1、本科毕业论文题 目：古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化姓 名：学 院：软件学院系：软件工程专 业：软件工程年 级： 学 号：指导教师： 职称： 年 月本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化I摘 要虚拟现实（Virtual Reality，简称 VR）技术,是 20 世纪末兴起的一门综合性信息技术，近几年来，它正在逐步应用到建筑领域。借助于虚拟现实技术、计算机技术对古建筑的数字存档、文物保护都具有重要意义。虚拟现实技术应用与文化遗产的保护相结合是目前的热门研究方向之一。本文在分析中国古建筑结构特征的基础上，以厦门南普陀寺为例，深入研究了古建筑虚拟场景的建模技术和建模优化
2、技术，构建了南普陀四大殿的模型。本文所探索的建模方法和优化技术，对其它大场景的复杂建筑建模也具有一定的借鉴意义。最后借助 WireFusion 开发平台和工具集，开发了基于 Internet 的实时漫游虚拟系统。应用此项技术的案例表明，显示效果和漫游速度都取得了满意的效果。全文分四个部分，第一部分简要介绍虚拟现实技术在古建筑领域的应用背景及研究意义，分析了其国内外发展概况和趋势；第二部分分析了目前国内外较为流行的几种建模软件和虚拟现实软件，以此选择适合南普陀虚拟漫游系统所需的软件；第三部分在研究古建筑及南普陀古建筑构造的特点的基础上，结合具体项目厦门南普陀寺虚拟漫游场景，重点分析古建筑虚拟场景
3、的建模技术和建模优化技术以及建模过程中所遇到的问题；第四部分阐述了南普陀虚拟漫游系统的具体实现。关键词：中国古建筑 虚拟现实 建模技术 建模优化技术 本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化IIAbstractVirtual Reality is one of the integrated information technologies that raise at the end of the 20th century.And it is gradually applied to the architectural design field in recent years.
4、It is important to keep ancient architecture in digital achieves, heritage preservation by VR and computer technology. Integration of the application of Virtual reality technology and the protection of cultural heritage is one of the most popular research directions.This dissertation is based on the
5、 analysis of ancient Chinese architecture.It takes South Potalaka Monastery as the example, researchs deeply on the modeling techniques and optimization modeling techniques of ancient architecture virtual scene and architects the models of the four main halls of South Potalaka Monastery.At the same
6、time, the modeling techniques and optimization modeling techniques which this dissertation explored are also efficient for another large and complicated simulation scene. Finally, this dessertation uses the WireFusion platform and tool sets and develops the real-time roaming virtual systems based on
7、 Internet. Application of this technology shows that this system has received the satisfactory results on the drawing effect and roaming speed.These are four parts of this dissertation.the first brief introducts the background and research significance of the virtual reality technology in the field
8、of ancient architecture and analyzes the domestic and international developments and trends;The second part analyzes several popular modeling software and virtual reality software at home and abroad and selects the appropriate software for South Potalaka Monastery virtual roaming system;The third pa
9、rt bases the study for the characteristics of the ancient architecture and South Potalaka Monastery, combines the concrete items: Xiamen South Potalaka Monastery virtual roaming system, focuses the modeling techniques and optimization modeling techniques of ancient architecture virtual scene and the
10、 problems encountered. The final part expounds the concrete realization of South Potalaka Monastery virtual roaming system.Key words: Ancient Architecture Of China Virtual Reality Modeling Technology Modeling Opitimized Technology本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化III目录第一章 绪 论 11.1 引言 .11.2 论文的选题背景与研究意义 11
11、.2.1 选题的背景 .11.2.2 研究意义 .21.3 国内外发展概况和趋势 31.3.1 国外研究与发展概况 .31.3.2 国内研究与发展概况 .41.3.3 产业化前景 .41.4 论文的主要研究目的与内容 51.4.1 论文的研究目的 .51.4.2 论文的研究内容 .5第二章 虚拟现实与建模 72.1 建模软件的介绍与比较 .72.2 虚拟现实软件的介绍与比较 .92.3 虚拟现实的建模方法 112.3.1 基于多边形的直接绘制法 112.3.2 基于模型的方法 112.3.3 基于图像的绘制方法 122.3.4 基于图形与图像混合建模技术 13第三章 虚拟场景的建模与优化 14
12、3.1 中国古代建筑的特点分析 143.2 南普陀建筑的特点 163.3 南普陀虚拟场景的建模 193.3.1 几何建模 193.3.2 形象建模 223.3.3 运动建模 25本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化IV3.3.4 模型分割 253.4 南普陀场景中的优化技术 253.4.1 虚拟场景优化的必要性及方法概述 253.4.2 三维场景的几何优化 263.4.3 三维场景的纹理优化 283.5 建模中的常见问题 .31第四章 南普陀虚拟漫游系统的实现 334.1 开发平台和开发环境的选择 334.1.1、硬件环境 .334.1.2、软件环境 .334.2 总体设计
13、 334.2.1 项目目标 334.2.2 总体框架 344.3 详细设计 364.3.1 三维场景的实现 364.3.2 场景漫游的实现 414.3.3 系统发布 42第五章 总结与展望 .44致 谢 46参考文献 .47附 录 .48本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化VContentChapter 1 Introduction11.1 Introduction.11.2 Paper selected topic background and research significance .11.2.1 Selected topic background11.2.2 Re
14、search significance .21.3 Domestic and foreign development survey and tendency31.3.1 Overseas research and development survey31.3.2 Domestic research and development survey 41.3.3 Industrial production prospect .41.4 Paper main research goal and content.51.4.1 Paper research goal51.4.2 Paper researc
15、h content.5Chapter 2 Virtual reality and modelling 72.1 The modelling softwares introduction and compares 72.2 The virtual reality softwares introduction and compares92.3 Virtual reality modelling method .112.3.1 Method based on polygon direct plan law.112.3.2 Method based on model112.3.3 Method bas
16、ed on image plan .122.3.4 Method based on graph and image mix modeling technology13Chapter 3 Modelling and optimization of virtual scene.143.1 Characteristic analysis of Chinese ancient architecture 143.2 Characteristic analysis of South Putuo constructs .163.3 South Putuo hypothesized scene modelli
17、ng 193.3.1 Geometry modelling 193.3.2 Vivid modelling 223.3.3 Movement modelling 10 253.3.4 Model division25本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化VI3.4 Optimization techniques of South Putuo scene 253.4.1 The necessity and method outline of hypothesized scene optimized253.4.2 Geometry optimization of three di
18、mensional scene 263.4.3 Texture optimization of three dimensional scene .283.5 The Common progrom in modelling .31Chapter 4 Roaming systems realization of South Putuo hypothesized.334.1 The choice of development platform and development environment.334.1.1、Hardware environment .334.1.2、Software envi
19、ronment.334.2 System design 334.2.1 Project goal .334.2.2 Overall frame.344.3 Detailed design.364.3.1 The realization of the three dimensional scene.364.3.2 The realization of scene roaming 414.3.3 System issue.42Chapter 5 Summary and Forecast44Acknowledgment 46Reference .47Appendix.48本科毕业论文 古建筑虚拟漫游
20、系统南普陀虚拟场景建模与优化1第一章 绪 论1.1 引言建筑是人类历史文化的载体，任何时代，建筑都以其感人的形象展现出它的风貌，反映着它所包容的各种信息和内涵。建筑的发展是人类进步与文明的标志，建筑艺术又是这文明史诗中最辉煌的篇章。从古至今，建筑与艺术就结下了不解之缘。虚拟现实，也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。与传统的模拟技术相比，其主要特征是：操作者能够真正进入一
21、个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中，与之产生互动，进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用，并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力，帮助启发参与者的思维，以全方位地获取虚拟环境所蕴涵的各种空间信息和逻辑信息。利用虚拟现实技术实现建筑表现，是建筑设计和规划表现工具从传统工艺向数字技术发展的又一次革命。通过计算机系统仿真数字化建筑沙盘，既能展示建筑师丰富多彩的构思，又能真实表现建筑特征与周围环境，比传统沙盘和模型功能更多、性能更强、应用更广。1.2 论文的选题背景与研究意义1.2.1 选题的背景今天许多人文景观和自然景观都面临被摧毁的危险。敦煌莫高窟壁画的脱落、周口店北京猿人遗址的窘境、泰山周
22、围环境的不和谐、孔府及孔庙和孔林的被淹事件等都引起了国际社会的广泛关注。 除战争外, 现代工业和旅游业带来的污染对古建筑的侵蚀更加严重, 保护措施必须迎头赶上, 否则许多珍贵本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化2纪录将不复存在。保护环境、减少污染无疑是根本措施, 但是目前不可能一下子完成, 同时也不太可能将文物转移到无污染的地区。前人留给我们的建筑文化遗产不会再增加, 如何管理好这笔不可再生的资源, 采取措施减少和防止文物继续遭受损失, 如何有效地保存这些历史瑰宝成了困扰人们的难题。计算机数字技术的发展为建筑工程师提供了一个全新的解决方案。因为通过数字技术手段, 这些重要的
23、景观就可以转入计算机被保护起来, 与传统工艺和技法相结合可以使我们的建筑工程师个个成为建筑保护的行家。虚拟古建筑景观最直接的好处就是重建不复存在的或一般难得一见的古建筑景观, 虚拟景观使我们能够欣赏、体验、研究并且更好地保护那些正在不断破坏和消逝的景观, 虽然利用数字技术制作的景观不可能完全替代真实的体验, 但是其形象化程度足以让人们关注和欣赏它们。中国是历史文明古国，其丰富的历史文化遗产已成为世界历史文化遗产的重要组成部分。进行虚拟遗产的前沿课题研究既可以推动中国历史遗产保护与发展，又可以与世界的发展潮流相适应，同时对于提高中国的历史文化遗产在世界历史文化遗产中的地位具有极大的意义 1 。1
24、.2.2 研究意义将虚拟现实技术应用于古代建筑领域，对古建筑研究、文物保护、景点规划与管理、旅游促销以及推动传统建筑技术与艺术等具有重要应用意义，具体分析如下 2：1. 古建筑研究历史建筑所代表的是各地区不同时期的建筑文化风格，建筑的形式与结构反映了不同地区人们的审美标准和工艺技术水平。如何研究这些目前已部分被毁坏或已基本不存在的历史建筑，以及如何保留它们的历史信息成为历史建筑研究的重要课题。2. 文物保护利用虚拟现实技术，结合网络技术，可以将文物的展示、保护提高到一个崭新的阶段。首先表现在将文物实体通过影像数据采集手段，建立起实物三维或模型数据库，保存文物原有的各项型式数据和空间关系等重要资
25、源，实现濒危本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化3文物资源的科学、高精度和永久的保存。 其次利用这些技术来提高文物修复的精度和预先判断、选取将要采用的保护手段，同时可以缩短修复工期。 通过计算机网络来整合统一大范围内的文物资源，并且通过网络在大范围内来利用虚拟技术更加全面、生动、逼真地展示文物，从而使文物脱离地域限制，实现资源共享，真正成为全人类可以“拥有”的文化遗产。使用虚拟现实技术可以推动文博行业更快地进入信息时代，实现文物展示和保护的现代化。3. 景点规划与管理展示景区规划、宣传景区建设、提升景区形象，虚拟现实系统根据景区当前状况和对景区的未来规划，将景区过去、现在和
26、将来任意时间的情况展示在规划设计者、政府决策者面前，为领导决策提供技术支持与服务。4.旅游促销突破时空限制，在大范围内来利用虚拟技术展示旅游景区，将景区景色生动、形象地展示给游人，让游人不用到景点即可先预览到景区风光，被其吸引，为景区宣传自身、扩大影响，促进旅游量增长提供最佳促销方式。5. 推动传统建筑技术与艺术虚拟现实技术的出现和进一步发展，有专家预料将来会诞生人类的第九艺术形式。到底第九艺术是什么样子，不同艺术门类的人有不同想象。不过，任何艺术门类和形式都离不开生存环境的再现和体验。只要有对环境的体验和介入，环境中就必然包括建筑环境。尽管今天人们还无法具体想象在未来艺术形式中的建筑场景如何
27、与人交互，如何有充分的感情色彩，但是未来艺术和社会文明对虚拟建筑漫游技术发展的巨大期望是可想而知的 3。1.3 国内外发展概况和趋势1.3.1 国外研究与发展概况众多的国外大学及科研机构都在从事虚拟场景漫游的研究。其中美国加州大学北卡分校(UNC)及伯克利(BERKELEY)分校的学术活动相当活跃，两校都拥有世界一流的漫游技术研究室，研究室中装配着大量图形工作站、高分辨率图形显示器、各种类型的头盔显示器(HMD)、数据手套、步行器等价值昂贵的设备 4。本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化4UN C漫游技术研究室把建筑漫游作为自己的主要研究方向，到目前为止，他们完成的实时漫游
28、大型建筑己达十个以上，其中至少有三项是为了节省时间和资金而进行的事前仿真让用户和设计者在工程开始之前对整修设计做出评估并反复修正设计方案。1977年，UNC在SGI ONYX2上用视景质量的代价换取了由13000000个三角形构造的一个电厂模型的实时交互漫游，表明其研究的纹理盒消除模型、细节层次模型、可见区预计算算法大大提高了场景渲染的效率。1966年，加州伯克利分校在SGI工作站也实现了本校新楼Soda Hall的实时漫游。1.3.2 国内研究与发展概况在我国，清华、北航、杭州大学、浙大、中国矿业大学等许多大学都己在开展虚拟场景漫游技术的研究，在视景技术、三维图形算法、建模方法等方面都取得了
29、重要成果，并在城市规划与建筑领域得到了初步的实际应用。清华大学土木系的“VRGROUP”小组使用Superscape公司的VRT虚拟环境软件包于1998年开发了“清华北大蓝旗营教师住宅小区”虚拟环境漫游系统；北京航空航天大学虚拟现实与可视化新技术研究室，也完成了恒昌花园及其房内装修；杭州大学也己成功研制出了能使人身临其境的“虚拟故宫”漫游系统，对主要建筑物的外观进行了建模，使用脚踏车作为交互手段，可以让漫游者原地不动地在故宫中潇洒骑一回；大连海事大学也己成功开发船舶模拟器的虚拟机舱漫游系统，并达到理想效果。特别值得一提的是于 2003 年完成的故宫 VR紫禁城天子的宫殿项目。安装在故宫博物院的
30、 SGI Reality Center 是一个沉浸式剧场，可容纳 54 位工作人员，高分辨率的图像投射在 50 英尺宽、14 英尺高的弧形屏幕上，三台 Barco Galaxy WARP 立体 DLP 投影机以一个三管道的 Onyx 3800 InfiniteReality 4 系统和千兆专用纹理库为驱动，将高分辨率的图像逼真地投射在屏幕上。参观者能够在虚拟的紫禁城中自由翱翔借助操控器可以漫游于康乾盛世的紫禁城，最近距离地观看太和殿的全景。本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化51.3.3 产业化前景在美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统
31、之一。各国对虚拟现实技术都在研究和应用，我国也一样，在虚拟世界建筑方面,都已制作和展示了复杂的虚拟世界模型。虚拟现实技术所涉领域十分广泛,技术潜力巨大，在建筑设计中应用前景广阔，但软硬件投资巨大，可重复性低,如计算机辅助设计/ 制造数据库/ 计算机辅助工程,多媒体/ 台式视频,图形艺术，形象/ 动画制作，科学可视化，实时模拟等的硬件价格很高。虚拟现实发展前景十分诱人，而与网络通信特性的结合，更是人们所梦寐以求的。在某种意义上说它将改变人们的思维方式，甚至会改变人们对世界、自己、空间和时间的看法。它是一项发展中的、具有深远的潜在应用方向的新技术。利用它，我们可以建立真正的远程教室，在这间教室中我
32、们可以和来自五湖四海的朋友们一同学习、讨论、游戏，就像在现实生活中一样。使用网络计算机及其相关的三维设备，我们的工作、生活、娱乐将更加有情趣。在电脑前就可以实现与大西洋底的鲨鱼嬉戏；参观非洲大陆的天然动物园；感受古战场的硝烟与刀光剑影；发幽古思今之情；还可以体验开国大典的庄严和东方巨人站立起来的壮志豪情1.4 论文的主要研究目的与内容1.4.1 论文的研究目的本论文研究的古建筑虚拟漫游系统，实现了整个南普陀场景的实时仿真，通过各种形式的虚拟漫游，从各个角度近观南普陀寺各个建筑体，或远观整体建筑分布概貌；漫游者可通过对键盘、鼠标的操作行走，进入室内对一些器物，可通过鼠标单击触发相应的动作，如门的
33、打开、敲打木鱼、点燃纹香和蜡烛、诵读经书等。本系统根据计算机图形学原理，应用 3DS MAX 开发工具建立南普陀场景中德的三维模型，并建立户外草地、道路、树木、天空等虚拟景物，给出南普陀内各个大殿的文字介绍，采用层次细节等技术，以鼠标、键盘等多种交互方式，最后用 Wirefusion 技术实现基于 Internet 的网上虚拟漫游。本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化61.4.2 论文的研究内容本论文内容主要分为以下五个章节来讨论:第一章绪论。分析了虚拟现实技术及古建筑虚拟漫游系统的背景与研究意义，阐述了虚拟场景漫游的国内外发展概况和趋势。第二章研究了虚拟现实与建模技术。主
34、要是建模软件的介绍与比较，虚拟漫游平台的介绍与比较，最后研究了虚拟现实的建模方法，为南普陀虚拟漫游系统的实现选择合适的软件与方法。第三章介绍了虚拟场景的建模与优化。在分析古建筑的构造及特点以及南普陀的建筑特点的基础上，通过对南普陀建模过程的分析，归纳出古建筑三维建模的一般方法，并系统地提出了对古建筑模型的优化技术，分析了建模过程中存在的问题。第四章介绍了南普陀虚拟漫游系统的具体实现。主要是阐述了系统的总体设计和详细设计。第五章对研究的总结和展望。本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化7第二章 虚拟现实与建模2.1 建模软件的介绍与比较目前市场上的三维设计软件有很多，流行的主要
35、建模软件有 AutoCAD，3DS Max，Maya，Multigen Creator, Sumatra 、 Lightwave 、 Rhino 分别对其进行介绍与比较如下 23：（1）AutoCADAutoCAD 是美国 Autodesk 公司推出的绘图软件，最早是针对二维设计绘图而开发的，随着其产品的日益成熟，在二维绘图领域该软件已经比较完善，随着版本不断更新，三维设计部分也有所发展，由于软件开发中的自身原因，使该软件存在一些不足之处，比如，该软件在二维设计中无法做到参数化的全相关尺寸处理，而三维设计中的实体造型能力不足。（2）Multigen CreatorMultigen Creato
36、r 是美国 MultiGen-Paradigm 公司推出的实时三维建模软件，它可以高效、实时地产生 3D 数据库而没有可视质量的损失，它的数据库格式 OpenFlight 已成为仿真领域的业界标准，专业市场占有率高达 80%以上，是虚拟现实/仿真业界的首选产品。但它模块划分过多、价格昂贵、目前并不支持汉字包、不能完全作自主版权的开发与应用，与专用的图形工作站配合效果最佳。所以总体来说 MultiGen 系列产品比较适用于大型的仿真开发与应用，它的开发量比较大，造价高，并不适合中小型以 PC 为平台的应用。（3）MayaMaya 是美国 Alias/Wavefront 公司出品的世界顶级三维动画
37、软件，集成了Alias/Wavefront 最先进的动画及数字效果技术；应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。该软件不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。Maya 可在 Windows NI 与 SGI IRIX 操作系统上运行。Maya 与 3ds max 最大的不本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化8同就是它更强调人的感觉、而不依赖于数据,因而美术对于 Maya 来说是至关重要。（4）3DS Max3DS Max 软件是 Autodesk 公司旗下的 Discreet 小组开发设计的世界上最流
38、行三维动画制作软件，它提供了强大的基于 Windows 平台的实时三维建模、渲染和动画设计等功能，被广泛应用于广告、影视、工业设计、多媒体制作及工程可视化领域。3DS Max 提供了强大的建模功能：具有各种方便、快捷、高效的建模方式与工具。提供了多边形建模、放样、表面建模工具、NURBS 等方便有效的建模，具有很好的特殊效果处理与渲染能力。3DS Max 导出的 3ds 格式数据能为大多数主流仿真软件接受，如国产流行仿真软件 VR Map，VR-Platform，3DVR；另外也可以通过插件进行数据格式转换，实现多平台仿真软件的通用，如 Right Hemisphere 公司推出的DeepEx
39、ploration 可以使用户在一个程序中查看、管理多种格式的图片、视频以及三维模型，利用该插件可以实现 3ds 格式与 flt 格式的转换，尽而可以在Vega 仿真平台上使用。（5）SumatraSumatra，它的前身是老牌的三维软件 Softimage ，以前只被专业人士应用在工作站上。它的功能与 MAYA 不相上下，拥有真实的程序纹理材质，强大的动画编辑能力和出色的渲染效果，著名的三维动画片玩具总动员就是用它来制作完成的，不过它在国内应用的较少，交流起来也不是很方便，而且它对硬件的要求相对来说也较高。（6）LightwaveLightwave 也是一款出色的三维动画软件，在国内用的更少
40、一些，不过近两年越来越被三维爱好者所熟知，因为它是第一个发行中文版的三维软件，界面比较特别，但上手很容易，功能也很强。它突出的优点是拥有近乎完美的细分曲面建模系统，高质量的渲染和出色的稳定性。 （7）Rhino本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化9Rhino，又叫犀牛，是一款超强的三维建模工具，大小才几十兆，硬件要求也很低。不过不要小瞧它，它包含了所有的 NURBS 建模功能，用它建模感觉非常流畅，所以大家经常用它来建模，然后导出高精度模型给其他三维软件使用。2.2 虚拟现实软件的介绍与比较在虚拟界蓬勃发展下, 也涌现了不少好的虚拟现实软件, 在此我们对目前虚拟现实软件的情
41、况做一番介绍 4。1、国外主要虚拟现实软件：（1）Cult3DCult3D 是 Cycore 公司的一个面向电子商务的虚拟现实软件，主要应用于主流操作系统和应用程序的虚拟现实软件，使用 Cult3D 技术，用户可以在线浏览、观察可交互的三维产品模型，同时 Cult3D 文件可以应用于网页、Office文档、Acrobat 文档以及支持 ActiveX 的开发语言如 VB 等。对于协助电子商务提高销量，增强销售时的产品描述效果以及做好售后服务都是很有帮助的。它在低带宽的连接上提供了高品质的渲染技术，而这对于知名公司的市场运作非常重要例如：钟表，电子消费品等。仅通过使用鼠标，用户就可以旋转和缩放产
42、品的 Cult3D 模型并从可从任意角度观察；通过点击模型的功能按钮就可以开启产品的部件，移动部件，在显示/菜单系统中漫步，也可以倾听优美的音乐和清晰的解说。（2）Anark StudioAnark Studio 是一个结合 3D 和 2D 图形、视频、音频、文本和数据来创建单一流式互动演示的强大内容编辑软件。Anark Studio 内容创作者依靠并进行创造性的工作设计和技术开发，可以使作者利用现存内容在一个多层媒体环境中开发视频级演示方案。通过 Anark Studio 可以创建视频级显示的多媒体交互作品。（3）X3DX3D (Extensible 3D - 可扩展 3D) 是一个软件标准
43、，定义了如何在多媒体中整合基于网络传播的交互三维内容。X3D 将可以在不同的硬件设备中使用，本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化10并可用于不同的应用领域中。比如工程设计、科学可视化、多媒体再现、娱乐、教育、网页、共享虚拟世界等方面。X3D 也致力于建立一个 3D 图形与多媒体的统一的交换格式。X3D 是 VRML 的继承。VRML（ Virtual Reality Modeling Language - 虚拟现实建模语言）是的原来的网络 3D 图形的 ISO 标准(ISO/IEC 14772)。X3D 相对 VRML 改进，提供了以下的新特性：更先进的应用程序界面，新添的
44、数据编码格式，严格的一致性，组件化结构（用来允许模块化的支持标准的各部分） 。（4）VizardVizard 虚拟现实软件可以用来制作你需要的任何东西,包括在内完整的创建,交可以会互式内容,快速设计原型。Vizard 比起其他的软件更容易上手，它为没有程序经验的人提供了制作快速制作 VR 场景的机会。（5）WireFusionWireFusion 是 Demicron 公司开发的功能强大的专业实时 Web3D 软件,它是一种拖-放式（drag-and-drop）可视化编程工具。它支持 Vrml 和 X3D 格式模型的大多数节点类型,如外观、颜色、位置、光源、材质等等。与其它一些主流 Web3D
45、 方案不同,导出工程以 JavaScript 方式嵌入到网页中,IE 等大多数浏览器自带有 JavaScript 解释器,使得工程在展示中不需要另外安装插件。 2、国内主要虚拟现实软件：（1）VR-PlatformVR-Platform（VRP）是中视典数字科技有限公司开发的拥有自主知识产权的虚拟场景浏览器，是一款直接面向三维美工的虚拟现实软件，所有操作都是用美工可以理解的方式，不需要程序员的参与，只要有良好的 3DS Max 的建模和渲染基础，以及对 VRP 平台加以学习和研究，就可以很快制作出自己的虚拟现实场景，但该仿真软件在大场景漫游方面，有待于改进。（2）3DVR3DVR交互式虚拟现实
46、仿真系统，是由西安赛能公司研发的一套高端虚拟现实仿真软件。该软件平台具有处理以城市为单位的海量三维模型的能力，同时能提供各类数据的实时查询和各类现成的数据库系统的接口功能15。本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化11（3）VRMapVRMap 产品系列是北京灵图软件技术有限公司拥有完全自主知识版权的三维地理信息系统平台软件，可以在三维地理信息系统与虚拟现实领域提供从底层引擎到专业应用的全面解决方案。与国内外同类产品相比，VRMap 能够为政府部门、企业、专业领域用户提供性能更优、持有与维护成本更低、扩展性更好的三维地理信息和虚拟现实应用解决方案。2.3 虚拟现实的建模方法漫
47、游系统是以建筑场景的建立为基础的，其设计与实现方法可归纳为四种：基于多边形的直接绘制法（简称直接建模法） 、基于模型的方法、基于图像的绘制方法和基于图形与图像混合建模技术 5。2.3.1 基于多边形的直接绘制法基于多边形绘制的漫游系统的设计与实现适合于场景组织不复杂、多边形数目比较少的较规范、较简单或简化的场景绘制。例如建筑物远观或大场景的建筑点缀等等。2.3.2 基于模型的方法基于模型的方法又称为基于景物几何的方法，是以几何实体建立虚拟环境。几何实体可采用计算机图形学技术绘制，也可用已有的建模工具如 MultigenC reator,AutoCAD, 3Dsmax 等建立模型，然后以同一数据
48、格式输出，进行实时渲染。建立虚拟现实模型后，通过加入事件响应，实现移动、旋转、视点变换等操作，从而实现交互式虚拟环境。基于几何模型的方法的优点主要表现在:由于基于建模的方法建立的是实体模型，因此，场景中的物体是可以操纵的，这使虚拟环境有很好的交互性。基于建模的方法的难点主要表现在以下几方面:（1）基于建模的方法建立的模型存在着真实性与实时性之间的矛盾。简化的模型数据量小，有较好的实时性，但真实感比较差;而精细的模型的表示方法十分复杂，数据量很大，直接影响渲染的实时性。因此，必须利用各种方法以本科毕业论文 古建筑虚拟漫游系统南普陀虚拟场景建模与优化12期达到真实性与实时性之间一个较好的平衡。（2）还没有比较好的动态建模方法。虽然己经有一些实体造型软件，但这些软件只支持静态建模，这些模型输入虚拟场景后。只能支持简单交互，如实时浏览、点击、移动、旋转等，而不能支持模型本身的实时修改。（3）碰撞检测与关联运动一直是基于建模的虚拟现实技术的难点。还没有高效实用的算法。2.3.3 基于图像的绘制方法基于图像的方法中现在应用较多的关键技术是全景图生成技术。它主要应用于现在比较热门的实景虚拟现实技术中。全景图涉及到视点(Viewpoint)和视点空间
