可漫游的虚拟场景建模与实现.pdf

第18卷第1期系统仿真学报©Vol.18No.1
2006年1月JournalofSystemSimulationJan.，2006

可漫游的虚拟场景建模与实现

徐利明，姜昱明
（西安电子科技大学计算机学院，陕西西安710071）

摘要：虚拟现实是现代仿真技术的一个重要发展方向，在城市规划、环境保护、战场模拟、作
战训练中可以很好地辅助决策。构造可漫游的虚拟场景是虚拟现实中最基本的、必不可少的一个
环节。论文在简单介绍了构造虚拟场景的一般性步骤后，重点讨论了地形、天空体、地物地貌、
自然现象等关键技术及漫游控制与漫游辅助工具的实现等。实践证明，所实现的虚拟场景在实时
性与真实感方面均取得了不错的效果。
关键词：虚拟现实；虚拟场景；漫游；实时
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号:1004-731X(2006)01-0120-05
ModelingandRealizationofRoamingVirtualScene
XULi-ming,JIANGYu-ming
(SchoolofComputerEngineering,XidianUniversity,Xi’an710071,China)
Abstract:Virtualrealityisanimportantdevelopingdirectionofsimulationtechnology,anditcanhelptomakedecisionsat
cityplanning,environmentalprotection,warfieldsimulation,campaigntraining,andsoon.Avirtualsceneroamedrandomly
isabasicandnecessarypartinvirtualreality.Therun-of-millapproachofconstructingavirtualscenewasintroducedandthe
pivotaltechnologiesofterrain,sky,physiognomy,naturalphenomenaetcwerediscussed,andtherealizationsofroaming
controlandroamingassistanttoolsweregiven.Thesimulatingresultsshowthatthevirtualsceneacquiressatisfiedeffectsin
real-timeandthirddimension.
Keywords:virtualreality;virtualscene;roaming;real-time

1准。论文以现有图形学算法为基础，提出了构建一个虚拟场
引言
景漫游系统的一般建模方法，并在VisualC++与OpenGL平
计算机软、硬件技术的发展为虚拟现实技术的发展搭建台上成功实现。
了越来越好的平台。在城市规划、工程布局、环境保护、战
1构建可漫游的虚拟场景的一般步骤
场模拟、作战训练中，可漫游的三维虚拟场景可以很好地辅
助决策；在许多三维游戏的开发中，交互性、自主性、沉浸所构建的虚拟场景中主要应该包括：天空体、地形、自
感等越来越受到游戏玩家的重视。虚拟场景作为虚拟现实中然现象、地物地貌、人造地物等，而漫游控制及实时态势信
最基本的一个环节是必不可少的，理想的三维虚拟场景应该息也必不可少。其中较为复杂的是地形的建模与显示、自然
是一个能让人以自然的视、听、触等功能感觉到的三维空间现象的模拟及漫游控制等技术。
环境，如同身临其境，并能够很好地反映各种态势信息。构构造虚拟场景漫游系统的一般步骤如下：
（）确定虚拟场景是真实地形的再现还是模拟地形，
建可漫游的三维虚拟场景主要涉及以下一些基本因素：1
如是真实地形的再现，需要准备好数据源；
（1）三维真实感地形及天空体的建模与显示；
（2）生成裸地地形，贴地表纹理；
（2）特征地貌物如树木、湖泊及诸如雨、雪等自然景
（3）构造天空体；
观的模拟；
（4）建立人工地物（如房屋、公路等）及地貌特征（如
（3）人造地物，如公路、桥梁、房屋等的仿真；
河流）；
（4）漫游控制技术的实现；
（5）为虚拟环境增加诸如雨、雪、雾等自然现象；
（5）漫游辅助工具的实现等。
（6）漫游控制的实现；
OpenGL作为一个开放的图形库，在三维图形的绘制
（7）实时态势信息的标注；
和操作、纹理映射以及光照模型设置方面都具有很强的二次
（8）系统测试，包括漫游控制的灵活性、信息显示的
开发功能，已经成为了图形工作者公认的三维图形工业标
准确性、纹理是否会扭曲等。
上述个别步骤的前后顺序并不绝对，视具体建模时情况
收稿日期：2004-11-12修回日期：2005