基于VR技术虚拟学习环境的构建.doc

PAGE 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 1 引言 1 2 虚拟现实技术与虚拟学习环境 1 2.1虚拟现实技术 1 2.2虚拟学习环境 2 2.3虚拟现实开发工具 3 3虚拟学习环境的三维建模 6 3.1 校园三维场景的建立 6 3.1.1校园建筑物三维模型的创建 6 3.1.2 校园立体图建筑物模型材质设计 6 3.1.3 其它场景模型的创建 8 3.2 校园三维模型导出 9 4虚拟学习环境的三维交互设计与实现 10 4.1利用Virtools 提供的BB 功能模块实现物体的识别 10 4.2 利用BB脚本实现虚拟学习角色的交互 10 4.2.1 学习角色的设置 10 4.2.2 碰撞设置 12 4.2.3 学习角色交互设置 13 4.3 虚拟学习环境的发布 15 5 结束语 16 参考文献 16 PAGE 1 基于VR技术虚拟学习环境的构建 摘要：本文概括了Virtools 技术的特点和优势，分析了Virtools 的组成结构和视景数据库的建立。使用3ds max 建模工具和Virtools 开发软件，以江西科技师范学院为虚拟对象，设计并实现了虚拟学习环境，提供实现学习角色在虚拟校园环境中的展示、行走、学习等功能。 用户可以以Web的形式,随意在该校园环境中漫游，进行虚拟学习。 关键词：3dsMax； Virtools；虚拟学习环境； 1 引言 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是一种由计算机全部或部分生成多种感觉环境，给参与者提供各种感官信息，使之产生身临其境的感觉，以便更好地体验、接受和认识客观事物的技术，它可分为沉浸式和非沉浸式两种。沉浸式虚拟现实技术，是通过一些特殊的外部设备如头盔式立体显示器、空间位置传感器等输入输出设备来实现的。但由于其价格昂贵，且一次只能供一人使用，因此很少在教学中得到推广和应用。而非沉浸式虚拟现实技术，主要依赖软件技术来实现，即应用软件手段进行视觉、听觉等感觉的模拟，其特点是经济、方便，便于广大学习者使用，目前用于非沉浸式虚拟现实的软件有很多，如MutiGen Vega/Vega Prime、OpenGL、DirectX、VRML、Virtools 等。其中，Virtools 技术以其功能较全面、人机交互可视化强等优势得到了越来越广泛的研究和应用。 2 虚拟现实技术与虚拟学习环境 2.1虚拟现实技术 虚拟现实（简称VR），又称 灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。他综合利用了 计算机图形学、 仿真技术、 多媒体技术、 人工智能技术、计算机网络技术、 并行处理技术和多传感器技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。使用者不仅能够通过 虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且能够突破空间、时间以及其他客观限制，感受到真实世界中无法亲身经历的体验。 VR技术具有超越现实的虚拟性。虚拟现实系统的核心设备仍然是计算机。它的一个主要功能是生成虚拟境界的图形，故此又称为图形工作站。目前在此领域应用最广泛的是SGI、SUN等生产厂商生产的专用工作站，但近来基于Intel奔腾Ⅲ（Ⅳ代）代芯片的和图形加速卡的微机图形工作站性能价格比优异，有可能异军突起。图像显示设备是用于产生立体视觉效果的关键外设，目前常见的产品包括光阀眼镜、三维投影仪和头盔显示器等。其中高档的头盔显示器在屏蔽现实世界的同时，提供高分辨率、大视场角的虚拟场景，并带有立体声耳机，可以使人产生强烈的浸没感。其他外设主要用于实现与虚拟现实的交互功能，包括数据手套、三维鼠标、运动跟踪器、力反馈装置、语音识别与合成系统等等。虚拟现实技术的应用前景十分广阔。它始于军事和航空航天领域的需求，但近年来，虚拟现实技术的应用已大步走进工业、建筑设计、教育培训、文化娱乐等方面。它正在改变着我们的生活。 虚拟与现实两词具有相互矛盾的含义，把这两个词放在一起，似乎没有意义，但是科学技术的发展却赋予了它新的含义。虚拟现实的明确定义不太好说，按最早提出虚拟现实概念的学者J.Laniar的说法，虚拟现实，又称假想现实，意味着“用电子计算机合成的人工世界”。从此可以清楚地看到，这个领域与计算机有着不可分离的密切关系，信息科学是合成虚拟现实的基本前提。 2.2虚拟学习环境 “环境是指某一特定生物体或生物群体以外的空间，以及直接或间接影响该生物体或生物群体生存的一切事物的总和。”由此看来，环境总是针对某