虚拟现实中人物设计及场景实现

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1、分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文虚拟现实中人物设计及场景实现学号：2004150010研究生：方昱琨专业：信息与通信工程研究方向：通信与计算机网络技术指导教师：张玉清副教授2018年05月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeCharacterDesignandSceneImplementationinVirtualRealityMasterCandidate:YukunFangMajor:Infor

2、mationandCommunicationEngineeringStudyOrientation:CommunicationandComputerNetworkTechnologyDissertationSupervisor:AssociateProfessorYuqingzhangChinaUniversityofGeosciences(Beijing)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或

3、撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。□公开□保密（____年）(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：摘要近年来，随着计算机三维处理能力的逐步增

4、强和低成本传感显示元件的出现，虚拟现实技术得到了快速发展并获得广泛应用，向人们展示了诱人的前景。然而，在虚拟现实中，人物设计与场景实现是技术应用的基础和保障，其地位之关键不容置疑。本文在分析虚拟现实技术应用现状的基础上，基于Unity3D平台的公园漫游项目为实例，研究了虚拟现实中三维模型设计及结构优化、骨骼动画制作、寻找图形绘制质量与绘制速度的平衡点及模型的细节层次实现机制等几个关键技术问题。论文借助Autodesk3dsMax、Photoscan和Iclone等工具，通过不同平台间的跨平台移植和加工，构

5、建了一套快速实现虚拟场景中人物及场景模型的三维重建的思维框架，解决了虚拟人物动作设计这一难题，对不同平台下人物模型及动作设计的快速实现做出了详细的阐述。通过改进传统三维建模流程，实现图像建模与几何建模相结合的虚拟场景建模机制，开发者可快速完成场景中的人物及场景模型的搭建工作，为用户后期在虚拟现实环境下进行交互和使用提供了有力技术支撑。同时，本文针对大规模复杂虚拟漫游场景的三维模型建立问题进行了优化。主要解决了建模中三角面数量过大导致的Unity3D引擎进行渲染时图形绘制速度过慢、绘制帧率实时性无法保证的问

6、题。通过详细分析传统细节层次LOD模型生成算法，提出了自适应的LOD模型生成算法。新算法在图形绘制质量和绘制速度之间找到一个较优的平衡点，确保用户在获得真实感和沉浸感的前提下，最大限度地保证图形绘制帧率的实时性，降低显卡和内存的开销，同时不断增强虚拟场景的沉浸性、真实性和实时交互性。关键词：虚拟现实，建模技术，细节层次LOD模型生成，Unity3D，图形绘制AbstractInrecentyears,withthegradualenhancementofcomputer3Dprocessingcapabi

7、lityandtheappearanceofthelowcostsensingdisplaycomponents,thevirtualrealitytechniquehasbeendevelopedrapidlyandusedwidely,whichshowsanattractiveprospectforpeople.However,invirtualreality,thecharacterdesignandthescenarioimplementationarethebasicsandguarantee

8、forthetechnologyapplication,theirstatusarebeyonddoubt.Inthisthesis,onthebasisofanalyzingtheapplicationofvirtualrealitytechnology,basedonaninstanceoftheparkroamingprojectUnity3Dplatform,somekeytechnicalissuesareresea