑或城区进行身临其境的全方位的审视。可以从任意角度、距离和精细程度观察场景；可以选择并自由切换多种运动模式，如行走、驾驶、飞翔等，还可以自由控制浏览的路线。在漫游的过程中，还可以实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换比较。不仅为用户提供视觉上的感受，让用户对城市(小区)建设具有感性认识，还可以让其对城市(小区)建设现状和规划设计蓝图有更为生动、客观和理性的了解和认识，从而拓宽了人们的视角，使基础设施设计更加科学化，对于城市(小区)的可持续发展研究也具有重要意义。全文分三个部分，第一部分简要介绍虚拟现实技术的特点及应用，阐述虚拟现实技术的发展趋势，阐明虚拟现实技术需要解决的问题；第二部分回顾已有建筑表现的技术手段，分析并比较虚拟小区场景建模过程中的建模方法和建模软件，为进行小区场景建模过程提供理论依据和技术支持；第三部分结合具体项目建立虚拟场景和漫游场景，充分证明本文提出的虚拟场景建模技术的可行性和有效性。关键词：虚拟现实；虚拟城市(小区)建模；虚拟漫游；SketchUPAbstractAbstractAbstractAbstractVirtualReality(VirtualReality,referredtoasVR)technology,theriseofthe20thcentury,across-disciplinary,multi-level,multi-functionalhigh-tech.Bymeansofvirtualrealitytechnology,geographicinformationtechnology,computertechnology,integratedapplications,avirtualcity,hasbecomeapopularapplicationofvirtualrealityresearchdirections.Itisforthepurposeofsocialinteractionandexchangeofcomputer,networking,virtualization,suitableforpeopleofthenewplace.Inthispaper,thevirtualcity(district)developmentastheentrypointtothedemandandapplicationofvirtualrealitytechnologytoillustratethetheoryandtechnology,mainlybasedonGoogleInc.launchedSketchUPsimulationmodelingsoftwaretocreateavirtualthree-dimensionalenvironment,itcanbeadynamicinteractionwayofthefutureforimmersivebuildingorcitycomprehensivereview.Fromanyangle,distanceandlevelofobservationoffinescene;canchooseavarietyofmovementandfreedomtoswitchmodes,suchaswalking,driving,flying,etc.,alsofreetobrowsethelineofcontrol.Inthecourseofroaming,youcanalsoachieveavarietyofdesignoptions,avarietyofenvironmentaleffectsofthereal-time毕业设计（论文）专用纸2switchcomparison.Notonlyprovideuserswithvisualfeel,sousersofcity(district)constructionofperceptualknowledge,Huanbeallowedonthecity(district)buildingblueprintsstatusandplanningtohaveamorevivid,objectiveandrationalunderstandingandknowledge,sobroadenpeople'sperspective,sothatmorescientificinfrastructuredesignforthecity(district)oftheSustainableDevelopmentisalsoimportant.Paperinthreeparts,thefirstpartisabriefdescriptionofthecharacteristicsofvirtualrealitytechnologyandapplications,describedthedevelopmenttrendofvirtualrealitytechnology,virtualrealitytechnologytoclarifyissuestobeaddressed;secondsectionreviewstheperformanceofexistingbuildingtechniquestoanalyzeandcompareVirtualCellmodelingsceneinthemodelingmethodsandmodelingsoftwareforthemodelingsceneintheplotprovideatheoreticalbasisandtechnicalsupport;thethirdpartofspecificprojectstocreateavirtualsceneandroamingscenarios,sufficienttoprovetheproposedvirtualsceneModelingthefeasibilityandeffectiveness.Keywords:VirtualReality；VirtualCity(district)Modeling；VirtualRoaming；SketchUP目录毕业设计（论文）专用纸3第一章绪论1．1选题背景虚拟城市(小区)是虚拟现实技术应用于城市规划、建筑设计等领域的一种视景仿真的虚拟表达、运行环境和交互界面，是以地理信息技术、虚拟现实技术、计算机技术等的综合应用为基础构造的多维信息空间或网络空间。其前所未有的人机交互性、真实建筑空间立体感、大面积三维地形仿真等特性，都是传统方式所无法比拟的。因为现阶段展示建筑物信息大多使用二维或三维方式，这种方式只能传递建筑物部分属性、提供单一尺度下的建筑物信息，但虚拟现实技术则可以实现展示单体建筑、居住小区甚至整个城市空间等信息，可以让人以不同的俯视、仰视角度去审视或欣赏其外部空间的动感形象，它所产生的融合性，要比模型或效果图更形象、完整和生动。本文设计思想是，虚拟城市(小区)主要包括城市地面、草地、绿地、树木、道路及其辅助设施和各种类型的房屋，各种生活设施以及各种景观。通过采用虚拟现实的技术手段，反映出虚拟城市(小区)各种实体和各种景观。本文主要将小区分成三大部分进行处理：地形部分；建筑物部分；各种实体部分。地面通过数字高程模型或三角网来表达，房屋的底面高度采用数字地面模型的高度，顶部高度从矢量数据中获取。最后，使人们能够以动态交互的方式对小区的建筑等一系列的基础设施进行身临其境的全方位的审视，为小区的科学化和可持续发展提供研究和发挥作用。1．2国内外研究现状把虚拟现实技术应用于建筑领域在国外发展较早，主要以虚拟城市系统方向的研究为主。美国是虚拟现实技术研究的发源地，其虚拟现实研究技术的水平基本上就代表国际虚拟现实发展的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统之一。美国北卡罗来纳大学(UNC)研究了用于建筑设计的Walk-through虚拟建筑漫游系统，用户可以在虚拟UNC计算机系大楼里漫游。西洛杉矶的Getty博物馆则采用虚拟现实技术，重建了古罗马帝国时期最宏伟的建筑群——图拉真广场(ForumofTrajan)，使游客有幸亲身体验漫步在图拉真广场之中的感觉。在欧洲，荷兰海牙TNO研究所的物理电子实验室(TNO-PEL)开发的训练和模拟系统，通过改进人机界面来改善现有模拟系统，以使用户完全介入模拟环境。德国在2000年德国汉诺威世界博览会上，东道主SIEMENS公司采用虚拟现实技术制作了虚拟的“21世纪展望馆”。日本的虚拟现实技术的发展尤其在当前实用研究与开发中居于世界领先位置，它在建立大规模虚拟现实知识库和虚拟现实的游戏方面做出来很大的成就。NEC公司开发了一种虚拟现实系统，替代用手来处理CAD中的三维形体模型。因为虚拟现实技术是一项投资大，具有高难度的科技领域，和一些发达国家相比，我国在技术毕业设计（论文）专用纸4和研究上还有一定的差距。在20世纪90年代，虚拟现实技术发展很快，各种开发虚拟现实设备或系统的公司成立，但虚拟现实离实际应用仍很远，已有的成果大多只能称为演示。随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展，虚拟现实技术已经得到了相当的重视，引起我国各界人士的兴趣和关注，研究与应用虚拟现实技术，建立虚拟环境，虚拟场景模型分布式虚拟现实系统的开发正朝着深度和广度发展。国家科委国防科工委部已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目，国内许多研究机构和高校也都在进行虚拟现实的研究和应用并取得了一些不错的研究成果。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统。浙江大学和敦煌研究院于1998年开始实施国家自然科学基金委“敦煌壁画多媒体复原”项目，实现敦煌莫高窟壁画虚拟漫游。由故宫博物院和日本陶版印刷公司联合开发的“数字紫禁城”，第一版已作为电影面向公众放映。武汉大学开发的数码城市系统，可以实现三维城市模型快速重建、大范围海量数据动态装载以及多种类型空间数据有效组织和管理。1．3研究意义虚拟城市(小区)能够将现代城市(小区)每一个角落的信息收集、整理、归纳，并按照地理坐标建立完整的信息模型，再用网络连接起来，从而使每个人都能快速、完整、形象的了解城市(小区)过去、现状和未来的宏观和微观的各种情况，并充分发挥这些数据的作用，从而实现跨行业综合基础数据共享。通过虚拟城市(小区)能够使城市地理、资源、环境、生态、人口、经济、社会等复杂系统实现可视化、虚拟化、网络化，从而使城市(小区)规划具有更高的效率、更丰富的表现手法、更多的信息量，并提高城市(小区)建设的时效性、城市(小区)管理的有效性，促进城市(小区)的可持续发展。本文讨论的是基于虚拟现实的虚拟小区的建立，属于虚拟现实技术、地理信息技术、计算机技术和城市规划结合的研究范畴。通过参考城市规划方面的相关书籍，了解城市(小区)的建筑结构特征，以达到小区场景的逼真建模。让用户完全沉浸在虚拟世界当中，更为直观的了解小区的建筑物等一系列基础设施建模，可以从任意角度、距离和精细程度观察场景；可以选择并自由切换多种运动模式，如行走、驾驶、飞翔等，还可以自由控制浏览的路线。还可以实现多种设计方案、多种环境效果的实时切换漫游比较。不仅为用户提供视觉上的感受，