榫卯结构家具虚拟交互教学系统的设计与实现

发布时间：2017-04-09 09:24

  本文关键词：榫卯结构家具虚拟交互教学系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的不断发展、科学技术的快速进步,虚拟现实技术逐渐被大家熟知,各类虚拟交互也充满了软件应用市场。目前,虚拟现实技术已经触及到虚拟展厅展示领域,并受到大量用户的追捧。同时,随着人们对古典工艺传承的重视度不断增高,越来越多的高校也想要在传统工艺教学方面有所突破,而虚拟现实技术恰好可以与传统技艺充分结合,满足教育教学的需求。虚拟现实的形式不同于以往的图片及视频等呆板的重现方式,学生也不需设身处地的到达制作现场,只需要通过网络或APP操作观看就可以达到胜似身临其境的感觉。本次课题主要研究榫卯结构家具拼装原理的问题,以虚拟展示的形式向高校学生详尽深入地介绍榫卯结构家具。论文研究的同时,设计一款榫卯家具虚拟展厅的应用。本次开发使用的引擎为unity,研究的重点是如何使用unity进行榫卯结构家具虚拟展厅交互。希望通过本次研究的成果可以为后续开发研究提供有效数据。目的为介绍古代木质家具,普及榫卯结构,传承中国传统技艺。本文系统分析了虚拟现实技术在国内外的发展现状,虚拟现实在教育教学中的意义,围绕榫卯结构家具在虚拟展厅中在数字教学这一主题进行表述,从需求分析、产品设计、功能实现以及测试等方面对“榫卯结构家具虚拟教学”这一课题进行阐述。在产品的开发上,从3Ds Max的建模着手,以架子床、官帽椅两个经典结构为案例,将榫卯的精华以最真实的状态展现,采用unity这一成熟的交互引擎实现榫卯的拆合演示、文化传播等互动。该研究的价值,以具体案例介绍榫卯家具,将榫卯的相关知识传授给对此感兴趣的大众,运用强大的unity引擎制作成具有商用价值的软件,因此它具有广泛的应用与开发空间。榫卯结构家具在虚拟展厅中的数字表现研究与应用非常有发展前景的。同时,通过此次研究,可以将该技术延伸至针对设计工作室的作品展厅、企业产品展览的展台等的虚拟展示,可以创造巨大的商业价值与应用价值。
【关键词】：虚拟现实技术 虚拟展厅 榫卯结构家具 unity
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TS664.0-4;TP391.9;G642
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 榫卯结构家具在虚拟展厅中的数字表现的研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究目标及研究内容13
• 1.4 虚拟现实技术及其特征13-14
• 1.5 榫卯家具的研究意义及在数字教学方面的现状14
• 1.6 教育教学的数字化理论14-15
• 1.7 论文结构说明15-16
• 第2章 需求分析16-22
• 2.1 现状分析16-17
• 2.2 教育虚拟现实的需求17-18
• 2.3 项目概述18
• 2.3.1 待开发项目的一般概述18
• 2.3.2 待开发项目的功能18
• 2.3.3 用户特征18
• 2.3.4 运行环境18
• 2.3.5 条件和限制18
• 2.4 功能需求18-19
• 2.5 性能需求19
• 2.5.1 触控交互19
• 2.5.2 时间特点19
• 2.6 项目属性19
• 2.7 项目重难点分析19-20
• 2.8 本章小结20-22
• 第3章 榫卯家具虚拟展厅的设计22-48
• 3.1 教学设计理论22
• 3.2 榫卯家具虚拟展厅的研究设计流程22-23
• 3.3 内容设计23
• 3.4 功能设计23-25
• 3.5 界面设计25-30
• 3.6 技术方案设计30-31
• 3.7 技术应用流程31-32
• 3.8 三维计算机图形技术平台32
• 3.9 模型制作32-46
• 3.9.1 设计图分析32-33
• 3.9.2 建立高模33-34
• 3.9.3 建模前的准备34-35
• 3.9.4 低模的制作35-42
• 3.9.5 制作UV42-45
• 3.9.6 贴图制作45-46
• 3.10 本章小结46-48
• 第4章 虚拟现实技术在榫卯结构家具展厅的实现48-80
• 4.1 Unity 3D引擎48-61
• 4.1.1 模型导入48-51
• 4.1.2 贴图材质编辑51-53
• 4.1.3 音效音乐的使用53-55
• 4.1.4 Unity UI介绍55-60
• 4.1.5 UI资源的设置60-61
• 4.2 榫卯结构家具交互功能的实现61-76
• 4.2.1 UI系统的实现61-64
• 4.2.2 事件机制的实现64-67
• 4.2.3 系统的管理67-68
• 4.2.4 首页界面互动功能实现68-70
• 4.2.5 3D展示区功能的实现70-72
• 4.2.6 商业交互链接功能的实现72-73
• 4.2.7 Wood里面的内容详细展示部分的实现73-74
• 4.2.8 3D家具相机控制部分的实现74-76
• 4.3 榫卯结构家具数字展厅App发布76-79
• 4.4 本章小结79-80
• 第5章 榫卯结构家具数字展厅App的测试80-84
• 5.1 背景80
• 5.2 测试目的80
• 5.3 测试人群选择80
• 5.4 功能测试80-81
• 5.5 性能测试81-82
• 5.6 兼容性测试82
• 5.7 本章小结82-84
• 结论84-86
• 参考文献86-90
• 致谢90

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