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1、第5期工矿自动化No.52009年5月IndustryandMineAutomationMay2009文章编号:1671-251X(2009)05-0053-04基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的设计王慧斌(邢台学院,河北邢台054000)摘要:文章介绍了基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的总体结构和流程设计,详细阐述了系统实现的关键技术:脚本自定义技术、模型导入技术、光照与纹理技术等。该系统采用自定义的脚本技术,使场景编辑透明化,为用户提供了更加方便友好的操作方法。关键词:数字矿山;虚拟矿山;虚拟现实技术;DirectX中图分类号:TD672;TP391.9文献标识码:BDesignofVi
2、rtualMineSystemBasedonVirtualRealityTechnologyWANGHui2bin(XingtaiUniversity,Xingtai054000,China)Abstract:Thepaperintroducedoverallstructureandsystemflowdesignofvirtualminesystembasedonvirtualrealitytechnology,describedsomekeytechniquesofimplementationofthesytemindetails,includingscriptdefinitiont
3、echnique,modelimporttechnique,lightingandtexturetechnique.Thesystemadoptsscriptdefinitiontechniqueinordertomakesceneeditionbevitrification,whichprovidesmoreconvenientandfriendlyoperatingmethodforuser.Keywords:digitalmine,virtualmine,virtualrealitytechnology,DirectX提高煤矿安全生产、矿工安全保护意识和系统优化0引言设计等具有重要
4、的实用价值。英国诺丁汉大学虚拟现实(VR)技术是20世纪末才兴起的一门AIMS研究所已经开发了很多与采矿工业安全培训崭新的综合性信息技术,它是一种可以创建和体验相关的VR系统,但是,这些系统一般价格昂贵,且虚拟世界(VirtualWorld)的计算机系统,其基础和在缺乏其核心技术的前提下,使用者很难根据自身核心就是如何创建和体验具有真实感的虚拟场景,的具体需求进行二次开发。并能很好地进行人机交互,从而建立和谐的人机环为此,笔者以虚拟现实技术为基础设计了一种境。虚拟现实技术自诞生以来,就在航空航天、军虚拟矿山系统,用于矿工生产培训及安全培训,并且事、核工业以及其它行业中发挥着不可替代的作用
5、。提出了自定义脚本的新方法,使场景编辑透明化,为近年来,随着数字矿山概念的提出,虚拟矿山漫用户提供了更加方便友好的操作方法,从而使得虚游系统成为了数字矿山建设中的关键环节。利用虚拟矿山系统具备更加广泛的应用前景。拟现实技术创建出逼真的三维矿山环境,人们就可1系统总体结构以更加深刻地了解实际矿业工作环境,并进行风险预测和矿山事故的分析与再现,对矿工进行生产培虚拟矿山系统就是以虚拟现实技术为基础,用训及安全培训等。虚拟现实技术的研究开发无疑对来模拟矿山内部真实环境,以事故重现、员工生产及安全培训为目的系统。比如,一名受训矿工在使用收稿日期:2008-11-06该系统时,可首先选择事故种类,这
6、时系统进入相应作者简介:王慧斌(1981-),男,助教,2003年毕业于河北师范的虚拟灾害场景中,矿工可以在场景中漫游的同时,大学,现为河北科技大学在读工程硕士研究生,邢台学院教师,主要根据自身的知识判断灾害隐患所在、发生危险的概研究方向为计算机网络、虚拟人机交互。Tel:0319-2257390;E2mail:jiaowuxitong@tom.com率以及危险的严重程度,最后确定采取何种措施、选·54·工矿自动化2009年5月[2]择逃生路线或是等待救援。能会产生疲劳、烦躁甚至恶心的感觉。由此可见,本着虚拟矿山系统的定义要求及预期目标,笔虚拟场景对三维图形和图象生成的逼真度和速度2者决
7、定基于虚拟现实技术的虚拟矿山系统的总体结项指标提出了很高的要求。构设计采用模块化设计,系统主要由模型导入模块、考虑到虚拟矿山的场景复杂性高,如果所有的脚本读取与分析模块、场景渲染模块及用户控制接模型都使用DirectX来直接建模的话,首先,逼真度口模块组成,模块之间可以交互,如图1所示。会较低,另外,很难达到实时效果。因此,决定采用2种方法生成模型:对于部分模型,利用第三方软件(例如3DMAX)生成后导入场景;对于其它模型,为达到更
