虚拟现实在小流域水土保持中的应用探讨.pdfVIP

型熊堡盗壹堡 垫查±鱼 虚拟现实在小流域水土保持中的应用探讨 李留民1、2李红卫2董燕3王海燕3李红梅3 (1山东师范大学，山东济南250014；2河南确山县环境监测站，河南确山463200； 3驻马店市环境监测站，河南驻马店463000) 摘 要：以虚拟现实为指导思想，通过二维地形模型构建、纹理映射和实时动态立体显示等技术设计小流域虚拟现实景观， 并探讨小流域景观虚拟现实技术在水土保持中的应用。 关键词：虚拟现实；水土保持；小流域景观 水土流失是一个世界性的问题，它将直接导致土壤层变薄、 养分流失、土地资源遭到破坏．不仅严重影响了当地的生态环境 接口，而且可使用户沉浸于此环境中获得新的知识，提高感性和 建设，而且加剧粮食危机，制约经济的快速发展，同时侵蚀产沙 理性认识，从而产生新的构思。这种构思结果输入到系统中去， 还会淤积河道及湖泊水库，污染水质，加剧洪涝灾害『11。 系统会将处理后的状态实时显示或通过传感装置反馈给用户。 随着计算机可视化技术的发展，人们已经不再满足于二维 如此反复，这是一个学习——创造——再学习再创造的过程。因 空间对物体的描述和表现，i维建模已成为展示空间物体的趋 而可以说，VR是启发人的创造性思维的过程 势。而虚拟现实(VR)能够给人身临其境的感觉，又可进行交互 1．2虚拟现实技术的关键技术和研究内容 操作，迅速成为该领域的研究热点，并成功应用于许多学科。将 虚拟现实技术(VR)是多种技术的综合，其关键技术和研究 虚拟现实技术应用到黄土高原小流域的景观虚拟，依据等高线 内容包括以下几个方面㈣。 构建真实地形，并以纹理贴网方式模拟地表植被，采用粒子系统 环境建模技术：虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内 实现自然降雨与地表径流的虚拟，使用户有亲临现场的真实感 容，环境建模的目的是获取实际三维数据，并根据应用的需要， 觉，从多角度对小流域侵蚀过程有更深入的了解。 利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。 1虚拟现实的概念 立体声合成和立体显示技术：在虚拟现实系统中，如何消除 1．1虚拟现实的基本概念 声音的方向与用户头部运动的相关性己成为声学专家们研究的 虚拟现实或称灵境技术，实际上是一种可创建和体验虚拟 热点。同时，虽然三维图形生成和立体图形显示技术已经较为成 世界(Virtual World)的计算机系统，是计算机生成的给人多种熟，但复杂场景的实时显示一直是计算机图形学重要研究内容。 感官刺激的虚拟世界(环境)，是一种高级的人机交互的系统121。 触觉反馈：在虚拟现实系统中，产生身临其境效果的关键因 虚拟现实有两部分组成：一部分为创建的虚拟世界(环境)，另一 素之一是让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反 部分为介入者(人)。虚拟现实的核心是强调两者之间的交互操 作用力。然而研究力学反馈装置是相当困难的，如何解决现有高 作，即反映出人在虚拟世界(环境)的体验f31。 精度装置的高成本和大重量是一个需要进一步研究的问题。 虚拟现实具有三个基本特征： 交互技术：虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标 的传统模式，三维交互技术己经成为计算机图形学中的一个重 沉浸感(immersion)：这是VR系统的核心，指使用户投入到 由计算机生成的三维虚拟环境的能力，且用户在虚拟场景中有 要研究课题。此外，语音识别与语音输入技术也是虚拟现实系统 “身临其境”之感。 的一种重要人机交互手段。 系统集成技术：由于虚拟现实系统中包括大量的感知信息 交互感(interaction