虚拟校园系统的研究与实现
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摘要
随着GIS的不断发展,“数字校园”也开始飞速发展,并形成一种向VR-GIS发展的趋势。基于VR-GIS技术的校园管理系统将成为校园的新的信息源。通过对各类设施的空间数据和属性数据进行综合管理,不但可以为用户提供图文并茂的信息资源查询,而且还为管理者提供各种空间分析和辅助决策功能。从而提高各项工作的效率,节省资源,促进学校的快速发展。
本论文着眼于建立一个虚拟校园。对虚拟校园所需的关键技术,包括虚拟地理信息系统技术、三维漫游的必需的碰撞检测技术、LOD技术及OpenGL技术等进行了论述。在获取系统所需的地理空间数据,如地形数据等高线、纹理数据,获取系统所需的属性数据的基础上,建立了西南石油大学虚拟校园的三维模型。主要包括:先采用几何建模方式建立虚拟校园楼群建筑的三维实体模型,然后通过图像建模技术对楼群建筑进行纹理映射;采用一种改进的植物建模方式Double boarding建立绿地模型。在设计出西南石油大学虚拟校园的总体框架后、数据库管理技术、三维建模技术,实现西南石油大学虚拟校园系统。包括对校园空间数据的显示、基本的图形操作功能,对空间数据和属性数据的各种查询功能、后台管理功能。
本论文对虚拟地理信息系统在数字校园建设中的应用有一定的借鉴意义。
With the continuous development of GIS, "digital campus" has begun to rapid development and the trend of development is VR-GIS. The campus management system which based on the VR-GIS technology will become the new source of campus information. Through the management of various facilities of spatial data and attribute data, it can provide users with the information resources for text, and can provide managers all kinds of spatial analysis and decision support functions. So that it can improve the work efficiency and save resources, and promote the rapid development of the school.
This thesis focus on the establishment of a virtual campus, it discussed the necessary key technologies of Virtual campus , which including VR-GIS technology, 3D roaming the necessary collision detection technology, LOD technology and OpenGL technologies .The system's necessary geographical spatial data include landform contour digital data, map data, texture data ,on the basis of the gain of this data and attribute data to establish the Southwest Petroleum University campus of the virtual 3-D models, including: first use Geometric Modeling way to establish virtual campus building complex 3D model, and then through the image modeling techniques for the construction of the complex texture mapping; in the end, use an improved method Double boarding to build greenbelt model. When the Southwest Petroleum University's overall framework of virtual campus is designed, the use of GIS technology and database management techniques, three-dimensional modeling make the Southwest Petroleum University virtual campus system come true. The virtual system include the display of campus spatial data, basic graphics operation, basic various query for spatial data and attribute data and background management functions. The whole text, from theory to practice, formed a complete virtual GIS application system, to provide ideas and solution methods for virtual GIS's applications in the construction of digital campus.
本论文着眼于建立一个虚拟校园。对虚拟校园所需的关键技术,包括虚拟地理信息系统技术、三维漫游的必需的碰撞检测技术、LOD技术及OpenGL技术等进行了论述。在获取系统所需的地理空间数据,如地形数据等高线、纹理数据,获取系统所需的属性数据的基础上,建立了西南石油大学虚拟校园的三维模型。主要包括:先采用几何建模方式建立虚拟校园楼群建筑的三维实体模型,然后通过图像建模技术对楼群建筑进行纹理映射;采用一种改进的植物建模方式Double boarding建立绿地模型。在设计出西南石油大学虚拟校园的总体框架后、数据库管理技术、三维建模技术,实现西南石油大学虚拟校园系统。包括对校园空间数据的显示、基本的图形操作功能,对空间数据和属性数据的各种查询功能、后台管理功能。
本论文对虚拟地理信息系统在数字校园建设中的应用有一定的借鉴意义。
With the continuous development of GIS, "digital campus" has begun to rapid development and the trend of development is VR-GIS. The campus management system which based on the VR-GIS technology will become the new source of campus information. Through the management of various facilities of spatial data and attribute data, it can provide users with the information resources for text, and can provide managers all kinds of spatial analysis and decision support functions. So that it can improve the work efficiency and save resources, and promote the rapid development of the school.
This thesis focus on the establishment of a virtual campus, it discussed the necessary key technologies of Virtual campus , which including VR-GIS technology, 3D roaming the necessary collision detection technology, LOD technology and OpenGL technologies .The system's necessary geographical spatial data include landform contour digital data, map data, texture data ,on the basis of the gain of this data and attribute data to establish the Southwest Petroleum University campus of the virtual 3-D models, including: first use Geometric Modeling way to establish virtual campus building complex 3D model, and then through the image modeling techniques for the construction of the complex texture mapping; in the end, use an improved method Double boarding to build greenbelt model. When the Southwest Petroleum University's overall framework of virtual campus is designed, the use of GIS technology and database management techniques, three-dimensional modeling make the Southwest Petroleum University virtual campus system come true. The virtual system include the display of campus spatial data, basic graphics operation, basic various query for spatial data and attribute data and background management functions. The whole text, from theory to practice, formed a complete virtual GIS application system, to provide ideas and solution methods for virtual GIS's applications in the construction of digital campus.
引文
[1]王健宁,董社勤,石教英.虚拟建筑实时漫游算法综述[J].计算机工程与应用,2000,23(01):29-33
[2]周石琳,孙茂印,景宁.三维虚拟场景绘制加速技术综述[J].计算机工程与科学,2002,24(5):68-70.
[3]涂超,颜辉武.地图与虚拟现实系统集成技术的研究[J].计算机工程与应用,2002,38(5):86-87
[4]李辰,王洵,陈国良.一个三维地形飞行浏览系统[J].计算机工程,2002,28(3):194-195
[5]涂超,颜辉武.碰撞检测技术研究[J].计算机工程与应用,2001,37(19):142-143
[6]高山,卢汉清,周万宁.基于细节的自适应网格简化[J].计算机辅助设计与图形学学报,2003,15(9):1122-1127
[7]张剑波,刘修国,吴信才.线性四叉树在基于LOD的地表模型绘制中的应用[J].计算机工程与应用,2002,38(8):46-47
[8]李瑞,李萍,张锡恩,刘耀周。虚拟环境建模中层次细节(LOD)的优化[J].计算机仿真,2003,14(01):73-75,61
[9]赵友兵,石教英,周骥,潘志庚.一种大规模地形的快速漫游算法[J].计算机辅助设计与图形学学报,2002,14(7):624-628
[10]淮永建,罗冠,高晓滨,郝重阳,张先勇.一个交互实时的多分辨率地形绘制系统[J].计算机工程与科学,2002,24(6):42-45
[11]杜威,李华.一种用于动态场景的全景表示方法[J].计算机学报,2002,25(9):968-975.
[12]周昆,潘志庚,石教英.多细节层次模型间的平滑过渡[J].计算机辅助设计与图形学学报,2000,12(6):463-467
[13]谭兵,徐青,马东洋.用约束四叉树实现地形的实时多分辨率绘制[J].计算机辅助设计与图形学学报,2003,15(3):270-276
[14]郝爱民,赵沁平.虚拟环境漫游引擎的设计与实现[J].计算机工程 与应用,2000,(12):86-88
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[16]尹鹏吉,沈恺,张圣坤.虚拟现实技术在三峡升船机仿真中的应用[J].计算机工程,2002,28(11):131-133
[17]尚建嘎,刘修国,郑坤.三维场景交互漫游的研究与实现[J].计算机工程,2003,29(2):61-62
[18]王宏武,董士海.一个与视点相关的动态多分辨率地形模型[J].计算机辅助设计与图形学学报,2000,23(08):575-579
[19]李军,景宁,吴秋云,陈华.基于面向对象数据库的三维GIS实验系统[J].计算机辅助设计与图形学学报,2003,15(7):880-885
[20]刘东海,钟登华,周锐,李定葵.基于GIS的水电工程施工导流三维动态可视化[J].计算机辅助设计与图形学学报,2002,14(11):1051-1055
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