基于Virtools的漫游地图算法实现.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 32卷 第 4期 2008年8月 JOuRNALOFDAQING PETR0LEUM INSTITUTE Vo1．32 No．4 Aug． 2008 基于Virtools的漫游地图算法实现 任伟建 ，沈 彬 ，杨有为 ，王志刚。，杜贵 明 (1．大庆石油学院 电气信息工程学 院，黑龙江 大庆 163318； 2．大庆油田有限责任公 司 第二采油厂，黑龙江 大庆 163414； 3．大庆石化公司 化工一厂 ，黑龙江 大庆 163711； 4．长春职业技术学 院 工程分院，吉林 长春 130033) 摘 要：针对在 VirtoolsDev3．5平台下实现漫游地图的各种功能存在实现算法不完善等问题，给出漫游者前进方 向实时显示 、漫游者位置实时显示 、漫游地 图的缩放和跳转等功能的实现方法，并制作 出3个 自成体系的通用模块．在用 Virtools制作类似漫游的应用中，可 以使用这3个通用模块快速实现漫游地图的4种功能，提高 了开发效率．在漫游者位 置实时显示功能算法中使用双重定位策略和地 图缩放策略，保证 了整个定位显示画面的准确性和流畅性． 关 键 词：漫游地图；虚拟现实；位置跟踪；方向跟踪 中图分类号 ：TE391 文献标识码 ：A 文章编号：1000—1891(2008)04—0090—04 漫游地图在大场景漫游应用中是不可或缺的组成部分_l1 ，能显示漫游者的位置和方向，能实现漫游 者在场景中的跳转等功能．在 VirtoolsDev3．5平 台下还没有既成的BB(BehaviorBuildingBlock)可以 快速实现漫游地图的一些基本功能．在开发时只能先设计出漫游地 图的一些基本功能的实现算法，再利 用VirtoolsDev3．5平台已经提供的BB编程实现．目前 Virtools平台下的漫游地 图算法还存在诸多不 足，也没有提供可以快速实现这些功能的通用的BG(BehaviorBuildingGraph)模块．文中在 VirtoolsDev 3．5平台下 ，分析漫游者前进方向实时显示 、漫游者位置实时显示、漫游地图的缩放和跳转等功能的实现 方法，并制作出3个 自成体系的通用模块． 1 前进方 向实时显示模块 该模块用一个 2DFrame来指示漫游者的前进方向，称为 目标 2DFrame．它的贴 图由一系列指示方 向的小 图片组成，形成一个按规则均匀分布可表示角度的子 图片序列．该模块 的 目的是实现对漫游者前 进方向三维向量的实时检测，并获取它在俯视图中的二维方向向量，实时确定用于指示方 向的子图片的序 号，将该子图片显示在 目标 2DFrame上． 1．1 算法设计 用S和S分别表示漫游者的 自身坐标系和Virtools中的世界坐标系．如果坐标系S中的标准向量i， _『和k在坐标系中s分别表示为U一“： “：U，V一 ： 和W 一 ： ，并且 坐标系 S中的原点O一0 0 0在坐标系中的表示为O一 y z，那么坐标系S到坐标系S的变换 ， ， ， W ， r ， ， ， 甜 y W Y 矩阵M 在齐次坐标系下为M 一 ， ， ， 甜 U ’： Z 0 0 0 1 在 Virtools中，一般选择漫游者 自身坐标系的 z轴正方向为其前进方向，根据向量 w 的几何意义可 知，漫游者的前进方向在世界坐标系中的表