面向3D場景的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、借助于軟硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在當前的信息技術(shù)應(yīng)用得越來越廣泛。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的構(gòu)成需要由3D建模、動畫設(shè)計、光影特效、物理系統(tǒng)等多種不同方面的技術(shù)來實現(xiàn)，其最重要的基礎(chǔ)部分包括：虛擬場景和虛擬智能角色。
　　 目前，對虛擬場景的生成以及基于3D場景的虛擬角色的“智能”要求越來越高，傳統(tǒng)的理論與方法不能完全滿足其日益增長的需求。因此，本文不僅提出了一種虛擬場景生成方法，而且構(gòu)造了一個通用性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)AI模塊接口規(guī)范框架

2、，并在這個框架上實現(xiàn)了3D場景下的路徑搜索與角色運動控制算法，主要工作包括：
　　 (1)針對目前虛擬場景的規(guī)模和精細度在不斷地加大，單純靠美術(shù)工作人員手工對場景進行建模和繪制難以滿足海量工作的需要，為解決3D場景生成問題，本文以大型3D場景中的道路生成作為研究對象，采用大型場景L,OD和場景分區(qū)渲染等優(yōu)化方法，提出了一種虛擬場景的自動生成技術(shù)。
　　 (2)針對目前3D虛擬場景中路徑搜索與智能角色自主運動中高效率的通用

3、方法欠缺的問題，提出了一種面向虛擬3D場景的實時路徑搜索與智能角色自主運動控制方法。該方法在路徑搜索方面，依據(jù)3D虛擬場景建模中的多邊形拓撲關(guān)系自動生成由抽象結(jié)點組成的曲面結(jié)構(gòu)連通圖，通過改進的A*啟發(fā)式搜索來實現(xiàn)路徑的搜索；在角色運動控制方面，以路徑搜索得到的路徑為指導(dǎo)，結(jié)合具有MotionDelta的3D模型骨骼動畫來生成動作流暢逼真的移動過程。與傳統(tǒng)方法比較，該方法不依賴于任何附加的路徑通過性信息與運動控制模板，實現(xiàn)了完全基于虛擬

4、3D場景分析的自主路徑規(guī)劃與運動控制通用計算機制。
　　 (3)為了有效集成本文的工作，同時為下一步擴展虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中AI接口，設(shè)計并實現(xiàn)了一個專用于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的AI模塊接口規(guī)范框架。該接口采用C++庫形式，能有效提供虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)運行過程中的A1支持。
　　 實驗結(jié)果表明，本文虛擬現(xiàn)實應(yīng)用提出的虛擬場景生成技術(shù)和虛擬角色在虛擬場景中的控制技術(shù)是可行的，不僅能夠顯著提高場景資源制作效率和實時渲染效率，而且還能夠提供有效的