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1、西安科技大学硕士学位论文基于虚拟现实的房地产展示系统姓名：李莹申请学位级别：硕士专业：地图制图学与地理信息工程指导教师：刘长星20090516论文题目：专业：硕士生：指导教师：基于虚拟现实的房地产展示系统地图制图学与地理信息工程李莹刘长星摘要虚拟现实(V i r t u a lR e a l i t y)技术是2 0 世纪末发展起来的以计算机技术为核心，及多学科高新技术为一体的综合集成技术。虚拟现实综合利用了计算机的立体视觉、触觉反馈、虚拟立体声等技术，高度逼真地模拟人在自然环境中的视、听、动等行为的人工模拟环境，具有沉浸感、交互性和构想性以及多感知性和自主性等特征。虚拟房地产展示系统是指利用
2、虚拟现实视景仿真技术建立的为用户提供一种模拟房地产小区的操作环境，使用户有一种仿佛置身于现实房地产小区一样的身临其境的感觉，形成一个逼真的、具有视觉、听觉、触觉的感官世界，同时，它还是一个可以通过感觉、语言、手势等方式进行交互式操作的虚拟环境。本文通过对虚拟现实技术、三维仿真技术的发展的认识，研究建立了城市环境仿真系统的技术和方法。以数字地形图、航空影像数据和数码照片数据为基础，利用三维建模软件M u l t i G e nC r e a t o r 和仿真驱动软件M u l t i G e nV e g a,建立三维房地产小区景观模型，并基于V C+6 0 平台开发实现了虚拟房地产小区房产系
3、统，实现了漫游和交互的功能，论文的主要内容有：l、分析了虚拟现实技术的现状和发展趋势；2、结合传统房地产营销模式的弊端，提出了基于虚拟现实房地产展示模式的新型营销模型：3、使用数字地形图建立了D E M，并且结合航空影像数据生成地形模型；4 用M u l t i G e nc r e a t o r 完成了对房地产小区的建筑物建模，同时在场景建模中使用了纹理映射技术和实例技术等关键技术：5、采用V C+6 0 结合V e g a 的技术实现了房地产展示系统的设计。关键词：虚拟现实；房产展示；三维建模；三维仿真研究类型：应用研究杭州房产设计S u b j e c t：T h eR e a lE
4、s t a t eD i s p l a yS y s t e mB a s e do nV i r t u a lR e a l i t yS p e c i a l t y：C a r t o g r a p h ya n dG e o g r a p h i cI n f o r m a t i o nE n g i n e e r i n gN a m e：L iY i n gI n s t r u c t o r：L i uC h a n g x i n g(S i g n a t u r e)(S i g n a t u r e)A B S T R A C TV i r t u a
5、 lr e a l i t yt e c h n o l o g yi san e wt e c h n o l o g yb a s e do nc o m p u t e rt e c h n o l o g yi nt h el a t eo ft h e2 0 t hc e n t u r y i ti sa nh i g h t e c hi n t e g r a t i o nt e c h n o l o g yw h i c hi n t e g r a t e dm u l t i-d i s c i p l i n a r yi n t oo n e B yt h ec
6、o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft h r e e d i m e n s i o n a lc o m p u t e rv i s i o n、h a p t i cf e e d b a c k、v i r t u a ls t e r e ot e c h n o l o g y,v i r t u a lr e a l i t yh a sah i g hf i d e l i t ys i m u l a t i o ni nt h en a t u r a le n v i r o n m e n ts u c ha
7、s，l i s t e n i n g，m o v i n g，e t c T h ev i r t u a lr e a l i t y Sa r t i f i c i a ls i m u l a t i o ne n v i r o n m e n th a st h ec h a r a c t e r i s t i c so fas e n s eo fi m m e r s i o n、i n t e r a c t i o na n di d e a s，a sw e l la sM u l t i-S e n s o r yc h a r a c t e r i s t i
8、 c sa n da u t o n o m y V i r t u a lr e a l i t ye s t a t ed i s p l a ys y s t e mi sa no p e r a t i o ne n v i r o n m e n tw h i c hp r o v i d eas i m u l a t i o no ft h er e s i d e n t i a lr e a le s t a t ee n v i r o n m e n tf o rt h eu s e rb yt h eu s eo fv i r t u a lr e a l i t yv
9、 i s u a ls i m u l a t i o nt e c h n o l o g y i te n a b l e su s e r st oh a v eap r a c t i c a le x p o s u r es e n s ei nt h ev i r t u a le s t a t ea ss a m ea st h es e n s ei nt h er e a la r e a,a n df o r mar e a l i s t i c、v i s u a l、a u d i t o r y,a n dt a c t i l es e n s e so ft
10、 h ew o r l d A tt h es a m et i m e，i t Sa l s oa ni n t e r a c t i v ev i r t u a le n v i r o n m e n tt h r o u g hs e n s eo p e r a t i o ns u c ha sf e e l i n g、l a n g u a g e、g e s t u r e se t c B yt h ea w a r e n e s so fv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g ya n dt h ed e v e l
11、o p m e n to ft h r e e-d i m e n s i o n a ls i m u l a t i o nt e c h n o l o g y,T h i st h e s i sh a se s t a b l i s h e do n eo ft h eu r b a ne n v i r o n m e n ts i m u l a t i o ns y s t e m St e c h n o l o g ya n dm e t h o d s，w h i c hi n c l u d eu s i n gt h r e e d i m e n s i o n
12、a lm o d e l i n ga n ds i m u l a t i o ns o f t w a r e(M u l t i G e nC r e a t o r)a n ds i m u l a t i o nd r i v e rs o f t w a r e(M u l t i G e nV e g a)t oe s t a b l i s ht h r e e-d i m e n s i o n a ll a n d s c a p em o d e lo fr e s i d e n t i a lr e a le s t a t eb a s e do nt h eu S
13、 eo ft h ed a t ao fd i g i t a lt o p o g r a p h i cm a p s、a e r i a lp h o t o g r a p h sa n dd i g i t a li m a g e，a n dd e v e l o p i n gav i r t u a lr e a le s t a t er e s i d e n t i a lr e a le s t a t es y s t e mb yt h eu s eo fV C+6 0p l a t f o r m，w h i c hh a st h er o a m i n ga
14、 n di n t e r a c t i v ef e a t u r e s t h em a i nc o n t e n t so fa r t i c l ea r e 1、A n a l y s i so ft h es t a t u so fv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g ya n dd e v e l o p m e n tt r e n d s；2、C o m p a r e d 晰t l lt h et r a d i t i o n a ld r a w b a c k so ft h er e a le s t
15、a t em a r k e t i n gm o d e l，t h et h e s i sp r e s e n tan e wt y p eo fm a r k e t i n gm o d e lb a s e do nV i r t u a lR e a l i t ye s t a t ed i s p l a ys y s t e m；3、1 1 1 et h e s i se s t a b l i s ht h er e s i d e n t i a le s t a t e SD E Mb yt h eu s eo fd i g i t a lt o p o g r a
16、 p h i cm a p s，a n dg e n e r a t et e r r a i nm o d e lc o m b i n e dw i t hA e r i a lI m a g eD a t a；4、T h et h e s i sc o m p l e t et h ep r o p e r t ym o d e l i n go fr e s i d e n t i a lb u i l d i n g si nt h eM u l t i G e nc r e a t o r,a n dU S em a n yk e yt e c h n o l o g yi nt
17、h em o d e l i n gs c e n e，s u c ha st e x t u r em a p p i n gt e c h n i q u e s、e x a m p l e so ft e c h n o l o g ye t c；5、B yt h ec o m b i n a t i o no fV C+6 0a n dV e g a，t h et h e s i sc o m p l e t et h ed e s i g no ft h eV i r t u a lr e a l i t ye s t a t ed i s p l a ys y s t e m K
18、e yw o r d s：V i r t u a lr e a l i t yE s t a t ed i s p l a yT h r e e d i m e n s i o n a lm o d e lT h r e e d i m e n s i o n a ls i m u l a t i o n T h e s i s：A p p l i c a t i o nB a s eR e s e a r c h杭州房产设计姿料技史学学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人
19、或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：夕孝耋日期：矽j J 岁学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再
20、撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：夕考堂指导教师签名：影7 圣雹2 朋矸年S 月日1 绪论1 绪论1 1 研究背景随着住房制度改革的进一步深入，房地产日益成为人们消费和投资的热点，房地产市场也日益活跃起来。面对种类繁多的物业和错综复杂的房地产市场，不仅消费者们常常感到无从选择，房地产开发商也苦于思索更新、更好的营销模式，以便于更好、更快的推广自己的产品。但是传统的房地产营销模式只是发放一些简单的宣传画册或是在一些重要的地段投放广告。面对日益庞大的房地产市场，这些显然不能起到显著的效果。为此，建立基于虚拟现实的房地产展示系统是非常可行的。1
21、2 本文研究的意义传统的房地产营销模式主要分为以下三种：第一种，房地产开发商只用二维图形方式表示房地产的位置和结构，主要包括开发商制作房屋的平面结构图和效果图、制造楼盘的简单模型、印制宣传手册或是在一些重要的地段投放平面广告等。但这些广告无论再好，都只是一些二维图形，其数据简单、信息含量少、缺乏关联性，因此其在空间表现能力和分析能力有很大的局限性。第二种，为了克服这方面的缺陷，许多人采用了三维动画的方式进行房地产的三维展示，但是这种方式只适合简单的演示功能，并且场景画面是由动画制作人员根据材料或想象直接画制而成，与真实的环境和数据有较大的差距，属于演示类艺术作品。而且只能如电影一样单向演示，场
22、景变化，画面需要事先制作生成，耗时、费力、成本较高。第三种，有些开发商也运用了计算机与网络进行房地产信息的发布和宣传，现在大部分的房地产开发商拥有自己的网站或是一套营销系统，但是这些网站或系统只能发布一些单纯的文字信息或简单的动画，不能直观而又动态的描述消费者所要了解的房源信息。为了解决这几方面的问题，本文提出了采用虚拟现实技术(V R)和地理信息系统(G I S)相结合，将文字、声音、二维图形图像、三维动画结合，客户可以从任意角度来观察建筑物的效果，还可以按自己选择的任意路径进行漫游，以了解楼盘的布局和周围的环境。其促销效果之佳，是传统销售楼宇和营销模型无法相提并论的。可以相信，虚拟现实地理
23、信息系统技术这一全面直观的新型房地产展示模式，必将为各类楼盘的展示和营销带来震撼人心的巨大魅力。杭州房产设计西安科技大学硕士学位论文1 3 本文研究的主要内容本文研究的基本思路是：在阐述新技术与房地产业结合的必要性基础上，对基于虚拟现实方法的房地产展示系统进行了研究和实现，在对几种主要虚拟现实技术分析后，采用C r e a t o r 进行三维场景模型的建立，采用V C+和V e g a A P I 技术相结合制作建筑场景的虚拟漫游，并在三维仿真环境中加入了基本交互功能，最后实现了虚拟房地产小区的三维模型和三维仿真系统。本文的研究内容主要包括：1 3 1 建立虚拟房地产小区三维模型分析了几种流
24、行的D E M 建立的方面，从中选择了采用数字地形图建立D E M 的技术路线来建立D E M，将建立好的D E M 经过格式转换导入到建模软件中进行小区内部的建筑物建模和小区周边环境的建模。在需求分析后明确了虚拟场景要达到的效果，详细介绍了虚拟房地产小区建模的两个主要部分：地形模型的建立和建筑物模型的建立，并对模型进行了分析和优化。此外，本文就建模过程中遇到的一些问题，进行了分析和实现。1 3 2 构建虚拟房地产小区仿真环境介绍了三维视景仿真的关键技术，包括视景生成和视点控制、碰撞检测和拾取操作技术。对这些关键技术的理论依据进行了详细的阐述，并将此应用于虚拟房地产展示系统。1 3 3 开发虚
25、拟房地产展示系统结合三维场景漫游技术详细讲解了漫游功能的实现过程、环境设置功能和量测功能的实现。本系统可以进行交互式漫游，可以改变视点，可以选择场景中的物体进行简单的操作。22 主要技术及国内外的研究动态2 主要技术及国内外的研究动态2 1 本文所应用的主要技术2 1 1 虚拟现实(V R)概述及其应用虚拟现实技术(V i r t u a lR e a l i t y，V R)，又称为灵境技术，是2 0 世纪末发展起来的一门涉及众多学科的高新技术。它集计算机技术、传感技术、仿真技术、微电子技术为一体【2 1。V i r t u a lR e a l i t y 的概念由美国人加隆兰里尔(J a
26、 r o nL a n i e r)在2 0 世纪8 0 年代初正式提出来，中文通常译作“虚拟现实”。钱学森建议把V i r t u a lR e a l i t y 的技术叫做“灵境技术”，由它构成的信息处理环境称作“灵境”。一般认为，虚拟现实是利用计算机生成一种模拟环境(如飞机驾驶舱、分子结构世界等)，通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，这样面向房地产开发的基于虚拟现实地理信息(V R G I S)的展示系统的开发与研制，就会使顾客产生身临其境的感觉，实现顾客与该环境直接进行自然交互的技术。这里所谓的“模拟环境”一般是指用计算机生成的有立体感的图形，它可以是某一特定现实环境的表现，也
27、可以是纯粹构想的世界。在模拟环境中，实现人机互动、互相交流的操作环境及身临其境的感受，使人产生强烈的参与感、操作感，人成为“景中人”，实现了人境一体化。虚拟现实技术是由计算机人工创造的多维空间，它能高度逼真地模拟使用者在自然环境中的多种特征。这些特性主要包括：1 3 J(1)多感知性，即计算机使用者可以通过V R 系统感知其所具有的视、听、触、嗅、味等感觉信息。在虚拟环境中，用户几乎可以体会到一切真实环境中的真实感受。(2)沉浸感，即计算机使用者已感觉不到自身所处的外部环境，而是“融合”进了计算机所给出的虚拟的世界中。它是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，三维模型、空间感、三维环绕
28、音响、场景随视点的变化而变化等，都会加强用户的沉浸感。(3)交互性。即计算机使用者可以通过三维交互设备直接操纵计算机所给出的虚拟世界中的对象，虚拟世界中的对象也能够实时地做出相应的反应，是用户对虚拟环境中的物体的可操作程度，对虚拟环境中得到的反馈的自然程度和对虚拟环境进行重新布置的方式。(4)自主性。即V R 系统中的物体可按各自的模型和规则按照计算机使用者的要求自主运动，但在虚拟环境中物体应反映现实的一般规律(重力、不能穿墙而过等)。实际应用的虚拟现实系统大体可以分为3 类：驯(1)桌面虚拟现实系统，也称窗口中的V R，它成本低，主要应用于C A D、建筑设3杭州房产设计西安科技大学硕士学位
29、论文计等领域。(2)沉浸式虚拟现实系统，完全的V R 系统把用户的视点和其他感觉，完全沉浸到虚拟世界中，它可以是头盔加其他交互硬件，也可以是多个大型投影仪产生的一个洞穴。(3)分布式虚拟现实系统，它建立在沉浸虚拟现实系统和分布式交互仿真(D i s t r i b u t e dI n t e r a c t i o nS i m u l a t i o n)的基础上；它可以看作是基于网络的虚拟现实系统，是可供多用户同时异地参与的分布式虚拟环境，处于不同地理位置的用户如同进入到同一个真实环境中，通过姿势、声音或文字等“在一起”进行开发研究和交流、学习、训练、娱乐，甚至协作完成同一件复杂产品的设
30、计或进行同一任务的演练。虚拟现实技术的应用领域包括：建筑C A D、城市规划和建筑总体设计仿真、军用和民用图形仿真、智能放大器和决策支持、电信业的应用一人类可以坐在家中工作等、军事模拟训练与民用培训、科学研究和科学计算可视化、娱乐业、医学应用、电力系统应用等。【4】2 1 2 虚拟现实地理信息系统(V R G I S)在G I S 中最早表达三维方法是用数字高程模型(D E M)的高程分然或晕渲地形图的透视方式来表示地面的起伏，当具有航空或遥感影像时，也可通过纹理映射方式将其叠加到地形图上。如果改变视角大小与方向或视点位置，就可实现在具有“具实感”的三维地形场景中漫游与缩放；如果点取不同位置实
31、现对地面高程或地物类型等信息的查询，就初步具备了三维地理信息系统(3 D G I S)的性质，但由于D E M 仅描述了地球表面信息，不能表达同一水平位置上不同高程的信息，这种方式的G I S 通常称为是“2 5 维G I S”城市地区的地面上甚至地下具有大量房屋和立交桥等建筑物，矿藏地区和地下具有大量竖井、横井和斜井等，山区或丘陵地区的地面或地下具有大量交通轨道和隧道等，这些信息难以用二维G I S 或“2 5 维G I S”来存储、处理、表达与管理，需要建立“真正的”3 D G I S，但要做到商业化的夫正的3 D G I S 还有困难，目前通常根据各个行业的需要，对数据模型进行适当的简化
32、，有时也称“2 7 5 维G I S”等。因此，将虚拟现实技术与G I S 技术结合起来，形成了一个新的G I S，通常称之为虚拟地理信息系统(V i r t u a lG I S)或虚拟现实地理信息系统(V i r t u a lR e a l i t yG I S，V R G I S)。利用V R 生动、直观、沉浸、互动的特点，达到更好的理解研究目标的目的，将是必然趋势。V R G I S 是建立在多维G I S 特别是三维G I S 研究的基础上，在强调传统三维G I S几何空间分析的同时，也强调“逼真”的多维图形分析环境、“直觉”的交互手段对空间分析的作用。同传统意义上的三维G I S
33、 研究相比，虚拟现实G I S 在分析方法和应用上都有了新的变化【4 J l5。(1)充分利用虚拟G I S 提供的“逼真”图形显示和高级的交互分析手段，进行探索数据分析，充分发挥人在图形空间思维能力上的优势来分析和解决地学问题。42 主要技术及国内外的研究动态(2)充分利用虚拟G I S 提供的“逼真”感的虚拟地理图形空间，使人在真实地理世界中的地理空间认知能力能在虚拟的地理图形空间中得到充分的发挥，同时虚拟G I S 也促进人在虚拟地理图形空间中获取的知识能快速地应用到真实地理世界中。(3)虚拟现实技术拓展了虚拟G I S 在时间维上的表达能力，结合地学分析模型，虚拟G I S 为过去或是
34、未来的某一地理场景提供了更为便利的手段，从而为发展高级的空间决策支持环境提供了可能1 6 J。2 2 国内外的研究现状2 2 1 国内外房地产的研究现状我国内地的房地产业起步于2 0 世纪九十年代初期，北京、上海、广州等大城市由于经济发展较快，流动人口的迅速增加，市场对于住宅产生大量需求，出现了楼盘供不应求的现象，推动地价和房价不断上涨，成为当时带动经济发展的重要支柱产业之一。1 9 9 8 年国家实行货币化分房政策之后，消费需求开始逐渐增加，尤其是住宅建设受到社会各方面的重视【7 J。随着国民经济的持续快速发展，大众生活水平的快速提高，房地产业初期那种仅仅强调居住的适用性和经济性的住宅供给模
35、式己经难以满足市场的需要，房地产市场呈现以下特点：(1)住宅的户型格局日趋多样化。多层住宅楼统领市场多年的局面己经被打破，独立别墅、联排别墅、高层、小高层住宅，越来越多的住宅类型充实了房地产市场。(2)住宅内部空间的功能关系更加科学合理，做到了公私分区、动静分区、洁污分区，充分体现了“以人为本”的精神，满足居住者生活需求【8 J。因此，在这种情况下需要有一种高效的沟通工具_ 在房地产开发公司、房屋销售公司与购房消费者之间建立起一座桥梁，使得购房消费者能够全面地、迅速地了解房地产信息，同时为房地产营销部门提供科学的营销理念。住房消费是一项投资大、风险高的消费，一时不慎，就会造成很大的损失，因此顾
36、客必须充分了解商品房市场行情和商品房信息，慎重进行比较、选择。通过本系统顾客可以更为直观、迅速地了解相应的房地产信息。对于房地产开发商来说，在将房地产营销系统和房地产三维展示系统相结合，这样产生的效果比在新闻媒体(报刊、电视等)上的平面广告宣传更加有效而且成本更加低廉，是宣传房产物业的最佳途径。2 2 2 国内外虚拟现实的现状与发展1)国外的应用研究状况美国是虚拟现实技术的发源地，其V R 研究技术的水平基本上就代表国际V R 发展5杭州房产设计西安科技大学硕士学位论文的水平。目前美国在该领域的基础研究主要集中在感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面。美国宇航局(N A S A)的A m e
37、s 实验室完善了头戴显示器(H M D)：并将V P L 公司的数据手套工程化，使其成为可用性较高的产品。N A S A 研究的重点放在对空间站操纵的实时仿真上，大多数研究是在N A S A 的约翰逊空间中心完成的，他们大量运用了面向座舱的飞行模拟技术。N A S A 完成的一项著名的工作是对哈勃太空望远镜的仿真。N A S A 的A m e s 现在正致力于一个叫“虚拟行星探索”(V P E)的试验计划，这一项目能使“虚拟探索者”(V i r t u a lE x p l o r e r)利用虚拟环境来考察遥远的行星，他们的第一个目标是火星。现在N A S A 己经建立了航空、卫星维护V R
38、 训练系统，空间站V R 训练系统，并且已经建立了可供全国使用的V R 教育系统。另外，如北卡罗来纳大学(U N C)、L o m aL i n d a 大学、麻省理工学院(M I T)、华盛顿大学、伊利诺斯州立大学、乔治梅森大学等在虚拟现实的应用领域都取得了显著的成果。在当前实用虚拟现实技术的研究与开发中日本是居于领先位置的国家之一，主要致力于建立大规模V R 知识库的研究。另外在虚拟现实的游戏方面的研究也做了很多工作。但日本大部分虚拟现实硬件是从美国进口的。例如，东京技术学院精密和智能实验室研究了一个用于建立三维模型的人性化界面，称为S P I N A R(S p a c eI n t e
39、 r f a c eD e v i c ef o rA r t i f i c i a lR e a l i t y)的系统。N E C 公司计算机和通信分部中的系统研究实验室开发了一种虚拟现实系统，它能让操作者都使用“代用手”去处理三维C A D 中的形体模型，该系统通过V P L 公司的数据手套把对模型的处理与操作者手的运动联系起来。日本国际工业和商业部的工业科学和技术代办处经营的产品科学研究院开发了一种采用X、Y 记录器的受力反馈装置。他们把这种装置应用于一个虚拟现实的“游戏棒”中。东京大学的原岛研究室开展了3 项研究：人类面都表情特征的提取、三维结构的判定和三维形状的表示、动态图像的提
40、取。东京大学的广獭研究室重点研究虚拟现实的可视化问题。为了克服当前显示和交互作用技术的局限性，他们正在开发一种虚拟全息系统。现在他们己经有了4 项成果：一个类似C A V E 的系统、用H I M D 在建筑群中漫游、人体测量和模型随动、飞行仿真器。富士通实验室有限公司正在研究的一个项目是虚拟生物与V R 环境的相互作用。他们还在研究虚拟现实中的手势识别，已经开发了一套神经网络姿势识别系统，该系统可以识别姿势，也可以识别表示词的信号语言。2)国内应用研究状况和一些发达国家相比，我国V R 技术还有一定的差距，但己引起政府有关部门和科学家们的高度重视。根据我国的国情，制定了开展V R 技术的研究
41、计划，例如，九五规62 主要技术及国内外的研究动态划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划等都把V R 列入了研究项目。在紧跟国际新技术的同时，国内一些重点院校，已积极投入到了这一领域的研究工作。北京航空航天大学计算机系着重研究了虚拟环境中物体物理特性的表示与处理；在虚拟现实中的视觉接口方面开发出了部分硬件，并提出了有关算法及实现方法：实现了分布式虚拟环境网络设计，建立了网上虚拟现实研究论坛，可以提供实时三维动态数据库，提供虚拟现实演示环境，提供用于飞行员训练的虚拟现实系统，提供开发虚拟现实应用系统的开发平台，并将要实现与有关单位的远程连接。浙江大学C A D&C G 国家重点实验室开发
42、出了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统，该系统采用了层面迭加的绘制技术和预消隐技术，实现了立体视觉，同时还提供了方便的交互工具，使整个系统的实时性和画面的真实感都达到了较高的水平。另外，他们还研制出了在虚拟环境中一种新的快速漫游算法和一种递进网格的快速生成算法。哈尔滨工业大学计算机系己经成功地虚拟出了人的高级行为中特定人脸图像的合成，表情的合成和唇动的合成等技术问题，并正在研究人说话时头势和手势动作，话音和语调的同步等。清华大学计算机科学和技术系对虚拟现实和临场感的方面进行了研究，例如，球面屏幕显示和图像随动、克服立体图闪烁的措施和深度感实验等方面都具有不少独特的方法。他们还针对室内环境水平特
43、征丰富的特点，提出借助图像变换，使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配，并获取物体三维结构的新颖算法。西安交通大学信息工程研究所对虚拟现实中的关键技术立体显示技术进行了研究。他们在借鉴人类视觉特性的基础上提出了一种基于J P E G 标准压缩编码新方案，并获得了较高的压缩比、信噪比以及解压速度，并且己经通过实验结果证明了这种方案的优越性。中国科学院威海分院主要研究虚拟现实中视觉接口技术，完成了虚拟现实中的体视图像对算法回显及软件接口。他们在硬件开发上己经完成了L C D 红外立体眼镜，并且已经实现商品化。北方工业大学C A D 研究中心制作了中国第一部完全用计算机动画技
44、术制作的科教片相似。关于虚拟现实的研究，该中心已经完成了2 个“8 6 3”项目，完成了体视动画的自动生成部分算法与合成软件处理，完成了V R 图像处理与演示系统的多媒体平台及相关的音频资料库，制作了一些相关的体视动画光盘。另外，西北工业大学C A D C A M 研究中心、上海交通大学图像处理模式识别研究所、长沙国防科技大学计算机研究所、华东船舶工业学院计算机系、安徽大学电子工程与住处科学系等单位也进行了一些研究工作和尝试一J。7杭州房产设计西安科技大学硕士学位论文3 虚拟房地产展示系统的设计方案3 1 虚拟房地产小区的基本开发方案设计一个虚拟房地区展示系统，主要从三维场景建模和构建三维仿真
45、环境两个方面来考虑。即在计算机中，按实际的尺寸将环境中的主要的建筑物建造起来，构成一个虚拟场景，包括地形、建筑物、主要景观模型等。然后构建三维仿真环境，即完成对三维仿真控制的设计，对物体进行各种操作，漫游方式(包括步行漫游和鸟瞰漫游)的设定和实现。系统具体实现过程如下：1 规划重建对象：了解研究区域概况，明确所要达到的仿真目标，并选定实时系统的硬件环境与软件平台。2 准备数据：采用多种数据获取手段收集建立虚拟房地产小区场景所必需的地形、地物、建筑特征数据和纹理数据等，并对其进行必要的数据处理(如格式转换、图像处理等)。3 建立地形模型：使用采集的三维数据创建地形模型，映射纹理和其他特征数据。并
46、在实时系统平台上对其进行显示测试。4 添加地物模型：向地形模型场景中添加各种地物模型以丰富虚拟地理环境的视觉效果。地物模型直接使用C r e a t o r 建模工具创建，最后存储为O p e n F l i g h t(f i t)的文件格式。5 模型数据库优化：为了获得更好的运行性能，应减少多边形的数量并重新组织模型数据库的层级关系。6 在M i c r o s o f tV i s u a lC+6 0 编程环境下，利用V e g a 中的可视化界面L y n X 设置场景，V C+和V e g a A P I 代码驱动，生成应用程序定义文件(a d f 文件)，最后设定漫游方式，实现对
47、虚拟房地产小区的交互。83 虚拟房地产展示系统的设计方案图3 1 系统的工作流程3 2 虚拟房地产展示系统的开发平台3 2 1 三维建模软件C r e a t o r f l o】【l l】M u l t i G e nC r e a t o r 是美国M u l t i G e np a r a d i g m 公司推出的专业实时仿真三维建模软件。它将多边形建模、矢量建模和地形生成集成在一个软件包中，是一个手动建模工具。用它可以进行矢量编辑和建模，生成地形表面，实现三维视景数据库的生产、编辑和查看。它所支持的O p e n F l i g h 数据格式(n t)是目前世界上领先的可视化数据库
48、标准，也是视景仿真领域的行业执行标准，它的数据文件对场景描述具有逻辑化、层次化的特点，使图像发生装置能够精确的、稳定的实时绘制三维场景。C r e a t o r 是三维建模和编辑交互式工具软件，是专业的实时仿真建模软件，它的逻辑化层次场景描述数据库能使图像发生器知道在何时、以何种方式实时地以极高的精度及可靠性渲染三维场景。M u l t i G e nC r e a t o r 的最大特点是提供了O p e n F l i g h t 工具。O p e n F l i g h t 生成的图形文件(f l t)非常小，在场景漫游时便于调用、显示流畅。O p e n F l i g h t 采取
49、一种节点式的分层结构，9杭州房产设计西安科技大学硕士学位论王-叮快捷方便的对场景内任意元素进行直接编辑、修改和控制，特别适合图像生成嚣对其进行实时的渲染操作。现在O p e n F l i g h i 数据格式已成为实时仿真、虚拟现实业界的标准数据格式，被广泛地应用于视景仿真、交互式游戏、城市仿真等方面。M u l t i C,e n C r e a t o r 的编辑界面有两个视图窗口：图形视图G r a p h i c s V i e w 和层次视图H i e r a r c h yV i e w。二者相互关联。墨髓曩一一雩L 粤L口圆圈圈a)E f l m 税目b 塌税日图3 2 M u
50、 i t i G e n C r e a t o r 的视幽窗口图形视图用柬显示用户所创建的模型，是主要的工作窗口，M u l t i G e nC r e a t o r 提供了大量的工具使得用户能够方便的在此窗口中进行模型的编辑工作。对模型的每一步编辑在视图窗口中都会实时的显示出柬，用户可以旋转模型，从任意角度观察它，也可以执行拖拉、放大、缩小等操作，如果对某步编辑不满意，可以立刻修改。层次视图是一种树状的结构视图。它的顶部节点是树的根，称为数据库(d b)。d b下边可以管辖多个集合(g r o u p)，集合下面可以管辖多个集合和对象(o b j e c t)，对象下面只能管辖多个面(