1、.1.本科毕业设计(论文)( 届)论文题目 校园连廊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.3.4.论文目录摘 要 .18Abstract .1
2、91引言 .202主要技术 .212.1 Vega Prime API .212.2 Lynx Prime .222.3 C+开发平台 .232.4 辅助工具 .233漫游系统的设计 .243.1场景元素单独模型 .243.1.1校园建筑物模型 .243.1.2文化模型 .263.2 场景设计 .273.2.1场景搭建 .273.2.2观察者设置 .283.2.3运动方式的选择 .303.2.4环境设置 .343.2.5特殊效果 .363.3 交互控制的程序实现 .383.3.1 Vega API的调用 .383.3.2 特殊效果的控制 .404开发中问题的探究 .465总结 .49致谢 .5
3、0参考文献 .51附录 1：测试记录 .52附录 2：作品说明书 .53.5.摘 要虚拟现实技术以计算机技术为核心生成逼真的虚拟环境。用户通过必要的设备与虚拟环境中的物体进行交互，产生亲临真实环境的感受。本课题以浙江万里学院为背景，通过MultiGen Creator和3DS Max对校园模型进行创建和修改，通过Lynx Prime对校园场景进行搭建与配置，真实呈现出校园连廊场景。同时加入物体运动和粒子特效，通过VegaPrime API、C+开发平台对粒子特效进行控制，实现校园连廊场景的交互漫游设计。关键词：虚拟现实，漫游，连廊，Vega.6.AbstractWith the rapid d
4、evelopment of virtual reality technologies and increasingly sophisticated, VR have a wide range of applicationson town planning, tourism, entertainment, education, industry, and other fields.This topic is Zhejiang Wanli University as the background,To create and modify the architectural models and c
5、ultural models by MultiGen Creator and 3DS Max,To build the campus scene and design by Lynx Prime.It can Show more real campus scenes.When on campus for simulation, joined the movement of objects and particles effects and realization of roaming for the objects in the gallery scene, and through the V
6、egaPrime API, C+ development platform to achieve control over particle effects, complete the interactive design of campus scenes gallery.Key words: Virtual reality, Roaming, Corridor, Vega.7.1引言虚拟现实技术是 20世纪 80年代新崛起的一种综合集成技术，由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界（甚至是不存在的）的事物和环境，可通过操控，与虚拟环境进行交互。虚拟现实在
7、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。 随着随着计算机技术的高速发展，各种仿真软件技术的发展和计算机图形处理性能的提升，虚拟现实技术进行复杂场景的仿真和场景的交互漫游已成为可能。国内外越来越多的仿真用户采用视景仿真技术来模拟人类生活的环境，例如校园、军事基地、住宅、商业广场等等。所以，它在城市规划、旅游业、娱乐、教育、工业等众多领域都有广泛的应用。利用这一技术我们可以呈现较为真实的城市面貌，游览虚拟校园环境，控制交通
8、工具运动和碰撞，展示粒子的特殊效果，甚至还能为电影做特技等等，可见虚拟交互漫游的功能多么强大。MultiGen Creator 系列软件由美国 Multigen-Paradigm 公司开发，在视景仿真、交互式游戏、科学可视化等实时仿真领域有着世界领先的地位。Multigen Creator 是一个软件包，专门创建用于视景仿真的实时三维模型。Vega 是 MultiGen-Paradigm 公司最主要的工业软件环境，用于实时视觉模拟、虚拟现实和普通视觉应用。Vega 将先进的模拟功能和易用工具相结合，对于复杂的应用，能够提供便捷的创建、编辑和驱动工具，显著地提高工作效率。两者相结合就可以把静止模
9、型变成动态的。用户可以通过程序添加控制，实现人机交互，让用户有身临其境的感觉 1。 2主要技术2.1 Vega Prime APIVega Prime 是美国 MultiGen Paradigm 公司应用于虚拟现实和实时视景仿真等领域的世界领先.8.的软件开发环境。Vega Prime 将简单易用的可视化工具与高级仿真功能巧妙地结合起来，从而使用户可以快捷地创建、编辑、运行复杂的仿真应用。Vega Prime 提供真正跨平台、可扩展的开发环境，来高效创建和配置视景仿真、城市仿真、基于仿真的训练、通用可视化应用。它既具有强大的功能来满足当今最为复杂的应用要求，又具备高度的易用性来提高效率。Veg
10、a Prime 基于 VSG（Vega Scene GraphMPI 公司先进的跨平台场景图形 API，底层(OpenGL)，同时包括 Lynx Prime GUI （用户图形界面）工具，让用户既可以用图形化的工具进行快速配置，又可以用底层场景图形 API 来进行应用特定功能的创建。它将先进的功能和良好的易用性结合在一起，帮助用户快速、准确地开发实时三维应用，加速成果的发布 2。Vega Prime 的系统结构，如下图 2-1所示。图 2-1 Vega Prime的系统结构2.2 Lynx PrimeLynx Prime 是一个可扩展的、跨平台的 GUI 配置工具，它用标准的基于 XML 的数
11、据交换格式以提供最大的灵活性，极大地增强了 VegaPrime 应用的快速创建、修改和配置。Lynx Prime 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.9.序。Lynx Prime 图形环境是可点击式的，用户只需用鼠标的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、双察看、特殊效果、时间尺度、系统配置、模型和数据库等。此外，Lynx Prime 的开
12、放性使用户可以根据自己的特殊需求赋予其新的功能。Lynx Prime 的预览功能可使用实时地看到修改的效果。事实上，这个强大而全面的仿真工具可以帮助用户轻而易举地完成工作任务。Vega 使用 Lynx Prime 界面定义和预览 Vega 的应用程序。在 Vega 中包含了创建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 Prime 就可以实现，Lynx Prime 允许用户在不用写源代码的情况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使用 Lynx Prime 和 Vega的 API函数 3。LP用户界面包括四个部分：实例树形显示区（Instance
13、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） ，如下图 2-2所示。图 2-2 LP用户界面2.3 C+开发平台对于在 Windows平台上开发 Vega应用程序，考虑到 Vega函数是用 C+语言编写的，故采用Microsoft Visual Studio .NET 2003 来作为开发工具，特别是 Visual C+中的 MFC类库是一个相当成熟的类库，基于该类库开发的应用程序不仅结构合理紧凑，而且可以大大缩短开发周期.10.4。若要在 Visual C+环境下运行 Vega应用程序，就要对 P
14、roject进行设置。第一步是检查并配置系统环境变量，参数如下： MPI_INSTALL_DEFAULT的值为安装目录，e:Program FilesMultigen-Paradigm。 MPI_ INSTALL _PRSOURCES的值为安装目录，e:Program FilesMultigen-Paradigm。 MPI_LOCATE_VEGA_PRIME的值为安装目录，e:Program FilesMultigen-Paradigm 。 MPI_LOCATE_VEGA_PRIME_LIB的值为lib目录，e:Program FilesMultigen-Paradigmlib。第二步是配置
15、Project，具体配置如下： 1.在配置列表里，选择所有配置。 2.选择C/C+中的常规标签，在附加包含目录列表中添加。$(MPI_LOCATE_VEGA_PRIME)includevsg，$(MPI_LOCATE_VEGA_PRIME)includevegaprime。 3.选择C/C+的代码生成，在运行时库中选择多线程DLL (/MD)。 4.选择连接器中的常规，在附加库目录列表中添加$(MPI_LOCATE_VEGA_PRIME_LIB)。 5.选择调试，设顶命令行参数 ,G:ALEXAlex08011271-corridor.acf。2.4 辅助工具MultiGen CreatorM
16、ultiGen Creator系列软件由美国 Multigen-Paradigm公司开发，在视景仿真、交互式游戏、科学可视化等实时仿真领域有着世界领先的地位。Multigen Creator是一个软件包，专门创建用于视景仿真的实时三维模型 5。校园建筑物的模型，采用实验室已有的材料，所以，只需要通过 Creator完成对模型的简单操作，比如移动，显示坐标，放大缩小等等。3DS Max3D Studio Max，常简称为 3ds Max或 MAX，是 Autodesk公司开发的基于 PC系统的三维动画渲染和制作软件。它广泛应用于广告、影视、工业设计、建筑设计、多媒体制作、游戏、辅助教学以及工程可视化等领域。在国内发展的相对比较成熟的建筑效果图和建筑动画制作中，3DS MAX 的使 用 率 更是占据了绝对的优势。
