基于分形模型的分布式虚拟现实系统的应用研究
基于面向对象的分形植物模拟类库研究与实现
Ｋ ｙｗｏｄ ｆ ｃａ，ｂｅｔ ｒ ｎｅ ， ｙｔｍ ｓ ｌ ｅ ． ｍｕ ｔ ｎ ｅ ｒｓ ｒ ｔｌｏ ｊ — ｉ ｔｄ Ｌ ｓｓ ｉ ａ ｓｓ ｌ ｉ ａ ｃｏ ｅ ｅ ｍｕ ｔ ｉ ａ ｏ
Ｃｌｓ ｍ ｂ ｒ ＴＰ ５ ａ ｓ Ｎｕ ｅ ］
１ 引言
自然植 物是 自然 界最常 见的景物 ， 其结 构 特征 很强， 形状 复杂 ， 势千 姿 百态 。用 计 算 机模 拟 生 长
成时， 用传统 几何 学 方 法几 乎无 法 描 述 ， 而分 形 方 法 的引入 ， 为植 物树 木 的 构 型提 供 了新 的途 径【 。 ］ ］ 近年来 ， 随着 分形 学 的研 究 和发 展 ， 物模 拟 己成 植 为人们研究 的热点 问题 。植 物模拟在 人工 智能 、 计 算 机游戏 、 虚拟现 实 、 学 软件 、 筑 物 配景 、 教 建 园林 设计 以及影 视 特殊 效果 生 成 等领 域 中 占有 重 要 的
ｊｃ —ｏｉ ｔｄｍｅｈ ｄｆｒ ｒｃａ ｓ ｌｔ ｎ Ａ ｅ ｔｏ ｏ ｐ ｌｉｇＯｂｅｔ ｒ ｎｅ ｃｉｕ ｉ ｌ ｉｇｐａ ｔｉ ｅｔ ｒ ｎｅ ｔｏ ｏ ａｔｌｉ ａｉ ． ｎ ｗ ｍｅｈ ｄｆｒａｐｙ ｊｃ—ｏｉ ｔｄｔ ｈｇｅｔ ｓ ａ ｎ ｌｎｓｓ ｅ ｆ ｍｕ ｏ ｎ ｅ ｅ ｏ ｍｕ ｔ
但是 ， 观前人 研 究 成果 ， 纵 我们 发 现 有关 计 算
机分 形算法 通常都采 用结构 化程序设 计思 想 ， 使 致
程序 的可 扩充 性 和可 移植 性受 到 较 大 限制 。 目前
法 。Ｌ系统不 仅是植 物构形 的基 础 ， 在计， 回 日期 ：０ ８ ９月 １ ２０ 年 修 ２０ 年 ６日 基金项目： 湖北 省 教 育 厅科 研 计 划 项 目（ 号 ：２ ０ ３ ０ ４ 资助 。 编 Ｂ ０ ５４ ０ ） 作 者简 介 ： 常君 明 ， ， 士研 究 生 ， 师 ， 究 方 向 ： 学 计 算 可 视化 、 真 。 男 硕 讲 研 科 仿
虚拟现实技术的研究报告
虚拟现实技术的研究摘要：本文介绍了虚拟现实技术的特点和研究现状，对虚拟现实技术的建模技术进展了描述，论述了虚拟现实技术在科学、军事等领域的应用，并对未来开展方向进展了展望。
关键词：虚拟现实技术；三维建模技术；实时绘制技术Overview of Virtual Reality Technique Abstract:This paper introduces the the characteristics of virtual reality technology and the current research, Modeling of virtual reality technology is described, The applications of Virtual Reality Technique in science and military arediscussed throughexamples, its developing trends are predicted.Key words: :virtual reality technique ; 3D Modeling Technology; Real-Time Rendering Technique一、虚拟现实技术1.1、定义虚拟现实是从两个英语单词“Virtual Reality〞翻译而来的，其中“Virtual〞的含义是虚拟的，非真实的，即现场或环境是由计算机模拟生成的非真实的，只存在于计算机内部的世界。
“Reality〞的意思是现实、实际，真实的事物，即真实的世界或现实的环境。
因此，“Virtual Reality〞一词应译为虚拟现实。
故虚拟现实的含义就是利用计算机技术通过各种技术手段在计算机内部构建一个让人如临其境的虚拟世界。
这种用来构建虚拟世界的技术就称为虚拟现实技术。
虚拟现实技术，又称“灵境技术〞或“赛伯空间〞。
1.2、特点人们现在较为熟悉的是3D技术，已被广泛的应用于电影技术中。
分布式虚拟现实系统介绍
集中式虚拟环境一般具有统一的 局部数据库，也就是说组成虚拟 世界的所有对象(数据库)是完全相 同的，虽然不同的用户可以看到 虚拟空间的不同部分，但是在局 部数据库中装入的是相同的对象。 这样结构简单易于实现，但是由 于输入和输出都有广播给其它所 有结点，因而对网络通讯带宽有 较高的要求，且稳固性较差。
(5) 用户能够相互说话，也能与 计算机生成的虚拟生物或对象说 话，虚拟生物也能作出反、沉浸、分 布化"四个词应该能在一定程度上 总结DVR所应具备的特性。
的分布主要有两种结构：集中式 和复制式。集中式是把虚拟环境 存放在中心服务器中，对虚拟环 境的实时操纵和协同处理都是由 中心服务器来管理的，用户需要 更新或获取虚拟环境中的信息时， 它向中心服务器申请，由中心服 务器响应申请后得到用户所需要 的信息并传输给用户；复制式是 在多个地点放置虚拟环境与虚拟 环境的管理系统，每个参加者只 与应用系统的局部备份进行交互。
分布式虚拟现实系统介绍
拟现实系统网络化、多用户化的 发展。传统的虚拟现实系统实现 了单个用户在虚拟环境中的漫游、 与虚拟环境及其中的物体进行交 互。分布式虚拟现实系统旨在将 不同的局部虚拟环境通过空间关 联以构造大范围的虚拟环境，并 与之进行交互。分布式虚拟现实 系统又称为分布式虚拟环境 DVE(Distributed Virtual Environment) 或分布式虚拟现实环境(Distributed
DVR应具备下列关键特性:
(l) DVR允许一组分布在不同地理 位置上的用户进行实时交互。这 个用户组能同时容纳几千个用户， 甚至更多。例如，一个正在演播 室中演奏的音乐家应该可以"走进" 一个虚拟的音乐会场中，与正在 听他演奏的数万名世界各地的观 众见面。
基于分形理论的形状模式识别技术研究
基于分形理论的形状模式识别技术研究在当代的信息化时代，形状模式识别技术（Shape Pattern Recognition，SPR）已经成为了计算机视觉领域的一个重要的研究方向。
这一技术可以广泛应用于各种领域，例如物体识别、生物医学成像、人脸识别等等。
而要提升SPR技术的准确性和严谨性，则必须依托于前沿的数学理论。
分形理论（Fractal Theory）便是其中一个能够为SPR技术提供有效支撑的数学工具。
本文将就基于分形理论的形状模式识别技术展开讨论。
一、分形理论的基本概念分形理论是一个由法国数学家Mandelbrot于20世纪60年代提出的新兴学科。
它从几何意义上重新定义了同一对象的不同尺度上的形态特征，并用数学公式来描述了这些几何特征。
分形理论观察到许多自然现象存在着高度的自相似性，也就是说，同种物质在不同的尺度上看起来是相似的。
例如，我们从地球的上空俯视，可以看到大陆与海洋的分布，然而如果我们把视野聚焦到一个国家或城市的居民地，依旧可以看到类似的分布图案。
这种自相似性是分形理论最根本的特点之一。
在分形理论中，最基础的单位被称作分形维数（Fractal Dimension）。
对于一条直线、一个矩形或正方形等，它们的分形维数都是整数。
然而，对于自然界中的一些物体，比如云、树叶、山峰等等，它们的分形维数是小数，这是一个非整数的维度，可以借助分形维度来框架和描述。
二、基于分形理论的形状识别技术在分形理论中，通过计算分形维度可以描述自然物体的自相似性。
当应用于形状识别技术中，可以利用基于分形维数的特征对目标的形状进行分类和分析。
形状特征的提取通常通过计算目标的形态特征矩来实现，然后将该特征与预先训练好的形状标准库中的形状模板进行比对。
而在分形理论中，从分形维度的角度对目标进行分析，可以更好地揭示其特征，提高准确性。
由于自然界中的许多物体都有着自相似性，并且这种自相似性是以分形维度的形式体现的，因此基于分形理论的形状识别技术也是非常有效的。
《虚拟现实技术》课程教学大纲
虚拟现实技术课程教学大纲Virtua1Rea1ityTechno1ogyCourseTeachingProgram学时数：32其中：实验学时：0课外学时：0学分数：2适用专业：计算机科学与技术一、课程性质、任务与目的虚拟现实技术（简称VR）,又称灵境技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本特征的计算机高级人机界面。
虚拟现实技术作为一种最为强大的人机交互技术，一直是信息领域研究开发和应用的热点方向之一。
本课程立足于虚拟现实的特性，从技术和应用两个方向全面系统地讲述虚拟现实的基础理论和实践技能,包括对虚拟现实最新硬件设备和高级软件技术的讲解，以及虚拟现实传统应用和最新应用的介绍。
本门课的主要任务与目的是，学习建模能力，VRM1定义了类型丰富的几何、编组、定位等节点，建模能力较强；真实感及渲染能力，通过提供丰富的渲染相关节点，可以很精细地实现光照、着色、纹理贴图、三维立体声源；观察及交互手段，传感器类型丰富，可以感知用户交互，视点可以控制对三维世界的观察方式及动画控制。
二、教学基本要求（一）动态环境建模技术学习。
（二）实时三维图形生成技术学习。
（H）立体显示和传感器技术学习。
（四）虚拟现实技应用系统开发工具学习（ShoUt3D的使用、Java3D的使用、3DMax的使用、ShOCkWave3D的使用）。
三、课程的教学内容、重点和难点第一章虚拟现实技术概述一、虚拟现实的基本概念（一）虚拟现实的定义（二）虚拟现实的本质特征（H）虚拟现实系统的组成二、虚拟现实系统的分类（一）桌面虚拟现实系统（二）沉浸式虚拟现实系统（H）增强虚拟现实系统（四）分布式虚拟现实系统三、虚拟现实的发展和现状（一）虚拟现实的发展历程（-）国外虚拟现实技术的研究现状（H）国内虚拟现实技术的研究现状（四）虚拟现实技术的发展趋势四、虚拟现实技术的主要应用领域（一）军事领域（二）医疗领域（H）教育领域（四）文化艺术领域（五）制造业（六）商业第二章虚拟现实系统的硬件设备一、视觉感知设备概述（-）人类视觉模型（二）视觉感知设备二、听觉感知设备概述（-）人类听觉模型（二）听觉感知设备三、触觉和力反馈设备（-）触觉和力反馈模型（二）触觉反馈设备（三）力反馈设备四、位置跟踪设备（-）位置跟踪设备概述（二）机械式位置跟踪设备（三）电磁式位置跟踪设备（四）超声波位置跟踪设备（五）光学式位置跟踪设备（六）惯性位置跟踪设备（七）混合位置跟踪设备（八）常见的三维位置跟踪设备五、虚拟现实的计算设备（-）高性能个人计算机（二）高性能图形工作站（三）高度并行的计算机（四）分布式网络计算机重点：不同虚拟现实系统硬件设备的了解难点：位置跟踪设备的使用第三章虚拟现实的建模技术一、对象虚拟（一）几何建模（二）图像建模（三）图像与几何相结合的建模方法（四）三维对象的视觉外观二、物理建模（一）分形技术（二）粒子系统（H）碰撞一响应建模三、运动建模（一）对象位置（二）对象层次（H）虚拟摄像机（四）行人的运动建模技术四、行为建模（一）基于Agent的行为建模（二）其他行为建模方法五、声音建模（一）虚拟声音建模（二）虚拟声音传播和再现重点：图像与几何相结合的建模方法难点：对象建模技术的掌握第四章虚拟现实的Web3D技术一、Web3D技术概述（-）Web3D技术的发展（二）Web3D技术的特点（三）Web3D发展方向及应用前景二、三维全景技术（一）全景技术概述（二）全景技术常用设备（三）全景作品的制作三、C1I1t3D技术（一）CUIt3D技术概述（二）Cu1t3D窗口介绍（三）CUIt3D制作流程（四）CUIt3D应用实例四、基于Web的其他技术（一）Java3D（二）Viewpoint（三）Atmosphere（四）Shout3D（五）ShockWaveSD重点：Web3D软件的应用难点：三维全景作品的制作第五章三维建模工具3dsMax一、三维建模工具简介二、3dsMax的基础知识（一）3dsMax的操作界面（二）三维标准基本几何体简介（H）变换物体（四）操作视图（五）三维坐标系统的概念（六）选择物体的方法（七）使用组（八）克隆物体（九）三个常用工具三、修改三维几何体（一）修改器介绍（-）常用对象空间修改器（H）“编辑网格”修改器四、样条曲线建模方法（一）创建样条曲线（-）样条曲线的可视化（H）样条曲线的插值（四）样条曲线的基本修改方法（五）常用对象空间修改器（六）样条曲线的放样（七）放样物体的编辑五、材质与贴图（一）材质与贴图的概念（二）材质和贴图的类型（H）材质编辑器的使用（四）标准材质的设置六、灯光与摄影机（一）灯光简介（二）灯光的基本参数（H）摄影机简介七、生成动画（一）生成动画的基本流程（二）小球滚动动画实例八、综合实例（一）演播大厅的制作第六章虚拟现实开发平台EON一、虚拟现实系统开发平台概述（-）虚拟现实系统开发平台的基本功能（二）虚拟现实系统开发平台的发展趋势（H）常见的虚拟现实系统开发平台二、虚拟现实开发平台EON概述（一）EoN技术简介（二）EON产品（Ξ）EoN技术在国内外的研究与应用三、认识EONStudio（一）安装EONStUdio（二）EoNRaPtor的安装与使用（Ξ）EoNSmdiO操作界面四、EON的节点和元件（一）节点（二）元件五、创建EoN应用程序（一）EoN坐标系统（二）导入3D物体（H）交互程序开发（四）发布交互程序六、EON与其他软件的整合（一）EOnX属性设置（~）EoN通信接口（Ξ）EON文件嵌入PPT第七章虚拟现实系统综合实例一、室内漫游交互系统（-）虚拟漫游系统说明（二）EON漫游系统的开发二、机器虚拟拆装训练系统（一）虚拟拆装训练系统说明（二）素材准备（三）交互功能开发（四）打包发布重点：机器虚拟拆装训练系统交互功能的开发难点：EoN漫游系统的开发四、课程各教学环节要求（一）教与学模式建立《虚拟现实技术》的电子教案和多媒体课件或积件，以任务驱动为主线，采用多媒体演播教学、讲授、自主学习、协作学习、小组讨论、上机实验等多种教与学模式。
分布式计算技术在虚拟现实中的应用
分布式计算技术在虚拟现实中的应用虚拟现实（VR）技术是一种可以模拟现实环境或创造虚拟世界的技术，通过使用计算机生成的图像、声音和其他感官输入，使用户能够沉浸在一个虚拟的环境中。
随着技术的发展，VR越来越受到人们的关注和重视，并在各个领域得到广泛应用，如教育、医疗、游戏等。
然而，随着VR的不断发展和应用，需要更多的计算和存储资源来支撑这些虚拟环境的构建和运行。
分布式计算技术就是一种可以为VR提供更多计算资源的技术，它可以将多个计算资源连接在一起，从而提供更强大的计算能力和存储能力。
本文将探讨分布式计算技术在虚拟现实中的应用。
一、分布式计算技术的基本原理1.数据分割：将大任务分割成多个小任务，并将这些小任务分发给不同的计算资源进行处理。
2.并行计算：利用多个计算资源同时处理任务，从而提高计算效率。
3.数据传输：在计算资源之间传输数据，确保各计算资源之间的同步和数据一致性。
4.故障处理：在一个计算资源出现故障时，能够自动将任务转移到其他计算资源上进行处理，保证计算任务的顺利完成。
虚拟现实技术需要大量的计算和存储资源来构建和运行虚拟环境，因此，分布式计算技术在VR中的应用具有重要意义。
以下是分布式计算技术在虚拟现实中的应用场景：1.图形渲染：虚拟现实技术需要大量的计算资源来进行图形渲染，以确保画面流畅和逼真。
利用分布式计算技术，可以将图形渲染任务分发给多个计算资源同时进行处理，从而提高图形渲染的速度和质量。
2.声音处理：虚拟现实技术还需要进行声音的采集、处理和合成，以模拟不同环境中的声音效果。
利用分布式计算技术，可以将声音处理任务分发给多个计算资源，并将不同计算资源合作，从而实现更加逼真的声音效果。
3.数据存储：虚拟现实技术需要大量的数据存储来存储虚拟环境中的各种信息，如图像、声音、视频等。
分布式计算技术可以将数据存储任务分发给多个计算资源，以实现高效、可靠的数据存储和管理。
4.交互体验：虚拟现实技术还需要处理用户的交互输入，如手势识别、语音识别等。
虚拟现实技术的研究及应用前景分析
虚拟现实技术的研究及应用前景分析随着科技的不断发展，新型技术的涌现，人类的活动和生活方式也在发生着巨大的变化。
其中，虚拟现实技术作为科技领域的新兴产物，已经逐渐融入到人们的生活当中。
虚拟现实技术是一种将现实世界和虚拟世界融合的技术，通过数字化技术、模拟技术和交互技术实现创造虚拟环境。
虚拟现实技术被广泛应用于游戏、教育、医疗等众多领域，成为了当今社会和经济发展中的重要组成部分。
一、虚拟现实技术的研究虚拟现实技术的发展始于20世纪60年代，当时以飞行模拟器和头戴显示器为代表的虚拟现实技术已经开始逐渐应用于航空、军事、医疗等领域。
而在20世纪90年代，受到计算机和高速图形处理器的催生，虚拟现实技术取得了长足进步，它的应用领域得到了大幅度扩展。
现阶段，通过虚拟现实技术能够创造逼真的三维空间，为用户带来身临其境的沉浸体验。
虚拟现实技术关键技术之一是虚拟建模技术，它是通过计算机对现实世界进行数字化建模，构建出一个仿真虚拟空间。
在虚拟建模技术的基础上，通过交互设备，用户可以直接与虚拟空间进行交互和沟通，从而获得人性化的沉浸式体验。
同时，虚拟现实技术的实现需要依赖于大量的数据处理和图形处理技术。
在计算机技术与网络技术的不断发展下，如今虚拟现实技术的数据传输速度和处理速度已经很大程度地得到了提升，这为虚拟现实技术的发展带来了迅速的动力。
二、虚拟现实技术的应用前景分析虚拟现实技术作为一项高尖端的技术，在众多领域都能够发挥它独特的优势。
以下是虚拟现实技术的应用前景分析。
1. 教育虚拟现实技术应用于教育领域，能够帮助学生进行更加普及化的学习，增加了学习中的趣味性和互动性，也能够降低教育成本。
目前，国内外已经有很多机构和企业开始尝试使用虚拟现实技术来创造「沉浸式」的学习体验。
教育虚拟现实产品种类不断增加，在市场上呈现出良好的发展状态。
2. 游戏技术虚拟现实技术在游戏领域的应用是最为普及的，它为用户提供了更真实的游戏体验，并且能够使游戏的玩法更加多样化。
基于VTK分形理论的研究
法相结合 ， 还可 以产生出非规则的几何 图素 ， 构造 出复杂纹 理 和 复 杂 形 状 ， 而 实 现 分 形 体 的可 视 从
化， 以及 对 自然 景物 的逼 真模 拟 。
２ Ｖ Ｋ 简 介 Ｔ
２ １ Ｖ Ｋ的体 系结构 ． Ｔ 可视 化 工 具 包 Ｖ Ｋ（ ｉ ａ ｚｔ ｎ Ｔ ｏｋｔ Ｔ Ｖ ｓ ｌ ａ ｏ ｏｌｉ）是 ｕｉ ｉ
＋ ， ｐ ｉ， Ｚ的初值 Ｚ ＝ ＋ ｙ， Ｃ＝ ＋ ｑ则 ｏ ‰ ｉ Ｃ的取值 ０
范 围为
３ Ｖ Ｋ渲染复杂 的分形 图形 Ｔ
３ １ Ｖ Ｋ渲 染机 制 ． Ｔ
Ｐ ［ ， ］ ：Ｐ ｐ 一 ｑ ［ ，一 ］ ：ｇ｛口 ｍ ． 即参数 窗 口为 （ ， ） ｐ ， ） ｐ ｉ ｇｉ 口（ 图形 ， 对 实体 、 照 、 并 光 照 相 机 、 制窗 口等 属 性 进行 设 置 和 操作 ， 绘 完成 图像 生 成和 用户交 互 的 功 能 ， 主要 有 九 个基 本 对 象 ： 绘 制 控制 器 、 染 窗 口、 染 器 、 照 、 渲 渲 光 照相 机 、 色 、 角 特性、 映射 、 换 。图 形 模 式支 持 ３ 变 Ｄ几 何 数 据 绘 制 、Ｄ体数 据绘 制 、Ｄ几何 、 字 、 ３ ２ 文 图像 绘制 。
平 台下运 行 、 持 不 同的语 言 环 境 、 支 数据 处理 和 展 示 功能 丰富 以及 易学易用 等特 点 ， 以在科 学研究 所 和工 程 领域得 到 了广泛 的采用 ， 为一种 流行 的图 成 形 图像应 用软 件 开发 平 台 。Ｖ Ｋ被 设计 为一 个 对 Ｔ
象库， 它提供了和很多开发环境简单的接 口， 其体 系结 构 如 图 １ 示 … 。 所 ・
浅析虚拟现实技术
浅析虚拟现实技术应用与未来发展摘要虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR)是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境.虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物.本文主要探讨了虚拟现实技术发展历史、当下应用及未来发展展望.关键字虚拟现实技术历史发展未来趋势应用局限性虚拟现实技术（Virtual Reality,简称VR）是近年来出现的高新技术，也称灵境技术或人工环境。
虚拟现实是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物【1】。
近几年,虚拟现实技术发展迅速，在航空航天、船舶建造与设计、军事模拟、机械工程、先进制造、城市规划、地理信息系统、医学生物等领域中发挥了巨大作用,与网络、多媒体技术并称为2l世纪最具应用前景的三大技术。
一、虚拟现实技术特点简析。
虚拟现实技术涉及计算机图形学、数字图像处理技术、多媒体技术、网络技术、人工智能等等，主要是实时三维计算机图形技术，广角(宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等的综合。
而虚拟现实技术的三大主要特点则分别是由上述技术组合实现的.1、沉浸性。
沉浸性是指虚拟现实技术所创造的虚拟环境能使体验者产生“身临其境”感觉,使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的,而且在操作过程中体验者可以自始至终的发挥作用，就像真正的客观世界一样.根据人类视觉、听觉的生理心理特点，由计算机产生逼真的三维立体图像．使用者戴上头盔显示器和数据手套交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中，成为虚拟环境中的一员.2、交互性.交互性指在虚拟环境中体验者不是被动地感受,而是可以自行改变感受的内容。
分形图形生成原理探究
分形图形生成原理探究随着计算机技术的不断发展，分形图形在数字艺术、自然科学和工程领域中得到广泛应用。
分形是一种具有自相似性质的数学对象，其生成原理深受人们的关注。
本文将探究分形图形的生成原理，介绍分形的基本概念，以及常用的分形生成算法。
一、分形的基本概念分形是一种具有自相似性质的几何图形。
即整体结构和局部细节之间存在某种相似关系，不论放大还是缩小，都可以看到相同的图形。
分形的自相似性质使得它们具有无限的细节和复杂度。
二、分形图形的生成原理1. 迭代运算迭代运算是生成分形图形的常用方法之一。
这种方法通过重复应用某种变换或映射规则，不断生成新的图形。
具体步骤如下：- 首先选定一个初始图形，例如一个简单的线段或几何形状。
- 然后根据一定的规则进行变换或映射操作，生成下一级的图形。
- 重复上述步骤，直到达到期望的分形效果。
迭代运算可以产生各种各样的分形图形，如科赫曲线、谢尔宾斯基三角形等。
2. 噪声函数噪声函数是通过随机性来生成分形图形的一种方法。
噪声函数可以产生随机性纹理或图案，并通过适当的参数调节，实现分形效果。
生成分形图形的基本步骤如下：- 首先定义一个噪声函数，它可以是简单的随机数生成器或更复杂的数学函数。
- 然后使用噪声函数来计算每个像素的数值或颜色，从而生成图像。
噪声函数可以用于生成山脉、云彩等具有分形特征的自然图像。
三、常用的分形生成算法1. 递归细分递归细分是一种通过使用分形规则进行逐级细分的方法。
它基于拆分和替代的原则，不断将图形细分为更小的部分，然后用更小的部分替代原有的部分。
递归细分可以生成多种复杂的分形图形，如分形树、雪花等。
2. 碎形图像编码碎形图像编码是一种基于碎形压缩理论的分形生成方法。
它通过找到一组变换规则和关联函数，将整个图像分割成小的区域，然后用适当的变换规则对每个区域进行编码。
这种方法可以生成高质量的分形图像，并用较小的存储空间保存。
3. 分形几何建模分形几何建模是一种通过将分形规则应用于三维空间中的几何体来生成分形图形的方法。
虚拟现实题库及部分答案
一、填空题1.虚拟现实的本质特征：Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象)，其中沉浸是最弱的，是虚拟现实最重要的技术特征。
2.电磁式位置跟踪设备可分为交流电发射器型与直流电发射器型。
3.虚拟对象建模包括：几何建模、图像建模、图像与几何相结合建模、视觉外观设计建模。
4.虚拟环境建模包括：物理建模、行为建模、运动建模、声音建模。
其中分形技术属于物理建模。
5.几何建模的方法包括：多边形；非统一有理B样条；构造立体几何。
6.虚拟现实是一种高端人机接口，包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。
7.一个典型的虚拟现实系统的组成主要由: 头盔显示设备、多传感器组、力反馈装置构成。
8.根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同，可把虚拟现实系统划分为四种典型类型，沉浸式、桌面式、增强式、分布式。
9.正是由于人类两眼的视差，使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合，从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。
10.在虚拟现实系统的输入部分，基于自然交互设备主要有力反馈设备、数据手套、三维鼠标。
二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.以下属于视觉感知设备的有（ABCDEF ）A.头盔显示器B.立体眼镜显示系统C. 洞穴式立体显示系统D.响应工作台立体显示系统E.墙式立体显示系统F. 裸眼立体显示系统2.E）A.充气式触觉反馈装置；B.振动式触觉反馈装置；C.视觉式触觉反馈装置；D.电刺激式触觉反馈装置；E.声波触觉反馈装置F.神经肌肉刺激式触觉反馈装置3.HMD（Head_Mounted_Display）即头盔式显示器，主要组成是（CD）A.显示元件B.光学系统C.触觉元件D.听觉系统4.空间位置跟踪技术有多种，常见的跟踪系统有（ABCDE）A.机械跟踪器B.电磁跟踪器C.超声波跟踪器D.惯性跟踪器E.光学跟踪器5.所谓力反馈，是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动，使用户能够体验到真实的力度感和方向感，从而提供一个崭新的人机交互界面。
《2024年三维建模技术在虚拟现实中的实践研究》范文
《三维建模技术在虚拟现实中的实践研究》篇一一、引言虚拟现实技术自其诞生以来，凭借其高度真实、三维交互等特性，已成为当下科技创新的前沿。
在虚拟现实应用中，三维建模技术无疑是至关重要的。
本文将就三维建模技术在虚拟现实中的实践应用进行深入的研究与探讨。
二、三维建模技术的概述三维建模技术是一种利用计算机软件创建和操作三维图像的技术。
通过这一技术，我们可以构建出各种形态、尺寸、材质的三维模型，并对其属性进行精确的调整和优化。
三维建模技术在许多领域都有广泛的应用，如建筑、游戏、影视等。
在虚拟现实中，三维建模技术更是起到了关键的作用，为虚拟场景的构建提供了坚实的基础。
三、三维建模技术在虚拟现实中的应用1. 场景构建：在虚拟现实中，三维建模技术被广泛应用于场景的构建。
通过创建真实的三维模型，可以构建出各种逼真的环境，如城市、森林、海洋等。
这些模型不仅具有高度的真实感，还能为虚拟现实提供丰富的交互体验。
2. 角色设计：在虚拟现实游戏中，角色的设计至关重要。
通过三维建模技术，可以创建出逼真、生动的角色模型，并为其赋予丰富的动作和表情。
这些角色不仅可以与玩家进行互动，还能为游戏带来更好的沉浸感。
3. 物体编辑：在虚拟现实中，物体的形态和属性可以被精确地编辑和调整。
通过三维建模技术，可以对虚拟世界中的物体进行各种操作，如放大、缩小、旋转等。
这为虚拟现实的场景编辑提供了极大的便利。
四、三维建模技术在虚拟现实中的实践研究针对三维建模技术在虚拟现实中的应用，我们进行了深入的研究和实验。
首先，我们采用了高精度的三维扫描设备，对真实物体进行扫描和测量。
然后，利用专业的三维建模软件进行模型的构建和编辑。
最后，将模型导入到虚拟现实平台中，进行交互和测试。
在实践过程中，我们遇到了许多挑战和问题。
例如，如何提高模型的精度和真实感？如何优化模型的交互体验？如何解决模型在虚拟现实中的运行效率问题？针对这些问题，我们进行了深入的研究和探讨，并提出了相应的解决方案。
分形技术在虚拟现实中的应用
分形技术在虚拟现实中的应用作者：王超来源：《科教导刊·电子版》2014年第02期摘要分形（Fractal）一词，是芒德布罗创造出来的，其原意具有不规则、支离破碎等意义。
分形技术最初被应用在图像绘制的领域中。
由于分形具有自相似的特点，因此运用该技术绘制出来的图形具有复杂多变、富有美感的特点。
随着分形技术的不断发展完善，如今分形技术也渐渐应用于虚拟现实中的众多领域，并且将来会有更广阔的应用空间。
关键词分形虚拟现实应用发展中图分类号：TP391.9 文献标识码：A1什么是分形技术分形（Fractal）一词，是芒德布罗创造出来的，其原意具有不规则、支离破碎等意义。
分形几何是一门以不规则几何形态为研究对象的几何学，由于不规则现象在自然界普遍存在，因此分形几何学又被称为描述大自然的几何学。
人类在认识世界和改造世界的活动中离不开几何学。
在经典几何学中，可以用直线、圆锥、球等一类规则的形状去描述诸如车轮、道路、建筑物等人造物体。
然而，在自然界中却存在这许许多多极其复杂、极不规则的形状，如海岸线、山川、河流、岩石、森林、闪电等，它们都是不规则的形状，无法用欧几里得几何来描述。
因此可以运用分形技术来描述这类看似不规则的物体。
2什么是虚拟现实所谓虚拟现实（VR，Virtual Reality）是利用计算机生成一种模拟环境，通过各种传感设备使用户直接投身于该环境之中，使用户可以用自然方式与虚拟环境进行交互操作，改变了过去人类除了亲身经历，就只能间接了解环境的模式，从而有效的扩展了自己的认知手段和领域。
它是在计算机图形学，计算机仿真技术，多媒体技术以及传感技术的基础上发展起来的一门交叉技术。
由于虚拟现实技术的实时三维空间表现能力、人机交互式的操作环境以及给人带来的身临其境的感受。
近年来，随着计算机硬件软件技术的发展，人们越来越认识到它的重要作用，因此虚拟现实技术在各行各业都得到了不同程度的发展。
目前，虚拟现实技术主要应用于工业生产、影视娱乐、科学探索、医疗、教育培训、战争模拟、景观模拟等领域，并且会显现出越来越广阔的应用前景。
虚拟现实技术的应用案例及市场分析
虚拟现实技术的应用案例及市场分析虚拟现实技术是近年来快速发展的一种新兴技术，它通过计算机等设备生成一种虚拟世界，让用户在其中参与互动，达到一种身临其境的效果。
虚拟现实技术不仅可以应用于游戏娱乐等领域，还可以应用于教育、医疗、工业等不同领域。
一、游戏娱乐虚拟现实技术最早的应用是在游戏娱乐领域，它可以让玩家在虚拟世界中拥有身临其境的感觉。
例如，早期的虚拟现实游戏《第一人称射击》（FPS）就是采用虚拟现实技术制作的。
现在，虚拟现实游戏越来越多元化，涵盖了射击、冒险、模拟等多种类型。
此外，VR游戏场馆也在城市中流行起来，成为了人们休闲娱乐的新选择。
二、教育虚拟现实技术也可以应用于教育领域，通过模拟真实场景，让学生在虚拟环境中学习、实验。
例如，一些VR教育平台可以让学生在虚拟实验室中进行化学、物理等实验操作；同时，VR还可以应用于历史、地理等学科中，让学生通过互动探索更好地理解知识。
三、医疗虚拟现实技术在医疗领域中的应用也很广泛，能够用于手术、康复、心理治疗等多个方面。
例如，许多医院中都使用虚拟现实技术，让患者在手术前通过VR模拟手术场景，促进患者理解、接受手术过程。
此外，虚拟现实技术还可以作为康复工具，帮助患者进行步态训练；在心理治疗方面，也可以采用虚拟现实技术来缓解患者的情绪。
四、工业虚拟现实技术在工业领域中的应用也很广泛，它能够帮助工业生产实现虚拟化，提高生产效率。
例如，一个机械厂家可以通过虚拟现实技术来模拟机器的生产过程，让工程师更好地规划工厂，提高生产线的效率。
此外，VR技术还可以应用于产品设计、模型建模等多个方面。
市场分析虚拟现实技术的应用场景越来越多元化，市场也呈现出不断扩大的趋势。
根据国外市场研究机构ResearchAndMarkets的报告，虚拟现实技术市场规模将从2019年的216亿美元逐步增长到2024年的634亿美元。
其中，游戏娱乐仍是虚拟现实技术主要应用领域，但是教育、医疗、工业等领域的需求也在不断提高。
分形几何学的应用领域与实例
分形几何学的应用领域与实例一、简介分形几何学是一门研究自相似结构的几何学分支，它的应用涵盖了许多领域，包括自然科学、社会科学和工程技术等。
本文将介绍分形几何学在不同领域的应用，并举例说明其实际应用。
二、自然科学领域的应用1. 生态学分形几何学可以描述生态系统的空间结构和模式，揭示物种多样性和物种分布的规律。
例如，通过分析森林的分形维度，可以评估生物多样性和生态系统的稳定性。
2. 气象学分形几何学被用于分析天气系统中的云朵形态和气象图像的变化。
通过计算云朵的分形维度，可以对天气系统的复杂性和演化进行研究，并提供天气预报模型的改进。
3. 地质学分形几何学在地质学中的应用广泛，如地貌形态的分析和土地利用规划。
通过分形维度的计算，可以量化地表的粗糙度和复杂性，为地质灾害的预测和防治提供依据。
三、社会科学领域的应用1. 经济学分形几何学可以应用于金融市场的分析和预测。
股市价格的波动、股市指数和交易量等变量的时间序列数据都具有分形特征，分形几何学的方法可以揭示这些数据背后的模式和规律。
2. 城市规划分形几何学可以应用于城市结构的研究和规划。
通过计算城市空间的分形维度，可以评估城市发展的复杂性和组织性，为优化城市规划和交通规划提供指导。
3. 社交网络分形几何学可以用于分析和模拟社交网络的结构和演化。
通过研究社交网络的分形特征，可以揭示社交网络中的群体结构、信息传播模式等，为社交媒体的设计和社交行为的预测提供支持。
四、工程技术领域的应用1. 通信工程分形几何学可以用于无线信号传输中的天线设计和信道建模。
通过利用分形结构的多频段和多尺度特性，可以提高无线信号的传输效率和抗干扰能力。
2. 图像处理分形几何学在图像压缩和图像分割领域有着广泛的应用。
通过使用分形编码算法，可以实现对图像的高效压缩和恢复，实现图像传输和存储的节约。
3. 材料科学分形几何学可以用于研究材料表面的粗糙度和纹理特征。
通过分析材料表面的分形维度，可以评估材料的机械性能和耐磨性，为材料设计和制造提供指导。
虚拟现实康复原理与应用设计【ch02】虚拟现实技术基础 PPT课件
2.虚拟现实系统通用设计开发流程
(1)需求分析 由于虚拟场景中所拥有的资源越丰富，所需要的投入也就越多，因此不可能把所有
功能都实现，而是需要根据需求进行必要的取舍。通过需求分析，一般会把功能列 为不同的优先等级，优先实现等级高的功能。 (2)开发策划 根据需求分析结果，分层次对开发过程进行策划，以确定其详细的功能实现方案。
1.传统二维显示
传统二维显示主要采 用二维的计算机屏幕 来显示旋转的二维图 像，从而产生三维的 显示效果。
2.双目视差立体显示
双目视差立体显示的本质是：通过 软件和电路使某一时刻的一对视差 图像，左眼视图输出到液晶显示器 偶数列像素上，右眼视图输出到液 晶显示器奇数列像素上；然后使用 如柱面光栅等手段，使观察者的左 眼只能看到偶数列像素上的信息， 观察者的右眼只能看到奇数列像素 上的信息；最后通过大脑的综合， 形成具有深度感的立体图像。
3.真三维立体显示
现有的真三维立体显 示技术可分为自动分 光立体显示技术、分 光立体眼镜和全息术。 代表设备如 Perspecta显示器、 Felix3D显示器和 DepthCube系统。
1.视觉反馈
虚拟现实系统的视觉 反馈主要通过视觉刺 激和特定状态显示来 实现，如在虚拟场景 中高亮显示目标物体， 或在界面上设定特殊 按钮，通过视觉刺激 引起操作者反应等。
2.虚拟现实系统通用设计开发流程
(5)渲染开发 系统不仅要运行流畅，而且需要渲染逼真的场景以增强沉浸感。基本渲染是通过插
件完成的，而渲染开发所得到的效果是“看到台灯能真正感受到发光”。 (6)测试和发布 经过上述步骤的迭代开发，即可得到一个完整的虚拟现实系统，但还需要进一步对
虚拟现实系统进行测试，并对未通过测试的部分进行修改、完善。在完成测试的基 础上，就可以发布虚拟现实应用了。
基于分形技术的金融市场预测模型研究
基于分形技术的金融市场预测模型研究随着金融市场的发展，对市场趋势的准确预测成为了投资者和分析师的重要需求。
为了提高预测准确性，许多研究者开始关注基于分形技术的金融市场预测模型。
本文将介绍该研究领域的背景、方法和应用，并讨论其局限性和未来发展前景。
分形技术是一种可以揭示复杂系统内部结构和规律的数学工具。
在金融市场中，这种技术可以用来分析市场的特征、趋势和周期性。
分形模型的基本原理是认为市场的行为是由多个尺度上的自相似性所驱动的。
换句话说，市场的短期行为与长期行为之间存在着其中一种内在的关联。
分形维度分析是通过计算市场时间序列数据的分形维度来揭示市场的特征。
分形维度是一个描述系统复杂程度的参数，可以用来衡量市场的波动性和不确定性。
通过对市场数据的分形维度进行计算和分析，可以帮助投资者和分析师更好地理解市场的行为。
分形周期性分析则是通过寻找市场数据中的重复模式和周期性来预测市场的未来走势。
分形周期性分析主要基于分形几何的迭代特性，认为市场的未来变化是由过去的重复模式和周期驱动的。
通过寻找这些重复模式和周期，可以预测市场的短期和长期趋势。
基于分形技术的金融市场预测模型已经在许多实证研究中得到了广泛应用。
研究者们发现，分形模型可以帮助他们更好地理解市场的行为，并且在一定程度上提高了市场预测的准确性。
例如，一些研究表明，基于分形技术的模型可以在未来市场的波动性增加时发出警告信号，帮助投资者及时采取措施。
然而，基于分形技术的金融市场预测模型仍然存在一些局限性。
首先，分形模型在处理非线性和非稳态的市场行为时可能表现出局限性。
其次，模型的准确性和可靠性还需要更多的验证和实证研究，以便为投资者提供更可靠的预测信息。
未来，基于分形技术的金融市场预测模型仍有广阔的发展前景。
随着金融市场数据的不断增加和技术的不断进步，我们可以期待更精确和可靠的预测模型的出现。
此外，基于分形技术的模型也可以结合其他分析方法和技术，以提高预测准确性和实用性。
分形几何学的应用领域与实例
分形几何学的应用领域与实例引言：分形几何学是一门研究自相似性质的数学学科，它对于描述自然界中的复杂结构和模式具有重要的应用价值。
本文将探讨分形几何学在不同领域中的具体应用，并介绍一些相关的实例，以展示分形几何学的实际应用价值。
一、自然科学领域的应用分形几何学在自然科学领域中有着广泛的应用，以下将介绍两个具体的实例。
实例一：自然界中的分形结构自然界中许多景观和生物结构都表现出分形特征。
例如，树叶的分支、闪电的形状以及云朵的结构都有着类似的分形特征。
通过分形几何学的方法，我们可以对这些自然现象进行更深入的研究，并通过数学模型描述它们的形态与特征。
实例二：生物系统的分形模型分形几何学在生物系统的研究中也具有重要的应用价值。
例如，生物的血管网络、肺泡结构以及神经细胞的分支等都可以通过分形模型进行表达和分析。
这种基于分形几何学的模型可以帮助科学家更好地理解生物系统的结构与功能，从而为生物医学领域的研究提供有益的工具和方法。
二、计算机图形学和数字媒体的应用分形几何学在计算机图形学和数字媒体领域也有着广泛的应用。
以下将介绍两个具体的实例。
实例一：分形压缩算法分形图像压缩算法是一种基于分形几何学原理的图像压缩方法。
通过将原始图像划分为一组自相似的小块，并使用数学函数来描述块之间的相似性，可以实现对图像的高效压缩。
这种方法可以在减小存储空间的同时保持图像的质量，因此在图像传输和存储方面具有重要的应用价值。
实例二：分形生成艺术分形几何学可以用来生成各种艺术形式，如绘画、音乐和动画等。
通过使用分形生成算法，艺术家可以创造出具有自相似性质的艺术作品，展现出独特的美学效果。
这种分形生成艺术在数字媒体领域中得到广泛应用，为艺术创作提供了新的可能性。
三、金融市场的应用分形几何学在金融市场的研究中也具有重要的应用价值。
以下将介绍两个具体的实例。
实例一：股市价格波动的分形模型分形几何学可以帮助研究股市价格波动的模式与规律。
通过对股市价格的分形分析，可以揭示出价格的自相似性质，进而提供对股市价格未来走势的预测和决策支持。
分形几何学的原理及应用
分形几何学的原理及应用分形几何学是一种不断重复自己的几何形状，被广泛应用于自然科学、工程、计算机科学等领域。
它不仅仅是数学学科，更是对事物的抽象和描述，可以解释自然界中那些看似无序的形状和现象。
本文将主要介绍分形几何学的原理和应用。
一、分形几何学的原理分形几何学最重要的原理是不断重复。
我们知道，自然界里的一些事物，比如云彩、海岸线、树枝等都呈现出相似模式不断重复的形状，这样的形状可以用分形几何学来描述。
在数学上，分形被定义为那些能通过改变尺度来自我复制的形状。
这种形状的特殊之处在于，无论怎样放大或缩小，它们都会保持相似性，这就是所谓的“自相似性”。
此外，分形几何学还有一个重要的原理是分形维数。
一般来说，维数是我们用来描述空间的一个概念，例如，在传统几何学中，一个点的维度为0，一条线段的维度为1，一个平面的维度为2。
但是在分形几何学中，物体的维度既可以是非整数，也可以是分数，这种维度被称为分形维数。
分形维数的计算方法不同于传统的几何形状，需要更加灵活和创新的思想方式。
二、分形几何学的应用1. 自然科学分形几何学在自然科学中的应用是非常广泛的。
例如，地理学界的海岸线研究常常使用分形维数来描述。
因为海岸线具有自我相似性，以前使用传统的测量方法可以得出各种不同的结果。
但是使用分形维数能够得到更加准确和稳定的结果。
另外，在生物学中，分形几何学也得到了很好的应用。
例如，人体内部的支气管和血管系统都具有分形结构。
分形几何学可以帮助研究这种结构的特点，这在很多医学问题中都是非常重要的。
2. 工程学分形几何学在工程学中的应用也非常广泛。
例如，结构工程中的分野纹理研究就需要使用分形维数，来帮助设计出更加可靠和安全的结构。
再比如，在城市规划方面，使用分形几何学来研究交通网络的结构和城市的空间分布规律。
这样可以优化城市的规划和设计，更好地满足人们的需求。
3. 计算机科学分形几何学在计算机科学领域也有着广泛的应用。
比如，计算机图形学中，分形几何学可以被用来生成虚拟现实世界中的山川湖海等自然景观，让人们可以更真实地感受到虚拟世界的美妙。
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※编程技术应用实践
应用实践※※
基于分形模型的分布式虚拟现实系统的应用研究
刘鹏
（太原工业学院）
【摘要】比较深入地分析和说明了开发基于分形模型的分布式虚拟现实系统的可行性及其应用价值，并给出了详细的设计方案。
【关键词】分形模型；分布式虚拟现实系统；设计方案
1引言
在分布式虚拟现实系统的分析和设计中，特别关注交互性，这就要求开发出的系统必须具有较快的响应速度和较大的吞吐量【1】。
而且，VR系统要求很强的实时性，图形更新速率至少要求16桢/s，图形客体行为反映的滞后要低于0.1s。
随着技术的发展，对象的细节层次越来越复杂，就目前计算机图形学的水平而言，只要有足够的时间，就能生成准确度相当高的像照片一样的逼真图像。
然而这种提高真实感的方法是采用增加物体多边形来获得，从而使计算复杂，绘图速度大大降低，无法满足DVR系统的需要【2】。
2DVR系统及其特点简介
DVR是指基于网络的虚拟环境，在这个环境中，位于不同物理位置的多个用户和多个
虚拟环境通过网络相连接，并共享信息。
它是网络和虚拟现实结合的产物，是一个支持多人通过网络实时进行交互的软件系统，每个用户在一个VR环境中通过计算机与其他用户进行交互。
DVR系统一般由显示器，通信和控制设备，处理系统，数据网络四个基本部件组成【3】。
DVR追求良好的交互性，这就使得其对系统的响应速度和吞吐量有较高的要求。
为了获得较好的交互反应时间，系统必须由相当少的软件层组成，在客户和服务器之间传递的数据量必须足够小。
吞吐量受客户和服务器的处理速度，数据传输率的影响。
在远程服务器上的数据必须从服务器进程传递到客户进程，经过两个计算机上若干个软件层。
软件层的吞吐量与网络的吞吐量一样重要【1】。
与此同时，DVR还要求系统具有良好的实时性，保持较高的图形刷新速率等。
3分形模型及其在DVR系统设计中的应用价值
3.1分形模型概述
正如分形之父Mandelbrot所说的那样，分形是大自然的几何学。
分形几何学是描述复杂自然形状及其形成机制的有力手段，为人类构建自然图形提供了一种新的科学基础，形成了一种全新的自然图像——生成论的自然图像。
分形几何学能够借助迭代模拟自然界的复杂形状，这正是分形模型的独特魅力所在【4】。
目前，发展较为成熟的分形几何模型有L-System（L-系统）与IFS（Iterated Function System，迭代函数系统）。
它们都能以极少的存储数据来生成逼真度相当高的复杂自然形状。
而且，对于任何自然物形态，都可以通过计算机把它们转换成IFS编码，即数据模型【4】。
因此，分形模型具有极其广阔的应用前景。
3.2分形模型在DVR系统设计中的应用价值
传统DVR系统中的几何模型一般用多边形来表示，通常具有两个信息：一个包含点的位置信息，另一个是点的拓扑结构信息，用来说明这些点之间的连接【2】。
因此，在生成实体时通常要求较大的数据量，对网络的带宽要求很高。
而且，在生成较为复杂的实体模型时，限于大量的数据传输和计算，使得图形的
1
2
生成速度较慢，无法满足DVR 系统的需要。
然而分形模型在生成图形时所传输的数据量极少（仅为L-system 文法描述和IFS 编码），其算法完全依照真实世界中自然的生成规律，可以生成逼真度极高的复杂实体图形。
因此，研究开发基于分形模型的DVR
系统具有极高的价值。
4基于分形模型的DVR 系统的设计方案
4.1系统框架
借助于C/S 结构具有的强大数据操作和事务处理能力，采用三层C/S 结构较为合理，如图1所示。
图1基于分形模型的DVR 系统结构框架
表示层：仿真应用的用户接口部分，担负着实现用户与应用对话的任务，主要实现解码绘图，定时执行桢刷新操作以及向功能层提交用户操作请求的功能。
其中，解码绘图是根据功能层传送来的L-System 文法描述，IFS 编码以及场景布局信息利用相应的解码模块实现绘图，而定时执行桢刷新操作则是保障系统实时性的需要。
由研发的用户客户端解码软件实现这一层次的全部功能。
功能层：仿真应用的本体，负责将具体的仿真业务处理逻辑编入程序中。
其主要的功能有：（1）接收并处理客户端的请求，实现系统的交互性。
（2）仿真实际的物理过程和现象。
主要是处理多个实体在同一场景中的布局，实体的状态（包括实体的分形几何模型信息，位置，纹理，颜色，表面反射系数等）以及实体之间的自然联系，比如河边植物靠近水的一侧较另一侧茂盛得多【5】。
（3）实现对用户的管理，确认用户对仿真应用和数据库存取的权限，以及记录系统处理日志的功能，保障系统安全可靠地运行。
由仿真处理服务器实现这一层次的全部功能。
数据层：主要实现的功能有：（1）保存虚拟世界中有关的对象及场景信息。
其中，对象信息主要是实体的分形模型信息，位置，纹理，颜色，表面反射系数等；场景信息主要是处于同一场景诸多实体的布局和消隐关系，以及实体间应满足的自然联系。
（2）处理多个用户同时对数据库的访问与修改操作，实现系统的并发控制。
（3）支持功能层对用户存取数据库的权限进行管理的功能。
由虚拟世界数据库服务器实现这一层次的全部功能。
4.2功能实现
客户端解码软件：基于Visual C++.NET 平台实现软件解码功能的开发，调用开放性图形库（Open Graphics Library,OpenGL ）完成对实体纹理的生成。
分形模型解码模块的代码设计可参考孙博文的《分形算法与程
序设计——Visual C++实现》【6】。
在绘图过程中，利用画家算法实现对景物的消隐处理。
为了防止图形的闪
烁，建议采用缓存技术，即先将场景中的所有图形利用画家算法在客户端缓存中全部生成，然后再将缓存中的绘图结果输出至显示器。
客户端软件的运行效果如图2所示。
图2基于分形模型的DVR系统客户端软件的运行效果
仿真处理服务器：可以在Visual Studio2005平台上使用C#语言开发此服务器上的仿真应用管理软件。
虚拟世界数据库服务器：可以采用SQL Server2000，Oracle9i，Sybase等关系型DBMS来实现对数据源的管理。
建议将实体的分形几何模型信息（L-System文法描述和IFS编码）建立成表来构建基础的分形图形库，将场景信息建立为视图以方便仿真处理服务器对数据源的间接操作并极大程度地减少了数据冗余。
在并发控制上，由于客户端软件自身已有极高的桢刷新频率，并且鉴于DVR系统要求具备有尽可能快的交互速度，因此建议采用一级封锁协议来防止丢失更新即可。
在数据库安全问题上，创建具备不同权限级别的多种角色，实现对不同用户服务的管理，保障数据库的安全稳定。
4结语
毫无疑问，在构建DVR系统的几何模型时采用分形来表现是相当不错的造形方法。
虽然目前分形模型尚处于研究阶段，所生成的实体还只是二维图形。
但是，二维交互与三维交互是密切相关的，三维交互从二维交互发展而来，二维交互的概念层次结构以及从二维交互技术的发展中得到的经验教训有助于开发三维交互技术【2】。
对基于分形模型的DVR系统的设计，将大大促进这一经过改良的DVR系统的诞生，使得计算机虚拟世界更加细腻而真实。
参考文献
[1](英)George Coulouris,Jean Dollimore,Tim Kindberg著,金蓓弘等译.分布式系统概念与设计.北京：机械工业出版社. 2004:32~35
[2]曾芬芳.虚拟现实技术.上海：上海交通大学出版社.1997:6~29,32~75,172~173
[3]吴重光.仿真技术.北京：化学工业出版社.2000:161~164
[4]林夏水.分形的哲学漫步.北京：首都师范大学出版社.1999
[5]刘鹏.分形在自然景观仿真研究中的进展与展望.工程地质计算机应用.2007年第3期
3。