1、 本 科 毕 业 论 文 基于 Web 的三维虚拟漫游系统 楼体模块，校园场景，会议室，多媒体教室 Three-dimensional Virtual Roaming System Based On Web Building， Campus Environment, Meeting Room And Multimedia Classroom 姓 名： 学 号： 学 院：软件学院 系：软件工程 专 业：软件工程 年 级： 指导教师： 年 月 摘 要 VRML（ Virtual Reality Modeling Language）是以相机虚拟现实（ Virtual Reality）、 Intern
2、et、多媒体于一身的新技术。本文了介绍利用 VRML 构建虚拟厦门大学海韵园和实现运动仿真的方法和过程，对一些技术难点，如树的建模、汉字的显示、浏览速度的提高和运动控制的实现等作了较为详尽的阐述。虚 拟厦门大学海韵园是用 VRML 制作的一个网上三维虚拟场景，通过 VRML 技术对校园场景的建模以及与图像、声音、文字、视频等多媒体技术的结合，构建出了一个生动逼真的三维校园，更多的人可以通过 Internet 来到厦门大学海韵园参观。它是 VRML 在虚拟旅游方面的一个典型的应用系统。造型实体的运动仿真通过运用VRML 三维的技术展示了造型实体的运动过程。进行仿真的两项运动作为虚拟校园的一部分。
3、不仅在利用 VRML 进行工程仿真方面作了有益的尝试，而且增强了整个场景的生动性和真实感。 虚拟厦门大学海韵园及造型实体的运动仿真的制 作，展示了厦门大学海韵园的校园风貌，对 VRML 在国内工程和教育方面的应用也起到了积极的作用。 关键词： 虚拟现实 ； VRML；三维场景 Abstract VRML（ Virtual Reality Modeling Language） is a new technology including Virtual Reality, Internet and Multimedia. This paper introduces the methods and p
4、rocesses of building virtual campus of Xiamen University and realizing emulation of sport body by VRML, and specifies in details resolutions of some technical difficulties such as modeling of tree, display of Chinese font, improvement of browsing speed and realizing of browsing speed and realizing o
5、f sport control. The system of virtual campus of Xiamen University is a virtual 3D-scene in Web. Modeling by VRML and using multimedia technology such as image, sound, text and video, a vivid 3D campus has been built. By Web, more people can come to Xiamen University, visit her and acknowledge her.
6、Virtual campus of Xiamen University is a typical of sport body shows the process of two sports by VRML. As a part of campus, it not only enhances the vitality and fidelity of campus, but also makes a helpful try in engineering emulation of VRML. The system of virtual campus of Xiamen University and
7、emulation of sport body shows the mien of Xiamen University, and improves the application of VRML in aspects of domestic education and engineering. Key words: Virtual Reality； VRML； 3D-scene 目 录 第一章 引言 . 1 1.1 虚拟现实 . 1 1.1.1 虚拟现实 的概念 . 1 1.1.2 虚拟现实的基本要素与特征 . 1 1.1.3 虚拟现实的技术 . 2 1.2VRML 语言 . 3 1.3 课题
8、的提出 . 3 1.4 项目任务 . 4 第二章 系统运行环境 . 5 2.1 确定工作环境 . 5 2.1.1 硬件环境 . 5 2.1.2 软件环境 . 5 2.2 浏览 器 . 5 2.2.1 导航模式 . 5 2.2.2 视点控制 . 9 2.2.3 图像显示模式 . 10 第三章 系统的总体设计 . 11 3.1 确定需求 . 11 3.1.1 实现漫游功能 . 11 3.1.2 模型动画 . 12 3.1.3 模型交互功能 . 12 3.1.4 效果仿真显示 . 12 3.2 概念性系统设计 . 13 3.2.1 系统编写要点 . 13 3.2.2 系统总体设计 . 14 3.3
9、建设网站 . 16 3.3.1 嵌入 wrl 文件 . 16 3.3.2 网站开发 . 16 第四章 系统的详细设计与实现 . 17 4.1 模型构建 . 17 4.1.1 背景 . 17 4.1.2 校内建筑模型 . 17 4.1.3 校园环境 . 20 4.2 造型动画效果 . 21 4.2.1 水池里的动画效果 . 21 4.2.2 多媒体影 音播放 . 23 4.2.3 马路汽车穿梭 . 23 4.3 造型交互功能 . 23 4.3.1TouchSensor 节点 . 23 4.3.2 ProximitySensor 节点 . 24 第五章 系统整合优化 . 25 5 1 系统整合优化
10、 . 25 5.1.1 模型导入 . 25 5.1.2 系统调用 . 25 5.1.3 模型替代思想 . 26 5.2 代码的优化 . 26 第六章 系统的测试 . 28 6.1 系统的测试 . 28 6.1.1 场景测试 . 28 6.1.2 动画测试 . 28 6.1.3 交互测试 . 28 6.1.4 网页测试 . 29 6.2 测试中遇到的问题 . 29 6.3 问题的解决方法 . 29 第七章 结束 . 30 参考文献 . 31 致 谢 . 32 Contents Chapter 1 Introduction . 1 1.1 Virtual Reality . 1 1.1.1 The
11、 Concept Of Virtual Reality . 1 1.1.2 Virtual Reality And Characteristics . 1 1.1.3 Virtual Reality Technology . 2 1.2 VRML Language . 3 1.3 Subject . 3 1.4 Project Task . 4 Charcter2 System Operating Environment. 5 2.1 Determine The Working Environment . 5 2.1.1 Hardware Environment. 5 2.1.2 Softwa
12、re Environment . 5 2.2 Browser . 5 2.2.1 Navigation Mode . 5 2.2.2 View Control . 9 2.2.3 Image Display Mode . 10 Chapter 3 System Design . 11 3.1 Determine The Needs . 11 3.1.1 To Achieve Roaming . 11 3.1.2 Model Animation. 12 3.1.3 Model Interactive Features . 12 3.1.4 Simulation Results Show That
13、 . 12 3.2 Conceptual System Design . 13 3.2.1 System Preparation Points . 13 3.2.2 System Desige . 14 3.3 Construction Site . 16 3.3.1 Embedded Wrl File . 16 3.3.2 Site Development. 16 Chapter 4 The Detailed Design And Implementation . 17 4.1 Model . 17 4.1.1 Background. 17 4.1.2 Architectural Model
14、 Of The School. 17 4.1.3 Campus Environment . 20 4.2 Modeling Animation Effects . 21 4.2.1 Fountain InThe Animation. 21 4.2.2 Multime Dia Player . 23 4.2.3 Road Vehicle Shuttle . 23 4.3 Modeling Interactive Features . 23 4.3.1TouchSensor Node. 23 4.3.2ProximitySensor Node . 24 Chapter 5 System Integ
15、ration Optimization . 25 5.1 Optimization Of System Integration,. 25 5.1.1 Model Import. 25 5.1.2 System Call . 25 5.1.3 Model Of Alternative Thinking . 26 5.2 Code Optimization . 26 Chapter 6 TheTest System . 28 6.1 System Test . 28 6.1.1 The Test Scene . 28 6.1.2 Animation Test. 28 6.1.3 Interacti
16、veTests . 28 6.1.4 Test Page . 29 6.2 Test Problems . 29 6.3 The Solution ToThe Problem . 29 Chapter 7 The End. 30 References . 31 Acknowledgements . 32 厦门大学软件学院毕业论文 基于 WEB 的三维虚拟漫游系统设计 - 1 - 第一章 引言 未来信息社会的三大特征是：多媒体（ Multimedia）、因特网（ Internet）、和虚拟现实（ VR， Virtual Reality）。年， HTML（超文本标识语言， Hyper Text M
17、arked Language）语言以其简单 、 跨平台特性，将全球处于十分分散的计算机连接起来，它以超链接为基础，把文本、图片、声音、动画、影像集成在一起，提供了基本的多媒体功能。但是 受 HTML 语言自身局限，网页只能是简单的平面结构，就算 Java 语言为增色不少，也仅仅停留在平面设计阶段；即使 CGI（通用网关接口， Common Gateway Interface）能使 Wed 有更强的交互功能，但也仅限于单调的文档及表格。近几年出现的 VRML（虚拟现实造型语言，Virtual Reality Modeling Language）彻底改变了 WWW 上单调、交互性差的弱点，它将用户
18、的行为作为浏览主体，展现在用户面前的是一个三维、逼真的多媒体界面。 1.1虚拟现实 1.1.1 虚拟现实的概念 虚拟 现实（ Virtual Reality，简称 VR），是一种基于可计算信息的沉浸式交互环境，具体地说，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作用、相互影响，从而产生亲临等同真实环境的感受和体验。 1.1.2 虚拟现实的基本要素与特征 虚拟现实技术具有以下三个基本特征： 1. 沉浸性。 虚拟现实技术是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像，使用者戴
19、上头盔显示器和数据手套交互设备，便可将自己 置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员。使用者与虚拟环境中的各种对象的相互作用，就如同在现实世界中的一样。使用者在虚拟环境中，一切感觉都是那么逼厦门大学软件学院毕业论文 基于 WEB 的三维虚拟漫游系统设计 - 2 - 真，有一种身临其境的感觉。 2. 交互性。 虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，代写毕业论文 使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，而且能够通过特殊头盔、数据手套等传感设备进行交互。使用者通过自身的语言、身体运动或动作等自然技能，就能对虚拟环境中的对象进行考察或操作。 3. 多感知性。 由于虚拟现实系统中装有视、听、触、
20、动觉的传感及反应装置，因此，使用者在虚拟环境 中可获得视觉、听觉、触觉、动觉等多种感知，从而达到身临其境的感受。 一个能够真正意义上实现虚拟现实的系统应当具有以下三个基本要素： 1. 能够给用户已三维立体的虚拟世界。 2. 应当给使用者以第一人称的感觉，并有时是任意活动的自由。 3. 用户能够通过一些装置实时地操纵和改变用户进入的虚拟世界。 可以说，任何系统，只要满足了以上三个要素，我们就可以称其为一个虚拟现实系统。 1.1.3 虚拟现实的技术 总的来说，实物虚化、虚物实化和高性能的计算处理技术是 VR 技术的 3个主要方面。实物虚化是现实世界空间向多维信息化空间的一种映射， 主要包括基本模型构建、空间跟踪、声音定位、视觉跟踪和视点感应等关键技术，这些技术使得真实感虚拟世界的生成、虚拟环境对用户操作的检测和操作数据的获取成为可能。它具体基于以下几种技术： 基本模型构建技术。 它是应用计算机技术生成虚拟世界的基础，它将真实世界的对象物体在相应的 3D 虚拟世界中重构，并根据系统需求保存部分物理属性。例如车辆在柏油地、草地、沙地和泥地上行驶时情况会有所不同，或对气象数据进行建模生成虚拟环境的气象情况（阴天、晴天、雨、雾）等等。 空间跟踪技术。
