基于VRML虚拟现实技术的高桩码头结构可视化研究

摘要

基于VRML的虚拟现实(VR)技术是三维空间描述技术,其最大特点是可以实现对场景的实时渲染与实时交互的功能,创建丰富的造型和场景,使设计者具有身临其境的感觉,应用在工程和产品设计中对提高设计效率和达到设计的最佳效果具有重要的意义.为构建基于交互式虚拟环境下的高桩码头结构布置和用户的实时交互式浏览系统,该课题对基于VRML虚拟现实技术在高桩码头结构设计中的应用进行研究.课题在构建以高桩码头为主体对象的虚拟场景过程中,提出和实现了工程结构物的虚拟场景构建和实时浏览技术:即快速有效构建三维虚拟对象的建模流程;不同细节的描述方法在图像实时生成和真实性方面的实现方法;基于VRML虚拟场景中虚拟对象与用户交互的实现方式;Java技术在基于VRML虚拟场景中交互行为的实现方法.课题成果为码头结构设计提供一种直观、有形的三维设计解决方案,对高桩码头设计的工程和结构评价等具有一定的应用价值.

目录

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第1章绪论

1.1虚拟现实技术概述

1.2虚拟现实的概念

1.2.1虚拟现实的定义

1.2.2虚拟现实技术的基本特征

1.3虚拟现实系统的分类

1.3.1桌面式虚拟现实系统(Desktop VR)

1.3.2沉浸式虚拟现实系统(Immersive VR)

1.3.3叠加式虚拟现实系统

1.3.4分布式虚拟现实系统(Distribute VR，DVR)

1.4虚拟现实的软硬件环境

1.4.1虚拟现实的硬件设备

1.4.2虚拟现实的软件环境

1.5虚拟现实技术的研究成果及发展趋势

1.5.1虚拟现实技术的研究成果

1.5.2虚拟现实技术的发展趋势

1.6课题来源及研究内容

1.7课题的目的和意义

第2章虚拟现实建模语言

2.1 VRML简介

2.1.1 VRML技术

2.1.2 VRML发展

2.1.3 VRML应用前景

2.2 VRML文件的基本结构

2.2.1 VRML文件头

2.2.2 VRML文件的节点

2.2.3 VRML文件的路由和脚本

2.2.4 VRML文件的注释信息

2.3 VRML空间坐标

2.3.1空间单位

2.3.2空间坐标

2.3.3虚拟对象的空间定位

2.4 VRML的建模技术

2.4.1基本几何体的创建

2.4.2挤压空间造型

2.4.3创建标高网格

2.4.4基于顶点几何造型的创建

2.5浏览器简介

2.6 VRMLPAD2.0的功能简介

第3章虚拟现实建模技术和场景的实时绘制技术

3.1几何建模

3.2图像建模

3.3几何和图像混合建模

3.4虚拟场景的实时绘制技术

第4章高桩码头结构设计概述

4.1高桩码头概述

4.2高桩码头的结构型式

4.3高桩码头的构造

4.4高桩码头的结构布置

第5章工程结构物虚拟对象的构建方法

5.1 VRML场景对象生成技术

5.2工程结构物的场景对象创建流程

5.3 3DS MAX与.WRL文件.

5.4 VRML虚拟对象创建要点

第6章VRML与JAVA技术在虚拟场景中的应用

6.1 VRML环境中的动画机理

6.1.1时间传感器和内插器及其应用

6.1.2路由和事件

6.1.3 VRML动画设计

6.2 VRML环境中的交互机制

6.3 VRML脚本机制及其应用

6.3.1脚本节点的工作原理

6.3.2脚本节点的应用

6.4 VRML与JAVA实现虚拟场景的浏览与交互

6.4.1 Java小应用程序介绍

6.4.2 JSAI在VRML中的应用

6.4.3 Java Applet对VRML场景的控制

第7章高桩码头结构布置虚拟场景设计

7.1系统总体设计思想

7.2对象建模

7.2.1场景辅助设施及背景建模

7.2.2码头结构建模

7.3码头结构布置及场景浏览的实现

第8章总结和展望

8.1课题总结

8.2进一步工作

致谢

参考文献