基于VRML的轧机主体虚拟现实

摘要

虚拟现实(Virtual Reality)简称VR技术，是20世纪兴起的一门综合性信息技术，在许多领域具有广泛的应用前景。将虚拟现实技术应用于轧制设备和轧制过程的可视化仿真，对实现设计工作现代化、改造现有设备，创造新产品、新工艺，人员培训以及工程竞标等方面提供一个经济、快捷、安全有效的实验环境。
　　本文研究了虚拟现实技术和VRML(Virtual Reality Modeling Language，虚拟现实建模语言)的基本原理、虚拟现实建模的分类和方法，针对工厂环境和单机架板带轧机的自身特点，对于不同的部件根据实际情况选用不同的方式建模。对于大的、复杂的部件采用三维建模软件建模然后使用VRML节点编程导入，而相对简单的部件则采用VRML造型节点建立三维模型。
　　为使浏览者充分体验虚拟现实的沉浸性和交互性，本文将VRML节点和JavaScript结合起来实现对场景中对象行为的控制，在此基础上实现了虚拟系统的轧制过程可视化，实现了四种轧制模式。并为了增强虚拟场景真实感和用户的沉浸性，依据实际情况，添加了声音节点、自主漫游、碰撞检测、菜单选择等基本交互功能。
　　对于浏览者来说，逼真、细致的模型能让浏览者的视觉沉浸感比较好，但考虑到平台的负荷能力和显示速度，三维虚拟场景需要在效果逼真性和显示速度之间达到一个平衡。本文使用贴图、引用技术和基于VRML语言的一些优化等方法在不影响模型精度的前提下对模型进行优化处理，使场景的逼真性和显示速度达到一个平衡效果。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 虚拟现实技术发展和国内外研究现状

1.3 虚拟现实在轧制系统的研究和应用现状

1.4 本课题研究的主要内容和研究意义

第2章 虚拟现实技术与VRML

2.1 虚拟现实技术

2.2 虚拟现实建模语言VRML

2.3 VRML静态节点

2.4 本章小结

第3章 虚拟现实三维建模技术

3.1 虚拟现实建模的主要技术指标

3.2 虚拟现实建模的分类和方法

3.3 本系统的虚拟工厂环境

3.4 本章小结

第4章 板带轧机实体建模与虚拟系统集成

4.1 板带轧机实体建模

4.2 场景集成

4.3 场景环境设计

4.4 虚拟系统的优化

4.5 本章小结

第5章 板带轧机虚拟系统的动态与交互

5.1 运行模式

5.2 辊转动实现

5.3 带钢动态

5.4 增强场景真实感的方法

5.5 低速轧制场景

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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