虚拟城市建设原理与方法PDF电子书下载

目 录 1

第一章绪论 1

第1节数字地球 1

1.1数字地球概念 1

1.2数字地球基本框架 2

1.3数字地球的特点 4

1.4数字地球的作用和意义 5

第2节数字城市 6

2.1数字城市概念 7

2.2数字城市支撑技术 8

2.3数字城市内容 11

第3节虚拟城市 12

3.1虚拟城市概念 12

3.2虚拟城市建设的意义 13

第4节数字地球、数字城市与虚拟城市的关系 14

第5节虚拟城市建设应用的发展 17

思考题 19

第6节小结 19

第二章虚拟城市建设的技术基础 21

第1节虚拟现实技术的基本概念 21

1.1虚拟现实技术的定义 21

1.2虚拟现实系统的特征 23

1.3虚拟现实系统的构成 27

第2节虚拟现实系统的类型 29

2.1桌面虚拟现实系统 29

2.2沉浸式虚拟现实系统 30

2.3分布式虚拟现实系统 35

2.4混合虚拟现实系统 37

第3节虚拟现实的技术基础 38

3.1实时图形图像技术 38

3.2位置跟踪与映射技术 39

3.3触觉与力反馈 40

3.4视觉显示技术 41

3.5高速网络技术 42

3.6模型仿真技术 43

3.7系统集成技术 44

第4节虚拟现实的研究内容 44

4.1感知概念模型 44

4.2碰撞检测与碰撞响应技术 46

4.3人与场景的融合技术 47

4.4虚拟实体的仿真技术 48

4.5三维地形建模技术 49

4.6分布式虚拟环境研究 49

第5节虚拟现实的发展与应用 49

5.1虚拟现实的发展 49

5.2虚拟现实的应用 51

第6节小结 55

思考题 55

第1节虚拟城市的理论基础 57

1.1虚拟地理环境 57

第三章虚拟城市的内容和关键技术 57

1.2虚拟环境与现实环境的关系 63

1.3虚拟环境的空间、时间认知 64

1.4虚拟环境数据模型 65

第2节虚拟城市的技术基础 66

2.1地学可视化 66

2.2投入型地学虚拟环境 68

2.3分布式地学虚拟环境 69

3.1三维动画与虚拟仿真 70

第3节虚拟城市的技术发展 70

3.2建模技术发展 72

3.3 3D GIS研究简介 73

3.4虚拟GIS研究现状 74

3.5 3D GIS、VR GIS与地学虚拟环境 80

第4节虚拟城市体系结构 82

第5节构建虚拟城市的关键技术 84

5.1遥感技术 84

5.3虚拟现实技术 85

5.2 3S一体化技术 85

5.4智能化实时建模技术 86

5.5数据仓库集成与数据挖掘技术 86

第6节小结 86

思考题 87

第四章虚拟环境的系统设计方法论 88

第1节面向对象方法学是VR系统设计的基本方法学 88

第2节面向对象方法学在VR系统开发中的应用 92

第3节面向智能体技术是对面向对象技术的改进 95

第4节面向智能体方法学在VR系统开发中的应用 99

第5节虚拟环境管理器的概念模型设计方法 101

第6节小结 103

思考题 104

第五章虚拟现实系统图形程序设计接口 105

第1节三维图形应用程序接口 105

1.1OpenGL 106

1.2 Direct3D 108

1.3 QuickDraw 3D 109

1.4小结 110

第2节OpenGL的概念 111

2.1 OpenGL基本理解 111

2.2OpenGL的工作方式 112

第3节OpenGL的基本程序结构 113

第4节OpenGL的基本操作 114

4.1描述图元 114

4.2绘制图元 116

4.3OpenGL变换 118

第5节OpenGL图形的描绘 125

5.1颜色模式的指定 126

5.2光照处理 127

5.3材质 129

5.4纹理贴图 130

第6节特殊效果实现 133

7.1Open Inventor简介 136

第7节Open Inventor 136

7.2 Inventor实例 139

第8节小结 140

思考题 141

第六章虚拟现实建模语言VRML及其扩展 142

第1节VRML简介 142

1.1 VRML的发展历史 142

1.2 VRML的功能特性 143

1.3VRML与Web 145

1.4 VRML应用 146

第2节VRML的核心概念 147

2.1 VRML97的关键字 147

2.2节点 149

2.3场景图 152

2.4事件路由 152

2.5 VRML特殊节点 153

第3节VRML场景生成器 156

3.1 COSMO WORLD 157

3.2 VRCreator 160

3.3 VHSB 161

第4节VRML创建分布式多用户虚拟环境 161

第5节 GeoVRML 166

5.1 GeoVRML简介 166

5.2 GeoVRML进行网络三维可视化的步骤 167

6.1 X3D的组成 168

第6节X3D简介 168

6.2 X3D的关键技术 170

6.3 Xj3D浏览器 172

6.4 X3D与VRML97的比较 174

第7节小结 175

思考题 175

第七章城市三维空间信息的获取方法 177

第1节城市三维空间信息的内容 177

2.1DEM数据获取 178

第2节城市三维空间信息获取 178

2.2建筑物高度数据获取 179

2.3三维对象几何要素数据获取 179

2.4纹理数据获取 180

第3节野外数据采集 180

3.1全站仪测量 180

3.2 GPS测量 182

第4节地图数字化 184

第5节全数字摄影测量系统 188

第6节激光扫描测量系统 191

第7节合成孔径雷达 194

第8节近景摄影测量方法 194

第9节多数据源集成 195

第10节小结 197

思考题 197

第八章虚拟城市建模技术 199

第1节虚拟环境建模概述 199

第2节虚拟环境建模的特点 200

第3节虚拟环境中虚拟实体的表现形式 201

第4节虚拟环境几何建模技术 202

4.1几何建模技术方法 202

4.2人工的几何建模方法 205

4.3自动的几何建模方法 206

第5节虚拟环境物理建模技术 208

5.1固体的建模 208

5.2非刚体的建模 209

5.3自主智能体的建模 210

第6节虚拟环境行为建模技术 212

第7节小结 213

思考题 214

第九章基于AutoCAD、3DS MAX的城市建模 215

第1节AutoCAD三维建模 215

1.1 AutoCAD三维模块简介 215

1.2三维空间操作 219

第3节AutoCAD三维表面造型 221

第2节AutoCAD构造线框模型 221

3.1 AutoCAD的表面特征 222

3.2拉伸表面 223

3.3三维面和多重面 224

3.4三维多边形网格 225

第4节AutoCAD三维实体模型 226

4.1实体建模的特点 226

4.2实体模型的构造 228

第5节AutoCAD建模实例 230

第6节3DS MAX三维建模简介 234

6.1 3DS MAX中的对象 234

6.2创建与修改概念 236

第7节3DS MAX材质贴图概念 239

第8节 在3DS MAX中制作VRML文件 241

第9节小结 244

思考题 245

1.1层次编辑的可视化数据库 246

第十章基于MultiGen的城市建模 246

第1节MultiGen的特点 246

1.2纹理映射 247

1.3 MultiGen的主要构成模块 249

第2节MultiGen界面布局 249

第3节MultiGen三维实体结构建模 251

3.1制作校大门模型 252

3.2制作图书馆模型 257

3.3树木的建模 259

第4节MultiGen地形地貌建模 260

4.1数据处理 260

4.2地形生成算法 261

4.3地貌景观建模 264

第5节快速构建城市建筑模型 266

第6节模型集成 269

6.1基于不同坐标系统的模型的融合 269

6.2图形图像之间的融合 270

第7节数据导入导出 271

第8节小结 272

思考题 272

第十一章虚拟城市视景数据库建模技术 273

第1节视景数据库设计原则 273

1.1视景数据库内容 273

1.2视景数据库设计规则 274

1.3视景数据库性能优化 274

第2节视景数据库数据模型 275

2.1数据来源与获取 275

2.2地形及静态实体的三维模型 276

第3节视景数据库系统结构框架 279

第4节数字地形模型建模 281

4.1地形数据来源与处理 281

4.2地形模型表示 283

4.3地形合成 285

第5节气象模型建模 287

第6节水文模型建模 289

第7节纹理映射建模 290

7.1透明纹理映射技术 291

7.2动态纹理映射技术 292

7.3各向同性 292

7.4纹理捆绑 292

7.5不透明单面的纹理映射 293

7.6纹理拼接 295

思考题 296

第8节小结 296

第十二章空间数据的互操作技术 297

第1节概述 297

第2节地理空间数据的来源 297

第3节地理空间数据差异分析 299

3.1空间特征表现差异 299

3.2属性表现差异 300

4.1空间数据共享标准 301

第4节地理空间数据互操作的相关概念 301

4.2空间数据转换 302

4.3地理信息系统互操作 304

4.4 OpenGIS 306

第5节地理空间数据互操作的技术基础 310

5.1 GIS技术 311

5.2网络技术 311

5.3数据库技术 311

5.4地球空间数据标准 311

第6节互操作的方法和步骤 312

6.1格网数据互操作 313

6.2空间矢量数据互操作 319

第7节小结 324

思考题 324

第1节虚拟城市环境概述 326

1.1相关概念简介 326

第十三章虚拟城市应用实例 326

1.2多视觉通道的设计过程 328

第2节虚拟玄武湖需求分析 329

2.1区域选取背景 329

2.2系统实现流程 330

第3节玄武湖地区数据获取 332

3.1数据采集 332

3.2数据处理 334

4.2玄武湖地区虚拟环境建模 337

第4节虚拟玄武湖地区仿真建模 337

4.1虚拟三维地形建模 337

第5节玄武湖地区虚拟环境生成 339

5.1 Vega LYNX用户界面规则 340

5.2虚拟城市系统构建 344

第6节小结 347

思考题 347

参考文献 348