煤矿生产虚拟现实系统的开发

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1、煤矿生产虚拟现实系统的开发主要内容一、引言二、模块设计三、工具软件简介四、系统开发过程五、结束语一、引言数字矿山虚拟现实1.数字矿山一、引言1998年美国前副总统戈尔在美国加利福尼亚科学中心发表了题为：“数字地球：21世纪认识地球的方式”的讲演，提出了“数字地球”概念，引起了科学界的广泛关注。数字矿山作为数字地球、数字中国的一个重要组成部分，也在中国的采矿业中发挥着越来越大的作用。数字矿山是在统一的时空框架下，对真实矿山整体及其相关现象的统一理解、表达与数字化再现，是数字矿区和数字中国的一个重要组成部分。2.虚

2、拟现实一、引言虚拟现实，也称虚拟实境或灵境，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统，它利用计算机技术生成一个逼真的、具有视、听、触等多种感知的虚拟环境，用户通过使用各种交互设备，同虚拟环境中的实体相互作用，使之产生身临其境感觉的交互式视景仿真和信息交流，是一种先进的数字化人机接口技术。自从虚拟现实技术诞生以来，它已经在军事模拟、先进制造、城市规划/地理信息系统、医学生物等领域中显示出巨大的经济、军事和社会效益。将虚拟现实技术运用到煤矿生产中无疑具有非常重要的意义，本文运用Maya和Virtools的强大功能实

3、现了煤矿生产虚拟现实生产系统的仿真和漫游。二、模块设计煤矿生产虚拟现实系统地面生产系统地下生产系统三、开发工具简介1.Maya2.Virtools1.Maya简介三、开发工具简介Maya是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，易学易用，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。Maya集成了Alias/Wavefront最先进的动画及数字效果技术。它不仅包括一般三维和视觉效果制作的功能，而且还与最先进的建模

4、、数字化布料模拟、毛发渲染、运动匹配技术相结合。2.Virtools简介三、开发工具简介Virtools软件是一款多功能的三维开发软件，由开发模块、生成模块和发布模块组成。开发模块包括创作应用程序和软件开发工具包。VirtoolsDev是创作应用程序的主要部分，生成模块主要包括行为引擎和渲染引擎。发布模块主要包括EXE生成器和WEB播放器。一套具有丰富互动行为模组的即时3D环境虚拟现实与多媒体互动编辑软件互动行为模组可利用Drag&Drop拖放的方式将互动行为模组赋予适当的物件或角色上Virtools的执行流程

5、动态计算处理行为模组声音场景着色四、开发过程搜集整理资料系统场景模型建立系统场景整合成品发布1.资料搜集整理四、开发过程煤矿生产系统非常复杂，各个环节紧密相连，为了真实的体现生产过程中的各个环节并且突出重点，必须在开发前以及开发的过程中根据需要进行必要的资料搜集资料主要包括图片、数据、视频等。只有在对资料进行认真研究的基础上才能使仿真场景和实际现场相接近。同时积极的现场观察也是非常必要的。2.系统场景模型的建立四、开发过程场景模型是整个虚拟现实系统最直观的部分，场景模型的好坏直接关系到软件运行的快慢和逼真度。由

6、于虚拟现实系统要求计算机实时计算场景中的所有多边形数据，因此在模型建立的过程中应该在保证场景不失真的前提下力求线条的简约化，应尽量选择多边形建模方法。在建模的过程中还要注意详略得当，达到有效利用计算机的内存和CPU进行实时交互。2.系统场景模型的建立四、开发过程场景模型是整个虚拟现实系统最直观的部分，场景模型的好坏直接关系到软件运行的快慢和逼真度。由于虚拟现实系统要求计算机实时计算场景中的所有多边形数据，因此在模型建立的过程中应该在保证场景不失真的前提下力求线条的简约化，应尽量选择多边形建模方法。在建模的过程中

7、还要注意详略得当，达到有效利用计算机的内存和CPU进行实时交互。2.系统场景模型的建立四、开发过程矿山生产系统是一个非常大的场景，因此在建模的过程中作者采用先分别建模最后集中导入的方式。在建模的过程中还要严格的控制模型比例使其符合真实情况。模型及场景建立完成以后，给模型的表面加上各种材质并进行纹理贴图。把初步建成的模型导入到Virtools中进行检验，对不正确和不美观的部分进行不断的修改。最终利用VirtoolsExportPlugins插件导出。部分场景分别如图2-图7所示。地面生产系统调度生产监控中心四、开

8、发过程中央变电所煤炭运输3.系统场景模型的整合四、开发过程将从Maya中导出的（*.nmo）文件用Virtools打开，为他们加上各种控制和灯光。在Virtools中，场景三维模型的控制是依靠Virtools内置行为模块（BuildingBlock）实现的。Virtools有600多个BB可供使用，能够对场景模型进行各种基本操作如：大小变化，平移，旋转，缩放，颜色变化，光线变化，三维贴