机械设备仿真平台研究与实现.pdf

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1、第29卷第12期计算机仿真2012年12月文章编号：1006—9348(2012)12—0392—05机械设备仿真平台研究与实现张萍，申闫春(北京信息科技大学计算机学院，北京100192)摘要：针对机械设备大型化及结构复杂化引起的设备内部结构不能直观显示，拆装重组困难等问题，利用三维渲染引擎OpenSceneGraph，结合数据库、虚拟现实等技术构建了机械设备仿真平台。首先为解决模型载入前需转换为osg相关格式，解析并读取了常用3DS存储格式；然后为提高三维场景的沉浸感，利用改进的Arcball算法，将鼠标运动精确地映射到三维场景中，并采用平视显示及天空盒技术；最后为解决网络发布中

2、模型加载速度慢的问题，采用边折叠方法对三维模型进行简化分层，实现了三维模型的累进传输，加载速率明显提高：经验证，平台可以方便的制作发布集拆装和工作原理演示等功能于一体的拥有三维真实感的交互式仿真项目并快速在网上发布。关键词：虚拟现实；轨迹球算法；天空盒；平视显示；边折叠算法中图分类号：TP391．9文献标识码：BResearchandImplementationofMachineryandEquipmentSimulationPlatformZHANGPing．SHENYan—chun(DeptofComputer，BeijingUniversityofInformationSci

3、ence&Technology，Beijing100192，China)ABSTRACT：BythemeansofOpenSceneGraphthatisan3Drendenngen百ne，andcombinedwiththedatabase，virtualrealityteehnolo野，thispaperestablishamachineryandequipmentsimulationplatforminordertosolveissuessuchastheinternalstructureofequipmentnotintuitiveandrestructuringdiffi

4、cultarisingfromlarge——scaleandstrnc．．turalcomplexityofthemachineryandequipment．First，themodeldosen’tneedtoconvertedtoosgformatbeforethatisloadedbystudyingandreading3DSstorageformat。AndthenusingtheimprovedArcballalgorithmthemousemovementcanbemappedtothe3Dsceneaccurately．Meanwhilethehead——updisp

5、layandskyboxtechnologyisusedtoenhance3Dsimulationprojectimmersion．Finally，3Dmodelsaresimplifiedstratificationusingtheedgecol-lapsealgorithmtoimplementtheprogressivetransmissionof3Dmodel，andtheloadingspeedisimproved．Byverifi—cation，usercarlcreateandreleaseaninteractivesimulationprojectthatownsa

6、setoffunctionasdisassemblyandworkingprincipledemonstrateseasilyandquickly．KEYWORDS：Virtualreality(VR)；ArcbalIalgorithm；skybox；Head—updisplay；Edgecollapsealgorithm1引言仿真平台以客观存在的设备为基础，采用智能的人机交互方式，将现实中的实体真实地反映在虚拟环境中。目前，仿真平台已广泛应用于各个领域。例如，电子电力类软件E—lectronicsWorkbench(EWB)H。和Muhisim～2i，自动控制类使用的自动控制软件

7、设计工具ControlBuildL3J，制造业仿真软件Prosolvia”J。但目前这些仿真软件主要面向技术环境仿真，基金项目：北京市属高等学校人才强教深化计划“学术创新团队建设计划”项目(PHR201007131)收稿日期：2012—02—15修回日期：2012—02—18·---——392----——针对真实环境感性仿真的软件比较少。机械设备趋于大型化及复杂化带来很多问题，如设备的内部结构不能直观显示，设备的拆装重组困难。借助于仿真平台可以解决这些问题，例如，商家