沉浸式虚拟3D敦煌莫高窟场景重现技术研究
本文关键词: 敦煌保护 虚拟现实 Kinect 体感交互 沉浸式漫游 出处:《西安工程大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:敦煌莫高窟以其辉煌灿烂的艺术和博大精深的内涵闻名于世界,每年慕名而来的游客数量不断创历史新高,旅游业的快速发展给莫高窟文化的保护和管理工作带来了极大的困难,莫高窟文化保护管理与开发弘扬之间的矛盾日益突出。计算机技术的快速发展和虚拟现实技术的逐渐成熟,为解决莫高窟保护与旅游之间的矛盾提供技术支撑。本课题以敦煌莫高窟虚拟场景的创建和沉浸式体感交互漫游应用为研究目标,在对三维建模技术和敦煌场景结构分析的基础上,采用几何建模和基于图像建模相结合的方法进行莫高窟三维模型的创建;针对Maya三维建模软件在山体和外部环境创建方面的表现缺陷,提出使用Maya建模软件和Unity3D引擎结合的方法创建敦煌莫高窟虚拟漫游场景,同时阐述了天空盒、山体和碰撞器的原理以及作用,并对场景创建过程中出现的模型单面显示问题做了研究说明;为解决传统人机交互对鼠标和键盘的依赖,本文使用体感交互代替传统的人机交互,研究了Kinect体感器与Unity引擎的结合实现使用人体骨骼点以及手势来控制人物与虚拟场景的交互;最后,为了进一步加强沉浸式漫游效果,使用Oculus Rift头盔显示器代替平面显示器,漫游视觉与人体头部(Oculus Rift显示器)的旋转保持同步,实现人体对三维场景的全方位沉浸式漫游。实验结果表明,本课题的研究成果能够满足游客对于敦煌艺术的体验需求,同时实现对敦煌古遗迹的保护和保存,并为其它遗迹遗产的保护工作提供借鉴经验,更为未来的旅游方式提出一种新思路,使游客足不出户便可以享受到世界美景。
[Abstract]:Dunhuang Mogao Grottoes are famous in the world for their splendid art and profound connotation. The rapid development of tourism has brought great difficulties to the protection and management of Mogao Grottoes culture. The contradiction between the management of cultural protection and development of Mogao Grottoes is increasingly prominent. The rapid development of computer technology and the gradual maturity of virtual reality technology. In order to solve the conflict between the protection of Mogao Grottoes and tourism provide technical support. This project aims at the creation of virtual scene and the application of immersive interactive roaming of Mogao Grottoes. Based on the analysis of 3D modeling technology and Dunhuang scene structure, the 3D model of Mogao Grottoes is created by combining geometric modeling with image modeling. Aiming at the performance defects of Maya 3D modeling software in creating mountain body and external environment. The method of using Maya modeling software and Unity3D engine to create the virtual roaming scene of Dunhuang Mogao Grottoes is put forward. At the same time, the principle and function of sky box, mountain body and collider are expounded. The problem of model one-sided display in the process of scene creation is studied and explained. In order to solve the problem that traditional human-computer interaction depends on mouse and keyboard, this paper uses somatosensory interaction instead of traditional human-computer interaction. The combination of Kinect somatosensor and Unity engine is studied to control the interaction between human body and virtual scene using human skeletal points and gestures. Finally, in order to further enhance the immersive roaming effect, Oculus Rift helmet display is used instead of flat display. The roaming vision keeps pace with the rotation of the human head Oculus Rift display, and realizes the omnidirectional immersive roaming of the human body to the 3D scene. The experimental results show that the roaming vision is the same as the Oculus Rift display. The research results of this topic can meet the needs of tourists for the experience of Dunhuang art, at the same time realize the protection and preservation of Dunhuang ancient relics, and provide reference experience for the protection of other heritage sites. A new way of traveling in the future is put forward so that tourists can enjoy the beauty of the world without leaving their homes.
【学位授予单位】:西安工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.9
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,本文编号:1471544
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