三维模型转换引擎及其应用研究

摘要

随着三维建模技术、虚拟现实技术和Internet技术的发展，在Web环境支持下的分布式可视化系统结构已经成为三维空间应用系统的发展趋势。三维数据是三维应用的基础，但因为缺乏三维模型的统一表达，三维数据的存储模型与存储格式也是多种多样，从而导致目前分布在网络空间上大量的三维空问数据在数据存储模型和数据存储格式上都有很大的差异。为了充分利用现有三维空间数据就必须解决多源三维空间数据的共享集成问题。尽管三维空间数据的共享与集成应用是一个技术难点，但数据引擎技术、VRGIS技术的发展为三维空间数据的共享和应用提供了新的思路和解决方法。 本文围绕多源三维数据格式共享和转换集成这一主线，在对比成熟二维数据集成方法的基础上，探讨了多源三维数据集成的研究现状和发展趋势，分析了多源三维数据集成面临的问题，详细分析了典型多源三维数据的异构性，剖析了目前三维数据转换集成的两种模式，提出了基于数据转换引擎模式的三维数据集成方法和三维数据转换引擎的概念，设计了通用三维空间数据库和典型三维数据格式的解析模块和导出模块，实现了几种主要三维数据的相互转换。在此基础上，重点研究了三维数据转换集成的服务问题，探讨了在网络环境下三维数据转换集成的可行性及应用，为三维数据共享和集成做出了有益的尝试。 此外，本文还详细阐述了三维数据转换集成过程中涉及的关键技术如三维空间数据库技术、数据预处理技术，实现了三维数据转换引擎的模型框架及基于Web服务的三维数据转换引擎应用，研究并试验了Web环境下的多源三维数据转换集成的技术方法。最后对本文中提出的方法进行了验证，实验结果表明基于Web服务的多源三维数据转换集成应用是可行的，三维数据转换引擎及其应用框架是可实现的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章绪论

1.1引言

1.1.1研究的背景

1.1.2多源数据集成及其来源

1.1.3问题的提出

1.1.4研究的意义

1.2研究发展现状及存在问题

1.2.1二维空间数据共享集成的发展

1.2.2三维空间数据集成存在的问题与发展趋势

1.2.3本文技术路线

1.3研究内容与论文组织

1.3.1研究内容

1.3.2论文组织

第二章多源三维数据的异构性与转换方法

2.1典型的三维数据格式分析

2.1.1 AutoCAD DXF文件

2.1.2 3DMax 3DS文件格式

2.1.3 VRML文件格式

2.1.4 STL文件格式

2.1.5自定义三维GIS数据格式

2.2三维数据转换集成模式

2.2.1直接转换模式

2.2.2文件数据库的转换模式

2.2.3转换引擎的模式

第三章多源三维数据转换引擎的设计

3.1三维数据转换引擎的构架体系

3.2支撑数据库设计

3.2.1面向对象的三维数据结构的定义

3.2.2数据库的层次设计

3.2.3拓扑信息的表示

3.2.4几何信息的表示

3.2.5辅助信息的表示

3.3三维数据格式的解析模块

3.3.1多源数据预处理

3.3.2 DXF文件解析

3.3.3 3DS文件解析

3.3.4 VRML文件解析

3.3.5 STL文件解析

3.3.6 ASC和TRI文件解析

3.4三维数据格式的导出模块

3.4.1导出DXF文件

3.4.2导出3DS文件

3.4.3导出VRML文件

3.4.4导出STL文件

3.4.5导出ASC和TRI文件

第四章三维数据转换引擎的实现与服务

4.1三维数据转换引擎的实现

4.2基于Web服务的三维数据服务的验证

4.2.1 VRML格式交换方式的数据服务验证

4.2.2基于场景描述的浏览器方式

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间主要成果