1、本科毕业论文（设计）开题报告 论文中文题目 基于 vega 的漫游运动方法研究 论文英文题目 Vega-based method of roaming movement 专业 计算机科学与技术 选题的背景和意义 虚拟现实技术是 20 世纪发展起来的一项涉及众多学科的高新实用技术 ,为真实场景的再现提供了有效的手段 。 随着 计算 机软硬件技术的 发展 ，利用虚拟现实技术进行复杂场景的虚拟漫游已成为可能，利用这一技术我们可以游览虚拟 校园欣赏校园景致 ，模拟汽车碰撞实验，模拟人类的行走，模拟飞机在蓝天中的自由翱翔，甚至还能为电影特技做出贡献，可见虚拟漫游运动的神奇功能 。 然而 MultiGen
2、 Creator 所完成的模型是静止不动的，此时应该让模型动起来，才能让参观 者 有身临其境的感觉。 因此漫游引擎的选择上 Vega成了多数设计者的首选引擎，它 能够逼真地模拟人与自然环境的交互 。而漫游运动的方法的研究将直接影响到一个虚拟漫游系统的仿真程度，可以说该课题的研究是漫游系统的一个重点也是一个不可或缺的部分。通过该课题的研究可以让我们更直观更具体的观察物体 的运动。 课题基本内容，拟解决的主要问题 基本内容： 随着各 种仿真软件 技术的发展和计算机图形处理 性能 的 提升 ，国内外越来越多的 仿真研究人员 采用视景仿真技术来 模拟人类生活的环境 ，以校园、 军事基地 、 住宅 、商
3、业 广场 、矿山 、 都 市为场景的视景仿真是其中的一个应用趋势。 而作为一个大学生，我们和校园的接触无时无刻不再发生，我们比那些研究人员更了解我们的学校，更有一种亲密的感觉。然而在一次学校开放日，我偶然的发现了这样一个问题，许多来学校观摩的家长和有意报考我校的学生拿着手上的平面地图却依然无法去到他们想要参观的教学楼或 者宿舍，这给了我一个很大的启发，如果我们能学你校园的场景使之立体化，那不是可以作为一个很好的校园向导提供给来校参观的学生和家长以及那些来校莅临指导的教育界人士吗，让他们更真切的去感受我们的校园文化。于是我想到了 视景仿真应用于校园场景 这一技术 ， 它不仅 填补了平面地图不够美
4、观、抽象、不清晰以及无法表现出各建筑物高度、外观等空间信息的 缺憾，更能提升学校的高科技文化含量，实乃一举两得 。 拟解决的问题： 现今视景仿真的技术已经比较成熟，拥有了比较系统的理论和开发工具。 我所开发虚拟漫游系统 正是基于这样的的趋势，提出了这样 的需求分析 :构造出完整的虚拟校园场景，具备多种运载体和运动模式控制及其它辅助功能的视景仿真系统，为实现宣传校园文化，体验虚拟校园 ，提升校园高新技术 提供了不可多得的视景平台 。 该系统通过对万里学院教学区进行场景建模和驱动，建立一个包含行人、车辆、无人机舱等运动体的，具备多视角控制的，集漫游、跟踪模式于一体的，先进、实用、安全和易扩展的虚拟
5、校园漫游运动视景仿真平台。本系统的将校园内的学生和教师作为体验用户，因此必须把界面设计的上简单易懂，便于操作。 课题研究方法及技术路线 研究方法及技术路线综述： 1.数据采 集 （ 1） 二维地图数据获取。利用 AutoCAD绘制 校园平面图 ，这种方法绘制工作量大，耗费大量的物力和人力， 但是绘制出来的 校园图准确度高 ，在二维空间更具体的反映校园的场景。 （ 2） 地形数据获取。利用 Creator 建立地形。 这里我选择了手动模式，主要是针对万里学院地形平坦，教学楼密集的特点。 （ 3） 纹理数据获取。主要是通过 尼康 D700 1210 万像素的高清晰 单反 数码相机获取 。 2.虚拟
6、场景构造 场景的三维建模，它是漫游系统运转的基础。 该研究主要基于 MultiGen Creator的建模技术，旨在为实体模型 的建立提供技术上保障。所有的三维建模工作都包括实体建模和纹理映射，实体建模就是按照实体的真实几何形状建立模型框架，纹理映射就是根据实体的真实情况进行贴图处理。 (1)几何建模 几何建模即用多边形或三角形拼装成对象的立体外形，是用来描述对象内部固有的几何性质的抽象模型。 (2)动态建模 建立静态三维几何体对视景仿真来讲远远不够，还要建立实体的动态模型。实体运动的特性涉及到位置改变、碰撞、行为、特效、表面形变等。 (3)物理建模 虚拟对象物体建模包括定义对象的外在特性，如
7、重量、引力、表面粗糙程度、柔软度、形变种 类 (橡皮筋 )等，系统需要把这些特性与几何建模和行为特征结合起来，以便于形成更加真实的虚拟物理建模。 (4)行为对象模型 除了对象运动和物理特征对用户行为直接反应的数学建模外，还能够建立与用户输入无关的对象行为模型。它的目的是模拟不同的动态对象 (如 :水、植物、人、飞机、汽车等 )的行为。 3.虚拟地理环境场景驱动 我在 系统场景驱动上 选择了 Vega Prime2.0（简称 VP2.0），它是 MultiGen-Paradigm 公司最主要的实时视景仿真平台，基于 opengl底层技术，从 Vega 软件基础上发展而来，支 持MetaFligh
8、t文件格式， Lynx Prime（简称 LP）是用来定义 VP 中的类及其参数的人机交互界面，并且它用 C+语言编写程序使场景更加生动，它能将先进的模拟功能和易用工具相结合，能显著地提高程序运行效率。 视景驱动五个主要功能 : (l)视点控制 视点控制就是用户可以通过外设自由控制视点，可以切换视点控制的模式 (静止视点、运动模式视点、束缚视点和规划路径视点 )。 (2)运动控制 运动控制也就是外设对运动体的控制，主要是在漫游运动模式下对各种运动模式的控制，用户可以通过键盘、鼠标甚至是触摸以及它们相 互的组合方式，来实现对运动体运动速度、旋转速度等运动属性的控制，就像我们在 3D游戏里面的控制
9、主角一样。并且，可以通过外设来路径在漫游模式中对特定位置实现 GPS定位、修改的功能，以及自定义路线等。 (3)运动模式 漫游运动模式 漫游功能是视景仿真最基本的实现功能。用户可以切换运动体的运动模式，这包括步行模式、无人机舱模式、人工控制飞行模式、跳跃模式、滑行模式、自由落体模式、旋转模式。运动模式对应各自不同的运动体，如我们的同学，飞禽，水波，汽车，飞机等等。 路径漫游模式 路径漫游模式就是设定一组点对象，在导 入路径文件后，运动体就会按照固定的路径进行漫游运动。这类似于三维动画的模拟，该模式可以更逼真的反映校园运动体的活动，给用户一个直观快速的浏览效果，比如校园里有很多喜爱轮滑的同学，我
10、们就可以为他们设计出移动的路径，让他们漫游于学校的各个通道。 控制跟踪运动 该运动模式是可以提供给用户一个跟踪模式的漫游，比如你对看到一只蝴蝶很漂亮，那你就可以跟踪它一段时间来仔细的观察它。 (4)视景输出（所做的课题暂不涉及） 三维校园视景仿真系统还应提供图像输出的功能 (5)辅助功能（所做的课题暂不涉及） 声音控制 特效 和环境处理 4.研究的总体安排和进度计划 总体安排： 第一步，准备题目。查阅资料。 第二步，提交开题报告，准备开题。 第三步，完成作品设计并提交。 第四步，完成论文初稿并提交。 第五步，完善作品和论文打印论文。 第六步，答辩。 第七步，完成所有电子材料提交工作。 进度计划
11、： 1.毕业论文（设计）题目 2.查阅资料，撰写综述、翻译及开题报告 3.开题答辩 4.作品设计过程 5.作品 验收，审核论文大纲 6.论文撰写和修改过程 7.评审、打印论文 8.答辩 9.提交所有电子材料 5.主要参考文献 1.黄心潮 . 虚拟现实技术与应用 M. 北京 科学出版社， 1999. 2.孟晓梅 ,刘文庆 .Multigen Creator 教程 M.北京 :国防工业出 版社 ,2005. 3.侯俊杰 .深入浅出 MFCM.2 版 .武汉 :华中科技大学出版社 ,2001. 4.韦有双 ,杨湘龙 ,王飞 .虚拟现实与系统仿真 M.北京 :国防工业出版社 ,2001.5 6.史红兵
12、 ,张毅彬 ,童若峰 ,等 . 虚拟场景自动漫游的路径规划算法 J . 计算机辅助设计与图形学学报 ,2006 (4) :592- 597. 7.戴光明 . 避障路径规划的算法研究 D . 武汉 :华中科技大学 . 8.万波 .虚拟现实关键技术分析及其应用综述 J.高等函授学报 (自然科学版 ).2000，13(2) 9.MultiGEN-Paradigm Inc.Vega Prime Programmer s Guide， Version 2.0USA.2000 507 10.MultiGEN-Paradigm Inc.Vega Prime Programmer s Tutor， Version 2.0 for Windows and NT MARCH 2005 253
