面向汽车零部件的三维可视化系统研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要三维可视化系统开发是汽车零部件设计后期应用的关键技术之一。与汽车零部件设计初期所应用的CAD系统不同，三维可视化系统的主要功能并非建模，而是实时浏览和图形后处理。但目前我国还没有开发出功能强大且具有自主产权的面向汽车零部件的可视化系统，而国外的可视化系统又十分昂贵，不适合我国汽车设计人员使用。针对上述情况，本文利用国际图形标准OpenGL1.2三维图形库，在VisualC+十6.0这个集成开发环境下，进行了以下研究:应用软件工程思想，提出了一套可视化系统开发的总

2、体设计方案，将系统的主要功能划分为四个模块，各模块间功能独立，同时建立各个功能模块之间的软件接口，不同的模块间通过接口进行通信.系统的最终实现表明，采用这种总体设计方案是正确可行的，同时具有高效性、良好的拓展性。采用面向对象(OOP)的编程思想，以汽车零部件为对象，提出了四元组矩阵变换算法来实现对场景中的汽车零部件的平移、旋转、缩放等几何操作;提出了扩展模板体绘制法实现对外部三维图形文件的实时显示.与其他一些可视化系统的对比结果表明，采用上述方法大大缩短了系统读取、显示较大汽车零部件图形所占用的

3、CPU时间，从而很大程度上提高了工作效率。分析并建立外部三维图形文件(包括AutoCAD输出的三维DXF格式和Wavefront输出的OBJ格式)的数据结构，应用扩展模板体绘制法绘制出这些己有图形资源，通过OpenGL命令对其编辑操作生成用户需要的图形文件，大大缩短了利用AutoCAD等建模工具开发设计的时间，加快了设计零部件进程。提出并建立了一系列交互式工具的设计方法，建立了可视化系统中场景的数据结构。这一部分工作使得用户操作可视化场景以及场景中的三维物体更加方便快捷。同时也拓展了可视化系统的

4、功能，普通的可视化系统功能单一，仅仅是进行浏览，而本系统则实现了比较强大的建模功能.实现了文档串行化功能，用户在对三维图形文件操作、编辑之后，可以将结果图形以多种文件格式进行保存、输出以及发布，大大提高了汽车零部件图形的可复用性，并且在保存过程中原有文件信息不会丢失。关键词汽车零部件设计;可视化:OpenGL哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractDesignof31)visualizationsystemisoneofthekeytechnologiesduringtheafterwar

5、dsautomobileaccessory.DifferentwiththeCADsystemwhichisusedattheearlyautomobileaccessory,mainfunctionof3Dvisualizationsystemisnotmodelingbutreal-timebrowsingandgraphicmoredisposals.ButsofarChinahasnotdevelopedstrong-functionandself-ownvisualizationsys

6、tem,andforeignsystemsareveryexpensiveandnotadaptustouse.Underthesecircs,thisthesisusesOpenGL1.2andVC++6.0andmakesstudybelow:Applyingsoftengineeringthinking,weofferablueprintofvisualizationsystemandcarveupthemainfunctionsinto4modules.Everymodulehasspe

7、cialfunctionandinterfaceswithothermodulesandcommunicateswithothermoduleswithinterfaces.Theresultofdesignshowsthat,usingthemethodisrightanddoableandhashigheficiencyandgoodextendibility.ApplyingOrientObjectProgramming,takingautomobileaccessoryasobject,

8、webringforwardquatemionmethodtomove,rotateandzoomthoseobjectswithinthescene;bringforwardextensibletemplatebodyrenderingtodisplayouter3Dgraphicfileatrealtime.Theresultcontrastingwithothervisualizationsystemsshowsthat,usingthesetwoarithmeticdecreaseCPU