基于vr技术的城市地面轨道交通工程仿真开发应用

《基于vr技术的城市地面轨道交通工程仿真开发应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于VR技术的城市地面轨道交通工程仿真开发应用：考虑城市轨道交通工程技术专业实训教学的实际情况，将虚拟现实技术与城市轨道交通工程结合，构建轨道交通工程领域常见结构构件的三维模型、互动式地面施工技术的三维虚拟，提供基于VR技术的虚拟城市地面轨道交通工程方法。　　关键词：轨道交通虚拟仿真　　SimulationDevelopmentandApplicationofUrbanRailTrafficEngineeringBasedontheVRTechnology　　LiuZhongbo1、2）　　(1

2、.JilinUniversityChangchunJilin130000；2.JiLinmunicationsPolytechnicChangchunJilin130012)　　Abstract:ConsideredodelofmonstructureponentsinrailtrafficengineeringfieldandInteractive3Dvirtualreality（VR）ofconstructiontechnologyongroundrailtrafficengineering

3、aredesigned.BasedontheVRtechnique，virtualmethodofurbanrailtrafficengineeringongroundareprovided.　　Keyulation;　　　　1引言　　实训是高等职业教育教学活动中最重要的教学环节，对于培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力至关重要，当前，由于学生数量和实训任务量的不断增大，很多院校的实训投入远远不能满足要求。虚拟实训技术可以很好解决这个问题，它具有如下特点：（1）虚拟构建实训环境方便、易用，

4、降低了教育成本；（2）教学效果明显；（3）可构建在校园内无法建设的实训室；（4）可实现情境式教学、互动式教学、发现式教学和协同工作式教学；（5）虚拟实训让学生学习与就业市场结合更为紧密。　　利用虚拟现实技术进行城市地面轨道结构施工技术的虚拟实训开发研究，由于其“设备”与“部件”是虚拟的，可以根据需要生成新的设备，最大程度降低购置昂贵的轨道交通实训设备、设施。教学内容也可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。同时，虚拟现实的交互性，使学生沉浸在“真实的”虚拟环境中，与虚拟环境进行各种交互作用，

5、从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性认识，从而可以深化概念，萌发新意，产生认识上飞跃。这有利于学生的技能训练，学生可以反复练习、认知轨道结构地面施工工艺，直至掌握地面轨道结构施工专业知识和施工工序为止。可以大大节省实训的资金与培训教师人员的投入，解决实训投入大、场地有限等不利因素。　　2虚拟开发流程　　2.1虚拟开发工具　　2.1.1Cinema4D　　Cinema4D包含建模、动画、渲染、角色、粒子等模块，可以说它提供了一个完整的3D创作平台，是一款功能强大的三维图像设计工具。Cinem

6、a4D所拥有强大的3D建模功能，软件运行稳定，具有良好兼容性，无论是初学者还是高手都适合使用。Cinema4D还包含一个完整的修补时间线、增强造型功能，另外其光线系统提供50多种光线和照明模式、收音机按钮式的阴影、音量噪音，增强的预览能力。Cinema4D支持多重处理、整批成像和可输出Alpha通道，还支持超过十多种输出档案格式种外部格式如DXF、VRML、Lighta4D来构建，然后将它们导出为F不行文件，将所有的3D模型通过导入器导入后，通过Java3D技术对其进行可视化的操作。　　2.2虚

7、拟开发流程　　在城市地面轨道结构施工技术的虚拟实训开发研究中，采用三维建模软件Cinema4D，将轨道结构构件建立虚拟模型，按FBX格式保存，通过uvw贴图手段对模型进行渲染；经过修饰渲染的模型通过导入Unity3D，进行场景的虚拟。利用Java3D软件编制对虚拟设备、操作员的控制，编译生成可执行性文件。虚拟开发模块如图1所示：　　　　　　　　图1：轨道交通工程仿真虚拟开发模块　　3程序实现功能　　虚拟实训项目开发的优劣主要体现在对真实实训场景的再现和对真实实训的加强和补充。学生参与实验的目不仅

8、仅是对实验设备操作的熟悉掌握，同时也可以加强结构或构件的各类性能的感知。这就要求虚拟实不仅要满足虚拟现实的特征要求，同时也要反映现实工艺的工序和技术要求。　　在轨道结构模块中，虚拟现实程序功能主要是实现建立虚拟构件模型，响应用户的操作，对轨道结构(钢轨、轨枕、道床、道岔等)进行实时的三维显示，同时对结构主要参数或技术要点配以文字介绍。　　对城市轨道各构件的虚拟开发主要包括钢轨、轨枕、扣件、道岔、道床的三维可交互式虚拟，以及可以人机互动的地面轨道结构施工技术的虚拟开发，如图2、3所示。　　　　图2