基于VRML数据的城市级场景渲染系统设计与实现_本科毕业论文-经管之家官网！

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摘要

基于VRML数据的城市级场景渲染是虚拟现实、实时仿真以及交互三维设计等的重要应用，也是计算机图形学本身的一个实际应用。本文首先介绍VRML，然后指出实现城市级城市级场景快速绘制的关键，最后介绍在实时绘制的场景里交互操作的实现。
本文所做的研究工作集中在四个方面：
(1) 学习了解VRML，分析VRML的节点结构，提出了一个基于C++的快速解析VRML方法。并在原有VRML文本结构基础上实现部分数据二进制化，这种方法可以有利于文件的压缩和更快速的解析。
根据实际项目需要，在原有VRML基础上增加额外节点，实现在项目中的特殊需求。
(2) 利用OpenGL实现VRML的绘制。利用OpenGL的API函数对应上VRML各个节点的域进行一对一的绘制。
(3) 实现鼠标、键盘和其它外设（如方向盘，手柄等）在场景里漫游，为增加场景的仿真性，加入雨雪雾特效。
(4) 增加系统的可扩展性，对系统的解析器设计上进行扩展，设计实现解析的插件支持。VRML的解析为内置式解析器，增加其它三维数据格式的解析插件支持，已实现Open Flight的数据格式的插件解析支持。

关键词： VRML，OpenGL，城市级场景，绘制，外设
ABSTRACT

The city-class scene render based on VRML data is the virtual reality rendering scenes, real-time interactive three-dimensional simulation and design of critical applications, computer graphics is a practical application of their own. This paper first introduces VRML, and then pointed out that the city-class to achieve rapid large-scale mapping of the key scenes, and finally introduced in the real-time rendering of scenes in the achievement of interoperability.
In this paper, the research work done by focusing on four areas:
(1) Learn about VRML, analysis of VRML node structure, design a rapid VRML parser based on C + +. VRML in the original text based on the structure of binary data, and this method can be beneficial to file compression and more rapid resolution.
According to the actual needs of the project, the original VRML additional nodes to achieve the project's specific needs.
(2) Use OpenGL to render VRML. Use the API function corresponding VRML node in the OpenGL to one-to-one render.
(3) The realization of the mouse, keyboard and other joystick (such as steering wheel, joystick, etc.) roaming in the scene, in order to increase the simulation scenario, and adding special effects fog, rain and snow.
(4) Increase system Increase system scalability, the system is designed to extend the parser, designed to support plug-ins to achieve resolution. Analytical VRML parser for built-in to increase the other three-dimensional data analysis plug-in format support, has achieved Open Flight data analysis to support the format plug-ins.

Keywords: VRML, OpenGL, City-class scene, Render, Joystick
目录

摘要I
ABSTRACTII
第1章 绪论1
1.1 背景1
1.2 VRML概述2
1.3 OpenGL概述3
1.4 研究内容4
第2章 VRML解析技术5
2.1 VRML2.0文件的结构5
2.2 VRML2.0域说明6
2.2.1 SFBool6
2.2.2 SFColor和MFColor6
2.2.3 SFFloat和MFFloat7
2.2.4 SFInt32和MFInt328
2.2.5 SFNode和MFNode8
2.2.6 SFRotation和MFRotation8
2.2.7 SFString和MFString9
2.2.8 SFTime和MFTime9
2.2.9 SFVec2f和MFVec2f9
2.2.10 SFVec3f和MFVec3f10
2.3 VRML类设计11
2.4 解析器详细设计12
2.4.1 ReadWord14
2.4.2 ReadTransform和ReadGroup15
2.4.3 ReadShape19
2.5 本章小结22
第3章 场景绘制技术23
3.1 VRML的绘制23
3.1.1 Transform的绘制23
3.1.2 IndexedFaceSet的绘制25
3.2 场景绘制加速技术26
3.3 本章小结27
第4章 场景交互技术28
4.1 漫游实现28
4.1.1 四元数29
4.1.2 动态坐标轴30
4.1.3 球面上的移动31
4.2 外设支持32
4.3 本章小结35
第5章 系统实现和可扩展性36
5.1 插件设计36
5.2 软件界面38
5.3 系统整体流程41
5.4 本章小结41
第6章 结论42
6.1 总结42
6.2 对未来的展望42
致谢44
参考文献45

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