多人在线虚拟场景建模技术研究与实现

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本文对计算机仿真中的模型构建技术和场景仿真技术进行了深入的研究,着重探讨了构建仿真系统所涉及的关键技术,并详细阐述了仿真系统中场景的构建方法和步骤。通过对计算机虚拟场景仿真技术及实现的分析,本文给出了基于MultiGen Creator和VegaPrime的虚拟场景仿真实现方案。   MultiGen Creator是世界上比较领先的实时三维图形数据库生成系统,图形数据库提供了一个3D工作环境,可以创建和查看这个工作环境下模型的的外观,动作以及声音。并且进行修改和编辑。Creator支持Open flight数据格式,即后缀名为FLT的文件。(.flt)标准是当今世界上领先的可视化数据库标准,也是视景仿真领域的行业执行标准,它的逻辑化层次化的场景描述的数据格式文件,能使图像发生装置知道何时何地怎样以无与伦比的精度和可靠性实时绘制三维场景。   Vega Prime是MultiGen公司推出的跨平台可扩展的开发环境,其是主要用于虚拟现实、实时视景仿真、声音仿真以及其它可视化领域的世界领先级的应用软件工具,它能高效创建和配置视景仿真、基于仿真的训练、通用可视化等应用程序。Vega Prime软件融入了许多新的特性,它提供了VP实时应用,LP用户接口,和VP工具集,可以创建三维动态场景。VegaPrime的模块化极大地扩展了Vega Prime程序的方法函数的适用范围。在开发之初,使用应用配置文件ACF在LynX Prime环境下进行开发和改进程序是非常有效的,之后再使用API来动态的改变程序行为。   本文详细阐述了基于MultiGen Creator的三维会议室仿真场景构建技术,并对场景构建中具有代表性的模型元素,如:会议室,虚拟人物,光照节点等在构建过程中所使用的关键技术及构建方法进行了详细的阐述,给出了实施后的效果图。理解运行时系统的工作原理,设计图形数据库的过程中,许多运行时系统的性能直接关系到实施仿真程序的质量,包括优化仿真系统性能的方法,比如节点的组织、约束体的使用以及减少多边形数量。使用追踪面来进行几何立体建模,然后添加光照和阴影、纹理贴图,最后添加声音节点。虚拟会议室必不可少的虚拟人物建模是利用Creator中的DOF节点技术完成的,本文对DOF节点的原理,规则进行了研究,根据实际的人体模型,构建出虚拟人物。   在完成场景构建的基础上,本文进一步对在该场景中使用Vega Prime平台开发构建三维场景中的动态效果程序做出了详细的阐述,包括LynX Prime图形界面的介绍,并提供了基于该平台开发构建三维场景仿真程序的技术路线和实施办法。定义了Vega Prime程序的初始化函数和关闭函数,运行步骤中的定义(包括创建实例和载入ACF文件)、配置和帧循环等流程。vpAPP对函数进行了封装来构建一个总体的多人在线虚拟场景应用程序框架。同时,在本文的工作中,针对三维场景中常见的观察者模式、碰撞检测,分布式以及常用的一些C++的应用程序接口进行了深入研究。
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