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虚拟现实技术是利用计算机生成一种高逼真的模拟环境,并可通过多种传感器接口,使用户“沉浸”到该环境中,从而实现用户与该虚拟环境之间的交互。目前,虚拟现实技术已广泛应用到各个领域。在建筑行业,我们可以用计算机对建筑物进行仿真,创造出具有真实感的三维建筑模型,并可利用计算机的I/O设备对建筑物进行漫游,从而使用户不需要亲临现场或在建筑物完工之前对建筑环境有一个基本的认识。 OpenGL是一种常用的三维图形软件包,依据计算机图形学设计而成,符合光学和视觉原理。它提供非常丰富的接口函数,使用户可以创建出交互式程序,生成具有真实感的三维图形,并对其进行控制。 本文对虚拟现实技术及相关的三维计算机图形学理论进行了研究,并在此基础上利用OpenGL和编程工具VC++的MFC架构开发了一套建筑物的仿真与漫游系统,此系统具有友好的用户界面,方便用户进行操作。主要工作和研究成果包括: 1.对OpenGL的编程和工作原理进行了分析,包括OpenGL的硬件实现和软件实现,OpenGL渲染三维图形的流程及其绘制图形的方式,以及OpenGL的主要功能。对编程开发工具VC++进行了简单介绍,并概括出MFC的编程原理及应用程序的整体框架。 2.分析了虚拟建筑物的数据特征,研究了如何导入外部的3DS文件格式的三维模型,包括对3DS文件块数据结构的分析,以及导入程序的递归结构和重绘模型的数据结构。研究了在生成具有真实感三维图形的过程中,应用到的颜色模型、光照模型和纹理映射等一系列技术问题,并分析了如何在OpenGL里进行实现。 3.研究了在系统的漫游功能中应用到的三维观察技术,在这些观察过程中物体状态如何转变和如何用OpenGL实现观察过程。并在此基础上,设计出程序中的“摄像机”类来完成漫游功能。 4.开发了基于MFC和OpenGL的建筑物仿真与漫游系统。利用此系统可导入外部的虚拟建筑模型,并对其添加光照、增加材质和纹理等,使其更具有真实感。并提供简单的漫游功能,使用户可多角度观察建筑物。