基于OpenGL對(duì)樓盤虛擬場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)的研究

張清揚(yáng) 王爽 黃今慧

北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，中國(guó)·北京 100048

為滿足目前對(duì)虛擬場(chǎng)景再現(xiàn)的真實(shí)性需求，同時(shí)優(yōu)化觀察者的視覺感受，利用OpenGL 對(duì)整個(gè)三維模型進(jìn)行渲染，生成真彩的三維虛擬場(chǎng)景。由繪制簡(jiǎn)單的3D 物體開始，逐步完善，到最后生成動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的過程中，將信息完整、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)化為虛擬場(chǎng)景，使參觀者能身臨其境感受整體布局及各個(gè)細(xì)微項(xiàng)。同時(shí)OpenGL 與C++相結(jié)合，增加了虛擬場(chǎng)景的交互性，增強(qiáng)體驗(yàn)感，讓參觀者可以從不同角度來觀察和操控場(chǎng)景，而有效的碰撞檢測(cè)和處理讓虛擬場(chǎng)景更加真實(shí)。

OpenGL；glut；天空盒模型；碰撞檢測(cè)和處理；包圍盒算法

1 引言

OpenGL，是一套底層圖形庫(kù)中的三維圖形處理庫(kù)，即開放性圖形庫(kù)Open Graphics Library，針對(duì)三維圖形可視化進(jìn)行展開分析，是解決三維模型繪制、顯示和交互問題的圖形接口技術(shù)。它功能強(qiáng)大、調(diào)用方便，是一個(gè)跨編程語(yǔ)言、跨平臺(tái)的編程接口。OpenGL 最初由SGI 公司開發(fā)，作為圖形工作站的一個(gè)強(qiáng)大的3d 圖形機(jī)制或圖形標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)初SGI 公司為其圖形工作站開發(fā)的IRIS GL 是OpenGL 的起源，隨著跨平臺(tái)移植，最終發(fā)展成為了OpenGL。

OpenGL 應(yīng)用廣泛，在教學(xué)應(yīng)用方面，它是高校交互式實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。從最初的模型繪制，到最終的交互技術(shù)，都體現(xiàn)在了系統(tǒng)的各個(gè)模塊中。模型認(rèn)知模塊主要應(yīng)用了模型繪制和模型觀察功能，建筑漫游模塊則應(yīng)用了光照、材質(zhì)、紋理映射等功能，依托 OpenGL 完備的功能特性，才能構(gòu)建起交互式試驗(yàn)系統(tǒng)。

而作為一種三維圖形的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，OpenGL 實(shí)現(xiàn)了高性能的三維圖形開發(fā)。由OpenGL 得到的圖形質(zhì)量好，性能高，穩(wěn)定性好，著色方便；Open GL 可以完成對(duì)虛擬場(chǎng)景中對(duì)象的上色和渲染工作，讓繪制的模型接近現(xiàn)實(shí)生活，具有更豐富的細(xì)節(jié)，得到尤為逼真的視覺效果。OpenGL 最基礎(chǔ)的功能是模型繪制，通過基本繪圖函數(shù)，進(jìn)行二次封裝，得到新的繪制函數(shù)，再由OpenGL 的矩陣變換等操作，產(chǎn)生三維模型供實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)單的如立方體、棱錐等；模型建立完成后，需要對(duì)模型進(jìn)行觀察，如設(shè)置視點(diǎn)、變換坐標(biāo)、旋轉(zhuǎn)模型等操作；接下來要為模型指定顏色，OpenGL 有RGBA 模式和顏色索引(Color index)兩種物體著色方式。不同的顏色模式，其組合顏色的方式有所區(qū)別?；咀儞Q和投影變換則是實(shí)現(xiàn)變換的兩種主要方式。將OpenGL 與virtual studio 相結(jié)合，其變換的物體都是基于前一物體，在加上OpenGL 提供的一系列圖形轉(zhuǎn)換函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了基本變換。使用這種方法有利于提高三維圖形的顯示速度，與此同時(shí)在降低運(yùn)行時(shí)間方面有一定的幫助。模型要產(chǎn)生陰影等效果，就用到了投影變換，此時(shí)，將借助光照的應(yīng)用，OpenGL 的光照模型包括疊加各個(gè)獨(dú)立的部分，即鏡面光、環(huán)境光以及輻射光等光源，疊加之后，光照部分將有較快的速度，同時(shí)將看到更為明顯的效果。而根據(jù)不同的光源，可以模擬多樣化的光照環(huán)境；反走樣和霧化可以解決圖像的鋸齒現(xiàn)象和遠(yuǎn)近層次關(guān)系，使之貼近真實(shí)；模型的細(xì)節(jié)層次，可以借助紋理映射技術(shù)來完善，通過鏈接真實(shí)圖片，使三維景觀更加逼真；從而動(dòng)態(tài)流暢地顯示三維模型。即虛擬場(chǎng)景中的模型繪制是實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的基礎(chǔ)。

基于以上所述Open GL 豐富全面的功能，我們希望能將其應(yīng)用于樓盤虛擬場(chǎng)景的實(shí)現(xiàn)中[1]。目前房地產(chǎn)行業(yè)快速發(fā)展，而大多房地產(chǎn)商使用的平面效果圖和沙盤形勢(shì)單一，少數(shù)使用直升機(jī)參觀又費(fèi)時(shí)耗力成本大，為實(shí)現(xiàn)既能為參觀者提供漫步于場(chǎng)景之中身臨其境的真實(shí)感，又能全方位準(zhǔn)確地觀看樓房、小區(qū)設(shè)施及周圍環(huán)境，讓參觀者經(jīng)濟(jì)有效快速地采集所需信息的效果，針對(duì)這些問題，本研究通過利用Open GL構(gòu)筑虛擬場(chǎng)景，進(jìn)行再現(xiàn)樓盤虛擬場(chǎng)景的探討。

2 基于OpenGL 的場(chǎng)景繪制

2.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建

實(shí)驗(yàn)開始前，先對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行配置。實(shí)驗(yàn)設(shè)備使用visual studio 2017，首先新建一個(gè)visual C++空項(xiàng)目，然后在項(xiàng)目中選擇管理Nuget 程序包，再瀏覽glut 并選擇安裝nupengl.core 包來完成配置。專為構(gòu)建中小型OpenGL 程序的應(yīng)用工具包：glut，是一個(gè)和窗口系統(tǒng)無關(guān)的軟件包，英文全稱為OpenGL Utility Toolkits，由Mark Kilgard 任職于SGI 公司時(shí)編寫的。本次實(shí)驗(yàn)中，采用glut 對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行繪制。

2.2 虛擬場(chǎng)景的繪制

首先，需要對(duì)樓市沙盤的信息進(jìn)行采集。樓市的沙盤模型通常是按照一定的比例(如1000：1 比例尺)對(duì)住宅小區(qū)中的建筑模型進(jìn)行縮放，包括地形、綠植、河流湖泊、樓棟等信息。通過聯(lián)系相應(yīng)的房地產(chǎn)開發(fā)商，或?qū)鞘猩潮P進(jìn)行直接拍照取樣，獲得相關(guān)的樓盤信息，即各個(gè)建筑模型的長(zhǎng)寬高比例、模型與模型之間的相對(duì)位置關(guān)系等。對(duì)于本次實(shí)驗(yàn)，我們還希望能讓用戶可以進(jìn)入樓棟內(nèi)部，觀察樓棟的內(nèi)部大小和結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)，因此將對(duì)樓盤室內(nèi)信息進(jìn)行采集。有了以上樓盤信息，我們就可以借助OpenGL 來繪制樓盤的虛擬場(chǎng)景，接下來是針對(duì)具體實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景部分的闡述。

OpenGL 提供了點(diǎn)、線、面的基本繪制函數(shù)，而在虛擬場(chǎng)景繪制中需要用到很多復(fù)雜的幾何體的繪制函數(shù)，于是通過基本繪圖函數(shù)，進(jìn)行二次封裝，得到新的繪制函數(shù)，再利用OpenGL 提供的矩陣變換等一系列功能操作，產(chǎn)生具有一定幾何外觀的三維模型以供實(shí)際應(yīng)用?，F(xiàn)實(shí)中的建筑物大都可以看作長(zhǎng)方體的堆疊，因而在進(jìn)行場(chǎng)景構(gòu)建前先對(duì)長(zhǎng)方體進(jìn)行封裝，函數(shù)原型如下：

在函數(shù)體中調(diào)用填充四邊形函數(shù)glBegin(GL_QUADS)；glEnd()；，并使用glVertex3f()；繪點(diǎn)函數(shù)來順序指定長(zhǎng)方體的各個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)，同時(shí)可以用glColor3f()；函數(shù)對(duì)該物體進(jìn)行著色?？紤]到對(duì)文件容量和運(yùn)行效率的控制，對(duì)于較為復(fù)雜的模型，需要減少繪制不必要的面，所以需要對(duì)模型構(gòu)建和函數(shù)實(shí)現(xiàn)兩方面進(jìn)行優(yōu)化。

在進(jìn)行場(chǎng)景構(gòu)建前，一方面，應(yīng)考慮到虛擬場(chǎng)景中除主要繪制物體以外的環(huán)境，即場(chǎng)景中除模型以外的要素，如天空、場(chǎng)景外部、地形等。其中，地形模型對(duì)虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性有重要的影響，而本次實(shí)驗(yàn)所選取的樓盤實(shí)景多為平坦的地形，較為簡(jiǎn)單，所以在實(shí)驗(yàn)中將地形平面化，用尺寸略大于場(chǎng)景的矩形平面代替地形，并進(jìn)行紋理填充。另一方面，在實(shí)驗(yàn)中使用天空盒來增加虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性，天空盒的實(shí)現(xiàn)思路是在場(chǎng)景中創(chuàng)建一個(gè)采用立方體貼圖(cubemap)進(jìn)行紋理采樣的立方體，并始終讓該立方體置于場(chǎng)景的外部，使觀測(cè)者對(duì)天空產(chǎn)生觸不可及的感覺。其中過程為：首先創(chuàng)建cubemap，立方體貼圖包含6 個(gè)2D 紋理，每一個(gè)2D 紋理對(duì)應(yīng)立方體的一個(gè)面。接著通過SOIL 創(chuàng)建一個(gè)cubemap，將其傳入shader，在著色器接收到紋理值后，再將紋理繪制出即可。

創(chuàng)建cubemap：

虛擬場(chǎng)景中的模型繪制是實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的基礎(chǔ)，也是系統(tǒng)中相對(duì)復(fù)雜的部分，模型的選取將直接影響到虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性。針對(duì)樓盤中的模型繪制，因?yàn)樵跇潜P中的物體主要是各種建筑設(shè)施，很少有形狀復(fù)雜的物體，模型繪制相對(duì)簡(jiǎn)單，只需把樓盤小區(qū)中的物體抽象成基本幾何體的組合，并按照一定的比例對(duì)尺寸進(jìn)行縮放。最后再使用自定義的三維繪制函數(shù)在場(chǎng)景的指定位置進(jìn)行繪制，就能完成對(duì)虛擬場(chǎng)景模型的繪制[2]。

針對(duì)樓棟內(nèi)部場(chǎng)景的繪制，要獨(dú)立于之前所述的室外場(chǎng)景的繪制，將樓棟內(nèi)部的場(chǎng)景位置設(shè)定在天空盒外部，讓用戶無法在室外場(chǎng)景中通過鏡頭移動(dòng)到達(dá)內(nèi)部場(chǎng)景。只有當(dāng)用戶與樓棟模型進(jìn)行交互時(shí)，再調(diào)用渲染內(nèi)部場(chǎng)景的函數(shù)，以達(dá)到減少程序渲染規(guī)模的效果。在調(diào)用內(nèi)部渲染場(chǎng)景的函數(shù)時(shí)，會(huì)進(jìn)行鏡頭參數(shù)更改，將鏡頭置于室內(nèi)場(chǎng)景坐標(biāo)內(nèi)，同樣當(dāng)離開內(nèi)部場(chǎng)景時(shí)釋放資源。在渲染內(nèi)部場(chǎng)景時(shí)，同樣按照內(nèi)部比例進(jìn)行縮放，按照天空盒的思路，將鏡頭放在房間的內(nèi)部，用平面的拼接的方法實(shí)現(xiàn)墻面繪制，再適當(dāng)?shù)睦L制一下小物體，如家具和各種擺件。不同于普通的OpenGL，glut 庫(kù)中提供了許多特殊模型的繪制函數(shù)，我們可以用其來繪制復(fù)雜的小物體。

有了這些函數(shù)，室內(nèi)場(chǎng)景中的物件更加豐富，從而給使用者提供更為全面的室內(nèi)參考。

在系統(tǒng)中合理添加光照，也可以豐富虛擬場(chǎng)景。處理光照時(shí)，材質(zhì)、光源和光照模型是OpenGL 光照系統(tǒng)的三大部分。材質(zhì)、光源和光照模式都有各自不同特質(zhì)和屬性，而這些可以通過函數(shù)來設(shè)置?？梢岳胓lLight 來設(shè)置的光源屬性，包括光源的類型（環(huán)境光、漫反射光、鏡面光）、光源的位置等。同時(shí)glMaterial 還可以設(shè)置材質(zhì)的屬性。OpenGL 用材質(zhì)對(duì)光源的rgb 反射率來定義顏色[3]。若光源的顏色為(lr，lg，lb)，材質(zhì)的顏色為(mr，mg，mb)，則在忽略反射的情況下，真實(shí)呈現(xiàn)的顏色為(lr*mr，lg*mg，lb*mb)。glLightModel 可以設(shè)置光照模型，其中全局環(huán)境光、鏡面反射顏色、近視點(diǎn)或遠(yuǎn)視點(diǎn)、雙面光照的設(shè)置，以及是否和環(huán)境顏色、散射顏色分開都屬于光照模型的設(shè)置。在對(duì)光源進(jìn)行操作時(shí)，可以用glEnable 開啟光源，glDisable 關(guān)閉光源。

3 虛擬場(chǎng)景的交互實(shí)現(xiàn)

交互是虛擬場(chǎng)景中重要的一環(huán)，虛擬場(chǎng)景的交互性即體現(xiàn)為用戶對(duì)場(chǎng)景內(nèi)物體的可操控程度和用戶從場(chǎng)景中得到響應(yīng)的自然程度，一個(gè)具有交互功能的虛擬場(chǎng)景可以讓使用者可以從不同角度來觀察和操控場(chǎng)景。

3.1 鏡頭和移動(dòng)

OpenGL 為虛擬場(chǎng)景漫游提供了相關(guān)函數(shù)，在實(shí)現(xiàn)時(shí)主要使用gluLookAt 函數(shù)對(duì)鏡頭進(jìn)行操控，該函數(shù)的函數(shù)原型如下：

該函數(shù)定義了一個(gè)視圖矩陣，并與當(dāng)前矩陣相乘，其中的第一組參數(shù)eyex，eyey，eyez 代表著鏡頭在世界坐標(biāo)的位置，第二組參數(shù)centerx，centery，centerz 代表著鏡頭對(duì)準(zhǔn)的物體在世界坐標(biāo)中的位置，第三組參數(shù)upx，upy，upz 代表著鏡頭向上的方向在世界坐標(biāo)中的位置。如果沒有調(diào)用過gluLookAt 函數(shù)，則默認(rèn)情況下鏡頭的位置為世界坐標(biāo)的原點(diǎn)，且指向z 軸的負(fù)方向，朝上向量為(0，1，0)。通過使用gluLookAt 函數(shù)，我們可以模擬人眼在虛擬場(chǎng)景中的情況，借由函數(shù)參數(shù)的改變，實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)景中的物體相對(duì)于觀察者發(fā)生的變化，從而實(shí)現(xiàn)了虛擬場(chǎng)景中的移動(dòng)。

鏡頭的移動(dòng)和轉(zhuǎn)向應(yīng)由使用者的操控而發(fā)生響應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)中采用鍵盤交互的方式來實(shí)現(xiàn)。通過使用鍵盤移動(dòng)鏡頭，用向左向右鍵來控制鏡頭在xoz 坐標(biāo)平面圍繞y 軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，向上向下鍵來控制鏡頭在當(dāng)前朝向下的前進(jìn)和后退，具體的實(shí)現(xiàn)方法如下[4]。首先需要聲明一些全局變量用來保存鏡頭的參數(shù)，其中包括鏡頭的位置和鏡頭指向目標(biāo)方向的向量，同時(shí)還需要保存鏡頭的角度：

接著處理箭頭鍵，當(dāng)使用者按下左右鍵時(shí)，角度變量angle 也會(huì)隨之改變。隨著角度值的改變，程序?qū)⒅匦掠?jì)算視線向量的lx 和lz 相應(yīng)的值。由于鏡頭的位置只在xoz 坐標(biāo)平面上移動(dòng)，所以不需要改變視覺向量ly 的值，計(jì)算角度值和視線向量的公式如下：

此時(shí)當(dāng)更新lx 和lz 時(shí)，鏡頭的位置不會(huì)發(fā)生變化，變化的只有鏡頭指向物體的坐標(biāo)。當(dāng)移動(dòng)鏡頭時(shí)，下一次的鏡頭位置需要沿著視線向量。為了達(dá)到這樣的效果，需要在按下向上鍵或向下鍵時(shí)，加一或減一個(gè)粒度的視線向量到當(dāng)前位置，例如在移動(dòng)鏡頭向前時(shí)的計(jì)算公式如下：

此處的粒度可以理解為鏡頭移動(dòng)的步幅，如果粒度值保持在一個(gè)常量，速率就會(huì)維持在一個(gè)常量范圍內(nèi)，增加粒度的值可以使速率更快，即每一幀移動(dòng)的更遠(yuǎn)。

GLUT 庫(kù)可以讓程序自動(dòng)監(jiān)測(cè)到鍵盤輸入，包括普通按鍵和特殊按鍵，并且提供兩個(gè)函數(shù)來為鍵盤事件注冊(cè)回調(diào)函數(shù)，實(shí)驗(yàn)中操控鏡頭時(shí)使用的箭頭鍵屬于特殊按鍵，所以應(yīng)調(diào)用函數(shù)glutSpecialFunc進(jìn)行注冊(cè)。鍵盤事件的處理函數(shù)如下：

其中的deltaMove 表示移動(dòng)的增量，deltaAngle 表示角度變化的增量。

當(dāng)用戶想要以俯視的角度觀察場(chǎng)景時(shí)，可以通過按下鍵盤1 鍵來讓鏡頭處于場(chǎng)景上方并俯視場(chǎng)景。實(shí)現(xiàn)的方法是通過改變gluLookAt 函數(shù)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)，將gluLookAt 函數(shù)中的eyey 和centery 兩個(gè)參數(shù)用全局變量代替，當(dāng)鍵盤1 鍵按下事件發(fā)生時(shí)，通過改變?nèi)肿兞康闹?，將鏡頭y 坐標(biāo)增加，使鏡頭置于場(chǎng)景上空，并將鏡頭指向物體的y 坐標(biāo)減小，從而達(dá)到俯視的效果。在俯視場(chǎng)景時(shí)把移動(dòng)增量deltaMove 的值設(shè)置為0，阻止使用者在俯視時(shí)移動(dòng)，防止在落回地面時(shí)鏡頭位置處于繪制模型的內(nèi)部[5]。

用戶也可以通過與樓棟模型交互來進(jìn)入室內(nèi)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)的方法是添加新的鍵盤監(jiān)聽事件，同時(shí)判定條件。當(dāng)同時(shí)滿足鏡頭坐標(biāo)位于樓棟門口的矩形區(qū)域范圍內(nèi)時(shí)，調(diào)用渲染內(nèi)部場(chǎng)景的函數(shù)，同時(shí)會(huì)將鏡頭坐標(biāo)通過gluLookAt 函數(shù)改變參數(shù)實(shí)現(xiàn)位移，用戶在室內(nèi)場(chǎng)景中同樣可以通過上述的鏡頭移動(dòng)算法來移動(dòng)。

3.2 碰撞檢測(cè)和處理

通過以上的方法實(shí)現(xiàn)了基本的虛擬場(chǎng)景漫游，但缺少對(duì)物理事件的模擬。當(dāng)鏡頭位置與場(chǎng)景中模型所占據(jù)的虛擬空間重合時(shí)就會(huì)發(fā)生碰撞，為了增加虛擬場(chǎng)景的真實(shí)感，就要對(duì)碰撞進(jìn)行檢測(cè)并對(duì)檢測(cè)結(jié)果做出處理。

虛擬場(chǎng)景對(duì)碰撞的解決通常需要使用包圍盒算法。所謂包圍盒算法，即是用體積稍大且特性簡(jiǎn)單的幾何體對(duì)象來近似地代替復(fù)雜的幾何對(duì)象。同時(shí)，作為一種求解離散點(diǎn)集的最優(yōu)包圍空間算法，包圍盒算法也是進(jìn)行虛擬場(chǎng)景中碰撞干涉初步檢測(cè)的重要方法。常見的包圍盒算法有AABB 包圍盒（軸對(duì)齊包圍盒）、包圍球、方向包圍盒OBB 以及固定方向凸包FDH，考慮到虛擬場(chǎng)景為小區(qū)樓宇，模型多為與坐標(biāo)軸對(duì)齊的建筑物，所以采用AABB 包圍盒算法[6]。在實(shí)驗(yàn)中，忽略觀察者作為模型與場(chǎng)景中其他模型發(fā)生碰撞，將觀察者看作一個(gè)點(diǎn)，只考慮其視點(diǎn)與其他模型的包圍盒相碰撞的情況。碰撞的發(fā)生是由于視點(diǎn)進(jìn)入了包圍盒與實(shí)際模型之間的區(qū)域才產(chǎn)生的，當(dāng)觀察者前進(jìn)時(shí)進(jìn)入包圍盒或后退時(shí)進(jìn)入包圍盒，即視線與包圍盒面線段相交且視點(diǎn)坐標(biāo)與包圍盒重合時(shí)，判定為有碰撞發(fā)生。將包圍盒封裝為結(jié)構(gòu)體，成員包括不同方向的范圍值，由于實(shí)驗(yàn)中的移動(dòng)只在xoz 坐標(biāo)平面上，所以成員只有上下左右四個(gè)方向的最大值和最小值。

碰撞檢測(cè)函數(shù)如下：

在程序中要對(duì)場(chǎng)景中的每一個(gè)模型的包圍盒遍歷檢測(cè)函數(shù)，所有的物體無論與視點(diǎn)相距多遠(yuǎn)都要進(jìn)行計(jì)算，這樣會(huì)對(duì)性能產(chǎn)生較大的影響。更優(yōu)解法是對(duì)模型進(jìn)行排查，去掉當(dāng)前不可能發(fā)生碰撞的模型，后續(xù)不進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。在這里需要借助于一些用于場(chǎng)景管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如八叉樹、四叉樹等，其思路是用遞歸來劃分空間，最終確定模型所在的空間。以上是實(shí)驗(yàn)碰撞檢測(cè)的改進(jìn)方案。

在碰撞發(fā)生之后，就要做出相應(yīng)的碰撞響應(yīng)。當(dāng)碰撞發(fā)生時(shí)，將視點(diǎn)恢復(fù)到碰撞發(fā)生前一瞬間的位置，在視點(diǎn)與邊緣相交時(shí)恢復(fù)到恰好不相交的位置，而在過程中保持角度不發(fā)生改變。由于主函數(shù)中的渲染函數(shù)glutDisplayFunc()為循環(huán)調(diào)用，所以需要在每一幀鏡頭移動(dòng)后進(jìn)行碰撞檢測(cè)，并對(duì)發(fā)生碰撞的分量取上一步的值。碰撞處理的流程圖如下。

圖1 碰撞流程處理圖

有了碰撞檢測(cè)后，虛擬場(chǎng)景中的交互更加真實(shí)，用戶的沉浸感也隨之增加。

4 結(jié)語(yǔ)

OpenGL憑借其強(qiáng)大的2D、3D圖形渲染能力，在圖形仿真、虛擬實(shí)現(xiàn)等領(lǐng)域上起著重要作用。本次實(shí)驗(yàn)利用OpenGL 完成了對(duì)樓盤虛擬場(chǎng)景的搭建，并結(jié)合C++代碼增加了場(chǎng)景的交互性。在實(shí)驗(yàn)中克服了室內(nèi)搭建、光照、碰撞等難點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)了樓盤的虛擬場(chǎng)景，使用戶可以對(duì)樓盤的不同角度進(jìn)行觀察，從室內(nèi)到樓棟外部，形成了一個(gè)全面的觀察范圍。在虛擬樓盤中漫游可做為用戶購(gòu)房的參考，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)的預(yù)期目標(biāo)。