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在3DGIS领域中,声像结合是一项较新的技术。其声效的仿真,涉及到图像、声学等知识,尤其是室内声像特效的开发,有着很多诸如反射、墙面吸声等不同于室外的特点。
本课题来源于华南理工大学自然科学基金资助项目,项目编号:305-E5050380。其中,本研究基于Vega平台,以实现室内声音衰减、吸收、反射等特效为目的;对声音衰减、反射、墙面吸收、漫游等仿真因素进行算法分析,对相关的仿真方法和理论进行了研究;详细分析了虚拟现实系统开发技术和具体的实现方法,并对可行性进行研究,同时着重讨论了相关细节。从面向对象的软件分析与设计、设计模式以及Windows的核心机制等诸多方面进行了逐步的分析与设计,并给出一些具体的思路和通用解决方案。本研究还详细分析了如何在VC++中用MFC进行Vega的程序设计。
本研究解决的主要核心技术问题如下:
(1)在Vega环境中成功建立了声线模型,解决了声音传播途中遇到的直射声线、一次反射射线的遇阻判断;
(2)拓展了多边形的三角形划分法,用面积判别法进行遇阻的声线与界面的交点判断;
(3)在Vega中成功建立了界面吸声效果的模型;
(4)解决了Vega的可听化仿真问题。
在充分研究了Vega及相关编程接口、相关算法的基础上,本研究还对相关理论进行了实践。结合相关建模软件和实际的VR需要,进行了特效开发。该系统以某歌剧院为原型,充分表达了声像一体化等相关的特效效果应用,使基于本系统的室内声学仿真成为可能。
本研究的重点是基于Vega的声像结合的特效开发,同时也提出声像之外的MFC中的漫游方式开发,其处理方法在VR设计中具有普遍意义,适用于Vega和类似无声像结合功能或功能较弱的软件平台开发和检测。此外,本研究是对基于Vega的二次开发,在3DGIS的计算机图学应用上进行了声学的拓展。