毕业论文
学生学号：059080143
系别：计算机与信息工程系专业：计算机科学与技术
届别：2009届
指导教师：杨星
虚拟现实引擎技术研究 2
目录
前言 (3)
1 概述 (4)
1.1 虚拟现实技术的概述 (4)
1.2 虚拟现实发展概况 (7)
1.3 各国虚拟现实技术的研究及应用情况 (8)
诉求书怎么写1.4 虚拟现实的技术的主要研究内容 (9)
1.5 虚拟现实技术的意义 (9)
2 虚拟现实引擎的结构及其关键技术 (9)
2.1 虚拟现实系统的组成 (9)
2.2 虚拟现实技术中引擎的构成 (11)
酒药2.3 虚拟现实引擎中的几个关键技术 (11)
3 常用的可见性裁减算法 (16)
3.1 遮挡裁减算法的分类 (16)
3.2 物体空间的遮挡裁减算法 (17)
3.3 图像空间的遮挡裁减算法 (21)
4 可见性裁减的改进算法 (24)
4.1 组织场景 (24)
4.2 划分视点单元 (24)
4.3 计算视点单元的可见性保守集PVS (26)
4.4 改进遮挡算法的评价 (29)
5 总结与展望 (29)
5.1 总结 (29)
5.2 展望 (30)
致谢 (30)
参考文献 (31)
淮南师范学院2009届本科毕业论文 3
虚拟现实引擎技术研究
学生：张玉伟
指导老师：杨星
淮南师范学院计算机与信息工程系
摘要：虚拟现实技术又称灵境技术，它是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术。本文首先对虚拟现实（Virtual Reality）技术进行了概括性介绍，阐述了虚拟现实技术的基本概念、特征、发展、应用领域以及国内外的研究现状。虚拟现实中的引擎是虚拟现实技术的核心之一，文中阐述了虚拟现实引擎的体系结构，及其相关的技术，如碰撞检测、可见性裁减、LOD 技术和光照模型。本文对虚拟现实引擎的关键技术之一——可见性裁减问题做了研究，并提出了一种改进的遮挡裁减算法，此改进算法是将Durand 提出的扩展投影作为保守可见性预处理的算法与Greene 等人提出层次遮挡图和层次深度图的算法相结合，将遮挡板的扩展投影生成层次遮挡图来判断被遮挡物是否可见，同时保持了扩展算法的基本特性。最后总结了本文的内容以及对本领域的展望。交颈鸳鸯
关键词：虚拟现实引擎；可见性；扩展投影；层次遮挡图
Engine technology of virtual reality research
Student: Yu-Wei Zhang
Instructor: Yang Xing
Huainan Normal College of Computer and Information Engineering
Abstract：Virtual reality technology, also known as Virtual technology, it is the end of the tw entieth century before the rise of a new integrated information technology. This article first Virtual Reality (Virtual Reality) technology for the broad introduction of virtual reality technology on the basic concepts, characteristics, development, applications and research at home and abroad. Virtual reality technology virtual reality engine is the core of the text set out in the virtual reality engine architecture, and its related technologies, such as collision detection, visibility reduction, LOD technology and illumination model. In this paper, virtual reality engine of one of the key technologies - the reduction of visibility of the research issues and to propose an improved block reduction algorithm, this improved algorithm is proposed to expand Durand projection can be seen as a conser
vative algorithm with preconditioning Greene and others raised the level of block-level depth map and a combination of graph algorithms to block the expansion of the projector to generate board-level block diagram to determine whether objects can be seen to be blocked, while maintaining the basic characteristics of the expansion algorithm. The final summary of the contents of this article, as well as the prospects in this field.
Key words: virtual reality engine; visibility; expansion of the projector; level block diagram
前言
VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。虚拟现实是在计算机中构造出一个形象逼真的模型。人与该模型可以进行交互，并产生与真实世界中相同的反馈信息，使人们获得和真实世界中一样的感受。当人
虚拟现实引擎技术研究 4
们需要构造当前不存在的环境（合理虚拟现实）、人类不可能达到的环境（夸张虚拟现实）或构造纯粹虚构的环境（虚幻虚拟现实）以取代需要耗资巨大的真实环境时，就可以利用虚拟现实技术。
虚拟现实系统是相当逼真的三维视听、触摸和感觉的虚拟空间环境，虚拟三维可以随需要而变换，交
替更迭[1]。用户不再是被动性的观看，而是融合在其中，交互性的体验和感受虚拟现实世界中广泛的三维多媒体内容。作为一门具有多媒体交互共享模式的新兴技术，虚拟现实技术以其独特的优势，在各个领域的应用越来越广。当人们需要构造当前不存在的环境和人类不可能到达的环境或构造虚拟环境以代替耗资巨大的现实环境时，虚拟现实技术是必不可少的。目前，虚拟现实已被推广到不同领域中，得到广泛应用。
1 概述
1.1 虚拟现实技术的概述
虚拟现实技术（Virtual Reality, 简称VR）是近年来计算机网络世界的热点之一。Virtual reality 概念从美国人加龙·兰里尔(Jaron Lanier)在20 世纪80 年代初正式提出，并于90 年代以来兴起的一种新型计算机综合信息技术[2]。虚拟现实是利用计算机和人机交换的一种方式。虚拟现实技术是目前计算机界比较热门的一项技术。它是用计算机模拟的三维环境对现场真实环境进行仿真，用户可以走进这个环境，可以控制浏览方向，并操纵场景中的对象进行人机交互。虚拟现实技术的发展，不仅从根本上改变人们的工作方式和生活方式，将劳逸真正结合起来，使人们在享受环境中工作，而且虚拟现实技术与美术、音乐等文化艺术的结合，使人们在工作过程中得到享受；随着计算机技术的发展，在PC机上实现虚拟现实技术已成为可能。
1.1.1虚拟现实技术概念
虚拟现实技术（virtual reality，简称VR）又称虚拟环境，虚拟现实技术(VR) 是一种模拟人在自然环境中的视觉、听觉、触觉等行为的高度逼真的人机交互技术，是利用人类感知能力和操作能力的新方法。在VR虚拟现实中，人们利用头盔显示器、图形眼镜、数据服、立体声耳机、数据手套及脚踏板等多维输入输出设备通过传感器装置与计算机生成的三维虚拟环境交互作用，可获得视觉、听觉、触觉等多种感知反馈，并按照自己的意愿去实时地改变虚拟环境。
1.1.2 虚拟现实技术的原理与特征
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职工代表大会虚拟现实技术起源于可视化化，是多媒体技术的延伸，反映了人机关系的演化过程，是一种多维信息的人机界面它在计算机中构造出一种具有三维世界效果的模拟环境（如飞机驾驶舱、操作现场等）同时还可以通过各种传感设备，使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境进行直接交换操作，并产生与现实世界中相同的反馈信息，使人们得到与在现实世界中同样的感受[2]。
虚拟现实系统实际上是一种先进的人机接口。它是利用计算机以及专用硬件和软件去仿真各种现实环境，通过计算机和信息技术构造虚拟自然环境，将用户和计算机结合成一个整体。用户置身于模仿真
综合素质评价范文实世界而创建的三维电子环境中，通过各种技术模拟直接进入到虚拟环境中去接受和影响环境中的各种感觉刺激，与虚拟现实的人及物进行思想和行为的交流。用户可以利用人类本能的方式与计算机交流，人的语言、眼神、手势都可以为计算机所识别，而人则可以用听觉、视觉、触觉来感受计算机信息，如同现实环境中人与人交流一样的感受和交互对话，达到与计算机进行直观、自然的交互。
构造VR系统的目的和所需的技术如图1.1所示：VR技术的根本目的是：不仅能够杂多维信息空间仿真建模，而且能够帮助人们获取知识和形成新的概念。
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根本目的
应克服的主要技术瓶颈
技术支撑（软件环境和工具）
图1.1 构造VR系统的目的和所需的技术
虚拟现实技术具有以下三个重要特征[2]：
(1) 交互性（Interaction）：是指用户对模拟环境内物体的可操作程度和从环境中得到反馈的自然程度（包括实时性）。
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