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基于UDK的數(shù)字校園虛擬現(xiàn)實引擎關鍵技術的研究

2014-09-24 23:33王濤
軟件工程 2014年4期
關鍵詞:數(shù)字校園

摘 要:虛擬數(shù)字化校園漫游系統(tǒng)是數(shù)字化校園建設計劃的核心平臺。本文首先對目前主流的虛擬可視化開發(fā)工具作了介紹,并結合當今最流行的游戲引擎UDK(Unreal Development Kit)和三維設計軟件3ds Max的虛擬現(xiàn)實關鍵技術問題進行了研究,以無錫城市職業(yè)技術學院校區(qū)為原型,設計并實現(xiàn)了將虛擬現(xiàn)實引擎作為三維動態(tài)交互立體數(shù)字校園開發(fā)平臺的核心構件,著重對引擎實現(xiàn)過程中的3ds模型導入進行了解析,包含了材質編輯技術、物理碰撞技術及碰撞檢測技術等關鍵技術。結果表明,上述技術的通用性在虛擬現(xiàn)實引擎中可見一斑,極大地提高了引擎的實用性和執(zhí)行效率。

關鍵詞:數(shù)字校園;UDK虛擬現(xiàn)實引擎;物理碰撞檢測技術

中圖分類號:TP319.9 文獻標識碼:A

1 引言(Introduction)

如今虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術已被廣泛應用于交通模擬、城市規(guī)劃、虛擬現(xiàn)實、游戲、文物保護及遠程教育等領域;基于計算機圖形學、交互技術和傳感技術多個領域的虛擬現(xiàn)實技術能夠通過計算機平臺把現(xiàn)實的實景完美逼真的呈現(xiàn)出來,三維立體視覺效果,讓使用用戶能夠以完全沉浸式地對三維虛擬實景進行體驗和溝通,達到如臨其境的體驗感覺,特別是在那些尚未實現(xiàn)、實施的項目或有危險很難實現(xiàn)或實現(xiàn)成本太高的項目中,效益效果就更加明顯?!叭S虛擬數(shù)字校園”因互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實技術等的日臻成熟應運而生。并引起了學界和學校的高度關注和重視,其中的數(shù)字化校園虛擬漫游系統(tǒng)又是數(shù)字校園建設計劃的核心平臺。

2 基于UDK虛擬現(xiàn)實引擎的設計的關鍵技術研究(Research on key technologies of virtual reality engine design based on UDK)

UDK是由英佩數(shù)碼公司開發(fā)的基于Unreal Engine 3引擎的免費版開發(fā)工具,是一套為Xbox 360,DirectX 9/10 PC,P1ayStation 3平臺準備的完整的游戲開發(fā)構架,對64位HDR高精度多種類光照、高級動態(tài)陰影特效和動態(tài)渲染均支持,能將數(shù)百萬個多邊形模型才有的高精度在低多邊形數(shù)量(通常在5000-15000多邊形)的模型上表現(xiàn)出來,如此就能用最低的計算資源達到極高畫質渲染,滿足了虛擬場景的真實感要求。本文我將三維數(shù)字校園虛擬場景構建及場景瀏覽功能通過運用UDK關鍵技術進行了研究,并予以了設計和實現(xiàn)。

2.1 基于專業(yè)三維設計軟件設計的模型導入

OpenGL的API是操作系統(tǒng)提供給應用程序的高性能圖形及交互場景處理的接口的函數(shù)集合,由于缺乏一系列的三維模型的高級命令,如通過點、線、多邊形幾何圖元建立三維模型,但像MAYA、3DMAX等市場流行的建模軟件卻很容易實現(xiàn),然而這些三維設計軟件對建立的模型卻很進行交互控制,因此為了綜合三維軟件和OpenGL的軟件的優(yōu)勢特點,由英佩數(shù)碼公司開發(fā)的基于Unreal Engine 3引擎UDK的優(yōu)勢就凸現(xiàn)了出來,利用UDK開發(fā)環(huán)境可以導入由專業(yè)三維設計軟件設計的三維模型,然后進行相應的交互控制設計操作、渲染。這樣既減少了建三維模型的時間和難度,更重要的是又提高了虛擬現(xiàn)實引擎的開發(fā)速度。

2.2 基于專業(yè)三維設計軟件設計的模型的導入方法[1]

考慮到無錫城院數(shù)字校園的三維立體模型數(shù)據(jù)量巨大、結構較復雜,UDK開發(fā)環(huán)境對三維模型文件進行兩次轉化處理,導入轉化處理過程如圖1所示。

(1)三維模型文件二進制的轉化。

UDK開發(fā)環(huán)境專業(yè)設計了一個讀取三維模型數(shù)據(jù)的主類——3dsToBin類,包含了像T3dsFile類及其他輔助類,來讀取導入的三維模型的每個塊的數(shù)據(jù),根據(jù)ID塊頭所含的信息將其以二進制緩存數(shù)組的方式存在二進制文件當中,并設計了一個關聯(lián)索引數(shù)組把相關的數(shù)據(jù)信息關聯(lián)起來。

(2)將導入的二進制文件存儲的信息再還原轉化為三維場景中的幾何節(jié)點信息。

無錫城院數(shù)字校園三維模型信息,包含每個節(jié)點的頂點、法向量、顏色信息、紋理及標識及位置的順序數(shù)字代碼,這些信息存儲在緩存中,其對應的紋理是通過數(shù)組列表方法與其相關聯(lián),以二進制文件作為參數(shù)加載在UDK引擎當中,作為構建三維虛擬場景的依據(jù)。

2.3 UDK材質編輯與設計

UDK材質主要使用了抽象基類MaterialInterface(材質接口)。這個類是已應用的材質的表達式和參數(shù)值的接口。Material(材質)類是定義了表達式和默認參數(shù)值的MaterialInterface的子類。材質實例常量和隨時間變化的材質實例類是有一個MaterialInstance父類的MaterialInterface的子類。這些類型都會從它們的父類中繼承它們的表達式和參數(shù)值,可以選擇重新載入某些參數(shù)值或對其進行動畫處理。圖2顯示了材質通道、材質節(jié)點和材質表達式三者之間的關系,最終材質設定好以后呈現(xiàn)出如圖2所示的效果。

2.4 基于UDK引擎虛擬校園的仿真技術——物理碰撞技術及碰撞檢測技術[2,3]

為了防止在虛擬環(huán)境中出現(xiàn)物體交叉或物體相互進入等反自然的現(xiàn)象,增強仿真度,UDK引擎中引入了物理碰撞及碰撞檢測技術,在UDK中有只能均勻縮放的球體碰撞體,有既能均勻縮放又能沿著其長或寬方向縮放的膠囊體碰撞體,更有既可均勻又可非均勻縮放的盒體碰撞體。UDK開發(fā)環(huán)境使用phat修改器能夠非常便捷的修改物理資源的碰撞物體。打開phat中的phys_ capsule3 physics,就能看到物理資源體周圍環(huán)繞著線框球體或膠囊體,這些線框就是該物體骨骼的碰撞物體,通過單擊simulate(模擬)按鈕甚至可以看到物體行為的模擬效果,再單擊就可停止。用左擊選擇一個碰撞物體,橙色高亮顯示表示被選擇了,可直接與其相鄰的單元則變成白色。則表示這些碰撞體間的碰撞已經被禁止了,原因是約束正在處理它們之間的相互作用。

三維動態(tài)交互立體三維數(shù)字校園的人物模型在走動觀看的時候,獨創(chuàng)設計并實現(xiàn)了Capsule包圍盒碰撞檢測方法,避免不符合自然現(xiàn)象的情況出現(xiàn)如人物沿著墻壁走上去或從障礙物中穿過等。如果人物模型與另一個模型對象發(fā)生了碰撞,通過兩個測試的對象外包圍盒的相交情況就可判斷,從而對虛擬人物的位置方向做相應的調整,繼續(xù)前行。如圖3所示。

3 結論(Conclusion)

本研究以無錫城市職業(yè)技術學院數(shù)字校園為例,旨在探討基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化校園的關鍵技術實現(xiàn),結合UDK虛擬現(xiàn)實引擎的應用開發(fā)技術,深入探討了三維動態(tài)交互立體數(shù)字校園開發(fā)平臺中所應用到的幾項關鍵技術:三維立體模型導入及方法、材質編輯技術、物理碰撞技術及碰撞檢測技術等,為三維數(shù)字虛擬化校園建設探索了一種新的思路。

參考文獻(References)

[1] 王濤.中文3ds max三維動畫基礎與實例教程[M].北京:研究出版社,2008.

[2] 劉陳勇,馬純永,陳戈.基于VC/open GI的虛擬海大校園導航系統(tǒng)[J].計算機輔助設計與圖形學學報.2007,19(2):263-267.

[3] Gerard F. Fibre optic sensor systems for monitoring compositestructures[J]. Reinforced Plastics,2005,49(11):41-49.

作者簡介:

王 濤(1969-),男,碩士,副教授.研究領域:計算機應用、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實技術.endprint

摘 要:虛擬數(shù)字化校園漫游系統(tǒng)是數(shù)字化校園建設計劃的核心平臺。本文首先對目前主流的虛擬可視化開發(fā)工具作了介紹,并結合當今最流行的游戲引擎UDK(Unreal Development Kit)和三維設計軟件3ds Max的虛擬現(xiàn)實關鍵技術問題進行了研究,以無錫城市職業(yè)技術學院校區(qū)為原型,設計并實現(xiàn)了將虛擬現(xiàn)實引擎作為三維動態(tài)交互立體數(shù)字校園開發(fā)平臺的核心構件,著重對引擎實現(xiàn)過程中的3ds模型導入進行了解析,包含了材質編輯技術、物理碰撞技術及碰撞檢測技術等關鍵技術。結果表明,上述技術的通用性在虛擬現(xiàn)實引擎中可見一斑,極大地提高了引擎的實用性和執(zhí)行效率。

關鍵詞:數(shù)字校園;UDK虛擬現(xiàn)實引擎;物理碰撞檢測技術

中圖分類號:TP319.9 文獻標識碼:A

1 引言(Introduction)

如今虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術已被廣泛應用于交通模擬、城市規(guī)劃、虛擬現(xiàn)實、游戲、文物保護及遠程教育等領域;基于計算機圖形學、交互技術和傳感技術多個領域的虛擬現(xiàn)實技術能夠通過計算機平臺把現(xiàn)實的實景完美逼真的呈現(xiàn)出來,三維立體視覺效果,讓使用用戶能夠以完全沉浸式地對三維虛擬實景進行體驗和溝通,達到如臨其境的體驗感覺,特別是在那些尚未實現(xiàn)、實施的項目或有危險很難實現(xiàn)或實現(xiàn)成本太高的項目中,效益效果就更加明顯?!叭S虛擬數(shù)字校園”因互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實技術等的日臻成熟應運而生。并引起了學界和學校的高度關注和重視,其中的數(shù)字化校園虛擬漫游系統(tǒng)又是數(shù)字校園建設計劃的核心平臺。

2 基于UDK虛擬現(xiàn)實引擎的設計的關鍵技術研究(Research on key technologies of virtual reality engine design based on UDK)

UDK是由英佩數(shù)碼公司開發(fā)的基于Unreal Engine 3引擎的免費版開發(fā)工具,是一套為Xbox 360,DirectX 9/10 PC,P1ayStation 3平臺準備的完整的游戲開發(fā)構架,對64位HDR高精度多種類光照、高級動態(tài)陰影特效和動態(tài)渲染均支持,能將數(shù)百萬個多邊形模型才有的高精度在低多邊形數(shù)量(通常在5000-15000多邊形)的模型上表現(xiàn)出來,如此就能用最低的計算資源達到極高畫質渲染,滿足了虛擬場景的真實感要求。本文我將三維數(shù)字校園虛擬場景構建及場景瀏覽功能通過運用UDK關鍵技術進行了研究,并予以了設計和實現(xiàn)。

2.1 基于專業(yè)三維設計軟件設計的模型導入

OpenGL的API是操作系統(tǒng)提供給應用程序的高性能圖形及交互場景處理的接口的函數(shù)集合,由于缺乏一系列的三維模型的高級命令,如通過點、線、多邊形幾何圖元建立三維模型,但像MAYA、3DMAX等市場流行的建模軟件卻很容易實現(xiàn),然而這些三維設計軟件對建立的模型卻很進行交互控制,因此為了綜合三維軟件和OpenGL的軟件的優(yōu)勢特點,由英佩數(shù)碼公司開發(fā)的基于Unreal Engine 3引擎UDK的優(yōu)勢就凸現(xiàn)了出來,利用UDK開發(fā)環(huán)境可以導入由專業(yè)三維設計軟件設計的三維模型,然后進行相應的交互控制設計操作、渲染。這樣既減少了建三維模型的時間和難度,更重要的是又提高了虛擬現(xiàn)實引擎的開發(fā)速度。

2.2 基于專業(yè)三維設計軟件設計的模型的導入方法[1]

考慮到無錫城院數(shù)字校園的三維立體模型數(shù)據(jù)量巨大、結構較復雜,UDK開發(fā)環(huán)境對三維模型文件進行兩次轉化處理,導入轉化處理過程如圖1所示。

(1)三維模型文件二進制的轉化。

UDK開發(fā)環(huán)境專業(yè)設計了一個讀取三維模型數(shù)據(jù)的主類——3dsToBin類,包含了像T3dsFile類及其他輔助類,來讀取導入的三維模型的每個塊的數(shù)據(jù),根據(jù)ID塊頭所含的信息將其以二進制緩存數(shù)組的方式存在二進制文件當中,并設計了一個關聯(lián)索引數(shù)組把相關的數(shù)據(jù)信息關聯(lián)起來。

(2)將導入的二進制文件存儲的信息再還原轉化為三維場景中的幾何節(jié)點信息。

無錫城院數(shù)字校園三維模型信息,包含每個節(jié)點的頂點、法向量、顏色信息、紋理及標識及位置的順序數(shù)字代碼,這些信息存儲在緩存中,其對應的紋理是通過數(shù)組列表方法與其相關聯(lián),以二進制文件作為參數(shù)加載在UDK引擎當中,作為構建三維虛擬場景的依據(jù)。

2.3 UDK材質編輯與設計

UDK材質主要使用了抽象基類MaterialInterface(材質接口)。這個類是已應用的材質的表達式和參數(shù)值的接口。Material(材質)類是定義了表達式和默認參數(shù)值的MaterialInterface的子類。材質實例常量和隨時間變化的材質實例類是有一個MaterialInstance父類的MaterialInterface的子類。這些類型都會從它們的父類中繼承它們的表達式和參數(shù)值,可以選擇重新載入某些參數(shù)值或對其進行動畫處理。圖2顯示了材質通道、材質節(jié)點和材質表達式三者之間的關系,最終材質設定好以后呈現(xiàn)出如圖2所示的效果。

2.4 基于UDK引擎虛擬校園的仿真技術——物理碰撞技術及碰撞檢測技術[2,3]

為了防止在虛擬環(huán)境中出現(xiàn)物體交叉或物體相互進入等反自然的現(xiàn)象,增強仿真度,UDK引擎中引入了物理碰撞及碰撞檢測技術,在UDK中有只能均勻縮放的球體碰撞體,有既能均勻縮放又能沿著其長或寬方向縮放的膠囊體碰撞體,更有既可均勻又可非均勻縮放的盒體碰撞體。UDK開發(fā)環(huán)境使用phat修改器能夠非常便捷的修改物理資源的碰撞物體。打開phat中的phys_ capsule3 physics,就能看到物理資源體周圍環(huán)繞著線框球體或膠囊體,這些線框就是該物體骨骼的碰撞物體,通過單擊simulate(模擬)按鈕甚至可以看到物體行為的模擬效果,再單擊就可停止。用左擊選擇一個碰撞物體,橙色高亮顯示表示被選擇了,可直接與其相鄰的單元則變成白色。則表示這些碰撞體間的碰撞已經被禁止了,原因是約束正在處理它們之間的相互作用。

三維動態(tài)交互立體三維數(shù)字校園的人物模型在走動觀看的時候,獨創(chuàng)設計并實現(xiàn)了Capsule包圍盒碰撞檢測方法,避免不符合自然現(xiàn)象的情況出現(xiàn)如人物沿著墻壁走上去或從障礙物中穿過等。如果人物模型與另一個模型對象發(fā)生了碰撞,通過兩個測試的對象外包圍盒的相交情況就可判斷,從而對虛擬人物的位置方向做相應的調整,繼續(xù)前行。如圖3所示。

3 結論(Conclusion)

本研究以無錫城市職業(yè)技術學院數(shù)字校園為例,旨在探討基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化校園的關鍵技術實現(xiàn),結合UDK虛擬現(xiàn)實引擎的應用開發(fā)技術,深入探討了三維動態(tài)交互立體數(shù)字校園開發(fā)平臺中所應用到的幾項關鍵技術:三維立體模型導入及方法、材質編輯技術、物理碰撞技術及碰撞檢測技術等,為三維數(shù)字虛擬化校園建設探索了一種新的思路。

參考文獻(References)

[1] 王濤.中文3ds max三維動畫基礎與實例教程[M].北京:研究出版社,2008.

[2] 劉陳勇,馬純永,陳戈.基于VC/open GI的虛擬海大校園導航系統(tǒng)[J].計算機輔助設計與圖形學學報.2007,19(2):263-267.

[3] Gerard F. Fibre optic sensor systems for monitoring compositestructures[J]. Reinforced Plastics,2005,49(11):41-49.

作者簡介:

王 濤(1969-),男,碩士,副教授.研究領域:計算機應用、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實技術.endprint

摘 要:虛擬數(shù)字化校園漫游系統(tǒng)是數(shù)字化校園建設計劃的核心平臺。本文首先對目前主流的虛擬可視化開發(fā)工具作了介紹,并結合當今最流行的游戲引擎UDK(Unreal Development Kit)和三維設計軟件3ds Max的虛擬現(xiàn)實關鍵技術問題進行了研究,以無錫城市職業(yè)技術學院校區(qū)為原型,設計并實現(xiàn)了將虛擬現(xiàn)實引擎作為三維動態(tài)交互立體數(shù)字校園開發(fā)平臺的核心構件,著重對引擎實現(xiàn)過程中的3ds模型導入進行了解析,包含了材質編輯技術、物理碰撞技術及碰撞檢測技術等關鍵技術。結果表明,上述技術的通用性在虛擬現(xiàn)實引擎中可見一斑,極大地提高了引擎的實用性和執(zhí)行效率。

關鍵詞:數(shù)字校園;UDK虛擬現(xiàn)實引擎;物理碰撞檢測技術

中圖分類號:TP319.9 文獻標識碼:A

1 引言(Introduction)

如今虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)技術已被廣泛應用于交通模擬、城市規(guī)劃、虛擬現(xiàn)實、游戲、文物保護及遠程教育等領域;基于計算機圖形學、交互技術和傳感技術多個領域的虛擬現(xiàn)實技術能夠通過計算機平臺把現(xiàn)實的實景完美逼真的呈現(xiàn)出來,三維立體視覺效果,讓使用用戶能夠以完全沉浸式地對三維虛擬實景進行體驗和溝通,達到如臨其境的體驗感覺,特別是在那些尚未實現(xiàn)、實施的項目或有危險很難實現(xiàn)或實現(xiàn)成本太高的項目中,效益效果就更加明顯?!叭S虛擬數(shù)字校園”因互聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實技術等的日臻成熟應運而生。并引起了學界和學校的高度關注和重視,其中的數(shù)字化校園虛擬漫游系統(tǒng)又是數(shù)字校園建設計劃的核心平臺。

2 基于UDK虛擬現(xiàn)實引擎的設計的關鍵技術研究(Research on key technologies of virtual reality engine design based on UDK)

UDK是由英佩數(shù)碼公司開發(fā)的基于Unreal Engine 3引擎的免費版開發(fā)工具,是一套為Xbox 360,DirectX 9/10 PC,P1ayStation 3平臺準備的完整的游戲開發(fā)構架,對64位HDR高精度多種類光照、高級動態(tài)陰影特效和動態(tài)渲染均支持,能將數(shù)百萬個多邊形模型才有的高精度在低多邊形數(shù)量(通常在5000-15000多邊形)的模型上表現(xiàn)出來,如此就能用最低的計算資源達到極高畫質渲染,滿足了虛擬場景的真實感要求。本文我將三維數(shù)字校園虛擬場景構建及場景瀏覽功能通過運用UDK關鍵技術進行了研究,并予以了設計和實現(xiàn)。

2.1 基于專業(yè)三維設計軟件設計的模型導入

OpenGL的API是操作系統(tǒng)提供給應用程序的高性能圖形及交互場景處理的接口的函數(shù)集合,由于缺乏一系列的三維模型的高級命令,如通過點、線、多邊形幾何圖元建立三維模型,但像MAYA、3DMAX等市場流行的建模軟件卻很容易實現(xiàn),然而這些三維設計軟件對建立的模型卻很進行交互控制,因此為了綜合三維軟件和OpenGL的軟件的優(yōu)勢特點,由英佩數(shù)碼公司開發(fā)的基于Unreal Engine 3引擎UDK的優(yōu)勢就凸現(xiàn)了出來,利用UDK開發(fā)環(huán)境可以導入由專業(yè)三維設計軟件設計的三維模型,然后進行相應的交互控制設計操作、渲染。這樣既減少了建三維模型的時間和難度,更重要的是又提高了虛擬現(xiàn)實引擎的開發(fā)速度。

2.2 基于專業(yè)三維設計軟件設計的模型的導入方法[1]

考慮到無錫城院數(shù)字校園的三維立體模型數(shù)據(jù)量巨大、結構較復雜,UDK開發(fā)環(huán)境對三維模型文件進行兩次轉化處理,導入轉化處理過程如圖1所示。

(1)三維模型文件二進制的轉化。

UDK開發(fā)環(huán)境專業(yè)設計了一個讀取三維模型數(shù)據(jù)的主類——3dsToBin類,包含了像T3dsFile類及其他輔助類,來讀取導入的三維模型的每個塊的數(shù)據(jù),根據(jù)ID塊頭所含的信息將其以二進制緩存數(shù)組的方式存在二進制文件當中,并設計了一個關聯(lián)索引數(shù)組把相關的數(shù)據(jù)信息關聯(lián)起來。

(2)將導入的二進制文件存儲的信息再還原轉化為三維場景中的幾何節(jié)點信息。

無錫城院數(shù)字校園三維模型信息,包含每個節(jié)點的頂點、法向量、顏色信息、紋理及標識及位置的順序數(shù)字代碼,這些信息存儲在緩存中,其對應的紋理是通過數(shù)組列表方法與其相關聯(lián),以二進制文件作為參數(shù)加載在UDK引擎當中,作為構建三維虛擬場景的依據(jù)。

2.3 UDK材質編輯與設計

UDK材質主要使用了抽象基類MaterialInterface(材質接口)。這個類是已應用的材質的表達式和參數(shù)值的接口。Material(材質)類是定義了表達式和默認參數(shù)值的MaterialInterface的子類。材質實例常量和隨時間變化的材質實例類是有一個MaterialInstance父類的MaterialInterface的子類。這些類型都會從它們的父類中繼承它們的表達式和參數(shù)值,可以選擇重新載入某些參數(shù)值或對其進行動畫處理。圖2顯示了材質通道、材質節(jié)點和材質表達式三者之間的關系,最終材質設定好以后呈現(xiàn)出如圖2所示的效果。

2.4 基于UDK引擎虛擬校園的仿真技術——物理碰撞技術及碰撞檢測技術[2,3]

為了防止在虛擬環(huán)境中出現(xiàn)物體交叉或物體相互進入等反自然的現(xiàn)象,增強仿真度,UDK引擎中引入了物理碰撞及碰撞檢測技術,在UDK中有只能均勻縮放的球體碰撞體,有既能均勻縮放又能沿著其長或寬方向縮放的膠囊體碰撞體,更有既可均勻又可非均勻縮放的盒體碰撞體。UDK開發(fā)環(huán)境使用phat修改器能夠非常便捷的修改物理資源的碰撞物體。打開phat中的phys_ capsule3 physics,就能看到物理資源體周圍環(huán)繞著線框球體或膠囊體,這些線框就是該物體骨骼的碰撞物體,通過單擊simulate(模擬)按鈕甚至可以看到物體行為的模擬效果,再單擊就可停止。用左擊選擇一個碰撞物體,橙色高亮顯示表示被選擇了,可直接與其相鄰的單元則變成白色。則表示這些碰撞體間的碰撞已經被禁止了,原因是約束正在處理它們之間的相互作用。

三維動態(tài)交互立體三維數(shù)字校園的人物模型在走動觀看的時候,獨創(chuàng)設計并實現(xiàn)了Capsule包圍盒碰撞檢測方法,避免不符合自然現(xiàn)象的情況出現(xiàn)如人物沿著墻壁走上去或從障礙物中穿過等。如果人物模型與另一個模型對象發(fā)生了碰撞,通過兩個測試的對象外包圍盒的相交情況就可判斷,從而對虛擬人物的位置方向做相應的調整,繼續(xù)前行。如圖3所示。

3 結論(Conclusion)

本研究以無錫城市職業(yè)技術學院數(shù)字校園為例,旨在探討基于虛擬現(xiàn)實的數(shù)字化校園的關鍵技術實現(xiàn),結合UDK虛擬現(xiàn)實引擎的應用開發(fā)技術,深入探討了三維動態(tài)交互立體數(shù)字校園開發(fā)平臺中所應用到的幾項關鍵技術:三維立體模型導入及方法、材質編輯技術、物理碰撞技術及碰撞檢測技術等,為三維數(shù)字虛擬化校園建設探索了一種新的思路。

參考文獻(References)

[1] 王濤.中文3ds max三維動畫基礎與實例教程[M].北京:研究出版社,2008.

[2] 劉陳勇,馬純永,陳戈.基于VC/open GI的虛擬海大校園導航系統(tǒng)[J].計算機輔助設計與圖形學學報.2007,19(2):263-267.

[3] Gerard F. Fibre optic sensor systems for monitoring compositestructures[J]. Reinforced Plastics,2005,49(11):41-49.

作者簡介:

王 濤(1969-),男,碩士,副教授.研究領域:計算機應用、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實及增強現(xiàn)實技術.endprint

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