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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 數(shù)字化虛擬校園平臺(tái)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是基于解析由Autodesk公司生成的3d-studio文件結(jié)合MFC+OpenGL實(shí)現(xiàn)三維重建的。首先通過(guò)快速建模軟件生成三維建模數(shù)據(jù)，導(dǎo)出成3DS文件，通過(guò)本軟件加載打開(kāi)，即可在之前的建模環(huán)境中漫游，具有很好的可交互性。
- 詳細(xì)介紹：
- 通過(guò)3DS文件包含的三維數(shù)據(jù)重建三維場(chǎng)景，結(jié)合光照、紋理和貼圖等有效的提高場(chǎng)景的真實(shí)感，進(jìn)行紋理綁定增加了程序的運(yùn)行性能。程序具有場(chǎng)景疊加、建筑物搜索、場(chǎng)景切換、路線保存、路線文件重用、三維點(diǎn)取等特性，具有極強(qiáng)的可操作性，同時(shí)，場(chǎng)景的來(lái)源很廣，目前大多數(shù)的三維軟件都支持將其本身的軟件格式轉(zhuǎn)化成3DS文件格式，因此系統(tǒng)的可重用性很好。另外，系統(tǒng)主要面向普通用戶，用戶不必關(guān)心三維重建的過(guò)程，只需獲取并加載場(chǎng)景即可自由漫游，為用戶提供更好的體驗(yàn)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：本作品的目的是為了實(shí)現(xiàn)虛擬校園3D漫游，實(shí)現(xiàn)三維電子地圖的開(kāi)發(fā)與實(shí)踐，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園。 基本思路：在MFC+OpenGL框架下，以Autodesk公司的3d-studio文件為數(shù)據(jù)源，分塊解析3DS文件數(shù)據(jù)，并以該數(shù)據(jù)為核心，包括燈光、曲面、紋理、材質(zhì)屬性等，進(jìn)行三維重建，并實(shí)現(xiàn)很好的人機(jī)交互。 創(chuàng)新點(diǎn)：3DS文件中只提供一個(gè)字節(jié)的空間用作存儲(chǔ)材質(zhì)數(shù)，即最多存儲(chǔ)256個(gè)材質(zhì)，這就極大地限制了場(chǎng)景的建模，本作品在其數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上針對(duì)3DS文件的這個(gè)缺點(diǎn)做出修改，解決了3DS文件材質(zhì)數(shù)不足的問(wèn)題。 主要技術(shù)和指標(biāo)：目前電影的幀率一般為24fps，電視（PAL）為25fps，電視（NTSL）為30fps， 本作品的幀率平均為32fps，具有比較流暢的視覺(jué)體驗(yàn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本作品在MFC+OpenGL框架下，將3DS文件數(shù)據(jù)中的點(diǎn)塊、面塊、材質(zhì)快等分層分析，以3DS文件為基礎(chǔ)完成三維場(chǎng)景重建，并通過(guò)OpenGL繪圖命令完善場(chǎng)景環(huán)境。 該作品有其自身的獨(dú)特之處：用戶也可以將多個(gè)由不同3DS文件生成的場(chǎng)景合并為一個(gè)場(chǎng)景，在同一時(shí)間及空間下實(shí)現(xiàn)在多個(gè)場(chǎng)景中的漫游，同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景之間的切換，當(dāng)觀察者的視角在一個(gè)場(chǎng)景中漫游到一個(gè)特定的位置的時(shí)候，會(huì)立刻將視角切換到另外的場(chǎng)景。另外，系統(tǒng)在保證觀察者順利漫游的同時(shí)，允許用戶保存經(jīng)過(guò)的路線，系統(tǒng)將觀察者經(jīng)過(guò)的路線信息記錄在路線文件中，當(dāng)用戶再次登陸時(shí)可重新讀取之前經(jīng)過(guò)的路線，這就意味著保存的路線信息可重復(fù)使用，而且，本作品支持用戶在三維中的點(diǎn)選，當(dāng)用戶在屏幕上點(diǎn)中物體時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)映射到三維場(chǎng)景中，并彈出該物體的信息。這樣在一定程度上，是系統(tǒng)和用戶之間的交互性和實(shí)時(shí)性變的更強(qiáng)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 公開(kāi)發(fā)表論文一篇： 李國(guó)超，劉爽，張延超，常洪強(qiáng). VC環(huán)境下基于OpenGL與3DS 的三維場(chǎng)景重建，電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，6（35）：10131-10133, 10144
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)入股
作品可展示的形式
- 磁盤(pán)，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 安裝軟件后，啟動(dòng)，點(diǎn)擊“文件”->“打開(kāi)”，選擇3DS文件作為數(shù)據(jù)源，點(diǎn)擊確定，打開(kāi)后即可漫游，具體操作方法見(jiàn)說(shuō)明文檔。本作品使用MFC框架及OpenGL 3.0版本，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，以Autodesk公司的三維數(shù)據(jù)文件3DS文件為數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)來(lái)源廣，可操作性強(qiáng)，本作品對(duì)于3DS文件的支持優(yōu)于目前市場(chǎng)上大多數(shù)三維軟件。 該作品有著廣闊的應(yīng)用前景，隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化校園必定成為現(xiàn)實(shí)。本作品可將校園或者社區(qū)的地圖數(shù)據(jù)保存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，讓同學(xué)、老師或者社區(qū)人群足不出戶便可以在三維虛擬場(chǎng)景中漫游，打破了二位電子地圖的局限性，使校園或社區(qū)的場(chǎng)景更真實(shí)的展現(xiàn)在用戶面前。 本作品適用于高校、在建社區(qū)，為尚未入學(xué)的同學(xué)和入住的用戶提供一次親身體驗(yàn)的機(jī)會(huì)。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 本作品是基于解析由Autodesk公司生成的3d-studio文件實(shí)現(xiàn)三維重建的。對(duì)于3d-studio文件，Autodesk公司一直未公開(kāi)其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及各數(shù)據(jù)的作用，因此本項(xiàng)目組也是在摸索中解析3DS文件。 對(duì)于3DS文件的支持，目前的主流軟件有3DSMAX，AUTOCAD，PhotoShop等等，然而這些軟件都只是提供解析和靜態(tài)重建，并沒(méi)有進(jìn)行實(shí)時(shí)的交互繪制和控制，而且，3DSMAX、AUTOCAD、PhotoShop都刻意忽略了3DS文件的材質(zhì)塊，對(duì)于3DS文件的解析比較粗糙，詳細(xì)情況見(jiàn)說(shuō)明文檔（20）。 國(guó)內(nèi)對(duì)于3DS文件的研究近幾年也逐漸火熱起來(lái)，但到目前為止仍沒(méi)有一個(gè)完整的系統(tǒng)，都只是一些零碎的文檔，資料比較欠缺。
