武器装备虚拟维修训练系统的设计与实现

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1、耿朝阳,刘德明（西安工业大学计算机科学与工程学院，陕西西安,710032）摘要：为了适应武器装备维修保养现代化需求，开发了一套武器装备虚拟维修训练系统。该系统采用3DSMax进行三维建模，基于VC++6.0开发环境和OpenGL图形库对武器装备虚拟维修训练系统进行设计与实现。编程实现对3DS模型的读取与显示，人机交互实现装备整体多视角演示及零部件级的拆装。按需求完成训练模块和考核模块的开发。为使系统能兼容不同武器装备，在设计阶段采用层次化、模块化的设计方案。此设计与实现方案简单方便，通用性好；虚拟环境有较好沉浸感，形象的展示了维修过

2、程；交互性良好，有较好的使用效果。关键词：OpenGL；虚拟现实；维修训练WeaponryVirtualMaintenanceTrainingSystemDesignandImplementationGengChaoyang,LiuDeming(CollegeofComputerScienceandTechnology,Xi'anTechnologicalUniversity,Xi’an,710032,China)Abstract：Inordertoadapttomodernweaponsandequipmentrepairandm

3、aintenanceneeds,developedasetofweaponryVirtualMaintenanceTrainingSystem.Thesystemuses3DSMaxforthree-dimensionalmodeling,basedonVC++6.0developmentenvironmentandtheOpenGLgraphicslibraryonweaponryvirtualmaintenancetrainingsystemdesignandimplementation.Programmingmodelfort

4、he3DSreadanddisplay,interactivemulti-angletoachievetheoverallpresentationequipmentandcomponentsleveldisassembly.Completionofthetrainingmoduleondemandandassessmentmoduledevelopment.Tomakethesystemcompatiblewithdifferentweaponsandequipment,inthedesignphaseusinghierarchic

5、al,modulardesign.Designandimplementationofthisschemeissimpleandconvenient,commongood;betterimmersivevirtualenvironment,theimagedisplayoftherepairprocess;interactionisgood,thereisgooduseofeffects.Keywords：OpenGL;virtualreality;maintenancetraining0引言VR技术是一门以计算机图形学、人工智能、多

6、媒体、传感器、网络以及数字图像处理等多学科为基础的综合性信息技术。虚拟维修技术是VR技术的一个重要分支，是机械领域的重要应用。随着1993年美国哈勃望远镜虚拟维修训练的成功应用，虚拟维修训练已经成为全世界装备维修训练研究的热点。洛克希德·马丁公司在F-22战斗机设计过程中使用人机交互软件环境构建的虚拟维修系统，取代物理样机，减少了研发费用和研发周期。虚拟维修训练系统实现过程中，一般采用虚拟现实软件有EONStudio、Virtools等，为了使系统有更好的扩展性以及更好的与专家系统进行整合，本文采用另一种现实方式。利用3DSMAX三

7、维建模工具构建与实际装备一样的三维数字模型，VC++6.0开发环境下，采用流行的标准语言OpenGL，编程实现装备实时三维动画设计，将拆装装备的全部活动和所需要的资源通过虚拟现实技术在计算机上再现，完美的展现出装备的外形特征与内部组成部件，很好的实现一个比较完善的装备虚拟拆装训练系统，并在该系统的基础上实现了维修演示、维修训练和维修技能考核等功能。1系统的总体设计1.1要实现的功能(1)虚拟场景的构建。这是虚拟维修系统最基本的功能。首先利用三维建模软件，以实际装备为基础，实现装备的三维建模。然后实现读取建好的三维模型并显示在程序中

8、。最后利用一定的交互手段实现与系统的人机交互，并实现三维模型中零部件的识别、移动功能。(2)系统信息管理的实现。包括维修人员信息的管理，装备设计与研发2014.1故障数据的维护，装备零部件拆装序列以及路径的规划。(3)训练模式的划分