体育项目的射击场虚拟仿真
虚拟现实技术是近几十年新兴的一种高新技术，它可以由多种传感设备对虚拟现实场景中的物体或者人物进行操作，然后通过视听味触等几种感官带给用户一种身临其境的感觉。虚拟现实技术和传统的操作技术相比较，增加了真实感、提高了交互性等独特的特点。虚拟现实技术从上世纪发展至今技术已经相对成熟，广泛应用于诸多行业，尤其是房产、军事航天、娱乐等领域。本项目所设计的射击场地虚拟仿真就是对虚拟现实技术的一种应用。本项目首先使用3DSMAX建立射击场相关模型，然后通过VC++开发平台将转换后的模型导入OpenGL中进行重绘。用户可以在虚拟射击场中进行交互式漫游来熟悉场景，并且系统中的碰撞检测可以增加场景的真实感。目前人们的生活水平越来越高，现实的射击场已经无法满足人们的需求，因此，建立一个虚拟射击场系统不仅可以让人们足不出户的熟悉射击场，还能解决场地不够的问题。
目录
摘要 I
ABSTRACT II
目录 III
第1章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外虚拟现实技术研究现状 1
1.3 本文的主要研究内容 2
第2章 实现虚拟射击场的开发工具和相关技术 4
2.1虚拟射击场系统的开发环境 4
2.2 建模工具3DS MAX软件介绍 4
2.3 虚拟射击场相关技术 4
2.3.1 OpenGL中场景漫游的变换函数 5
2.3.2 OpenGL中的缓存技术和动画技术 5
2.3.3 OpenGL中的碰撞检测技术 7
2.3.4 OpenGL中的漫游技术 7
第3章 概要设计 10
3.1 本系统模块组成 10
3.2 本系统在实时交互方面采用的技术 10
3.2.1漫游方式 10
3.2.2 碰撞检测 11
3.2.3 场景的变换 12
第4章 三维模型的建立与导入 13
4.1 三维模型简介 13
4.2 模型的建立 13
4.2.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
1桌子的构建 13
4.2.2 沙发的构建 14
4.3 三维模型在OpenGL中的导入 16
第5章 虚拟射击场的详细设计与实现 19
5.1 场景设计 19
5.1.1天空模块的实现 19
5.1.2 日夜的变化及天气的变换 19
5.1.3 OpenGL中的光照 22
5.2 实时交互的实现 23
5.2.1 漫游的实现 23
5.2.2 碰撞检测 24
5.3 虚拟射击场的整体场景效果 26
第6章 总结与展望 28
6.1 总结 28
6.2 展望 28
致谢 29
参考文献 30
第1章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
自从2001年我国成功取得了2008年奥运会的申办权开始，为了证明我国的强大和优质的服务，在奥运会举办前，我国为了给赛前各国运动员提供训练营地，特地开发了一套虚拟奥运场馆训练服务系统。此系统全面的向用户提供了奥运场馆和赛前训练场馆的相关信息，而且还能让世界各地的用户在家里就能真实体会到我国各个体育馆，以便更好地选择训练场馆。
根据调查表明：国内许多大型的体育场馆只是用于各个重要比赛，并不对外进行日常活动或者比赛；而小型体育场的人均占有面积只有1平米左右，随着日益增长的市场需求，这1平米已经远远满足不了人们的需求；此外，一些体育场馆由于缺少经费而不及时对体育设施进行维修或者更换、用户无法详细了解体育馆信息或者距离场地过远等因素，大大影响了人们对体育运动的热情【2】。其中射击场只占这些场馆的很小一部分，而人们目前的生活水平越来越高，现实的射击场已经无法满足人们的射击需求，因此虚拟射击场的建立是很有发展前景的。
高沉浸感的虚拟现实系统虽然给人真实感更高交互更加方便，但是开发一个这样的虚拟现实系统需要大量高端设备，从而大大增加了系统的开发成本。而一般在电脑上用的虚拟现实系统大多只需要鼠标键盘就能对虚拟现实系统进行实时漫游操作。目前我国的经济水平还不是很高，但是一家一台电脑基本上是可以的。所以，这种只需要电脑等不是很贵的硬件就能实现的虚拟现实系统还是很有发展前景的。
1.2 国内外虚拟现实技术研究现状
虚拟现实技术是近几十年来新兴的高新技术，由于其高度的真实感和交互性等独特的特点，近些年已成为国内外重点的研究技术，并且也取得了重大的成果。目前已经广泛应用于教育学习、娱乐、模拟训练、工业仿真、医学、房产开发、游戏等从民用到军事的诸多领域。现如今的社会已经迎来科学的时代，而具有高真实感交互性强等特点的虚拟现实技术已经成为当今信息技术的代表，其融合了多个信息技术的分支发展处自己独具一格的技术特点。虚拟现实系统其实就是将场景模型和程序相结合然后通过一些硬件设备进行交互的一个系统，在这个系统中用户可以通过对硬件的操作来获得视觉听觉触觉等方面的真实感官，就像亲临现场一样观察系统中场景的设计详情。与此同时，用户还可以通过一些其他操作实现和系统的交互，以提高对系统场景的认知【1】。
基于虚拟现实技术的发展潜力全世界都已经展开对其的研究，而在这方面的代表国家当属最先进行这项技术研究工作的美国了。俗话说术业有专精，美国对虚拟现实技术的研究也不是全方面进行研究，而是将主要研究精力集中在四个领域。美国的北卡罗来纳大学、麻省理工学院等高等院校都在虚拟现实技术方面取得了重大的突破，而两所院校的主要研究方面都有很大差别，但是两所院校所研究的技术也都是虚拟现实技术的基础技术。作为虚拟现实技术的先锋国——美国，其已经将虚拟现实技术应用于诸多重要的领域，例如军事演习、军事训练等方面，并且达到了预期的目的。而同样作为发达国家的英国，也不落后与美国多少，其在虚拟现实开发的分布并行处理、辅助设备设计和应用研究等方面取得了重大的成果。
我国作为一个发展中国家，从上世纪80年代才开始着手研究虚拟现实技术，虽然近年来我国的虚拟现实技术发展十分迅速，但是与那些早我们十几年就开始研究虚拟现实技术的发达国家相比还是有不少差距的。而鉴于虚拟现实系统的发展潜力，我国已经对此项技术给予了高度的重视，并且通过表决已经展开了对虚拟现实技术的研究。为了能给虚拟现实技术一个良好的研究环境，我国已经决定把次项目归入九五计划、国家高技术研究发展计划等长远计划的研究列表。而国内的大部分重点高校也积极响应国家的号召，将虚拟现实技术列入了研究项目。
目录
摘要 I
ABSTRACT II
目录 III
第1章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2 国内外虚拟现实技术研究现状 1
1.3 本文的主要研究内容 2
第2章 实现虚拟射击场的开发工具和相关技术 4
2.1虚拟射击场系统的开发环境 4
2.2 建模工具3DS MAX软件介绍 4
2.3 虚拟射击场相关技术 4
2.3.1 OpenGL中场景漫游的变换函数 5
2.3.2 OpenGL中的缓存技术和动画技术 5
2.3.3 OpenGL中的碰撞检测技术 7
2.3.4 OpenGL中的漫游技术 7
第3章 概要设计 10
3.1 本系统模块组成 10
3.2 本系统在实时交互方面采用的技术 10
3.2.1漫游方式 10
3.2.2 碰撞检测 11
3.2.3 场景的变换 12
第4章 三维模型的建立与导入 13
4.1 三维模型简介 13
4.2 模型的建立 13
4.2.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
1桌子的构建 13
4.2.2 沙发的构建 14
4.3 三维模型在OpenGL中的导入 16
第5章 虚拟射击场的详细设计与实现 19
5.1 场景设计 19
5.1.1天空模块的实现 19
5.1.2 日夜的变化及天气的变换 19
5.1.3 OpenGL中的光照 22
5.2 实时交互的实现 23
5.2.1 漫游的实现 23
5.2.2 碰撞检测 24
5.3 虚拟射击场的整体场景效果 26
第6章 总结与展望 28
6.1 总结 28
6.2 展望 28
致谢 29
参考文献 30
第1章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
自从2001年我国成功取得了2008年奥运会的申办权开始，为了证明我国的强大和优质的服务，在奥运会举办前，我国为了给赛前各国运动员提供训练营地，特地开发了一套虚拟奥运场馆训练服务系统。此系统全面的向用户提供了奥运场馆和赛前训练场馆的相关信息，而且还能让世界各地的用户在家里就能真实体会到我国各个体育馆，以便更好地选择训练场馆。
根据调查表明：国内许多大型的体育场馆只是用于各个重要比赛，并不对外进行日常活动或者比赛；而小型体育场的人均占有面积只有1平米左右，随着日益增长的市场需求，这1平米已经远远满足不了人们的需求；此外，一些体育场馆由于缺少经费而不及时对体育设施进行维修或者更换、用户无法详细了解体育馆信息或者距离场地过远等因素，大大影响了人们对体育运动的热情【2】。其中射击场只占这些场馆的很小一部分，而人们目前的生活水平越来越高，现实的射击场已经无法满足人们的射击需求，因此虚拟射击场的建立是很有发展前景的。
高沉浸感的虚拟现实系统虽然给人真实感更高交互更加方便，但是开发一个这样的虚拟现实系统需要大量高端设备，从而大大增加了系统的开发成本。而一般在电脑上用的虚拟现实系统大多只需要鼠标键盘就能对虚拟现实系统进行实时漫游操作。目前我国的经济水平还不是很高，但是一家一台电脑基本上是可以的。所以，这种只需要电脑等不是很贵的硬件就能实现的虚拟现实系统还是很有发展前景的。
1.2 国内外虚拟现实技术研究现状
虚拟现实技术是近几十年来新兴的高新技术，由于其高度的真实感和交互性等独特的特点，近些年已成为国内外重点的研究技术，并且也取得了重大的成果。目前已经广泛应用于教育学习、娱乐、模拟训练、工业仿真、医学、房产开发、游戏等从民用到军事的诸多领域。现如今的社会已经迎来科学的时代，而具有高真实感交互性强等特点的虚拟现实技术已经成为当今信息技术的代表，其融合了多个信息技术的分支发展处自己独具一格的技术特点。虚拟现实系统其实就是将场景模型和程序相结合然后通过一些硬件设备进行交互的一个系统，在这个系统中用户可以通过对硬件的操作来获得视觉听觉触觉等方面的真实感官，就像亲临现场一样观察系统中场景的设计详情。与此同时，用户还可以通过一些其他操作实现和系统的交互，以提高对系统场景的认知【1】。
基于虚拟现实技术的发展潜力全世界都已经展开对其的研究，而在这方面的代表国家当属最先进行这项技术研究工作的美国了。俗话说术业有专精，美国对虚拟现实技术的研究也不是全方面进行研究，而是将主要研究精力集中在四个领域。美国的北卡罗来纳大学、麻省理工学院等高等院校都在虚拟现实技术方面取得了重大的突破，而两所院校的主要研究方面都有很大差别，但是两所院校所研究的技术也都是虚拟现实技术的基础技术。作为虚拟现实技术的先锋国——美国，其已经将虚拟现实技术应用于诸多重要的领域，例如军事演习、军事训练等方面，并且达到了预期的目的。而同样作为发达国家的英国，也不落后与美国多少，其在虚拟现实开发的分布并行处理、辅助设备设计和应用研究等方面取得了重大的成果。
我国作为一个发展中国家，从上世纪80年代才开始着手研究虚拟现实技术，虽然近年来我国的虚拟现实技术发展十分迅速，但是与那些早我们十几年就开始研究虚拟现实技术的发达国家相比还是有不少差距的。而鉴于虚拟现实系统的发展潜力，我国已经对此项技术给予了高度的重视，并且通过表决已经展开了对虚拟现实技术的研究。为了能给虚拟现实技术一个良好的研究环境，我国已经决定把次项目归入九五计划、国家高技术研究发展计划等长远计划的研究列表。而国内的大部分重点高校也积极响应国家的号召，将虚拟现实技术列入了研究项目。
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