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三维虚拟校园动态漫游系统的研究与实现

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摘要

第一章 绪论

1.1 课题的背景、目标与任务

1.2 虚拟校园的定义与国内外发展概况

1.2.1 虚拟校园的定义

1.2.2 国外虚拟校园的发展

1.2.3 国内虚拟校园的发展

1.3 基于游戏引擎的三维虚拟场景开发技术

1.4 论文章节安排

第二章 基于游戏引擎的三维虚拟校园系统简介

2.1 Irrlicht游戏引擎系统

2.1.1 Irrlicht简介

2.1.2 Irrlicht的主要特性

2.1.3 Irrlicht的功能模块

2.1.4 基于Irrlicht的游戏场景开发技术

2.2 三维虚拟校园系统

2.2.1 三维虚拟校园系统简介

2.2.2 三维虚拟校园系统的开发技术

2.3 基于Irrlicht游戏引擎实现三维虚拟校园系统

2.4 本章小结

第三章 基于Irrlicht游戏引擎的三维虚拟校园系统设计

3.1 系统需求分析

3.2 系统设计的原则与目标

3.2.1 系统设计原则

3.2.2 系统设计的目标

3.3 系统总体框架与功能模块设计

3.3.1 系统总体框架构建

3.3.2 系统功能模块设计

3.4 系统的开发流程设计

3.5 本章小结

第四章 基于Irrlicht游戏引擎的三维虚拟校园系统实现与测试

4.1 三维虚拟校园场景系统开发

4.1.1 软硬件开发环境

4.1.2 场景模型的建立与优化

4.1.3 场景的加载与渲染

4.1.4 交互功能开发

4.1.5 三维特效的实现

4.2 真实感图形生成

4.2.1 光照的实现

4.2.2 材质的实现

4.2.3 纹理映射的实现

4.3 碰撞检测的实现

4.3.1 基本的碰撞检测算法

4.3.2 基于AABB碰撞检测模型的应用分析与改进

4.3.3 基于改进的AABB碰撞检测模型在系统中的实现

4.4 系统运行结果测试

4.5 系统改进与优化

4.5.1 系统性能改进

4.5.2 代码编写的优化

4.6 本章小结

第五章 论文总结与展望

5.1 本文的工作总结

5.2 未来的研究工作

致谢

参考文献

硕士期间发表论文

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摘要

自二十世纪八十年代以来,虚拟现实技术得到了迅速的发展,它以沉浸性、交互性为基本特征,融合了图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能以及网络技术等多种信息技术发展的成果,在军事、医学、建筑、美术、娱乐等多个领域均具有广泛的应用。
   三维虚拟校园系统就是虚拟现实技术的一个典型应用,它实际上是利用虚拟现实开发技术实现的一套三维虚拟校园场景的仿真系统,并可以对整个场景进行交互式浏览,与传统的二维校园平面图相比,三维虚拟校园系统具有更强大的交互性与真实感,使用户可以以第一人称视角在整个场景中漫游,产生一种身临其境的体验。
   本文提出了一种基于游戏引擎技术的三维虚拟校园系统实现方案,并且利用这个方案在免费开源引擎Irrlicht的基础上设计开发了一个三维虚拟校园实验系统。
   本系统以Irrlicht引擎为平台,以3DMAX建模软件作为静态模型的建模工具,以IrrEdit作为3D场景编辑器,以Photoshop图片处理软件作为纹理图生成工具,在VisualStudio2005集成开发环境下完成整个系统的开发工作。具体的开发流程可以分为四个阶段,即设计阶段、建模阶段、编程阶段和测试阶段。实验系统中以一个简单功能的三维虚拟校园场景作为案例,重点从三维虚拟场景实现的算法基础,规划设计以及程序优化改进几个方面进行,以小见大,抓住核心,在基于游戏引擎进行三维虚拟场景开发这个领域进行了一次有意义的探索,结果证明,该系统具有普遍适用的价值。

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