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硕士论文-基于Quest3D平台的虚拟现实技术在园林中的开发与利用，共65页，31026
摘要
随着科学技术的发展，尤其是计算机技术的迅猛发展，出现了许多以计算机技术为
基础的高新技术。虚拟现实技术（Virtual Reality，简称 VR）就是其中一种，它是一门
在军事、医疗、数字城市、文化教育、航空航天、交通等各行各业应用非常广泛的高新
技术。
本文以实际范例为基础对虚拟现实技术在风景园林规划设计领域的应用展开研究，
针对现在园林行业对虚拟现实技术运用较少的情况以及其他主客观的问题，应用基于
quest3D 虚拟现实技术平台开发有关于 VR 应用于风景园林规划设计领域的实例，探讨虚
拟现实技术应用于风景园林规划领域的方法，在形成漫游系统的基础上追求实体模型的
应用与自定义模块的开发。用实例来解答虚拟现实技术在建筑与城市规划领域应用的问
题。
本文以济南连城水岸社区的园林景观设计为例，基于 Quest3D 平台的制作开发了园
林虚拟漫游系统。介绍了该系统的设计过程，研究了园林场景的建模、模型格式的转化、
摄像机设置、植物动态表达自定义模块的编写等问题。主要做了以下工作：
1. 3ds max 建模技术和基于 Quest3D 平台的虚拟现实技术相结合，能够高效、便捷、
优质的完成园林多功能系统的展示。
2.总结了园林景观表现中，地形、植物、建筑、小品雕塑等各个要素的建模方法。
并对模型的优化提出了切实可行的建议。
3.研究了模型转化过程中的一系列问题，分析了与 Quest3D 技术结合时的难点和问
题，在实践园林模型建造的基础上，就如何高效的构建园林场景提出了建议。
4.研究了多摄像机切换技术，通过对摄像机的切换，设计了定点相机、行走相机和
运动相机三种体验模式。方便用户多角度、全方位的了解园林景观。
5.实现了基于 SDK 的软件二次开发，编写了植物动态表达模块。为虚拟现实系统快
捷高效的设置植物的动态形象提供了工具。
关键词：虚拟现实技术；园林设计; 3ds max；Quest3D；漫游;
目 录
摘要..........................I
Abstract .......................II
1 前言......................... 1
1.1 问题的提出 ...................... 1
1.2 研究的目的、意义及方法 ...................... 1
1.2.1 研究的目的与意义................... 1
1.2.2 研究的方法......................... 3
2 虚拟现实技术概述................... 4
2.1 虚拟现实的概念.................... 4
2.2 虚拟现实的基本特征.................. 4
2.3 虚拟现实的系统结构.................. 5
2.4 虚拟现实的发展简史.................. 6
2.5 虚拟现实的分类.................... 6
2.6 虚拟现实技术与三位动画的区别................ 7
2.7 虚拟现实的研究现状.................. 8
2.7.1 国外虚拟现实技术发展状况..................... 8
2.7.2 国内虚拟现实技术发展状况................... 10
3 园林虚拟现系统的总体设计................... 12
3.1 软硬件平台的选择.................... 12
3.1.1 硬件平台的选择..................... 12
3.1.2 软件平台的选择..................... 12
3.2 系统的实现流程及技术路线................ 12
4 园林景观方案的制定................... 14
4.1 方案的类型.................... 14
4.2 方案的设计说明........................ 14
4.2.1 项目概况..................... 14
4.2.2 景观设计构思................... 14
4.2.3 景观设计灵感来源....................... 14
4.2.4 景观总体布局................... 15
4.2.5 景观元素..................... 15
4.2.6 植物的选择....................... 15
4.2.7 综合技术经济指标....................... 15
4.3 方案的平面图设计.................... 16
4.4 方案的种植设计........................ 16
5 园林场景的建立..................... 18
5.1 地形建模........................ 18
5.1.1 直接法......................... 18
5.1.2 片面网格法....................... 18
5.1.3 灰度分析法....................... 19
5.1.4 层叠法......................... 19
5.2 建筑及园林小品建模...................... 20
5.3 植物建模........................ 21
5.3.1 面片贴图法....................... 21
5.3.2 几何模型法....................... 22
5.3.3 全息模型法....................... 24
5.4 模型的优化.................... 24
5.4.1 模型个数的精减..................... 25
5.4.2 模型面数的精减..................... 25
5.4.3 层次细节技术（LOD）..................... 25
6 三维模型的输出与格式转换................... 27
6.1 Quest3D 输出插件...................... 27
6.2 格式转换时设置应注意的问题.................. 28
6.2.1 .x 文件导出前的准备.................... 28
6.2.2 .x 文件导出时模型的注意事项................ 29
6.2.3 .x 文件导出时材质的注意事项................ 29
6.2.4 .x 文件导出时贴图的注意事项................ 29
7 园林漫游系统的设计与实现................... 31
7.1 漫游引擎的开发平台...................... 31
7.1.1 Quest3D 简介..................... 31
7.1.2 Quest3D 的三个组成部分................... 31
7.1.3 Quest3D 的工作流程..................... 32
7.2 园林场景的导入........................ 32
7.2.1 SpeedTree 植物模型导入 Quest3D 的方法................ 32
7.2.2 Sketchup 园林模型导入 Quest3D 的方法.................. 35
7.3 摄像机的设置...................... 36
7.3.1 相机的创建与控制.................. 36
7.3.2 多相机切换功能的设置..................... 38
7.4 植物动态表达自定义模块的开发.................... 40
7.4.1 正确安装 Quest3D SDK.................... 40
7.4.2 通道和通道会话的编写 .................... 40
7.5 LOD 技术的设置........................ 41
7.6 系统音乐背景的制作....................... 44
7.6.1 背景音乐的设置 .................... 44
7.6.2 身临其境的声音效果................... 44
7.7 园林作品的发布与执行.................. 45
8 结语....................... 49
8.1研究结论...................... 49
8.2 创新点..................... 49
8.3 不足之处和展望....................... 49
参考文献......................... 51
致谢........................... 53