曾侯乙編鐘被稱為是“稀世珍寶”,代表著中國傳統(tǒng)文化的巔峰成就,也是荊楚文化的重要代表。但是復(fù)雜的制作技藝和對文物的保護,讓曾侯乙編鐘的傳承和普及也受到了限制,因此結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬編鐘展示和演奏便成為編鐘文化傳播的重要方法。本文根據(jù)還原的曾侯乙編鐘演奏的場景和模式,利用建模工具3D Max構(gòu)建場景、模型還原虛擬世界中編鐘演奏的場景,從視覺、聽覺、和沉浸式交互設(shè)計等方面虛擬編鐘演奏系統(tǒng)進行了設(shè)計和實現(xiàn)。同時對虛擬編鐘演奏系統(tǒng)中的碰撞檢測算法進行研究和分析,設(shè)計實現(xiàn)了基于編鐘演奏場景的碰撞檢測算法,因此論文主要研究工作如下:（1）分析和研究了常見的碰撞檢測算法,針對編鐘演奏系統(tǒng)的演奏場景,結(jié)合空間劃分法和層次包圍盒法對虛擬編鐘演奏系統(tǒng)中的碰撞檢測算法框架進行了設(shè)計,以便快速剔除場景中不會發(fā)生碰撞的對象對,精確檢測相交,提高檢測效率。（2）針對演奏場景中樂器的布局確定實際的碰撞區(qū)域,對編鐘的演奏場景進行劃分,快速排除大量不可能發(fā)生碰撞的碰撞對,獲取潛在碰撞單元;再分析碰撞演奏場景中的物體的運動情況和碰撞時物體的狀態(tài),從包圍盒的構(gòu)造復(fù)雜度、更新復(fù)雜度和包圍緊密度分析選擇合適的包圍盒,并進... 

【文章來源】：華中師范大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２論文組織結(jié)構(gòu)??第一章緒論，介紹了論文的研宄背景、研宄意義，然后概述了論文涉及到的虛??、，

實時監(jiān)測反??饋用戶頭部轉(zhuǎn)動角度與位移信息，檢測精度達到１ｍｍ；兩個控制手柄是手動控制器；??ＨＴＣ?ＶＩＶＥ?Ｌｉｇｈｔｈｏｕｓｅ定位基站捕捉用戶位置信息與運動信息，與控制手柄接收紅??外光并向系統(tǒng)反饋時間差，系統(tǒng)經(jīng)過計算得到用戶運動軌跡信息。這種定位系統(tǒng)省??去了復(fù)雜的圖像處理過程，并且延遲小，Ｌｉｇｈｔｈｏｕｓｅ可以將位置數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)接??算機中，大大節(jié)省了數(shù)據(jù)傳送時間與處理時間。??在曾侯乙編鐘虛擬體驗系統(tǒng)開發(fā)與使用時１？】，定位基站需布置在用戶活動空間??兩端，用戶按照圖２．１所示的設(shè)備使用場景搭建定位基站和設(shè)備使用環(huán)境，確保兩??個基站的紅外激光發(fā)射視野重疊，用戶佩戴頭顯，即可握持手柄在紅外光照射范圍??內(nèi)活動１４４１。??ｐ?卜、Ｑ??圖２．１?ＨＴＣ?ＶＩＶＥ使用場景??２．１．３開發(fā)軟件??虛擬環(huán)境的建立是虛擬現(xiàn)實的核心內(nèi)容。虛擬體驗系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)先解決虛擬場??景建模的問題。精美的虛擬場景能影響體驗者對整個系統(tǒng)的直觀接觸，讓用戶有更??好的沉浸感。因此虛擬編鐘演奏系統(tǒng)中場景的搭建選擇Ａｕｔｏｄｅｓｋ公司旗下的３ＤＳ??ＭＡＸ軟件１４５】，能快速構(gòu)建出復(fù)雜的三維模型、添加紋理貼圖，具有優(yōu)秀的場景渲??染效果。虛擬楚樂器演奏交互系統(tǒng)的交互內(nèi)容開發(fā)則采用內(nèi)置Ｓｔｅａｍ?ＶＲ插件的??Ｕｎｉｔｙ３Ｄ專業(yè)游戲引擎丨４６］？?Ｕｎｉｔｙ３Ｄ軟件內(nèi)置強大的編輯器和腳本系統(tǒng)，包括場景??管理、Ｓｈｕｒｉｋｅｎ粒子系統(tǒng)、音效系統(tǒng)、物理系統(tǒng)、燈光渲染、紋理貼圖等模塊，可??９??

Ｖ＇Ｍｌ＾Ｗｊ）?ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??碰撞檢測算法分類??Ｉ??１????Ｉ??時間域?空間域????Ｉ???????Ｉ?Ｉ???－?靜態(tài)?基于物體空間?基于圖像空間??Ｉ?????Ｉ?Ｉ???－?連續(xù)?空間剖分?層次包圍盒??￣￣￣｜?－均勻剖分?－包圍球樹??＊－?離散?｜?￣?｜?丨?—??－?八叉樹?－?ＡＡＢＢ樹??－ＢＳＰ?樹?－ＯＢＢ?樹??－Ｋ－Ｄｏｐ樹??圖２．２碰撞檢測算法在空間域上的分類??（１?）基于時間域的碰撞檢測算法??基于時間域的碰撞檢測算法是按照物體空間內(nèi)檢測對象的時間狀態(tài)進行分類，??可分為靜態(tài)碰撞檢測、連續(xù)碰撞檢測和離散碰撞檢測三類算法。??靜態(tài)碰撞檢測算法是假設(shè)空間內(nèi)的所有物體不發(fā)生運動為前提，直接對空間內(nèi)??的所有靜止的虛擬物體是否相交進行檢測，這種檢測算法受到時間限制只適用于對??實時性要求不高的系統(tǒng)或者靜態(tài)的集合模型。??連續(xù)碰撞檢測則沒有靜止的時間要求，是對虛擬物體在連續(xù)時間段內(nèi)是否??發(fā)生碰撞進行檢測，是將持續(xù)的時間段內(nèi)虛擬的運動對象占用的運動空間作為檢測??模型，將該模型是否與其他對象發(fā)生碰撞進行判斷。??離散碰撞檢測算法所檢測的虛擬對象也是運動的，但是通過離散采樣的方式，??獲取運動對象在每個離散的采樣點上的狀態(tài)，而在每個離散采樣點上運動物體的狀??態(tài)均是靜止的，以此直接判斷該離散采樣點上處于運動狀態(tài)的幾何對象是否出現(xiàn)交??疊現(xiàn)象判斷是否發(fā)生碰撞。??基于時間域的碰撞檢測算法中，靜態(tài)碰撞檢測的時間復(fù)雜度最低，對實時性的??要求也最低，連續(xù)碰撞檢測的精度最


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