1、.1.本科毕业设计(论文)( 届)论文题目 校园教学北区场景的交互漫游设计所在学院 计算机与信息学院 专业班级 计算机科学与技术 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 日.2.诚 信 声 明我声明，所呈交的毕业设计作品和论文是本人经过近四年的基础课程与专业课程学习的基础上，在指导老师的指导下，经过几个月集中的毕业设计学习、实践和努力工作所取得的成果。据本人查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，设计作品和论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。我承诺，设计作品和论文中的所有内容均真实、可信。学生签名： 签名日期： 年 月 日.3.论文目录摘 要.19Abstract.201
2、 引言.212 主要技术.212.1 Vega Prime和 Lynx Prime.212.1.1 Vega和 Lynx .212.1.2 VP系统结构 .222.1.3 LP的界面构成 .233 漫游系统的设计.253.1 基本场景的设计 .253.1.1 场景布局 .253.1.2 观察者设置 .323.1.3 运动方式的选择 .333.1.4 Pathtool自动导航路径 .353.1.5 环境设置 .423.1.6 特殊效果 .4232 交互控制的程序实现 .433.2.1 Vega API的调用 .433.2.2 特殊效果的控制 .444 系统开发中的问题.525 总结.54参考文献
3、.56附录 1：测试报告 .56附录 2：作品说明书 .58.4.摘 要虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是最近十多年以来计算机技术领域发展最快的一项多学科综合技术。虚拟现实是以计算机技术为支持的一种人工环境，是人类与计算机以及复杂数据信息进行交互的一种技术。本文针对校园场景模拟了虚拟校园。虚拟校园建立在虚拟现实技术之上，它不但可以还原校园的真实面貌于电脑上，供用户鉴赏，还可以集成各种基础数据到系统中，提供校园的地理环境信息及其他空间数据，达到真正的校园数字化漫游过程。本文以浙江万里学院校园环境为虚拟场景，以开发工具Vega为平台，完成了校园仿真模型的创建及优化，并在此基
4、础上利用Vega Prime 2.0，在Visual C+环境下实现了校园的漫游。虚拟校园的构建对于一个学校有着极其重要的意义。关键词：虚拟现实，校园漫游，三维建模，Vega, Visual C+.5.AbstractThe recent ten years, the development of computer technology into the Virtual world field, Virtual Reality (VR), the abbreviation insgroupsto Reality the fastest growing a multidisciplinary i
5、ntegrated technology, Virtual Reality is a kind of artificial environment in computer technology and also is a technique with computers and extremely complex human data interactive.Virtual campus is based on virtual reality technology above, not only will the real appearance in computer on campus fo
6、r users to watch the reduction, and can all sorts of basic data integration into the system, provide the campus geographic information data and other spatial data, realize a real campus digital roaming process.In this paper，Based on the campus of ZheJiang WanLi University as a virtual space， making
7、use of development tool Vega，adopting hierarchical data structure，an emulation model of residential area is constructed and optimizedBased on this，by using Vega Prime 2.0，to realize the roaming of campus on Visual C+ environment. The construction of virtual campus for a school has a very important s
8、ignificanceKey words: Virtual reality, Campus roaming, 3D modeling, Vega, Visual C+.6.1 引言虚拟现实在最近几年内发展迅速，已经发展成为了非常重要的人机交互的界面，相比于传统的人 机 界 面 还有流行的视 窗 操作，虚拟现实在技术上非常明显的提高，可以说VR 技术的出现从根本上打破了人类局限于地理空间信息认知方面观点。 虚拟现实技术是一种高度逼真的模拟人在自然环境中视、听、动等行为的人机交互技术。该技术利用计算机产生逼真的三维视觉、听觉、触觉甚至味觉等感官世界。虚拟现实技术的突出特征是“沉浸”和“交互”。它要
9、求计算机所创造的虚拟环境能使用户具有全身心的参与感和体验感。虚拟现实技术在我国毕竟还是一门较新的领域，从事这门科学研究的科研人员已经不能只局限于从事最底层的开发工作，大量世界领先级产品，其性能的优越性和产品的先进程度远远超过自己开发这些模块的功能。因此，掌握这类软件的性能并对其进行二次开发显得尤为重要。无论对程序员还是非程序员，Vega都是一套理想的使用工具。因为它无需花费大量时间和精力去编程，适合仿真软件开发人员集中精力只解决特殊领域内的问题 1。本文以浙江万里学院教学北区为对象,以vega软件平台上为基础建立万里学院教学区的虚拟现实场景,利用教学区的数字化地图、和区域内建筑物的呈现，并在此
10、基础上利用Vega Prime 2.0，在Visual C+环境下实现了校园的漫游。实现校园场景漫游运动 。2 主要技术2.1 Vega Prime和 Lynx PrimeVega Prime（以下简称 VP）是一个实时三维驱动的工具包。Lynx Prime（以下简称 LP）是用来定义 VP中的类及其参数的人机交互界面，定义好的内容可以保存到一个文件中。2.1.1 Vega和 LynxVega是美国 MultiGen-Paradigm公司用于虚拟现实、实现视景仿真、声音仿真以及其他可视化领域的世界领先级应用软件工具。它支持快速复杂的视觉仿真程序，能为用户提供一种处理复杂仿真事件的便捷手段。Ve
11、ga包括友好的图形环境页面、完整的 C语言应用程序接口 API、丰富的相关实用库函数和一批可选的功能模块，能够满足多种特殊的仿真要求。Lynx是用来设定和预览 Vega应用程序的图形式用户界面。这些 Vega应用程序可以是用户在Vega开发环境下建立的程序，也可以是使用整个 Vega软件包执行的一个基本 Vega应用程序。Lynx图形环境是点击式的，用户只需用鼠标左、中、右键点击即可驱动图形中的对象物以及动画中的实时控制。它可以在不涉及源代码的前提下便捷地改变应用程序的性能，如显示通道，多CPU资源分配、视点、观察者、特殊效果、时间尺度、系统配置、模型和数据库等。Vega使用 Lynx界面定义
12、和预览 Vega的应用程序。在 Vega中包含了创建了一个应用程序所必须的全部 API，但是简单的应用程序仅靠 Lynx就可以实现，Lynx 允许用户在不用写源代码的情况.7.下即可配置一个应用程序。在许多场合，对于一个仿真应用程序可以同时使用 Lynx和 Vega的 API函数。 2VP最好与 LP一起使用。尽管 VP包含了创建一个应用所需的所有 API，但 LP简化了开发过程，而且 LP允许开发者无需编写代码即可创建一个应用。LP是一个编辑器，用于增加不同种类的模型，为模型定义参数。这些参数都存贮于应用配置文件（ACF）中的一个模型结构内，例如观察者的位置，模型及它们在场景中的位置，在场景
13、中的移动，光线，环境效果，及目标硬件平台。ACF文件包含了VP在初始化和运行时所需的信息。2.1.2 VP 系统结构图 2-1 vp系统结构（1）应用配置文件应用配置文件包含了VP应用在初始化和运行时所需的一切信息。通过编译不同的ACF文件，一个VP能够生成不同种类的应用。ACF文件为扩展Mark-up语言（XML）格式。可以使用VP编辑器LP来开发一个ACF，然后使用VP API动态地改变应用中模型运动。对于实时应用来说，ACF不是必要的，但它可以将改动信息进行译码，记录在.cpp程序中，这样可以节省大量的时间。.8.2.1.3 LP的界面构成LP用户界面包括四个部分：实例树形显示区（Ins
14、tance Tree View）、用户操作区（GUI View）、应用程序区（API View）、工具条（Toolbar）和目录区（Menus）。（1）GUI View用户操作区显示ACF模型及相关参数。打开LP时，第一个显示的用户操作窗口叫myKernel，这是VP中Kernel（应用程序的起始点）类型的一个实例。如图2-2所示：图2-2 用户操作窗口myKernel（2）Instance Tree View实例树位于LP窗口的左边，它显示了目前正在操作的ACF文件和文件中包含的所有类的实例。有一些实例可能引用了其他实例或与其他实力相关联，在实例树显示区，我们可以通过展开这些实例，以显示它们
15、之间的关联性。如果一个实例在ACF文件的其他地方出现，这就说明该实例被其他实例所引用。这些实例的文件名旁就标有一个蓝色的箭头。向下的箭头表示该实例第一次被使用；向上的箭头表示这个实例的其他应用 3。如图2-3所示：.9.图2-3 实例树形显示区（3）API ViewAPI区显示选定实例的所有可能变量。在该区，可以直接给变量赋值。如图2-4所示：图2-4 应用程序区.10.（4） Active Preview当LynX Prime中的参数发生变化时，显示运行一个基本Vega Prime应用，这个应用接收LynX Prime发送的参数。就可以在ACF三维场景显示中移动。2.1.4 Lynx生成的文
16、件vpEnvvpMotionvpFxvpPathvpShadowtrueD:/mm/bysj/1/Debug/vpfx_particle_system.exe$ACF2.0.13 漫游系统的设计3.1 基本场景的设计3.1.1 场景布局导入用建模工具 Creator建好的模型。Multigen Creator系列软件，由美国 Multigen-Paradigm公司开发，它拥有针对实时应用优化的 OpenFlight数据格式，强大的多边形建模、矢量建模、大面积地形精确生成功能，以及多种专业选项及插件，能高效、最优化地生成实时三维（RT3D）数据库，并与后续的实时仿真软件紧密结合，在视景仿真、城市仿真、校园仿真及工程应用、科学可视化等实时仿真领域有着非常重要的的地位 4。校园教学北区场景建筑包括了 1号，空中花园，4 到 10号教学楼以及 64号教学楼.如下图所
