基于opengl的虛擬場景實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).doc
約32頁DOC格式手機(jī)打開展開
基于opengl的虛擬場景實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn),摘要隨著社會的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在社會的各個領(lǐng)域逐漸變得重要起來。虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality，簡稱vr)系統(tǒng)是一種以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟件及其外部設(shè)備生成虛擬的三維場景，通過視覺、聽覺、觸覺等多方面的交互反饋使人產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多學(xué)科研究中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步促...
內(nèi)容介紹
此文檔由會員 wanli1988go 發(fā)布
摘 要
隨著社會的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在社會的各個領(lǐng)域逐漸變得重要起來。虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡稱VR)系統(tǒng)是一種以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟件及其外部設(shè)備生成虛擬的三維場景，通過視覺、聽覺、觸覺等多方面的交互反饋使人產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多學(xué)科研究中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)了可視化仿真技術(shù)的發(fā)展。
本文首先描述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國內(nèi)外的研究狀況及其應(yīng)用范圍，說明了OpenGL圖形的具體實(shí)現(xiàn)方式，OpenGL基本繪制環(huán)境的建立過程以及虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本框架結(jié)構(gòu)。
本文所描述的三維虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下，利用OpenGL圖形圖象處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一個小型的漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中通過繪制立體天空盒子來模擬場景中的天空效果；通過讀取位圖數(shù)據(jù)作為地形等高數(shù)據(jù)的方式生成場景中的地形；利用OpenGL提供的輔助庫函數(shù)在場景中繪制雷達(dá)模型；通過讀取3DS模型數(shù)據(jù)來繪制場景中汽車、飛機(jī)模型；采用特殊的紋理貼圖方式在場景中生成隨機(jī)樹；通過控制虛擬攝相機(jī)參數(shù)實(shí)現(xiàn)了場景的漫游效果。本文的最后對設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了總結(jié)，指出了系統(tǒng)的不足，說明了系統(tǒng)中需要改進(jìn)的方面。
關(guān)鍵詞: 虛擬現(xiàn)實(shí) OpenGL 3DS 攝相機(jī)
Abstract
With the rapid development of society, Virtual Reality technology gradually become more important in all areas of society. Virtual Reality (in short VR) system is a form of Virtual Reality technology based on computer system, It generate three-dimensional virtual scenes by computer software and peripherals. To be personally on the scene by using visual, hearing, touch, and other aspects. Virtual Reality technology in the wider use of multidisciplinary research, and further promote visualization simulation technology development.
At first this paper describes the basic concepts of Virtual Reality technology, Virtual Reality technology in the domestic and international situation and its scope of application of research on the achievement of specific OpenGL graphics, OpenGL basic mapping process and the establishment of a virtual environment scene of Navigate System of the basic framework structure.
This article describes the three-dimensional virtual scenes Navigate System in VC++6.0 development environment, the use of the OpenGL graphics image processing technology to achieve a small Navigate Systems. Drawing the sky box to simulate scenes of sky effects by three-dimensional in the system; Loading Bit Map data as a terrain contour map data mode to generate the scenes of the terrain; Using OpenGL Function of Assistant drawing radar models in the scene, Loading 3DS models data to drawing cars, planes in model; Using a special manner of veins picture generate random trees in the scenes; Achieved the scene of navigate effect of by virtual camera control parameters. At last of the paper summarize the design work, point out deficiency of the system, make out the improvement of the system.
Key words: Virtual Reality；Open Graphics Liberty；3DS；Camera
目 錄
引 言
1 緒 論 2
1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述 2
1.2 三維虛擬場景技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 2
1.3 OpenGL技術(shù)的發(fā)展概述 3
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀 3
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 3
1.4 虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究的目的和意義 3
1.5 本章小結(jié) 4
2 三維場景漫游系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 4
2.1 系統(tǒng)的功能描述 4
2.2 系統(tǒng)的模塊劃分 4
2.3 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 5
2.4 本章小結(jié) 6
3 虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 6
3.1 OpenGL程序基本框架的建立 6
3.1.1 創(chuàng)建OpenGL的渲染上下文 6
3.1.2 OpenGL的像素格式設(shè)置 7
3.1.3 OpenGL 窗口的建立流程 8
3.2 三維虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模型的建立 10
3.2.1 天空的模擬 10
3.2.2 地形模擬 12
3.2.3 雷達(dá)模型的構(gòu)建 14
3.2.4 汽車、飛機(jī)模型的構(gòu)建 16
3.2.5 場景中樹的生成 20
3.3 漫游控制技術(shù)的解決方案 23
3.4 本章小結(jié) 25
結(jié) 論 25
參考文獻(xiàn) 26
附 錄 27
致 謝 27
引 言
在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)高速發(fā)展的今天，使得人們通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來描述真實(shí)世界的三維物體成為了現(xiàn)實(shí)。預(yù)示著人們可以通過計(jì)算機(jī)來描述真實(shí)世界中物體的一些復(fù)雜信息?？茖W(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)動畫和虛擬現(xiàn)實(shí)是近年來在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域內(nèi)三大活躍的發(fā)展方向，他們的技術(shù)核心都是三維真實(shí)感圖形。從絲絲入扣的機(jī)械零件設(shè)計(jì)、驚心動魄的虛擬戰(zhàn)場演習(xí)，到如同身受的3D游戲，各種生動而精妙的圖形應(yīng)用使人目不暇接，計(jì)算機(jī)似乎為人們打開了一個五彩繽紛的第四維空間，OpenGL就是這個“繽紛世界”的構(gòu)造之一。
模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境所使用的方法有很多種，比如基于圖形渲染的建模方法是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)進(jìn)行虛擬環(huán)境的建模和渲染，對真實(shí)世界進(jìn)行抽象，建立數(shù)學(xué)模型，通過一系列繪制過程，產(chǎn)生虛擬場景。這種方法要求對事物的外形特征做細(xì)致的分析，并將分析結(jié)果抽象成數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到對應(yīng)的模擬算法，但數(shù)學(xué)建模過程通常比較復(fù)雜，往往不容易實(shí)現(xiàn)。也可以采用OpenGL技術(shù)創(chuàng)建三維虛擬場景，利用OpenGL輔助庫中給出的簡單形體繪制函數(shù)，結(jié)合OpenGL的模型轉(zhuǎn)換命令將簡單形體組合構(gòu)造成復(fù)雜的三維模型。這需要提供模型中各頂點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這種方法靈活性大。
OpenGL與其他圖形程序設(shè)計(jì)接口不同，OpenGL提供了十分清晰明了的圖形函數(shù)，因此初學(xué)者也能利用OpenGL的圖形處理函數(shù)和1 670萬種色彩的調(diào)色板很快的設(shè)計(jì)出三維圖形及三維交互軟件。OpenGL強(qiáng)大的圖形函數(shù)不要求開發(fā)者把三維物體模型的數(shù)據(jù)寫成固定的數(shù)據(jù)格式，開發(fā)者不但可以直接使用自己的數(shù)據(jù)，而且可以利用其他不同格式的數(shù)據(jù)源，..
隨著社會的高速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在社會的各個領(lǐng)域逐漸變得重要起來。虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡稱VR)系統(tǒng)是一種以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過計(jì)算機(jī)軟件及其外部設(shè)備生成虛擬的三維場景，通過視覺、聽覺、觸覺等多方面的交互反饋使人產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在多學(xué)科研究中的廣泛應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)了可視化仿真技術(shù)的發(fā)展。
本文首先描述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本概念，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國內(nèi)外的研究狀況及其應(yīng)用范圍，說明了OpenGL圖形的具體實(shí)現(xiàn)方式，OpenGL基本繪制環(huán)境的建立過程以及虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基本框架結(jié)構(gòu)。
本文所描述的三維虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是在VC++6.0開發(fā)環(huán)境下，利用OpenGL圖形圖象處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的一個小型的漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在系統(tǒng)中通過繪制立體天空盒子來模擬場景中的天空效果；通過讀取位圖數(shù)據(jù)作為地形等高數(shù)據(jù)的方式生成場景中的地形；利用OpenGL提供的輔助庫函數(shù)在場景中繪制雷達(dá)模型；通過讀取3DS模型數(shù)據(jù)來繪制場景中汽車、飛機(jī)模型；采用特殊的紋理貼圖方式在場景中生成隨機(jī)樹；通過控制虛擬攝相機(jī)參數(shù)實(shí)現(xiàn)了場景的漫游效果。本文的最后對設(shè)計(jì)工作進(jìn)行了總結(jié)，指出了系統(tǒng)的不足，說明了系統(tǒng)中需要改進(jìn)的方面。
關(guān)鍵詞: 虛擬現(xiàn)實(shí) OpenGL 3DS 攝相機(jī)
Abstract
With the rapid development of society, Virtual Reality technology gradually become more important in all areas of society. Virtual Reality (in short VR) system is a form of Virtual Reality technology based on computer system, It generate three-dimensional virtual scenes by computer software and peripherals. To be personally on the scene by using visual, hearing, touch, and other aspects. Virtual Reality technology in the wider use of multidisciplinary research, and further promote visualization simulation technology development.
At first this paper describes the basic concepts of Virtual Reality technology, Virtual Reality technology in the domestic and international situation and its scope of application of research on the achievement of specific OpenGL graphics, OpenGL basic mapping process and the establishment of a virtual environment scene of Navigate System of the basic framework structure.
This article describes the three-dimensional virtual scenes Navigate System in VC++6.0 development environment, the use of the OpenGL graphics image processing technology to achieve a small Navigate Systems. Drawing the sky box to simulate scenes of sky effects by three-dimensional in the system; Loading Bit Map data as a terrain contour map data mode to generate the scenes of the terrain; Using OpenGL Function of Assistant drawing radar models in the scene, Loading 3DS models data to drawing cars, planes in model; Using a special manner of veins picture generate random trees in the scenes; Achieved the scene of navigate effect of by virtual camera control parameters. At last of the paper summarize the design work, point out deficiency of the system, make out the improvement of the system.
Key words: Virtual Reality；Open Graphics Liberty；3DS；Camera
目 錄
引 言
1 緒 論 2
1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述 2
1.2 三維虛擬場景技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例 2
1.3 OpenGL技術(shù)的發(fā)展概述 3
1.3.1 國外研究現(xiàn)狀 3
1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 3
1.4 虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究的目的和意義 3
1.5 本章小結(jié) 4
2 三維場景漫游系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 4
2.1 系統(tǒng)的功能描述 4
2.2 系統(tǒng)的模塊劃分 4
2.3 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 5
2.4 本章小結(jié) 6
3 虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 6
3.1 OpenGL程序基本框架的建立 6
3.1.1 創(chuàng)建OpenGL的渲染上下文 6
3.1.2 OpenGL的像素格式設(shè)置 7
3.1.3 OpenGL 窗口的建立流程 8
3.2 三維虛擬場景漫游實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的模型的建立 10
3.2.1 天空的模擬 10
3.2.2 地形模擬 12
3.2.3 雷達(dá)模型的構(gòu)建 14
3.2.4 汽車、飛機(jī)模型的構(gòu)建 16
3.2.5 場景中樹的生成 20
3.3 漫游控制技術(shù)的解決方案 23
3.4 本章小結(jié) 25
結(jié) 論 25
參考文獻(xiàn) 26
附 錄 27
致 謝 27
引 言
在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)高速發(fā)展的今天，使得人們通過計(jì)算機(jī)技術(shù)來描述真實(shí)世界的三維物體成為了現(xiàn)實(shí)。預(yù)示著人們可以通過計(jì)算機(jī)來描述真實(shí)世界中物體的一些復(fù)雜信息?？茖W(xué)計(jì)算可視化、計(jì)算機(jī)動畫和虛擬現(xiàn)實(shí)是近年來在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)領(lǐng)域內(nèi)三大活躍的發(fā)展方向，他們的技術(shù)核心都是三維真實(shí)感圖形。從絲絲入扣的機(jī)械零件設(shè)計(jì)、驚心動魄的虛擬戰(zhàn)場演習(xí)，到如同身受的3D游戲，各種生動而精妙的圖形應(yīng)用使人目不暇接，計(jì)算機(jī)似乎為人們打開了一個五彩繽紛的第四維空間，OpenGL就是這個“繽紛世界”的構(gòu)造之一。
模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境所使用的方法有很多種，比如基于圖形渲染的建模方法是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)進(jìn)行虛擬環(huán)境的建模和渲染，對真實(shí)世界進(jìn)行抽象，建立數(shù)學(xué)模型，通過一系列繪制過程，產(chǎn)生虛擬場景。這種方法要求對事物的外形特征做細(xì)致的分析，并將分析結(jié)果抽象成數(shù)學(xué)模型，根據(jù)數(shù)學(xué)模型得到對應(yīng)的模擬算法，但數(shù)學(xué)建模過程通常比較復(fù)雜，往往不容易實(shí)現(xiàn)。也可以采用OpenGL技術(shù)創(chuàng)建三維虛擬場景，利用OpenGL輔助庫中給出的簡單形體繪制函數(shù)，結(jié)合OpenGL的模型轉(zhuǎn)換命令將簡單形體組合構(gòu)造成復(fù)雜的三維模型。這需要提供模型中各頂點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，這種方法靈活性大。
OpenGL與其他圖形程序設(shè)計(jì)接口不同，OpenGL提供了十分清晰明了的圖形函數(shù)，因此初學(xué)者也能利用OpenGL的圖形處理函數(shù)和1 670萬種色彩的調(diào)色板很快的設(shè)計(jì)出三維圖形及三維交互軟件。OpenGL強(qiáng)大的圖形函數(shù)不要求開發(fā)者把三維物體模型的數(shù)據(jù)寫成固定的數(shù)據(jù)格式，開發(fā)者不但可以直接使用自己的數(shù)據(jù)，而且可以利用其他不同格式的數(shù)據(jù)源，..
