【摘要】： 目前,鐵路在我國(guó)以迅猛的速度發(fā)展,特別是高速鐵路和客運(yùn)專線的大規(guī)模建設(shè),給選線工作者帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的選線設(shè)計(jì)方法存在諸多弊端,基于虛擬環(huán)境的鐵路選線設(shè)計(jì)是目前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在虛擬環(huán)境鐵路選線設(shè)計(jì)中選線環(huán)境的模擬至關(guān)重要,而景觀模型的建立直接影響這個(gè)環(huán)境模擬的逼真度。本文從選線三維環(huán)境的特殊性出發(fā),綜合利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、模型數(shù)據(jù)庫(kù)管理、虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等理論和技術(shù),針對(duì)海量地形數(shù)據(jù)管理、真實(shí)感景觀模型圖形繪制、鐵路線路景觀模型建立及模型的驅(qū)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)展開了深入的研究。并基于本文研究的方法和理論研制了一個(gè)虛擬環(huán)境選線系統(tǒng)的景觀環(huán)境動(dòng)態(tài)仿真子系統(tǒng)。 本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究成果如下： 1、地形環(huán)境模型的海量數(shù)據(jù)組織和管理算法研究 虛擬環(huán)境選線系統(tǒng)景觀環(huán)境建模研究的關(guān)鍵問(wèn)題之一是研究模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化組織方法、優(yōu)化實(shí)時(shí)顯示算法來(lái)處理這種海量數(shù)據(jù)和高質(zhì)量的顯示效果,滿足選線設(shè)計(jì)的需要。在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)圖形硬件性能基礎(chǔ)上,通過(guò)采用Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)地形數(shù)據(jù)分塊存儲(chǔ)管理,達(dá)到了海量數(shù)據(jù)處理和高質(zhì)量實(shí)時(shí)顯示效果間的平衡。 2、線路三維環(huán)境動(dòng)態(tài)仿真的相關(guān)技術(shù)研究 從線路三維環(huán)境的特殊性出發(fā),詳細(xì)介紹了環(huán)境建模技術(shù)、真實(shí)感景觀模型圖形繪制技術(shù)、基于幾何圖形的實(shí)時(shí)繪制技術(shù)、視點(diǎn)選擇技術(shù)和基于OpenGL的動(dòng)畫生成技術(shù),并成功的應(yīng)用于選線設(shè)計(jì)成果的三維直觀表達(dá)。 3、虛擬環(huán)境選線系統(tǒng)的景觀環(huán)境模型的建立 采用基于OpenGL/C++仿真器的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真機(jī)制,對(duì)虛擬環(huán)境選線系統(tǒng)的景觀環(huán)境模型的建立進(jìn)行了分別的探討。針對(duì)OpenGL的三維圖形處理功能非常強(qiáng)大,而對(duì)復(fù)雜實(shí)體的建模能力不足的特點(diǎn),利用第三方建模工具建立鐵路線路復(fù)雜構(gòu)造物模型。最后利用OpenGL實(shí)現(xiàn)了整體景觀環(huán)境模型的動(dòng)畫驅(qū)動(dòng)。 4、虛擬環(huán)境選線系統(tǒng)的景觀環(huán)境動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)的研制和應(yīng)用 結(jié)合西南交通大學(xué)研究的虛擬環(huán)境選線系統(tǒng),開發(fā)出了一個(gè)融合上述理論與方法于一體的景觀環(huán)境動(dòng)態(tài)仿真子系統(tǒng),用實(shí)例驗(yàn)證了本文理論與方法的正確性。
【關(guān)鍵詞】：虛擬環(huán)境選線系統(tǒng) 虛擬現(xiàn)實(shí) 景觀模型 OpenGL三維圖形庫(kù) Oracle9i數(shù)據(jù)庫(kù)
【學(xué)位授予單位】：xx交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：U212.32