三维校园电子地图.docx

三维校园电子地图（上） 作者：李纳璺 陈金龙 阮方舟 访问 734 次 引言 随着计算机技术，特别是计算机图形学、三维仿真技术以及虚拟现实技术的飞速发展，传统的 二维电子地图被注入了新的活力，三维电子地图正成为电子地图发展的一个重要方向。传统的二维 电子地图只能以图形和符号的方式来呈现一张地图，这种方式往往不能直观清晰的表示出地图所在 位置的地理环境；采用三维电子地图的方式，建立场景的仿真模型，把现实场景进行虚拟再现，真实、 互动、情节化的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在。 如何设计一个仿真度高，并且具备虚拟漫游和智能导航的三维地图引擎，成为三维电子地图研究领域 的一个热点问题。本文研究的设计的三维电子地图引擎系统，设计了模型动态加载接口，并具备智能导 航和虚拟漫游引擎，实现了三维校园仿真电子地图。它为校园规划建设、游客观光导航、学校对外宣传 等方面提供了一个智能化的平台，为广大系统用户提供了极大的便利。开展虚拟校园三维地图仿真引擎 系统及相关课题的研究适应了信息社会发展的趋势，具有重要的理论和现实意义。 本文对从 DirectX 技术着手，采用 Microsoft Visual C#编程语言结合三维图形开发包（Managed DirectX SDK August 2007）在.net 框架中构建的三维校园电子地图程序。该程序实现了桂林电子科技大学的（东区）的三维校园电子地图的功能。除此之外，在可视化的基础上实现了一些虚拟现实的交互 操作和空间分析，如：校园景物的查看、校园路径导航、三维动态漫游校园等；给需要了解桂林电子科 技大学校园地理信息的用户提供了极大方便。 本课题研究的内容 本课题是一个使用 Managed DirectX 的三维图形技术实现的一个三维校园电子地图程序，该程序是在.net 框架下建立完成，开发语言为当今最流行的高级语言 Microsoft Visual C#。它是以桂林电子科技大学东校区为实景，进行了校园虚拟仿真，建立了具备观光浏览与智能导航为一体的多媒体三维校园 电子地图程序。 本课题主要是研究了三维建模技术在程序中的导入技术、三维模型的优化、虚拟现实技术、Floyd 算法实现的智能导航技术、Alpha 混合与 Alpha 测试技术、三维场景中的光照技术、XML 技术、用户交互控件技术等等。这些技术将全部应用到三维校园电子地图程序当中，最终展示出集视觉、听觉、用户智 能交互于一体的校园仿真三维地图。 开发环境与相关技术简介 Managed DirectX 与托管代码版 DirectX 9.0 语言支持 Managed DirectX DirectX 是一系列低级的应用程序接口(APIs)，它用于创建游戏和其他高执行效率的多媒体程序。它包括对高效的 2D 和 3D 图形、音效和音乐、输入设备、力反馈设备、多媒体流和多人游戏的网络通信程序。三维校园电子地图程序的三维环境漫游引擎的构建就是使用 Managed DirectX 9.0 的图形 处理技术来完成的。 托管代码版 DirectX 9.0 语言支持 在 DirectX 9.0 下，开发者在使用托管代码的时候，能够利用 DirectX 的多媒体功能和硬件加速。托管代码版 DirectX 9.0 允许访问大多数原始的非托管 DirectX 功能。下面是被 DirectX 9.0 和 DirectX 9.0 SDK 支持的托管代码语言： Microsoft Visual C# Microsoft Visual Basic .NET Microsoft Visual C++ Microsoft JScript .NET 在三维校园电子地图程序中，采用的是 Microsoft Visual C# 2.0、 Microsoft DirectX Software Development Kit(SDK) August2007 来开发。 Managed DirectX 包含的组件 托管代码版 DirectX 9.0 由以下主要组件构成。 Direct3D Graphics 提供了一个单一的 API，你能使用它进行 3-D 图形编程。 DirectDraw 提供直接的低级访问显存和高速渲染。 DirectInput 提供对于多种输入设备的支持，包括对力反馈技术的完全支持。 DirectPlay 提供多人网络游戏的支持。 DirectSound 提供播放和捕捉预录制数码采样的支持。 Audio Video Playback 允许回放和简单控制音频/视频媒体。 (4) Managed DirectX 的优点 通过消除 COM 组件对象模型的互通层，托管代码版 DirectX 9.0 改善了执行性能。托管代码能减少代码体积和提升