基于可重用的支持三维建模仿真的组件设计

提出了一种面向对象的支持三维图形可重用的组件层次设计方法,分析了组件的性能、设计方法和图元算法,实现了基于OpenGL的支持三维虚拟场景、建模和运动仿真的组件设计,描述了实体的运动层次链接关系和数据结构,并实现了虚拟环境的数控铣床建模和运动仿真。     

基于组件技术的导航可视化仿真系统的设计

本文对于面向对象的支持导航三维可视化仿真可重用的组件层次设计方法进行研究和分析，并提出了导航仿真组件的设计思想和编程方法。本文首先分析OpenGL的设计导航可视化仿真系统的不足和基于COM组件技术的面向对象的软件重用基本思想。接着给出了基于OpenGL封装的导航仿真组件层次设计原理，分析导航仿真组件结构。最后，针对地景匹配组合导航可视化仿真系统，给出了基于导航仿真组件的可视化仿真软件的设计方法和程序效果图。     

三维虚拟机器人运动仿真系统设计

通过对三维虚拟机器人运动仿真系统的发展进行介绍和分析, 描述了基于零件拼装的三维虚拟机器人运动仿真的有效方法。针对三维虚拟机器人零件结构特点和拼装功能, 对虚拟机器人零件的图形建模方法、虚拟机器人运动及传感器功能仿真进行了分析设计, 重点分析了运动仿真过程的设计方法。实验结果表明, 系统能够很好地遵循物理特性实现虚拟机器人的运动仿真, 且性能较优。     

空间目标几何与行为一体化建模方法

空间目标的三维建模包括几何建模和行为建模技术,是构建虚拟空间环境的基础。物体的几何建模方法目前比较成熟,但行为建模技术相对滞后。为实现虚拟空间环境中航天器的在轨运行仿真,该文提出了基于对象层次结构的实体三维几何与行为一体化建模语言（GBML）。该语言在定义基本图元的基础上,使用树状组件结构将空间目标的几何与行为参数进行表达、管理和绘制,以实现空间目标的几何与行为一体化仿真。最后基于OpenGL基本函数库,实现了可重用的支持GBML语言的模型处理组件ModelReaderCom。通过试验结果表明,该方法是有效的、可行的,可以广泛应用于各种虚拟环境中。     

基于参数化设计的三维桥梁模型构建

参数化设计是几何体建模的重要手段,而桥梁的三维可视化是当今桥梁信 息化的发展趋势。论文针对桥梁外观参数化模型可视化的需要,对几何体参数化建模的原理 和方法进行了深入探讨。结合桥梁结构特点,分析了主要桥梁组件结构（如T 梁、盖梁柱 式墩、轻型桥台等）构件图的几何和拓扑关系,对组件进行了参数化设计,实现组件的三维 建模;并对组件中特殊图元（如圆弧倒角形墩柱、桥台近似锥面护坡）的绘制算法进行详细 研究;根据各组件间空间位置的拓扑关系,利用参数化变量驱动计算各组件空间位置坐标, 进行桥梁的快速拼接。完成的桥梁三维参数化建模以参数为驱动,用户可以对设计结果进行 可视化修改。所实现的三维参数桥梁可视化系统具有模型构建精致,参数化建模彻底、建模 速度快,参数分类清晰,可视化效果好的特点。     

非圆齿轮三维造型设计系统的开发

基于非圆形节曲线的非圆齿轮设计和计算要比圆齿轮复杂得多。由于非圆齿轮各轮齿的形状不尽相同,因此无法使用阵列、镜像等方法进行建模。目前的三维机械CAD软件还不能直接进行非圆齿轮实体建模。文章利用Visual Basic语言对三维软件SolidEdge进行二次开发,实现了齿轮的根切校验、凸性校验、压力角计算等功能,建立了非圆齿轮的三维建模系统,为非圆齿轮三维建模参数化设计提供了一种方法。生成的齿轮三维实体可用于装配设计、运动仿真及计算机辅助教学中。     

教学机器人三维仿真与远程控制软件实现

针对自主研发的5自由度教学机器人，结合OpenGL三维建模技术，运用Visual C＋＋平台设计了基于C／S结构可代替传统示教盒的教学机器人三维运动仿真、离线编程和远程控制的软件。该文首先介绍了教学机器人基本结构以及底层控制系统实现方法，然后详细介绍了一般仿真系统的软件结构、利用OpenGL进行教学机器人3D建模和动画、离线编程以及运用WinSocket控件实现网络通讯和远程控制的方法，最后结合教学机器人几何特性提出了简便的求逆解的方案，并简单探讨了机器人运动路径规划插补方法。     

基于三维GIS的导弹预警视景仿真系统实现

以预警雷达对导弹的探测为应用实例,采用Maya和Multigen Creator等视景开发工具创建了效果逼真、纹理清晰的武器装备三维模型,包括导弹模型、预警机模型和地基雷达模型,采用Skyline作为三维GIS系统开发平台,构建了一个逼真的三维的战场环境,利用C#.NET软件开发平台设计实现了一个视景仿真系统,并重点介绍了系统实现中包括实体运动建模和行为建模、碰撞检测和视点控制在内的几个关键技术的实现方法。系统能够完成预计功能,运行稳定,仿真效果逼真流畅。     

高速列车运动仿真可视化建模研究

以CRH 系列高速列车为研究对象,建立了基于变参数的列车三维动态仿 真模型,实现了多种列车单元模型在运动过程中的实时调入和装配,满足了高速列车运动仿 真多样性的要求。采用Visual C++ 6.0、OpenGL 三维图形库和Oracle 数据库开发完成高速 列车运动仿真系统,实现高速列车运动仿真可视化建模以及与线路设计之间的有效集成。通 过实际应用,取得了较好的仿真效果。     

基于虚拟现实技术的油田生产仿真系统的设计与实现

介绍了虚拟现实技术应用于油田安全操作培训中的优越性,设计并开发了基于桌面系统的油田安全操作仿真系统.介绍了系统的软硬件环境,以抽油机安全操作仿真子系统为例,着重阐述了利用MultiGen Creator建模来形成三维场景,采用实例技术,细节层次技术和纹理映射技术优化场景的生成与显示,最后详细讨论了使用Visual C + +6.0和OpenGVS实现三维引擎的设计.     

Real-time simulation of large-scale dynamic river water

The real-time modeling and rendering of large-scale dynamic river motion phenomenon is one of the most challenge problems in the research field of simulation, the river water is the most important component in the virtual flood routing process, the simulation should realistically represent its dynamic behavior. This paper embraces a number of techniques covering all the steps of water motion simulation and focuses on the dynamic river surface generation and animation, we describes a combination of modeling methods for flood routing process simulation: FFT-based (Fast Fourier Transform) large-scale water surface modeling and dynamic flood peak generation on water surface using a physically based approach. The real-time rendering techniques for the large-scale 3D scene rendering such as LOD and seamless tiling of LOD patches were discussed in detail, we have adapted them to the rendering of flowing river, new method called template culling for fast clipping were also developed. The methods allow the user to interactively fly over a virtual valley, and there are presented results of implementation of the 3D visualization for river flood routing simulation.     

基于VB和VRML的虚拟仿真实验系统

结合现有的工作描述了虚拟仿真实验系统（VSLS）,阐述了该系统的功能特点和结构模式,对实现该系统的关键技术进行了分析和总结,包括三维场景建模方法、VRML访问实时数据库以及交互式虚拟场景的开发,提出了利用可视化编程语言VB开发一个实现复杂交互动作功能的平台,完成静态VRML文件到动态交互式虚拟文件的转换,重点解决了三维场景模型建立及几何变换、数据库设计及性能优化、三维虚拟实验场景动态组合、虚拟实验场景访问数据库和虚拟实验场景交互性实现等关键技术。     

悬臂式掘进机虚拟仿真平台设计

悬臂式掘进机广泛应用于煤矿井下巷道施工,掘进机的培训包括传统的书本教学方法和基于井下实际操作的训练方法,但是由于其场地和安全的局限性,无法满足训练要求.针对这一现状,利用虚拟现实技术和交互仿真技术构建了悬臂式掘进机虚拟仿真平台.该平台采用三维建模技术,使用多边形建模方法制作了悬臂式掘进机、转载机、供电系统等三维模型;运用Unity3D引擎驱动三维模型组成的虚拟场景,采用场景优化技术实时渲染出沉浸式的虚拟场景;在脚本语言C#编程环境下实现操作流程顺序控制、操作描述、三维模型驱动等,实现悬臂式掘进机虚拟仿真培训.培训结果表明,沉浸式人机交互可达到与实物培训相类似的效果,提高使用者学习和操作悬臂式掘进机的效率.     

虚拟拉伸实验的设计和实现

利用虚拟现实技术开发了虚拟拉伸实验,阐述了该虚拟实验的功能特点、结构模式以及设计原理,分析了其实现流程及方法,包括三维场景建模、虚拟场景动态生成以及交互式虚拟场景的开发。提出了利用可视化编程语言VB开发一个实现复杂交互动作功能的平台,该平台提供了友好界面,使用户能够直观地组成虚拟三维实验场景,利用键盘或鼠标来控制三维试验机在虚拟场景中运动,并根据用户的指令实现从静态界面对虚拟场景的调用及虚拟场景中试验仪器、工具及其事件的交互,从而控制虚拟模型的动作进行实验。     

基于虚拟现实的三维园林景观设计仿真系统

现有的园林景观专业CAD软件对三维模型及虚拟仿真效果表达有限,只能进行二维施工图绘制.为解决动态景观特性,研发了虚拟现实技术的三维园林景观设计仿真系统,采用面向对象的参数化三维实体建模手段,实现了三维实体建模、设计场景的三维实时虚拟呈现、渲染图及动画制作、施工图绘制等功能,并探索了系统计算原理、实现方法及OpenGL扩展功能等相关技术.然后简要介绍了系统整体功能,详细论述了专业模块中的仿真过程.最后以工程实例验证了系统的有效性.     

基于VC++的OpenGL三维动画仿真及场景漫游的实现

介绍了基于vjsualC＋＋编程环境及OpenGL图形标准的三维物体运动仿真及场景漫游系统的开发方法。并且以一虚拟导弹按照抛物线飞行并击中目标靶后爆炸为例,详细讨论了如何解决三维动画仿真及场景漫游的一些关键技术,如场景的建模,蓝天白云的模拟,目标靶的绘制,导弹实体的绘制及运动控制,视点漫游技术的实现等。     

飞机复杂机构虚拟培训场景运动建模方法

针对含有飞机复杂机构的虚拟培训场景建模过程复杂、生成的场景帧率低、交互性差等问题,提出一种虚拟场景建模方法。首先,对原动件在其运动范围内进行运动状态采样;然后利用机构仿真平台进行运动学建模与解算,获取所有零件的运动状态作为机构的运动状态库,并对运动状态库进行压缩;最后,在虚拟现实引擎中将库文件与经过材质编辑的网格模型融合,采用索引、插值替代实时解算,以获取零件的位置姿态数据,生成虚拟场景。使用起落架收放机构与后缘襟翼收放机构进行实验,结果表明,该方法可以实现真实感强、交互性好的飞机复杂机构虚拟培训场景运动建模。     

物料搬运小车基于虚拟现实的远程操作仿真研究

针对物料搬运作业的现实工作环境,运用虚拟现实技术,以码头货场为背景,利用VC 编程并结合WTK虚拟现实软件开发包,构建了小车取物交互式虚拟工作平台。通过对受控取物小车进行几何建模和运动建模,并结合远程操作技术,实现了小车的运动可控性及其与主机通讯的实时性。通过设置其运动参数和监控参数再现了仿真过程的实时性和真实感。在此基础上,对图像和三维场景融合及人机接口技术进行了探索。     

基于特征描述及纹理的桥梁三维建模方法研究

该文针对桥梁的具体特点,对桥梁建模的常用方法进行了分析和研究,并在此基础上提出了一种基于特征描述及纹理技术的桥梁建模方法。对桥梁使用特征描述法进行描述,首先将其用各种不同的参数来进行预定义,然后根据这些特征参数分别对组成桥梁的各部分构件进行建模,最后再根据桥梁的位置参数及数量参数将各构件组合起来,完成建模过程。应用纹理映射技术来对桥梁构件中建模过程长且对虚拟仿真效果影响较小的构件进行建模。文中着重介绍了应用透明纹理技术对斜拉索桥的拉索部分的表达方法。该文提出的建模方法简化了桥梁的建模过程,加快了桥梁建模的速度,且其最终的实现效果可满足虚拟漫游场景仿真的要求。