基于多投影面環(huán)幕虛擬環(huán)境的自行車漫游系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著PC性能的高速發(fā)展，建立以PC集群驅(qū)動(dòng)的多投影面沉浸式虛擬環(huán)境系統(tǒng)已經(jīng)成為虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)。但是，對(duì)于虛擬環(huán)境下自然交互方式的研究尚不成熟，存在著交互方式單一、交互感受不夠自然等問(wèn)題。論文從多投影面環(huán)幕虛擬環(huán)境下自然交互方式的特點(diǎn)和需求出發(fā)，開(kāi)發(fā)出了基于多投影面環(huán)幕虛擬環(huán)境的自行車漫游系統(tǒng)。該系統(tǒng)有較好的沉浸感、良好的通用性和可擴(kuò)展性，不但可以用于虛擬健身自行車，而且可以用于劃船模擬、飛行模擬等仿真系統(tǒng)。基于多投影面沉

2、浸環(huán)境的自行車交互系統(tǒng)是一種全新的應(yīng)用，是把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的一個(gè)有益嘗試，應(yīng)用前景十分廣闊。全文的研究?jī)?nèi)容如下： 首先，介紹了我們北京郵電大學(xué)虛擬技術(shù)中心已經(jīng)搭建完成的五通道環(huán)幕虛擬環(huán)境的總體結(jié)構(gòu)以及硬件環(huán)境。該硬件環(huán)境是權(quán)衡了最終系統(tǒng)的整體性能、系統(tǒng)成本以及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可升級(jí)性的選擇結(jié)果。并針對(duì)于自行車虛擬漫游系統(tǒng)數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，選擇了基于Master/Slave 模式的系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)。 其次，

3、論文研究了在多投影面環(huán)幕虛擬環(huán)境顯示系統(tǒng)中最常遇到的問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)，主要包括多投影面環(huán)幕畫(huà)面的幾何校正技術(shù)，邊緣融合技術(shù)，同步顯示技術(shù)以及通道間顏色均衡技術(shù)等。針對(duì)于上述技術(shù)難題，考慮到降低系統(tǒng)成本和環(huán)形顯示屏幕等特點(diǎn)，我們提出了一整套具有普遍適用性的軟件實(shí)現(xiàn)方法。該方法在實(shí)際應(yīng)用中較好地解決了以上關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。 再次，對(duì)虛擬環(huán)境下自然和諧的人機(jī)交互技術(shù)進(jìn)行了研究，在我們已有的自行車仿真健身器系統(tǒng)基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了基于單臺(tái)PC機(jī)的自

4、行車虛擬漫游系統(tǒng)，該系統(tǒng)以虛擬自行車作為人機(jī)交互的工具，綜合運(yùn)用了傳感器技術(shù)、DSP控制技術(shù)、三維建模技術(shù)和串口通信原理等，實(shí)現(xiàn)了人在虛擬場(chǎng)景中的漫游，參與者在由單臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)造的虛擬場(chǎng)景中獲得了類似在真實(shí)環(huán)境中騎車的體驗(yàn)。 最后，論文提出了在多投影面環(huán)幕虛擬環(huán)境下自行車漫游系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案。我們采用了VTree軟件作為虛擬漫游引擎的平臺(tái)，在程序中綜合運(yùn)用了串口通信接口技術(shù)、多線程技術(shù)、并行繪制技術(shù)、幾何校正技術(shù)，邊緣融合技術(shù)等