探析基于opengl的交通工程结构物视景建模软件的开发

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于OpenGL的交通工程结构物视景建模软件的开发姓名：王长波申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：杨克俭2002.3.1武汉理工大学硕士学位论文摘要+随着交通行业的飞速发展，计算机在交通中的应用越来越受到广泛重当前在交通工程结构物设计中，如船舶、桥梁设计等，一般都采用手工或AutoCAD软件进行各部分的二维图绘制。由于二维图不能反映结构物的立体效果，常常使设计出的结构物在美学、实用上存在一定的不足。同时，目前三维动画演示已成为方案论证、工程招投标、设计汇报的最优方式。在一个虚拟的视景环境里，用动态和交互式方式对即将设

2、计建造的结构物进行身临其境的全方位的观察，这是传统的方法所无法达到的效果。因此，开发交通工程结构物视景建模软件是十分必要的。】／本文应用面向对象的思想，具体阐述开发交通工程结构物视景建模软件的实现过程。并以船舶为主要对象，VisualC++和OpenGL为开发工具，实现了船舶视景建模系统。该系统用交互方式来创建各种船舶的三维立体模型，在虚拟视景中进行各种仿真动画观察。同时能够反演出船舶的型线图，从而为交互式的船舶辅助设计提供基础。针对船体曲面的特殊性，本文采用了三角剖分、B样条曲面、NURBS等多种形式来表达船体曲面。由船体的型值点生成控制点数据

3、，再由控制点生成船体曲面，此三种表达方式各有优劣，根据硬件条件和精确度要求我们可以选择不同的船体曲面表达方式。／利用面向对象的思想，本系统构造了严谨的类库结构，既提高了编程效率，又为此建模系统的进一步扩展优化提供了方便。系统采用双链表来存储船体的型值点数据，之所以采用双链表，是因为其可以动态分配存储空间，同时可以很方便地增删节点，从而进行船舶型值点加密以及模型修改。在此基础上，本文利用参数化输入、人工交互式输入和图形导入等多种方法建立船舶的立体模型，并能实时编辑修改；进一步地，系统能够由三维模型反演出型线图，即水线图、横剖面图、纵剖面图。利用己建

4、好的船舶模型，设置好海洋、海岸等虚拟视景，交互式地赋予船舶逼真的光照材质，选择某一种视角或路径，即可动态士也，一巡视”或“漫游”此虚拟船舶，并可实时地返回优化此船舶模型。y，量在本文的最后，对桥梁视景建模系统的基本实现框架进行了探讨，并给出了一简单的实例。关键词：交通工程，船舶，桥梁，OpenGL，视景建模＼／7＼／t。。＼／+本论文受交通部优秀人才基金项目“基于虚拟环境的分布交互船舶驾驶仿真系统关键技术研究’’(95050529)资助2茎鎏罂三盔主型圭兰篁丝苎ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofcommutatio

5、n，theapplicationofcomputerincommutationisattachedmoreandmoreextensiveimportance．Inrecentyears，AutoCADsoftwarehasbeengenerallyusedindrawingtwo—dimensionalgraphsinthedesignoftrafficengineeringstructuressuchasshipandbridge．However，two-dimensionalgraphscannotreflectthethree—dimen

6、sionaleffectofthetrafficengineeringstructures，whichmakesthedesignoftrafficengineeringstructureshavesomedrawbacksbothinaestheticsandinpractice．Meantimethethree—dimensionalanimateddemonstrationshavebecomethebestmethodduringthedesignofprojectselecting，project—bidinvitinganddesig

7、nreporting．Inavirtualviewscene，onlythroughtraditionalmethodswecan’tattainafull。orientationinvestigationtOtransportationengineerstructurestobebuiltinadynamicandinteractivemanner．Thusitisnecessarytodevelopascenerymodelingsystemoftrafficengineeringstructure．Thisthesisdescribesas

8、cenerymodelingsystemoftrafficengineerstructuresinmicrocomputer，which