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基于CryEngine的虚拟地理环境构建方法的研究

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摘要

1 绪论

1.1 研究背景与目的

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 研究内容和技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2 虚拟地理环境理论与技术

2.1 虚拟地理环境

2.1.1 虚拟地理环境概念

2.1.2 虚拟地理环境系统

2.1.3 构建VGE存在问题

2.2 虚拟地理环境关键技术体系

2.2.1 虚拟现实技术

2.2.2 三维建模技术

2.2.3 场景渲染平台

2.3 CryEngine简介

2.3.1 人机交互技术

2.3.2 人物动画技术

2.3.3 系统开发平台

3 虚拟地形环境与静态实体构建

3.1 地形建模

3.1.1 地形数据

3.1.2 纹理数据

3.1.3 地形模型

3.2 建筑建模

3.2.1 数据预处理

3.2.2 纹理处理

3.2.3 建筑物构建

3.2.4 模型优化

4 植被建模与动态模拟

4.1 植被建模

4.1.1 数据采集

4.1.2 贴图及渲染

4.2 植被的动态模拟

4.2.1 顶点动画技术

4.2.2 碰撞技术

5 人物建模与行为模拟

5.1 人物建模

5.1.1 人物模型的建立

5.1.2 材质贴图

5.2 人物行为过程模拟

5.2.1 角色动画

5.2.2 骨骼制作

5.2.3 关键帧制作

5.2.4 漫游的设置

6 虚拟校园原型系统开发

6.1 系统需求分析

6.2 系统功能设计

6.3 原型系统开发

6.3.1 地形数据编辑

6.3.2 建筑模型加载

6.3.3 植被优化

6.3.4 角色动画

6.3.5 自然环境模拟

6.4 系统运行效果

7 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

作者简历

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摘要

虚拟地理环境是虚拟现实与地理学相结合的产物,是新一代地理学语言,同时为地理学实验提供的新的平台。实现对地理对象、现象和过程的形象逼真表达是虚拟地理环境追求的一个重要目标。
  针对目前构建虚拟地理环境的平台表达能力比较弱,不能很好地体现出虚拟地理环境中环境优美和过程仿真模拟,采用CryEngine高性能三维引擎平台,研究地形三维快速重建、植被模拟、环境动态表达以及人物行为模拟等内容,实现了场景的精细绘制、环境与人物动态的模拟,并在虚拟校园原型系统中得到了应用,效果良好。
  本文研究基于CryEngine对虚拟地理环境进行构建,开发了虚拟校园原型系统,基于该原型系统,实现对技术的验证。具体研究内容包括:
  1.基于CryEngine的虚拟地形环境的快速重建;针对一定区域内的地形模型模拟,通过软件处理和平台编辑结合的方法,快速和准确的模拟地形。
  2.植被建模与基于CryEngine的动态模拟;针对植被随风摆动和具有碰撞效果,分别通过赋予不同材质ID和构建碰撞体,实现了植被动态模拟。
  3.人物建模以及行为模拟,实现基于CryEngine的人物控制;面向虚拟校园构建原型系统,经过测试表明本研究的方法能够满足虚拟地理环境对环境精细表达的需求。

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