● 摘要
三维场景生成系统在虚拟现实、计算机图形学、增强现实、计算机视觉等领域具有重要的实用价值和应用前景。本论文根据相关科研任务，调研并分析了电子商务、三维侦查、三维监控等领域的三维场景生成应用需求，设计了层次化的三维场景生成工具集成平台总体架构，集成并封装了素材获取、素材库构建、三维模型构建、三维模型编辑、三维动画生成和三维场景渲染等六类15个工具，研制了单机版和网络版的三维场景生成工具集成系统。主要研发工作如下：
1．设计并实现了单机版的三维场景生成工具集成系统，主要包括三维场景生成工具集、工具流程控制、三维场景管理三个模块。在三维场景生成工具集模块：定义了三维场景生成的数据规范和调用规范及其规范化接口，设计并实现了工具集成模板和工具参数管理模板；通过继承上述模板，实现三维场景生成工具的接口实例化，完成工具集成。在工具流程控制模块：采用树形节点式的控制方式，实现三维场景生成过程中的流程可视化与编辑。在三维场景管理模块：采用树形结构管理三维场景，以“节点”表示三维场景中的三维对象，以“节点”属性表示三维对象的位置、尺度、语义、纹理、材质等，以节点间连接表示三维对象间的包含关系，并实现了三维对象的显示拾取、属性编辑等功能。
2．设计并实现了网络版的三维场景生成工具集成系统，主要包括三维场景生成服务集、三维素材库服务、服务组合控制三个模块。在三维场景生成服务集模块：基于SOAP协议，定义了三维场景生成服务的统一调用接口、消息数据传输格式、工具参数传递格式，并利用gSOAP和WSDL，实现三维场景生成工具的服务封装。在三维素材库服务模块：构建了一个基于语义的3D内容素材库，并提供了素材标注、素材语义检索、素材内容检索等功能；在服务组合控制模块：采用树形节点式的控制方式，实现三维场景生成服务组合流程的可视化与编辑。
3．在此基础上，设计并实现了三维虚拟试衣应用示范，设计了人体服装三维获取装置，集成演示了基于装置的人体服装三维建模、基于图像的人体三维建模、基于参数的人体三维建模、人体体型三维变形、服装运动模拟、三维虚拟试衣等功能。
实验结果表明，本论文设计实现的集成系统适应于多种类别的三维场景生成工具，具有可扩展性；可以应用于三维虚拟试衣，具有实用性。