基于UDK技术的虚拟博物馆仿真系统设计与实现.doc

编号 淮安信息职业技术学院 毕业论文 题 目 基于UDK技术的虚拟博物馆仿真系统设计与实现 学生姓名 王涛 学 号 院 系 计算机科学与工程系 专 业 动漫与多媒体设计 班 级 320810 指导教师 刘英杰 顾问教师 二〇一一年六月 ? 摘 要 目前，文物数字化研究是文物保护的研究热点，随着网络技术和虚拟现实技术的不断成熟和发展，使得对博物馆的环境及藏品进行全方位立体感的展示成为可能，并且可以为博物馆节约维护资金，解决展出手段单一等问题。目前，在淮安等地区尚未见公开展示的基于分布式网络和虚拟现实技术的博物馆展示平台，即使在国内也属少见。 基于虚拟现实技术UDK的博物馆仿真系统共分为三个子系统，博物馆场景漫游子系统、文物信息查询子系统和历史场景再现子系统。本项目的研究成果的实际运用，既可以提高文物的展出率与展出效果、突破时空限制，又有利于提高文物保护技术手段、整合共享文物资源，在博物馆与文物保护中起着重要的作用。 关键词：UDK 虚拟现实技术 博物馆仿真 文物保护 目 录 第一章 绪 论 1 1.1 前言 1 1.2 论文目标 1 1.3 课题研究意义 1 第二章 虚拟博物馆仿真系统技术概述 3 2.1 系统涉及的信息技术 3 2.2 系统技术选用 3 2.3 系统技术指标 4 第三章 虚拟博物馆仿真系统的设计 5 3.1 系统总体设计方案 5 3.2 虚拟博物馆的内容架构 6 3.3 虚拟博物馆的功能与特点 6 第四章 虚拟博物馆仿真系统开发实践 8 4.1 系统分析 8 4.2 系统开发流程 9 4.3 虚拟博物馆系统的实现方法 10 第五章 系统实现效果与运营效益 23 5.1 系统实现效果 23 5.2 系统运营效益 25 第六章 总结与展望 26 6.1总结 26 6.2 展望 26 致 谢 27 参考文献 28 第一章 绪 论 1.1 前言 虚拟现实技术(Virtual Reality ,简称VR)作为新兴媒体技术，其应用领域包括地产规划、建筑园林设计、家居艺术设计、体验教育、医学仿真、军事模拟、安防监测、电网模拟、交通规划、文物复古、虚拟旅游、游戏娱乐等，并将逐渐将涉及到各行各业，充分深入公众日常工作生活学习，成为不可或缺的未来数字生活的技术支柱。 虚拟现实、多媒体与网络等信息技术为历史珍贵文物的保护、复原与研究提供了新的手段和方法，目前在国内外已引起充分重视。早在20 世纪90 年代初期，英国大英博物馆、美国大都会博物馆等大型博物馆已经实现了虚拟漫游。近年来，我国在文物数字化相关领域也有较大发展，教育部设立了“大学数字博物馆建设工程”、敦煌研究院与美国西北大学共同开展“数字化敦煌壁画合作研究”、故宫博物院与日本凸版印刷公司开发了虚拟故宫等。北京在申办2008年奥运会时也提出了“虚拟奥运博物馆”的创意，引起了国际奥委会的极大兴趣和关注，从而为中国获得承办权提供了很大的帮助。 本研究以虚拟现实技术在馆藏展示方面的应用为实践课题，利用虚拟化、数字化技术实现文物的虚拟展示，提高文物的展出率与展出效果，并保护实体文物，突破时空限制, 从而进一步扩展博物馆的收藏、典藏、展示和文化传播功能。 1.2 论文目标 本论文以淮安市博物馆仿真平台的开发为例，研究利用虚拟现实技术和多媒体技术等相关技术的方法，以及虚拟博物馆仿真平台的开发流程，并对博物馆进行仿真模拟，实现虚拟漫游、馆藏展示、藏品查询等功能的实现，以期对相关技术研究和开发提供一定的实践参考。 本系统通过应用Unreal3引擎发布的UDK工具，通过UV贴图、法线贴图等手段，利用低多边形建模实现了高多边形渲染质量，相对于国内同类虚拟博物馆系统，大大提高了产品质量；在碰撞检测、交互语义、实时动画、实时阴影、大气雾化效果等方面，整合了UDK各种编辑器应用，探索了将世界一流游戏引擎应用于文博教育领域的工作流程，具有较强的应用和推广价值。 1.3 课题研究意义 在文物当中存在大量的易损文物，这些文物都容易出现脆化、脱色、剥落等现象，即便人工修复后仍难长期用于研究与展示。利用细致拟真的虚拟技术，可以预先展现文物修复后的影像，从而检验修复技术、手段的可行性。另外，利用虚拟技术展示价值珍贵的文物模型，可以使实体文物保存在严密环境中而无需展出，有利于文物寿命的延长。 本项目通过整合虚拟现实技术、Web3D技术、Maya建模技术、分布式技术、数据库技术，开发出三维虚拟博物馆系统，首先应用于淮安市博物馆，逐步推进到淮安各个县区，以及省内外其他地区，整个项目开发流程也可以进一步应用