基于Multigen和Vega的三维场景仿真(2)

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4.4 本章小结 24

结论 25

致谢 26

参考文献 27

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.1.1 本论文选题的背景

虚拟现实(Virtual Reality) 是把客观上存在的或并不存在的东西,运用计算机技术,在用户眼前生成一个虚拟的环境,使人感到沉浸在虚拟环境中的一种技术。虚拟现实技术是综合了计算机图形学、计算机仿真、传感技术、显示技术等许多学科的基础上发展起来的一种计算机应用新领域[1]。

目前,虚拟现实技术的应用前景与科学价值已引起了人们的广泛关注,特别是在军事、教育训练、工程技术、建筑工程、医学等方面有广泛的应用前景。理想的VR 系统具有的特点为：

（1）构想性（Imagination），这种特性可以拓展人的思维，使人具有广阔的想像空间,不但可以模拟现实世界，更可以模拟现实中不存在的环境，这种特性使得VR技术的应用可以无限拓展。

（2）交互性（Interaction），人就像是置身在现实中一样，在虚拟环境中，同样可以实现抓取东西，感受环境中物体的存在，包括重量，颜色，气息等等，虚拟环境中的事物也能够随着人的移动而移动，就如同真实世界一样。论文网

（3）临场感（Immersion），也称为沉浸感，是指用户在模拟环境中感到存在的程度。成功模拟出的虚拟环境应当使用户完全的投入到该场景中，使人难以分辨真假[2]。

1.1.2 本论文的研究意义

本论文研究的是应用计算机技术对一个机场环境进行虚拟模拟，制作一个真实可见的虚拟世界。通过虚拟的机场环境，就可以更为直观的对机场进行规划设计，比如说要在机场边新建一栋航站楼，我们可以先通过计算机上进行虚拟现实模拟，达到理想效果后在考虑后续的规划动作。再比如说，可以通过虚拟机场环境模拟判断机场的停机容量等等，甚至可以用于机场的宣传以及道路索引，在科学技术不断发展的今天，这种技术在今后社会发展中必然是一个明确的发展方向，为今后的数字化世界建设提供了有力的保障。

1.2 本论文的主要内容

本论文主要内容是通过熟悉三维建模工具Multigen完成相关实体建模以及导入，掌握场景驱动工具Vega，根据所建立的场景模型以及场景中各位仿真对象运行时的状态参数来生成实时的虚拟场景，并设计完成在跑道上安装一个炸弹，当飞机运行到一定距离时，炸弹爆炸，以模拟智能炸弹效果，即通过探测目标位置引爆以炸毁目标。论文的具体安排如下:

第一章为绪论。这一部分讲述了虚拟现实的概念，应用领域以及仿真研究的目的和意义,最后介绍的是本论文的内容。

第二章主要提出了机场视景仿真系统的总体设计方案。

第三章讲述了利用Multigen Creator完成场景建模的主要步骤。

第四章阐述了基于Vega的实景漫游的实现方法以及动态仿真的实现。

论文的最后是结论部分,总结了整篇文章的内容,并指出一下步的努力方向。

2 机场仿真系统的实现

2.1 实时仿真系统运行原理

在系统运行时，对数据库中的每一帧的绘制分为三个阶段，Application（应用程序），Cull（截取），Draw（绘制）。Application阶段系统负责将数据库载入，而在另外两个阶段绘制可见的场景。Cull阶段，运行系统遍历整个数据库结构来发现可见数据。为了获得更加优异的性能，必须设计数据库结构使Cull和Draw的阶段的处理世界能够平衡。在虚拟场景显示中，系统通过视锥(Viewing Volume)将虚拟场景投射在所需要显示的屏幕上，视锥可以在运行系统中由用户自定义实现，并具有透视和正投影两种方式的实现。