基于DirectX的立体装箱系统3D可视化技术研究

摘要

在我国经济社会可持续发展的大背景下，物流活动中的精益思想正不断得到实践和发展。在社会生产活动中，物流是继资源和人力领域之后的第三利润源泉，减少物流活动各环节的浪费和提高物流效率，可以为社会经济的发展提供助力。为减少物流活动中的货物装箱环节中的资源浪费、提高装箱效率，3D装箱优化软件应运而生。目前针对立体装箱优化问题的研究大多集中在优化算法的实现上，具有良好用户友好性的3D可视化立体装箱系统并不多见，装箱优化算法的理论研究与实践运用还存在一定程度的脱节现象。因此研究与装箱优化算法相适应的三维可视化技术，具有很大的现实意义。
　　本论文正是针对立体装箱问题进行的可视化系统开发技术研究，基于应用程序接口DirectX中的3D图形接口Direct3D，进行立体装箱可视化系统的开发。本研究形式上是立体装箱软件可视化模块的开发，实质上则是3D可视化算法的研究。本文研究的主要内容包括立体装箱可视化系统的分析设计以及绘图算法的研究与实现，其中绘图算法的设计与实现是本文研究的核心，本文针对可视化系统开发过程遇到的有关3D图形渲染的若干问题，也设计出了相应的算法并予以实现。本文研究的3D可视化算法，包括3D程序架构的搭建、划分打包货物块的基准线平移算法、基于射线相交的鼠标拾取算法、基于大小点比较的碰撞检测算法以及3D空间的位置预判与自动贴合算法。
　　利用本文研究的算法，可以使装箱系统在提高视觉效果和操作体验的前提下有效降低软件的载荷，以期提高优化算法的可用性、并且极大地提高装箱优化软件的用户友好性。

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摘要

第1章 绪论

1．1 论文写作背景

1．1．1 需求的驱动

1．1．2 技术上的可行性

1．2 国内外研究现状

1．2．1 3D可视化研究现状

1．2．2 DirectX中图形设备接口Direct3D在国内外应用现状

1．3 立体装箱3D可视化系统的研究意义

1．4 论文的组织结构

1．5 论文的主要研究工作和创新之处

第2章 立体装箱可视化系统概述

2．1 系统总体介绍

2．1．1 业务流程描述

2．1．2 输入和输出

2．1．3 功能需求描述

2．2 系统模块划分及界面设计

2．2．1 3D显示模块功能分解

2．2．2 手动编辑模块功能分解

2．3 本章小结

第3章 系统开发环境及相关技术介绍

3．1 系统的开发环境

3．2 相关技术介绍

3．2．1 DirectX概述

3．2．2 Direct3D图形渲染流水线

3．2．3 顶点处理和矩阵变换

3．3 本章小结

第4章 3D程序框架及有序线条绘制算法研究

4．1 3D程序框架的搭建

4．2 基于基准线平移的有序线条绘制算法

4．2．1 函数说明

4．2．2 函数计算过程详解

4．3 本章小结

第5章 3D可视化中的模型交互算法研究

5．1 基于射线相交的鼠标拾取算法

5．2 基于大小点比较的碰撞检测算法

5．3 货物模型的3D空间位置预判及自动贴合计算思路

5．3．1 3D空间位置预判问题

5．3．2 预判包围盒与主动贴合问题

5．3．3 货物贴壁滑动问题

5．4 本章小结

结束语

参考文献

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介