基于Logitech三维鼠标的虚拟建筑漫游系统

基于Logitech三维鼠标的虚拟建筑漫游系统

卢晓军1，胡利华2，李焱1

（国防科技大学机电工程与自动化学院 湖南 410073；公安海警高专 浙江 315801） 摘 要 随着计算机技术的飞速发展，虚拟漫游技术在建筑业中得到了越来越多的应用。本文主要介绍了一种基于Logitech三维鼠标的虚拟仿真系统，阐述了如何运用Logitech三维鼠标作为三维场景漫游的视点控制传感器，以实现微机平台上的虚拟建筑漫游；并提出了一种层次型场景结构。最后，用WTK开发了一个虚拟建筑漫游实例，验证了所提方法的可行性与实用性。

关键词 视景仿真 场景漫游 Logitech三维鼠标 实时显示 12

基于三维实体模型的实时漫游技术一直都是虚拟现实的一个研究热点[1]。在工程CAD中，人们越来越多的开始采用仿真和虚拟现实技术，构建高性能、智能化的虚拟环境，并设法使用户与仿真环境有着全面的感官接触与交融，从而可以直接感受所设计产品的性能，并不断加以修正，尽可能使产品在设计阶段就能达到一种真正的性能优化、功能优化和可制造性优化。典型应用方向之一就是建筑业。一幢大楼在建造前，先在计算机上模拟整个建造过程，并评估建成后的效果，这样便可以与设计方案对比，及时发现并纠正问题，以确保正式施工万无一失。以前，工程师都是利用动画软件渲染建筑效果图，显然虚拟现实技术的可交互性具有非常明显的优点。

由于计算机软硬件技术的飞速发展，特别是图形加速卡性能的迅速提高，现在人们已经可以借助于普通的微机实现一个简单的虚拟建筑漫游系统了[2]。本文力图阐述虚拟漫游中的一些技术问题，主要是如何利用Logitech三维鼠标实现对用户视点的控制，进而构建一个基于微机平台的简单廉价的仿真系统。最后，用WTK构建了一个虚拟建筑漫游实例，仿真试验和结果验证了所提方法简便易行，能够满足虚拟建筑漫游的要求。

1 系统结构

虚拟现实技术能生成一个可操纵的虚拟世界，用户通过人机交互设备可以“进入”到该环境，并与之交互，使用户观察到的虚拟场景随着他的观察点和观察方向的变化而变化。虚拟现实软件负责提供实时观察和参与的能力[1]。因此，可将整个虚拟建筑漫游系统简单的划分为三个部分：虚拟环境数据库、虚拟现实软件、虚拟现实硬件，如图1所示。

图1 系统的三个主要组成部份：数据库、仿真平台、人机交互外设

要设计一个成功的建筑环境实时漫游系统，必须使系统满足下列要求[2]：