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免费下载硕士论文-基于3DSMAX和VIRTOOLS的虚拟现实技术在园林设计中的应用

  • 资源类别:论文
  • 资源分类:生物农医
  • 适用专业:园林植物与观赏园艺
  • 适用年级:大学
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资料简介
硕士论文-基于3DSMAX和VIRTOOLS的虚拟现实技术在园林设计中的应用,共97页,43665字
摘要
目前,虚拟现实技术在园林中的应用仅处于探索时期,但随着计算机软硬件水平的
提高和可视化技术的不断发展更新,虚拟现实技术在园林中应用的领域逐渐广阔,对园
林设计的影响也越来越大。人们希望在园林作品展示的同时,能够对植物配置进行实时
修改和比较,对园林设计提出了更高的要求。本文在分析虚拟现实技术及园林景观特点
的基础上,研究实现园林交互展示的相关技术,总结了构建园林系统的方法和过程,为
园林设计的展示提供一种有效的方法和途径。
以植物为设计素材进行园林景观的创造是园林设计中特有的设计方式,植物的设计
和表现也一直是园林设计领域的研究热点。本文以一个办公广场的园林设计为例,结合
虚拟现实技术制作开发了植物配置的园林漫游系统。介绍了园林系统的设计过程,研究
了园林场景的建模、植物和水体模型的控制、漫游碰撞检测、显示技术等问题。主要做
了以下工作:
本文首先利用 3DSMAX 软件对园林场景建模,介绍了模型单位设置、材质设置、模
型简化和格式转换的方法,重点研究了植物模型的配置、建造和简化方法。在分析与
VIRTOOLS 技术结合的难点和问题的基础上,就如何高效的构建园林场景提出了建议。然
后研究了利用 VIRTOOLS 技术开发园林系统的方法。在植物模型的控制部分,通过对植
物模型的模块化程序设计,实现了对植物种类、季节的替换和植物方位控制功能,通过
鼠标的点选、键盘的控制,即可对植物进行设置。在水体模型的控制部分,分析不同水
体效果的特点,研究 VIRTOOLS 中水体贴图动态设置的方法,模拟喷泉、流水的效果,
并且实现逼真效果。在漫游设计过程中,研究了摄像机控制以及碰撞检测技术,提出了
设置与控制方法,解决了视点穿越物体或进入地表下方等情况的问题,始终使视点和物
体之间有一定的距离。在研究模型显示技术的过程中,为场景提供不同的 LOD 描述来控
制场景复杂度,从而提高场景的渲染效率和真实感,使漫游过程中帧率平稳,达到良好
的显示效果。最后对各种功能进行整合和测试,将数据以网页形式保存,使人们通过网
络就可以对园林作品进行浏览和操作。
关键词:虚拟现实技术;园林设计; 3DSMAX;VIRTOOLS
目 录
摘要..I
ABSTRACT... II
1 前言.. 1
1.1 问题的提出 ............ 1
1.2 研究背景、现状与意义 ..... 2
1.2.1 虚拟现实技术在园林设计中的应用背景 2
1.2.2 国内外虚拟现实技术的应用现状 ............ 2
1.2.2.1 国外的应用现状........... 2
1.2.2.2 国内的应用现状........... 3
1.2.3 园林设计方式的发展演变........... 4
1.2.4 虚拟现实技术与园林设计结合的意义 .... 5
1.3 基本技术简介 ........ 7
1.3.1 虚拟现实在园林设计中应用的主流技术介绍 ..... 7
1.3.2 3DSMAX 建模技术 ......... 8
1.3.3 VIRTOOLS 开发技术 .... 11
1.3.3.1 VIRTOOLS Dev 简介.. 11
1.3.3.2 VIRTOOLS 的操作接口 .......... 12
1.3.3.3 VIRTOOLS 中所使用的元素... 13
1.3.4 小结...... 14
1.4 本论文的研究内容和技术路线 .... 14
1.4.1 研究的主要内容............ 14
1.4.2 研究的软硬件条件........ 15
1.4.3 研究的技术路线............ 16
2 园林方案的制定...... 17
2.1 园林方案的类型 .. 17
2.2 园林方案的资料搜集整理 ............ 17
3 基于 3DSMAX 的园林场景建模 ..... 20
3.1 园林场景建模的常见问题和原则 20
3.1.1 建模的常见问题 20
3.1.2 建模的原则....... 21
3.2 实体模型的建造 .. 22
3.2.1 园林地形的建造............ 22
3.2.2 园林建筑以及小品的建造......... 25
3.2.3 园林水体的实体模型建造......... 26
3.3 贴图模型的建造 .. 27
3.4 粒子模型的建造 .. 28
3.5 植物模型的研究 .. 29
3.5.1 植物模型的配置原则.... 29
3.5.2 植物模型的建造方法.... 30
3.5.3 植物模型的简化............ 33
3.6 小结 ......... 34
4 模型格式的转换...... 35
4.1 VIRTOOLS4.0 输出插件... 35
4.2 格式转换时的设置 ........... 36
4.3 小结.......... 39
5 基于 VIRTOOLS 的园林系统开发 . 40
5.1 场景导入 VIRTOOLS 的设置....... 40
5.1.1 创建数据资源库............ 40
5.1.2 模型导入的设置............ 41
5.2 VIRTOOLS 的行为模块.... 42
5.3 摄像机的创建和控制 ....... 43
5.4 碰撞检测的研究 .. 46
5.4.1 摄像机与地面的碰撞检测......... 46
5.4.2 摄像机与地上物体的碰撞检测 . 47
5.5 园林系统的实时显示研究 51
5.5.1 场景简化技术... 51
5.5.2 基于 LOD 技术的显示研究....... 52
5.6 园林模型的控制和展示研究 ........ 54
5.6.1 园林植物种类和季节的替换研究 .......... 54
5.6.2 园林植物方位的控制研究......... 60
5.6.3 园林水体的控制研究..... 64
5.7 音响系统的创建与控制研究 ........ 67
5.7.1 背景音乐的创建与设置 67
5.7.2 水体声音的创建与设置 68
5.8 作品的后期整合与发布.... 68
5.8.1 作品的后期整合 68
5.8.2 作品的发布........ 69
5.9 小结.......... 70
6 结论与展望. 75
6.1 研究结论 . 75
6.2 创新点 ..... 76
6.3 不足之处和展望 .. 76
参考文献........ 78
致谢... 81
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