基于d3d故宫三维场景交互系统的设计与实现

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1、分类号P208学号1108160213001学位论文基于D3D故宫三维场景交互系统的设计与实现DesignandimplementationoftheImperialPalace3DsceneinteractivesystembasedonD3D冉俊勇指导教师姓名朱光教授北京建筑大学申请学位级别硕士学位类别工学硕士专业名称摄影测量与遥感年级2013论文答辩时间2016年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2016年7月答辩委员会主席陈品详论文评阅人陈品详教授黄明副教授北京建筑大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所

2、呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加＾１标注和致谢的地方外，论！＾文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历化书而使用过的材料一同工。与我作的同志对本研巧所做的化何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处。，本人愿意承担相关法律责任学位论文作者签字；／月成日：日期妙年北京建筑大学硕±学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在

3、校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被査阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部口或机构送交论文纸质版和电子版，可将本学位论文的全、、部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：：校内导师签名批心Ｗ１声？故年人＾＞＾曰心年４月曰校外导师签名：年月日摘要摘要无论点云、图像，亦或者其他应用软件处理后的数据都只是数据；而为达成某些固定目的所需要某些固定类型的数据

4、，也依旧是数据。但数据之间存在数据类型、内容的区别，数据类型之间需要数据转换工具。整个团队着力于实现从将原始数据处理成为各种其他应用数据的精细三维点云处理软件。基于精细三维点云处理软件，本文则借用故宫数据信息维护平台构建故宫三维场景交互系统。参与故宫三维重建项目，整个团队获取了故宫当前三维高精度点云。以此为基础可保证，在未来的时间里都能知晓现在的故宫是如何的模样。拥有高精度精细点云，则拥有三维重建的基础。交互系统应用Direct3D为渲染引擎，应用其渲染管线和GPU加速渲染等特性，提高了计算机渲染效率，也节省使用计算机

5、存储空间。应用精细三维点云渲染系统为软件基础，引入点云处理到最终成为成果、特效。并且在最后的模型构建环境中，应用了Direct3D的几何渲染构建了虚拟的树，丰富场景；采用粒子系统，构建雨、雪等天气状况模拟，使得场景更接近于现实情形。整个系统的实现，首先重新搭建数据库，应用关系列表存储点云及点云属性；再以精细点云渲染为基础搭建整个渲染引擎，使系统内的“实物”得以展示；之后，将现有的数据，包括精细三维软件重新处理的数据导入系统；应用三维漫游系统的相机特效，展示导入系统的、经引擎渲染的点云以及模型，同时保留有对模型、点云进行

6、操作的基础编辑功能；在丰富场景的基础上，最后将整个故宫数据导入系统，并对系统中的各个基础部分加以管理。在数据齐备以后，可以查看故宫的点云、模型、场景构建，也能够对单独的构件进行基础编辑。在此基础上，强化了故宫作为古建筑的特殊性，实现对单个构件进行属性查询及维护。在一个古建中，室内空间也存在有其独特的意义，如同是同样太和门内部空间，其左右两个门的进入对不同人却是有不同限制的。又如，在古代，龙椅附近也并不是谁都可以进入的。从而提出了隔间拾取的特例，对建筑物内部空间也能进行管理。大型建筑的浏览，尤其是1:1比例下的浏览是十分

7、接近现实的，而在现实中，方位对于我们十分重要，借用游戏小地图的模式，更进一步实现了鹰眼特效。可以在小空间中看到俯视图，从而明白自己所处的区域，了解自己的方位，而在主视图中依旧展示近乎真实的[2]场景，在此基础上，还能实现小地图引导跳转大区域的功能。在构建完成故宫三维交互系统的基础上，在故宫实际使用的过程中会有很多小细节及实际使用中的需求需要优化。在实现这个过程中，促进体悟到数据格式变化的重要性。当前三维研究最是火爆，三维操控平台下能够将目标进行三维显示与交互。若是平台得建，加上所有数据格式相互转换，那么，新一轮的信息革

8、命将迅速降临。关键词：数据采集；Direct3D；交互系统。IAbstractAbstractRegardlessofthepointcloud,image,orthedatawhatafterotherapplicationsoftwaredealwitharedata;Forreachacertainpurpose,needc