搜索
内容提要虚拟现实技术是一门涉及多学科、多领域的新兴研究领域，它的应用研究水平表征了一个国家整个的科学技术发展水平。因此，将被誉为“梦幻般的技术”的虚拟现实技术应用于建筑领域的产品促销、建筑设计、建筑检测等领域，具有十分重要的理论研究价值和实际应用意义。该课题所研究的是一个基于VRML的建筑模型演示系统，是利用VRML和Java语言共同实现的一种新的构建和演示建筑模型的方法。虚拟现实建模语言(VRML)是一种新型的描述型语言，它是建立基于Internet的分布式虚拟环境的有力工具。此论文介绍了如何利用VRML构建虚拟建筑模型和实现演示系统。主要工作如下：第一，阐述如何通过VRML技术使建筑模型与图像、声音、文字、视频等多媒体技术相结合,构建出了一个生动逼真的三维建筑形体。第二，如何利用Java的强大编程能力及其和VRML的接口技术,来实现对实体行为的控制。第三，互联网特性使得更多的人可以通过Internet来观看此建筑，并允许用户通过整合的控制面板来自我定制场景。第四，对一些技术难点,如二维图形三维化、360度全景图和挤出面实现复杂模型等作了较为详尽的阐述。最后，探讨了如何优化VRML代码和如何发布VRML作品。关键词：VRML虚拟现实JavaScript1目录第一章绪论..............................................11.1概述...............................................11.2本课题研究的意义...................................11.3国内外的发展动态...................................21.4虚拟现实技术.......................................31.4.1虚拟现实(VirtualReality,简称VR)简介.........31.4.2虚拟现实的基本特征...........................41.4.3虚拟现实的分类...............................51.4.4虚拟现实的应用...............................51.5演示系统的设计目标.................................8第二章VRML的介绍和研究..................................92.1VRML语言..........................................92.1.1VRML简介.....................................102.1.2VRML发展过程及应用...........................102.1.3VRML场景图及节点.............................122.1.4VRML中对象的变换和层次.......................132.1.5VRML中场景对象的组织关系.....................142.1.6构造动态的虚拟现实模型........................152.1.7VRML浏览器介绍...............................182.1.8VRML的创作工具...............................192.1.9VRML的工作方式...............................192.2VRML交互技术的两种机制............................202.2.1利用EAI扩展VRML场景.........................202.2.2利用Script扩展VRML场景......................212.2.3EAI与Script之间的异同......................23第三章开发平台和构建、演示工具............................243.1VRML对硬件的要求..................................243.2系统采用的开发平台.................................243.3系统演示时使用的浏览器插件.........................243.3.1插件的介绍...................................243.3.2插件的安装和设置.............................263.4构建系统使用的编译系统.............................28第四章系统的总体设计.......................................314.1概述...............................................314.2框架模块的设计.....................................314.3独立实体模块的设计.................................3224.4整体链接模块.......................................354.4.1多路由问题..................................354.4.2递归引用造成浏览器出错......................364.4.3内联.......................................364.4.4境界信息...................................374.4.5自定义节点.................................374.5操作面板的整合.....................................37第五章详细设计............................................395.1概述..............................................395.2二维图形三维化.....................................395.2.1360度全景图.................................395.2.2单枝叶实现立体藤蔓...........................405.2.3平面树图实现立体树效果.......................405.3利用挤出面构建三维花的叶子和床.....................405.4多媒体视频支持.....................................425.5移动的茶几和茶杯...................................425.6构建一个多功能办公桌...............................435.7带开关的灯.........................................445.8自动门的实现.......................................455.9旋转风扇的实现.....................................465.10沙发的构建.........................................465.11地毯...............................................475.12栏杆的制作.........................................485.13草地的制作.........................................485.14控制中心的制作.....................................49第六章代码的优化和发布.....................................516.1利用VrmlPad及其插件进行VRML文件的优化...............516.2利用VrmlPad发布演示系统............................52第七章结论和进一步研究......................................53参考文献.....................................................54摘要.........................................................IAbstract.....................................................IV致谢第一章绪论1第一章绪论本章是此论文的开始部分，在这一章里我将主要说明此课题的研究意义，虚拟现实技术以及目前此课题在国内外的发展情况等。1.1概述当今时代是数字化、信息化的时代。上个世纪八十年代以来，计算机软硬件技术的飞速发展带来了信息存储、交流和获取的数字化革命，而近十年来互联网技术的兴起使这些数字化信息的获取更加快捷方便，地球仿佛变成了一个小小的村落，人们瞬间就可以了解到地球另一端发生的事情。三维建模和虚拟现实技术都是近些年来随着计算机图形学的发展而日渐成熟的新兴技术，而基于互联网虚拟现实技术己经越来越成为计算机图形学领域的新课题之一。VRML(VirtualRealityModelingLanguage)是一项集虚拟现实(VirtualReality)与Internet多媒体于一身的新技术。本课题以“建筑模型演示系统”为研究对象，实现虚拟现实技术在建筑建模及演示方面的新尝试。系统利用JavaScript脚本控制语言实现了三维虚拟现实场景的交互式浏览。1．2本课题研究的意义随着中国改革的不断深化和经济建设的加速,房地产建设成为中国国民经济新的增长点,住房日益成为老百姓关心焦点,对于建筑模型构建和演示的方法也提出更高的要求。Web-3DGIS发展时间较短,还处于初级阶段,在建筑建模方面的应用也刚刚起步。目前,Web环境下房产测绘信息的三维可视化还存在着诸多问题。其中主要问题有Web环境下房产测绘三维场景的实时构建难以实现,三维成果发布困难,建筑模型三维场景与房产平面图没有有机结合以及现有的网上房产三维成果功能有限等等。针对这些问题,该文确定的研究目标为:在Web环境下实现建筑模型构建和演示。研究并设计一套行之有效的解决方案,实现三维建筑模型在Web环境下的构建和演示。本文分析了建筑模型构建和演示的特点,引入VRML技术作为此方法的实现技术，具体实现了在Web环境下建筑模型三维场景的动态构建及演示。作为一种刚刚兴起的技术，VRML的发展历史并不长，VRML2.0规范更是在1997年才确定，但是由于VRML自身独特的魅力，使其应用由原来的军事、医疗迅速向制造业、商业、教育和娱乐等领域迅速扩展，并成为教育应用的一大热点。然而目前虚拟现实在教育中的应用研究大多局限在一第一章绪论2些高校，研究领域也是主要集中在虚拟校园、仿真实验、工业造型等方面。再加之一些技术上的、开发成本上的因素，使得虚拟现实的教育应用还处于一种研究探索的阶段，还未达到普及应用的阶段。经过将近十年的发展，这项技术日趋成熟，在工业制造、教育、商品展示、房地产、旅游参观、娱乐等方面表现出极好的应用前景。1.3国内外的发展动态目前3D和虚拟现实技术已经在国内外有了长足的发展，并日渐涉及到越来越多的领域，如城市规划、场景仿真、信息管理、战场指挥、生产管理等等。2003年1月，美国一所著名大学成功地对古罗马竞技场进