【正文】 class vplnputTracker(位置跟蹤儀 ) 虛擬小區(qū)漫游系統(tǒng)交互控制的實(shí)現(xiàn)本文涉及的交互控制為對(duì)環(huán)境的交互控制，通過(guò)敲擊鍵盤上不同的按鍵來(lái)改變不同的天氣狀況。以 Visual Studio 2022．NET 平臺(tái)為基礎(chǔ)，使用 VGS 和 Vega Prime API 創(chuàng)建擁有高級(jí)自定義功能的應(yīng)用程序。圖 46 設(shè)置水的動(dòng)畫(huà)效果 地形建模由于所構(gòu)建的場(chǎng)景是小區(qū)漫游場(chǎng)景，所以地勢(shì)比較平坦，因此，沒(méi)有導(dǎo)入相關(guān)地理數(shù)據(jù)讓 Creator 自動(dòng)生成地形，而是直接在 Z=0 的高度做一個(gè)面作為地平面，再進(jìn)行草地路面的紋理處理，并在需要的位置做路面、水面的子面并進(jìn)行紋理貼圖，模擬真實(shí)效果。Billboard 技術(shù)的本質(zhì)是用二維圖像來(lái)代替三維實(shí)體模型，構(gòu)建固定于某一點(diǎn)，可以繞點(diǎn)或軸旋轉(zhuǎn)的多邊形，實(shí)現(xiàn)面向觀測(cè)者的效果。實(shí)例化技術(shù)是利用計(jì)算是計(jì)算機(jī)的強(qiáng)項(xiàng)這一特點(diǎn)，通過(guò)物體位置的幾何變換實(shí)現(xiàn)節(jié)約內(nèi)存，加快現(xiàn)實(shí)速度的目的。由于 Creator 軟件有網(wǎng)格顯示，而且可以調(diào)節(jié)網(wǎng)格的大小和疏密，為模型的擺放提供了很大的方便，而 Creator還具有旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)模型的功能，由此，可以自由設(shè)計(jì)小區(qū)的整體景觀和布局。 與 C 開(kāi)發(fā)者可以為掌上電腦，掌上電腦手機(jī)版，與其他的智能設(shè)備創(chuàng)建，調(diào)試, 與部署應(yīng)用。此外，Vega Prime 還提供了多個(gè)針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的可選模塊，使其能滿足特殊的行業(yè)仿真的需要，還提供了用戶開(kāi)發(fā)自己模塊的功能。Vega Prime 提供真正跨平臺(tái)、可擴(kuò)展的開(kāi)發(fā)環(huán)境，來(lái)高效創(chuàng)建和配置視景仿真、城市仿真、基于仿真的訓(xùn)練、通用可視化應(yīng)用。對(duì)于對(duì)稱的模型也可以采用實(shí)例化技術(shù)，這樣可以節(jié)省大量的硬盤和內(nèi)存空間。 road pro： roadpro 擴(kuò)展了 terrainpro 的功能，利用高級(jí)算法生成路面特征，以滿足駕駛仿真的需要。OpenFlight 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)區(qū)別于傳統(tǒng)的三維模型數(shù)據(jù)組織形式，在于它采取一種節(jié)點(diǎn)式的分層結(jié)構(gòu)，可以快捷方便地對(duì)場(chǎng)景內(nèi)的任意元素進(jìn)行直接的編輯、修改和控制，特別適合圖像生成器對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的渲染操作。北京航空航天大學(xué)計(jì)算機(jī)系是國(guó)內(nèi)最早進(jìn)行 VR 研究、最有權(quán)威的單位之一，并在以下方面取得進(jìn)展：著重研究了虛擬環(huán)境中物體物理特性的表示與處理；在虛擬現(xiàn)實(shí)中的視覺(jué)接口方面開(kāi)發(fā)出部分硬件，并提出有關(guān)算法及實(shí)現(xiàn)方法；實(shí)現(xiàn)了分布式虛擬環(huán)境網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，可以提供實(shí)時(shí)三維動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)演示環(huán)境、用于飛行員訓(xùn)練的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)等?，F(xiàn)在正致力于一個(gè)叫“虛擬行星探索”(vPE)的試驗(yàn)計(jì)劃。 以上僅列出虛擬現(xiàn)實(shí)的部分應(yīng)用前景，可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)影響甚至改變我們的觀念與習(xí)慣，并將深入到人們的日常工作與生活。借助于 HMD 及感覺(jué)手套，使用者可以對(duì)虛擬的人體模型進(jìn)行手術(shù)。本文介紹了在 MultiGen Creator/Lynx Prime 兩種軟件的結(jié)合使用下，通過(guò)建立模型、創(chuàng)建三維場(chǎng)景、設(shè)定漫游路徑的步驟來(lái)表現(xiàn)小區(qū)中各種景物景觀以及住宅的仿真視景，并建立一個(gè)漫游系統(tǒng)。VR 技術(shù)已經(jīng)被公認(rèn)為是 21 世紀(jì)重要的發(fā)展學(xué)科以及影響人們生活的重要技術(shù)之一。另外，VR 提高了藝術(shù)表現(xiàn)能力，如一個(gè)虛擬的音樂(lè)家可以演奏各種各樣的樂(lè)器，手足不便的人或遠(yuǎn)在外地的人可以在他生活的居室中去虛擬的音樂(lè)廳欣賞音樂(lè)會(huì)等等。因而可以說(shuō)，虛擬現(xiàn)實(shí)可以啟發(fā)人的創(chuàng)造性思維。該公司生產(chǎn)了一系列的商業(yè) VR 軟件包，都命名為 Superscape；Divison LTD 公司在開(kāi)發(fā) VISION、Pro Vision 和 su—pervision 系統(tǒng)／模塊化高速圖形引擎中，率先使用了 Tmnsputer 和 i860 技術(shù)。第 4 章 小區(qū)漫游的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)建造的過(guò)程和步驟，首先介紹了在 Creator 中詳細(xì)建造每個(gè)模型的方法與技巧，然后介紹了對(duì)模型的紋理制作以及紋理貼圖的方法，使模型看起來(lái)更加美觀真實(shí)，接著介紹了在 Vega Prime 技術(shù)中實(shí)現(xiàn)對(duì)場(chǎng)景的配置和對(duì)漫游路徑的設(shè)定，最后則是在 C++語(yǔ)言環(huán)境下的編程。不僅可用于大型的視景仿真，也可用于娛樂(lè)游戲環(huán)境的創(chuàng)建。（2）制作紋理：利用數(shù)碼相機(jī)拍攝建筑物的數(shù)字影像，然后利用Photoshop 圖像處理軟件對(duì)其進(jìn)行糾正、縮放、匹配處理，為了能夠在Vega Prime 中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)渲染和漫游時(shí)紋理不發(fā)生變形和丟失，將紋理文件轉(zhuǎn)化為 Vega 中支持的文件格式 RGB、RGBA、INT、INTA 或 BMP，紋理的大小修改為 Vega Prime 規(guī)定的像素長(zhǎng)度——2 的 N 次冪。它將易用的工具和高級(jí)視景仿真功能巧妙地結(jié)合起來(lái)，從而可使用戶簡(jiǎn)單迅速地創(chuàng)建、編輯、運(yùn)行復(fù)雜的實(shí)時(shí)三維仿真應(yīng)用。 可 以 開(kāi) 發(fā) 自 己 的 模 塊 ， 結(jié) 合 自 己的 代 碼 以 及 派 生 自 定 義 的 類 來(lái) 優(yōu) 化 應(yīng) 用 。 Visual Studio .NET 2022 簡(jiǎn)介Visual Studio .NET 2022 是一個(gè)完善的，支持多語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)工具，用來(lái)快速創(chuàng)建集成的 XML Web 服務(wù)與應(yīng)用。（1）應(yīng)該具有一定數(shù)量的模型，不應(yīng)過(guò)多或過(guò)少，并且需要錯(cuò)落有致的顯示，以供觀察者瀏覽時(shí)查看；（2）應(yīng)該有類似街景小區(qū)的整體面貌，以風(fēng)景為主體，住宅為輔助，整個(gè)模型要力求美觀；（3）在小區(qū)中，不僅需要靜態(tài)的模型，還需要?jiǎng)討B(tài)的模型，動(dòng)靜結(jié)合的方式更能顯現(xiàn)出場(chǎng)景的逼真性；（4）應(yīng)該有一個(gè)設(shè)定好的路徑，可以使觀察者方便且快捷的迅速了解小區(qū)的整個(gè)地貌，在最短時(shí)間內(nèi)全面的了解到場(chǎng)景的主要信息；（5）應(yīng)該實(shí)現(xiàn)漫游者與系統(tǒng)的交互性操作，漫游者可以通過(guò)點(diǎn)擊鼠標(biāo)或者敲擊鍵盤的方式切換場(chǎng)景的天氣天時(shí)變化以及視角切換。第 4 章 小區(qū)漫游的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 三維建模要在計(jì)算機(jī)中模擬現(xiàn)實(shí)世界, 就必須構(gòu)建出在外形、光照、質(zhì)感等各方面都與真實(shí)對(duì)象相似的模型。圖 41 初步構(gòu)建居民樓模型 1由于一個(gè)小區(qū)的戶型與樓房不會(huì)完全相同，大多數(shù)房地產(chǎn)商都會(huì)選擇建造多種居民樓的樣式以供用戶選擇。圖 45 地?zé)魣D 44 路燈 道路建模道路的建造是地形建造的延續(xù)，地形建造把各種諸如馬路、湖泊等地形的答題位置描述出來(lái)。 貼圖方法在 Creator 中使用紋理，首先要將所需的紋理圖像調(diào)入紋理調(diào)板中，指定當(dāng)前紋理，然后選擇目標(biāo)面，使用紋理工具箱中的紋理映射工具或?qū)傩怨ぞ呦渲械脑O(shè)置紋理工具將當(dāng)前紋理映射到多邊形上。此外，LynX 還為我們提供了包括運(yùn)動(dòng)模式(Motion Mode)、環(huán)境(Environment)、燈光(Light)、輸入設(shè)備(Input Device)、應(yīng)用程序(Application)在內(nèi)的全套缺省解決方案，用戶只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)即可完成一個(gè)簡(jiǎn)單的 Vega Prime 應(yīng)用程序。 C++應(yīng)用程序框架的實(shí)現(xiàn)在本系統(tǒng)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中，使用了基于 Visual Studio 2022 NET 平臺(tái)的c++語(yǔ)言編程，并采用了 Win32 控制臺(tái)模式。Creator 還提供了紋理映射調(diào)板，用以保存和重用紋理映射信息。街道的特點(diǎn)是寬和長(zhǎng)，而且具有規(guī)則性形狀，是道路模型中簡(jiǎn)單的模型，只需要利用 Creator 中自帶的道路描述工具 建造即可，其路沿、路面等的表現(xiàn)都通過(guò)紋理來(lái)修飾。如圖 42。從某種意義上說(shuō), 三維模型是小區(qū)仿真實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)中展現(xiàn)給用戶最直接的視景內(nèi)容,是實(shí)時(shí)漫游系統(tǒng)的核心, 是三維、三維空間信息技術(shù)中數(shù)據(jù)處理與管理部分的基本模塊, 是數(shù)字小區(qū)研究與發(fā)展的基礎(chǔ)。首先要實(shí)現(xiàn)模型的建造。使用高效的微軟 .NET 開(kāi)發(fā)框架運(yùn)行環(huán)境， Visual Studio .NET 提供了強(qiáng)大的設(shè)計(jì)，創(chuàng)建，測(cè)試，部署 Web 服務(wù)與應(yīng)用的工具 , 并且可以在團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)中共享成功的經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)指南。 （ 5） 支 持 MetaFlight： MetaFlight 是 MPI 公 司 基 于 XML 的 一 種數(shù) 據(jù) 描 述 格 式 。使用它可以迅速地創(chuàng)建各種實(shí)時(shí)交互的三維視覺(jué)環(huán)境，以滿足各行各業(yè)的需求。（4）三維仿真系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)：應(yīng)用 Vega Prime 開(kāi)發(fā)平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立數(shù)字三維景觀系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的三維漫游和分析等功能。multigen creator 軟件包是合算的、交互式的、高度自動(dòng)化的軟件，用它可以高效、實(shí)時(shí)的 3d 數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生而沒(méi)有可視質(zhì)量的損失。第 2 章 工具介紹 MultiGen Creator 簡(jiǎn)介Multigen Creator 系列軟件，由美國(guó) MultigenParadigm 公司開(kāi)發(fā)，它擁有針對(duì)實(shí)時(shí)應(yīng)用優(yōu)化的 OpenFlight 數(shù)據(jù)格式，強(qiáng)大的多邊形建模、矢量建模、大面積地形精確生成功能，以及多種專業(yè)選項(xiàng)及插件，能高效、最優(yōu)化地生成實(shí)時(shí)三維（RT3D）數(shù)據(jù)庫(kù)，并與后續(xù)的實(shí)時(shí)仿真軟件緊密結(jié)合，在視景仿真、模擬訓(xùn)練、城市仿真、交互式游戲及工程應(yīng)用、科學(xué)可視化等實(shí)時(shí)仿真領(lǐng)域有著世界領(lǐng)先的地位。京都的先進(jìn)電子通信研究所(ATR) 正在開(kāi)發(fā)一套系統(tǒng)，它能用圖像處理來(lái)識(shí)別手勢(shì)和面部表情，并把它們作為系統(tǒng)輸入；富士通實(shí)驗(yàn)室有限公司正在研究虛擬生物與 VR 環(huán)境的相互作用，他們還在研究虛擬現(xiàn)實(shí)中的手勢(shì)識(shí)別，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一套神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)姿勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以識(shí)別姿勢(shì)，也可以識(shí)別表示詞的信號(hào)語(yǔ)言。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。（3）軍事與航天工業(yè) 模擬與練一直是軍事與航天工業(yè)中的一個(gè)重要課題，這為 VR 提供了廣闊的應(yīng)用前景。下面簡(jiǎn)要介紹其部分應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如商業(yè)、教育、視景仿真等領(lǐng)域，逐漸成為研究熱點(diǎn)。 Pieper 及 Satara 等研究者在 90 年代初基于兩個(gè) SGI 工作站建立了一個(gè)虛擬外科手術(shù)訓(xùn)練器，用于腿部及腹部外科手術(shù)模擬。（4）管理工程 VR 在管理工程方面也顯示出了無(wú)與倫比的優(yōu)越性。目前美國(guó)在該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究主要集中在感知、用戶界面、后臺(tái)軟件和硬件四個(gè)方面。九五規(guī)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金委、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃等都把 VR 列入了研究項(xiàng)目。Multigen Creator 軟件包正是在這種背景下誕生的，它從軟件設(shè)計(jì)理念上完全針對(duì)可視化仿真應(yīng)用，集成了多邊形建模、矢量建模和地形生成等多種高級(jí)功能，所以可以在滿足實(shí)時(shí)仿真要求的前提下，高效地創(chuàng)建大面積虛擬場(chǎng)景模型數(shù)據(jù)庫(kù)。它能進(jìn)行矢量編輯和建模、地形表面生成。所以，節(jié)省了計(jì)算機(jī)運(yùn)行的開(kāi)銷。Vega Prime 使視景仿真應(yīng)用程序快速準(zhǔn)確的開(kāi)發(fā)變得易如反掌，是最具有適應(yīng)性和可擴(kuò)展性的商業(yè)軟件。 （ 6） 其 他 ： VegaPrime 還 有 很 多 特 性 使 它 成 為 當(dāng) 今 最 為 先 進(jìn) 的 商用 實(shí) 時(shí) 三 維 應(yīng) 用 開(kāi) 發(fā) 環(huán) 境 ， 包 括 虛 擬 紋 理 （ Virtual Texture） 支 持 、 自動(dòng) 異 步 數(shù) 據(jù) 庫(kù) 載 入 /相 交 矢 量 處 理 、 增 強(qiáng) 的 更 新 滯 后 控 制 、 直 接 從Lynx Prime 產(chǎn) 生 代 碼 、 直 接 支 持 光 點(diǎn) 、 支 持 PBuffer、 基 于 OpenAL的 聲 音 功 能 、 可 擴(kuò) 展 的 文 件 載 入 機(jī) 制 、 平 面 /圓 形 地 球 坐 標(biāo) 系 統(tǒng) 支 持 、星 歷 表 模 型 /環(huán) 境 效 果 、 多 種 運(yùn) 動(dòng) 模 式 、 路 徑 和 領(lǐng) 航 、 平 面 投 射 實(shí) 時(shí) 陰 影 、壓 縮 紋 理 支 持 、 Shader 支 持 、 向 導(dǎo) 工 具 等 等 。使用 Windows174。其次要考慮到模型位置的擺放。在本文中，主要介紹的模型有居民樓、樹(shù)木、路燈、道路等。若對(duì)每一片葉片的形狀、位置進(jìn)行建模，是非常難以實(shí)現(xiàn)的；此外，由于面片過(guò)多且構(gòu)建過(guò)于復(fù)雜，成型的效果也許并不真實(shí)生動(dòng)，而且，樹(shù)木自身的厚度不可忽略，也就是說(shuō)，從任何角度看，都應(yīng)該是豐富的實(shí)體效果。 流水建模在虛擬現(xiàn)實(shí)模擬的小區(qū)構(gòu)建中，水面的流動(dòng)效果會(huì)更好的添加真實(shí)感。使用Lynx 圖形配置程序建立 ACF 文件的配置，可以快速定制已有可用模塊，節(jié)省系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)間。 基于 Vega Pr ime 的交互控制接口概述在設(shè)計(jì)中，需要用戶在鼠標(biāo)的點(diǎn)擊或者鍵盤的敲擊下，來(lái)完成對(duì)漫游系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制并得到響應(yīng)。場(chǎng)景(Scene)：場(chǎng)景就是所有載入的模型對(duì)象的集合。如果使用的紋理圖像不滿足這個(gè)要求，則在映射紋理之前，實(shí)時(shí)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)將該紋理圖像調(diào)整至最近一個(gè)較大的 2 次冪形式，雖然這樣做并不會(huì)影響紋理的最終映射效果，但是會(huì)降低紋理內(nèi)存的利用效率。路燈的顏色、材質(zhì)、光照、紋理等屬性可通過(guò)使用 Creator 的建模工具直接在描述物體形狀的多邊形中添加。而居民樓的細(xì)節(jié)部分，如陽(yáng)臺(tái)、窗戶等需要面片數(shù)較多的部分，則通過(guò)紋理映射來(lái)實(shí)現(xiàn)。這一點(diǎn)則需要結(jié)合 Vega Prime API 進(jìn)行環(huán)境配置和編寫(xiě) C++程序兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)瀏覽路線以及鼠標(biāo)鍵盤的交互性操作。第 3 章 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)本章首先分析要完成一個(gè)小區(qū)漫游系統(tǒng)所應(yīng)該具有的各種功能，然后介紹要實(shí)現(xiàn)漫游需要完成的幾項(xiàng)工作，最后給出本系統(tǒng)的流程圖。VSG 具有最大限度的高效性、優(yōu)化性和可定制性，無(wú)論用戶有何需求，都能在 VSG 基礎(chǔ)之上快速高效地開(kāi)發(fā)出滿足需要的視景仿真應(yīng)用程序，VSG 是開(kāi)發(fā)三維應(yīng)用程序的最佳基礎(chǔ)。（ 1） 單 一 源 代 碼 ： 不 管 你 用 的 是 什 么 硬 件 平 臺(tái)（ Windows、 Linux 或 IRIX） 你 只 需 要 開(kāi) 發(fā) 一 次 ， 就 可 以 （ 在 重 新編 譯 后 ） 應(yīng) 用 于 任 何 地 方 、 任 何 所 支 持 的 操 作 環(huán) 境 中 。公告牌