朱全树：基于VC++的三维视景中虚拟实体的路径设置.doc

　　　　内容摘要 随着虚拟现实技术的应用越来越广泛，虚拟环境系统得到很快发展。在虚拟仿真环境中经常要事先设置虚拟对象的运动路径,而仿真软件Vega Prime提供的Path Tool工具能很好地解决了这一问题。 本文是通过采用Vega Prime和VC++作为软件平台来实现运动路径的变化显示，主要讨论了基于仿真软件Vega Prime的路径和导航器基本原理,详细阐述了如何应用这两个模块在Lynx Prime中进行路径的设定,然后介绍了路径和导航器在VC++编程中的实现,最后基于实践应用探讨了仿真环境中虚拟实体运动路径的一些解决方法。 索引关键词：路径 导航 控制点 张力目录 第一章 绪论 - 2 - 1.1 研究背景 - 2 - 1.2 研究的目的和意义 - 3 - 2.1 Vega Prime的基本情况 - 5 - 2.2 VP和LP的简介 - 5 - 第三章 虚拟实体的运动路径设定的实现 - 11 - 3.1 Path和Navigator模块的基本原理 - 11 - 3.2 在Lynx Prime中创建路径和导航对象 - 11 - 3.3 Path和Navigator在编程中的实现 - 18 - 3.4 实现过程存在一些问题的解决方法 - 22 - 第四章 结论 - 24 - 后记 - 25 - 参考文献 - 27 - 第一章 绪论 1.1 研究背景 随着计算机和信息技术等高新技术的飞速发展，计算机仿真技术也正在全球范围内得到迅速的推动，并在航空、航天、地面战场模拟以及其它复杂任务中发挥着越来越重要的作用, 虚拟仿真环境开发成为当前研究的亮点，而三维视景中虚拟实体的运动体现得越来越重要了。 在虚拟仿真环境开发过程中,经常会遇到虚拟对象的运动路径设置。一般情况是事先确定运动路线,记录路线上的若干控制点的位置,点与点的连线采取数据平滑处理,运动对象按照设定的路线运动。Vega Prime是SGI Performet基础上发展起来的环境仿真软件环境,它把常用的软件工具和高级仿真功能结合起来,可使用户以简单的操作、迅速的创建、编辑和运行复杂的仿真程序。该软件具有良好的图形界面Lynx,完整的C语言应用程序接口API,丰富的适用库函数以及大量的功能模块,其中路径( Pathing) 和导航(Navigator) 模块是Vega Prime提供的两个路径控制模块。应用这两个模块及其接口函数,用户可以为预先确定的路径创建关键点,然后通过虚拟场景的运动对象用Navigator穿行设定的Path来自动对运动进行控制。 1.2 研究的目的和意义 本文中我们要研究的是以面向对象的思想对运动平台的三维实体运动路径的制作进行分析，提炼出了创建点集、设定路线、实体建模以及规定策略、导航等步骤；应用Vega Prime软件设置一系列动态的、有规律的运动路径，该软件可以根据用户需求进行高级功能仿真和特殊仿真需求的实现；还应用VC环境灵活的处理较复杂的路径设定 设计此课题的目的，是在仿真过程提供一个软件平台的基础之上，不断掌握整个软件的功能和分析该软件不完善之处。通过利用Vega Prime软件完成相关任务，帮助规划人员确定最佳运动路径设定的方案，解决虚拟对象在运动路径中的很多问题。Vega Prime软件中的Path Tool是路径和导航类的图形设置界面,并直接显示所要编辑的三维虚拟场景。使用这个工具,路径控制点将可以在三维场景中移动,在地形中插入、删除; 导航器可以在Path Tool实时环境中创建、编辑导航标记,并预览控制点的按照导航标记的运动过程。Vega Prime的其它模块都支持Vega Prime导航器为它们特殊的导航功能,并可以设置自己的路径导航。如果用Path Tool创建了一条路径和一个导航器,路径和导航数据就作为路径文件和导航标记文件存在磁盘上,Vega Prime其它基本模块在配置中读入这些文件无需编写任何代码。路径和导航也可以完全通过API接口函数编程创建。 在上面所述的课题背景下，研究基于三维视景中虚拟实体的运动路径设定具有很大的实际意义和可操作并成功的应用到了理学院漫游、野外综合演练仿真系统的虚拟仿真环境中，效果良好。第二章 Vega Prime概述 2.1 Vega Prime的基本情况 Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司开发的一个对象的著名虚拟现实平台，它可以方便地完成场景的构建和三维模型的绘制，并支持许多的特效。Vega Prime作为一种硬件虚拟现实的软件接口，并且作为一个独立的工作平台，独立于硬件设备、窗口系统，用它编写的软件可以在Windows NT以及更高级的操作系统间移植。它是模拟虚拟现实和实时的应用软件，是开发实时视觉和听觉仿真、虚拟现实和通用的视频应