三维虚拟校园中的角色动画研究与应用

摘要

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是近年来出现的一种高新技术，从本质上说，就是运用计算机技术把物理上存在或不存在的东西，生成逼真的三维视听触觉一体化的特定范围的虚拟环境，从而使用户产生“沉浸”于等同真实环境的感受和体验。近年来，随着虚拟现实技术在数字化城市的应用，各大高校纷纷建立三维虚拟校园，通过它进行人机交互，使得用户能够自由观察和体验虚拟环境，方便社会、家长、学生了解校园，有利于招生，有利于数字校园文化的发展。
　　本文主要针对三维虚拟校园的相关知识做了介绍，旨在研究3D角色动画在虚拟校园中的应用，目的是让人物作为主体，通过用户与三维虚拟校园中的人物进行交互，从而提高虚拟校园的真实性。主要介绍了以VRML虚拟建模语言为工具来实现成都市技师学院金堂分院的3D可视化建模。
　　VRML即虚拟现实建模语言，主要用于构建虚构的3D场景，它具有平台的无关性。本质上它是一种面向WEB，面向对象的三维建模语言，是一种解析性的语言。VRML的对象是节点，多个子节点的集合就构成了复杂的景物。节点可以通过实例得到重复使用，设计人员自行赋予节点的名字，然后进行定义，这样就建立了动态的虚拟世界。VRML中有统一的数据传送接口和完善的属性集合与事件集合，接收传感器节点的数值，根据对应的接口属性域进行设置提取数据，进而改变在空间中的位置、外型、现实效果等。各个节点通过接口域的相互路由实现数据传输，接口域的数值规格必须一致。VRML支持数据和过程的3D表示，而且还支持具有音响效果的节点。
　　本文设计的3D可视化场景应用到了VRML虚拟现实建模语言，主要的任务就是完成成都市技师学院金堂分院的虚拟还原。在这个虚拟校园系统中应用了角色动画，实现校园漫游、校园景物查看、各种实体的动态效果，从而以生动的模型来模拟和显示现实三维空间。最终为校园管理提供一个交互平台。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题的来源与研究意义

1.2 国内外研究概况

1.3 论文的主要工作

1.4 论文的组织结构

第二章 相关技术

2.1 虚拟现实以及VRML简介

2.2 虚拟现实技术的主要特征和研究现状

2.3 虚拟现实及VRML技术的发展历程

2.4 VRML应用

2.5 虚拟校园系统的开发工具

2.6 角色动画简介及开发工具3D MAX

2.7 本章小结

第三章 需求分析

3.1 系统的现实需求

3.2 系统的功能需求

3.3 虚拟校园建模需求

3.4 系统非功能需求

3.5 本章小结

第四章 概要设计

4.1系统设计思路模型划分

4.2 系统的总体设计

4.3 系统中VRML节点以及场景图结构

4.4 类图关系图

4.5 视点控制功能的设计

4.6 漫游控制功能的设计

4.7行走速度变动控制功能的设计

4.8 地图查询控制功能的设计

4.9 本章小结

第五章 详细设计与编程

5.1 系统中VRML场景扩展

5.2 围栏、门岗造型节点的实现

5.3 第一层楼梯以及进门广阔地带的实现

5.4 斜坡以及周围的草地的实现

5.5 造型建筑的实现

5.6楼梯、周围的草地以及周围的造型的实现

5.7 假山以及其他造型节点的实现

5.8 视点漫游以及背景音乐节点的实现

5.9 办公楼外观设计

5.10 角色设计概述

5.11 系统模型最终整合

5.12 其他节点的实现

5.13 本章小结

第六章 系统测试

6.1 系统功能测试与使用说明

6.2 系统性能及运行结果

6.3 系统契合度测试

6.4 系统性能测试

6.5 还原度测试

6.6 运行速度的问题

6.7 本章小结

第七章 总结

致谢

参考文献