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第一章 互联网发展规律及Web3D应用技术 1

1.1 引言 1

1.1.1 互联网简介 1

1.1.2 WebX.0的提出 2

1.1.3 互联网的意义 3

1.2 互联网时代网络的共同点 3

1.2.1 易于导航 3

1.2.2 B/S架构 4

1.2.3 分布性与更新性 4

1.2.4 Web与注意力经济 4

1.3 Web时代 5

1.3.1 Web1.0时代 5

1.3.2 Web2.0时代 7

1.3.3 Web3.0时代 27

1.3.4 Web3.0之后的网络时代 34

1.3.5 互联网发展规律总结 49

1.4 案例展示：3D户型展示平台 50

1.4.1 平台需求分析 51

1.4.2 平台实施 52

1.5 结论 57

参考文献 58

第二章 基于互联网的三维产品交互展示系统设计技术 60

2.1 引言 60

2.2 Web3D研究背景 62

2.2.1 Web3D的发展综述 62

2.2.2 虚拟现实网站开发目的及设计目标 64

2.2.3 开发工具和技术简介 64

2.3 虚拟现实网站整体框架描述 70

2.3.1 网站整体设计思想 70

2.3.2 网站总体框架说明 71

2.3.3 网站各级目录详细说明 73

2.4 Java 3D的详细描述 74

2.4.1 Java 3D的特性 74

2.4.2 Java 3D的三维显示技术 76

2.4.3 Web3D技术介绍 82

2.4.4 Java 3D在网站中的运用 83

2.5 网站后台数据管理系统 94

2.5.1 数据库设计 94

2.5.2 数据库E-R图 95

2.5.3 利用ODBC-JDBC桥读取数据库 95

2.6 结论 97

参考文献 98

第三章 基于J2ME技术的手机三维交互展示系统 99

3.1 引言 99

3.2 选题背景 99

3.2.1 手机发展综述 99

3.2.2 三维展示系统开发目的及设计目标 100

3.2.3 三维展示系统开发工具和技术简介 100

3.3 三维展示系统整体框架描述 105

3.3.1 三维展示系统整体设计思想 105

3.3.2 三维展示系统的总体框架说明 105

3.3.3 系统各级目录详细说明 106

3.3.4 系统用例图及类图 106

3.4 三维展示系统的详细设计 107

3.4.1 M3G文件的设计 107

3.4.2 三维展示系统的详细设计概况 109

3.4.3 三维展示系统的编码设计 110

3.5 结论 113

参考文献 113

第四章 三维模型多边形优化减面系统 115

4.1 引言 115

4.1.1 虚拟现实技术 115

4.1.2 虚拟现实三维模型文件的优化 115

4.1.3 本技术项目研究国内外情况 117

4.2 三维模型多边形优化减面算法分类 118

4.2.1 问题的由来 118

4.2.2 顶点聚类 119

4.2.3 增量式删除 120

4.2.4 采样 124

4.2.5 自适应细分 124

4.3 基于边坍塌的多边形优化减面系统 125

4.3.1 算法原理 125

4.3.2 实验结果 128

4.4 结论 130

参考文献 130

第五章 三维花卉建模过程研究 133

5.1 引言 133

5.1.1 整体目标 133

5.1.2 实现方法 134

5.1.3 虚拟漫游技术 134

5.1.4 技术难点 135

5.1.5 虚拟场景漫游技术的前景 135

5.2 3D建模概述 136

5.2.1 建模一般过程 136

5.2.2 对象概述 136

5.2.3 建立基本几何体对象 136

5.2.4 基本的图形复制方法 137

5.2.5 修改编辑器 139

5.2.6 赋予材质 141

5.2.7 利用贴图 141

5.3 花卉建模对象特征分析 141

5.3.1 睡莲科 141

5.3.2 菊科 142

5.3.3 百合科 143

5.3.4 牻牛儿苗科 145

5.3.5 兰科 145

5.3.6 蔷薇科 146

5.4 3D花卉建模 147

5.4.1 睡莲科 148

5.4.2 菊科 152

5.4.3 百合科 157

5.4.4 牻牛儿科 164

5.4.5 兰科 169

5.4.6 蔷薇科 173

5.5 水滴运动研究 177

5.5.1 3Ds Max动画基础 177

5.5.2 粒子动画综述 178

5.5.3 静态水滴模型 179

5.5.4 粒子云——流动水滴效果 183

5.6 基于互联网的花卉水滴运动模拟展示系统 185

5.7 结论 188

参考文献 188

第六章 三维花开过程动态模拟技术 189

6.1 引言 189

6.1.1 研究背景 189

6.1.2 研究内容与意义 191

6.2 三维花开过程模拟相关技术研究 191

6.2.1 植物学常识 191

6.2.2 数学建模 192

6.2.3 面向对象编程技术 194

6.2.4 计算机图形学 196

6.3 三维花开过程建模算法研究 207

6.3.1 花开过程的数学建模 207

6.3.2 花朵形态的描述 208

6.3.3 分形算法在树的构造中的应用 209

6.4 三维花开过程动态模拟系统的整体设计 210

6.4.1 系统的设计目标 210

6.4.2 界面设计与展示 210

6.4.3 主程序的设计 214

6.5 三维花开过程动态模拟系统的详细设计 217

6.5.1 一月水仙 217

6.5.2 二月梨花 220

6.5.3 三月桃花 224

6.5.4 四月石榴 226

6.5.5 五月牡丹 228

6.5.6 六月荷花 231

6.5.7 七月葵花 232

6.5.8 八月桂花 233

6.5.9 九月菊花 234

6.5.10 十月芙蓉 236

6.5.11 十一月山茶 238

6.5.12 十二月梅花 238

6.6 结论与展望 240

参考文献 241

第七章 三维自然景观模拟引擎技术 243

7.1 引言 243

7.1.1 三维引擎及自然场景模拟研究概述 243

7.1.2 国内外研究发展现状 244

7.1.3 研究工作与内容安排 246

7.2 三维引擎总体设计 246

7.2.1 引擎架构 246

7.2.2 设计模式应用 250

7.2.3 引擎模块 250

7.3 三维引擎优化 254

7.3.1 GPU渲染管道 254

7.3.2 有效的性能评测 256

7.3.3 渲染批次 257

7.3.4 渲染状态与特效管理 261

7.3.5 渲染剔除与排序 264

7.4 自然场景模拟技术 267

7.4.1 地形模拟 267

7.4.2 环境贴图映射和天空模拟 269

7.4.3 云层模拟 272

7.4.4 水模拟 277

7.4.5 草地模拟 280

7.5 三维自然场景模拟系统 286

7.5.1 系统展示功能 286

7.5.2 系统演示 286

7.5.3 系统测试 290

7.6 结论与展望 290

参考文献 291

第八章 三维古建筑模拟技术研究 294

8.1 引言 294

8.1.1 选题背景 294

8.1.2 国内外研究现状 294

8.1.3 研究意义 295

8.1.4 研究内容和目标 295

8.2 虚拟现实与建筑表现 296

8.2.1 虚拟现实的基本概念 296

8.2.2 建筑表现的媒介工具 298

8.2.3 三维虚拟场景建模技术的提出 298

8.3 三维虚拟场景的构建 299

8.3.1 虚拟场景建模的特点和主要技术指标 300

8.3.2 建模方法和建模软件的介绍与比较 301

8.3.3 虚拟场景的实体建模 303

8.3.4 场景模型的集成 317

8.3.5 建模中的常见问题 317

8.4 建模过程中的关键技术 318

8.4.1 古建筑的几何优化建模技术 318

8.4.2 古建筑的纹理优化建模技术 322

8.5 基于WireFusion的实时场景渲染和系统实现 327

8.5.1 WireFuion简介 327

8.5.2 系统开发过程 331

8.5.3 系统展示 334

8.6 结论与展望 339

参考文献 340

第九章 三维骰子游戏开发技术 342

9.1 引言 342

9.1.1 背景 342

9.1.2 市场分析 342

9.1.3 关键技术国内外研究情况 343

9.1.4 项目意义 343

9.2 基于嵌入式技术的3D骰子游戏机整体设计 343

9.2.1 总体功能设计 343

9.2.2 软件概要设计 344

9.2.3 硬件概要设计 350

9.2.4 软硬件接口设计 350

9.2.5 非功能性设计 351

9.2.6 运行环境与开发工具 352

9.3 基于嵌入式技术的3D骰子游戏机核心软件技术研究 352

9.3.1 开发工具简介 352

9.3.2 骰子的实现 355

9.3.3 骰子的滚动实现 356

9.3.4 骰子类CDice 357

9.3.5 圆筒实现 358

9.3.6 骰子与圆筒的碰撞检测及响应 358

9.3.7 骰子之间的碰撞检测与响应 362

9.3.8 混音实现 363

9.3.9 程序流程图 364

9.4 硬件设计 367

9.4.1 嵌入式系统平台 367

9.4.2 系统硬件及功能描述 368

9.4.3 硬件系统主要模块 368

9.4.4 系统工作的程序图 376

9.4.5 主芯片的管脚图和模拟管脚连接图 377

9.5 系统应用 378

9.5.1 登录界面 379

9.5.2 游戏设置 380

9.5.3 游戏中 380

9.5.4 结果冻结功能 381

9.5.5 结果报告 381

9.5.6 冻结解除功能 381

9.6 结论与展望 381

参考文献 382

第十章 基于正交图片的三维人头建模技术 384

10.1 引言 384

10.2 遵循的标准 384

10.3 科学意义和应用前景 384

10.4 研究概况 385

10.5 设计方案 386

10.5.1 立论依据 386

10.5.2 系统组成 387

10.5.3 功能设计 391

10.6 系统关键技术 392

参考文献 396

第十一章 三维人脸表情自相似模拟技术 398

11.1 引言 398

11.2 遵循的标准 398

11.3 科学意义和应用前景 399

11.4 研究概况 400

11.5 学术思想及特色 401

11.5.1 学术思想 401

11.5.2 特色 401

11.6 项目方案设计说明 401

11.6.1 人脸先天的约束信息 401

11.6.2 人脸表情产生的机理 402

11.6.3 人脸表情运动的描述 402

11.7 体系结构 406

11.8 系统关键算法 408

11.8.1 Snakes算法 408

11.8.2 ASM算法 409

11.9 系统开发和仿真环境 410

参考文献 410

第十二章 三维头发与皮肤模拟技术 412

12.1 引言 412

12.1.1 科学意义 412

12.1.2 应用前景 412

12.1.3 研究概况 413

12.2 系统设计原则 414

12.3 学术思想与立论依据 414

12.3.1 学术思想 414

12.3.2 立论依据 415

12.4 方案设计说明 416

12.4.1 依据的技术原理 416

12.4.2 系统功能 417

12.5 系统关键技术 419

12.5.1 头发模型的建立 419

12.5.2 头发的碰撞检测 419

12.6 系统开发与实现环境 420

参考文献 420

第十三章 三维人体重要尺寸探测系统 422

13.1 引言 422

13.1.1 三维探测技术简介 422

13.1.2 尺寸提取步骤说明 424

13.1.3 各种拟合算法评述 426

13.1.4 探测系统未来展望 429

13.2 程序设计过程 429

13.2.1 需求分析 429

13.2.2 设计概要 430

13.2.3 详细设计 431

13.3 算法思想 433

13.3.1 数据结构的选取 433

13.3.2 人体特征部位判定思想 435

13.3.3 人体拟合算法的思想 436

13.4 系统整体分析 438

13.5 系统使用演示 440

13.5.1 界面介绍 440

13.5.2 数据提取说明 441

13.6 结论 442

参考文献 442

附录 443

附录A 443

附录B 445