基于vega视景管理系统的研究与开发

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1、⑨硕士学位论文MASTER’STHESI$的发展。作为亚洲计算技术的领先者的日本在大规模虚拟仿真知识库和3D游戏方面做了大量工作。NEC开发了一种以用户为主体的三维CAD仿真系统，京都的电子通信研究所(触玎)实验室则把目标放在了模拟人的肢体和面部表情上，他们在分布式交互仿真系统、基于远程控制的主从系统以及虚拟现实的可视化问题等方面都做出了巨大的贡献。虚拟现实技术在国内虽然发展时间较短，但是一些科研单位依然取得了一些可喜的成就。其中一些著名的案例有：浙大完成了对故宫、颐和园的场景漫游等设计规划类系统的设计，使用户感受虚拟

2、场景的变化，并产生对相应现实世界的体验；清华大学主要研究虚拟现实的可视化问题并在如何克服立体图像的闪烁、球面屏幕显示等方面取得了相应的成就。此外由北航等高校联合开发的分布式虚拟环境信息平台DVENET可以用来模拟战场环境，用户可以在虚拟场景中进行异地协同对抗战术演练，为国防演练低成本运行提供了可能。视景仿真技术涵盖了诸多学科门类，即使在理论知识和硬件条件都已相当成熟的今天，依旧有很多问题需要科研工作者需要克服。人机交互的自然化和智能化仍然是视景仿真领域追求的目标。今后的发展，我们不仅要提高现有人机设备的有效性和精确性，

3、还要增加用户交互的移动性，并探索基于新概念的人机交互设备(如基于全息信息的立体显示等)，进一步提高人机交互的沉浸感。1．3当前视景仿真系统的主要问题和发展趋势13．1当前视景仿真系统的主要问题(1)实现机制落后、运行效率受硬件设备限制在虚拟现实的发展过程中，计算机硬件始终是限制其发展的瓶颈。起初一个中等规模的三维虚拟城市需要在阵列式结构的超级图形工作站SGI上方可流畅运行。过去的三维计算机图形学的技术实现手段也相对落后，画面质量较差，并不能真实准确的反映客观的真实世界。这种落后主要体现在对于海量三维数据的管理和三维虚拟

4、场景画面的细致程度上。因此，用户觉得自己不过是在一个童话世界中玩耍，而并非在一个虚构的真实世界中互动ll¨。随着计算机硬件设备性能的不断提高和计算机图形学的不断发展、虚拟现实技术开发人员在技术实现手段上的．不断探索，虚拟现实的硬件使用平台也逐渐降低，从SGI阵列到大型单机多图形处理器的SGI工作站，到小型SGI图形工作站，进一步降低到PC图形工作站、笔记本图形工作站。虽然对硬件设备的要求不断降低，但是系统实现机制落后、运行效率受三维图形引擎的限制仍是目前虚拟现实技术发4⑨硕士学位论文MASTER。STtlESIS展存在

5、的主要问题。(2)场景建模工作量大、模型复杂传统的三维场景建模技术是利用现有的三维建模软件，人工对虚拟场景外观进行建模。这类型三维建模软件大多采用图形化界面，用户在使用过程中可以很方便的通过视觉直观地观察物体的具体状态。这种建模技术具有可操作行的优点，但此种建模技术建模过程繁琐，工作量大，扩展性差，模型真实感的体现需要高配置的硬件设备才能绘制，因此，可建模、模型复杂性、模型简化与模型可信性的评价、度量等都是在场景建模中值得考虑的问题[121。(3)人机交互真实性有待提高人机交互主要是指人机交互方式、设备和交互信号的处理

6、等，它直接影响着虚拟环境的逼真性和沉浸感。人机交互的自然化和智能化是目前虚拟现实探讨的主要问题【13】。因此，如何提高现有人机设备的有效性、精确性；借助辅助设备使得虚实环境融合交互以增加用户交互的移动性；探索基于新概念的人机交互设备以提高人机交互的智能水平成为目前人机交互的新课题。(4)系统开发平台重用应尽可能的将不同领域虚拟现实系统开发与应用所需要的公共服务和不同虚拟现实系统的共性部分尽可能抽象出来，建立公共服务平台和工具，是提高分布式虚拟现实应用系统的可重用性并提高效率的有效途径。这些平台和工具涉及虚拟现实系统开发

7、和应用的全生命周期，涉及不同类型的用户，种类繁多。因此，需要选择先进的开发策略、方法和框架，研制大型系统应用开发平台(如图形平台等专用部件)。1．3．2今后的发展趋势目前对视景仿真的研究大多集中在对视景仿真技术本身的研究以及对视景仿真技术应用的研究两大类，主要分划分为桌面式、分布式、沉浸式和网络分布式虚拟现实系统。沉浸式视景仿真实现的主要方式是戴上特制的头盔显示器、数据手套以及身体部位跟踪器，通过听觉、触觉和视觉在虚拟场景中进行体验。桌面式虚拟现实系统被称为“窗口仿真”，尽管有一定的局限性，但由于成本低廉而仍然得到了广

8、泛应用。分布式视景仿真系统主要用来为一群戴上立体眼镜的人观察虚拟环境，性能介于以上两者之间，也成为目前研究的重要课题。总的来说，视景仿真技术今后的发展趋势仍将遵循“低成本、高性能"的原则，分别从软件和硬件两方面着手，并将在以下主要技术方向发展：5⑨硕士学位论文MASTER‘STHESIS(1)实时三维图形生成和显示技术目前三维建模