试析大坝浇筑过程模拟系统真实感的研究

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1、北京工业大学硕士学位论文大坝浇筑过程模拟系统真实感的研究姓名：孔祥刚申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：孙艳丰20080401摘要水利水电工程是一项复杂的系统工程，在设计和施工的过程中，常常会受到许多内在和外在因素的影响，导致工程设计、施工以及组织管理任务繁重，并且具有较大的风险性。计算机仿真为水利水电施工过程的研究开创了新的方法。利用计算机来仿真大坝混凝土浇筑进度动态过程，并且将大坝的浇筑面貌和仿真结果用图形反映出来，可以对大坝混凝土浇筑的施工组织设计和施工过程起指导性作用。通过计算机仿真技术，使用三维图形的

2、方式，绘制大坝浇筑进度的三维模型，以实现大坝浇筑过程动态模拟的可视化，从而模拟混凝土大坝的浇筑过程，使其在工程进度控制中起到重要的作用。虚拟现实(VirtualReality)是近年来出现的高新技术。VR是一项综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等领域，它用计算机生成逼真的三维视、听、嗅觉等感觉，使人作为参与者通过适当装置，自然地对虚拟世界进行体验和交互作用。OSG(OpenSceneGraph)图形系统是一个基于工业标准OpenGL的软件接口，它让程序员能够更加快速、便捷地创建高性能、跨平台的

3、交互式图形程序本文讨论了基于OSG图形应用程序设计接口的大坝浇筑仿真系统的开发方法，实现了某混凝土坝浇筑过程的实时可视化仿真系统。在建模方面，我们提出了一种大坝过程模型重建方法，即根据实际施工采集的高程数据实时地对大坝整体模型进行三维裁剪来得到大坝的动态模型。与以往工程仿真中手工对不同时期分别进行建模的方法相比，该方法动态、灵活，高效，能最大程度地满足用厂I的具体要求；在实时绘制方面，设计了基于网格细分的坝项混凝土生成及碾压过程模拟算法，及其在GPU中的实现，提高了实时绘制效率；同时完成了在OSG图形引擎下用粒子系统实现的

4、大坝泄洪模拟。关键词图形引擎；三维裁剪；网格细分；GPU；粒子系统摘要AbstractWaterconservancyandelectricityisacomplicatedsystemsengineering，which，commonlyaffectedbytheouterandinnercausesintheprocessofconstructionanddesign，causestheengineeringdesign，constructionandorganizationmanagementtoadifficult

5、situationaswellasacertainrisking．ComputersimulationestablishesanewwayfortheresearchofWaterconservancyandelectricityengineering．MakingavisualviewforthesimulationofthedamdynamicconstructionandmanagementandthedamconstructionvisageandtheresultofsimulationCanmakearolef

6、orthedamconstructionmanagementandconstructionprocedure．VirtualRealityisahighandnewtechnologycomingtrueinrecentyears．VRisacombinedtechnologywhichincludingcomputergraphics，human—computerinteraction，sensitivetechnologyandAIetc；itgenerate3Dsenseusingcomputerwhichinclu

7、dingviewing，listing，smell；makingthehumanhaveanaturalexperienceandinteractionwiththeVRasanparticipatorusingsomeequipment．OSG(OpenSceneGraph)graphicssystemisanAPIbasedontheOpenGL；itcanpowerthedeveloperstodevelophighperformanceandcross-platforminteractiongraphicappli

8、cationmorequickly．ThisthesisdiscussesadamconstructionsimulationsystemtechniquebasedontheOSGgraphicengineerAPlwhichmakesanrealtimevisualsimulationoftheda