基于多通道沉浸式虚拟现实技术的机械产品展示系统的研究

摘要

多通道沉浸式虚拟现实系统是一种支持多用户的、具有高度沉浸感的虚拟环境，能够提供给用户大范围视野、高分辨率、高质量的立体影像，在工业设计制造、科学可视化、军事模拟仿真等领域具有广泛的应用潜力.该系统通常是由价格昂贵的专业VR工作站来驱动的，难以推广使用. 本文结合企业用户研究经费较少，而对具有高度沉浸感的视景仿真应用需求较高的特点，以相关课题的研究为契机，研究了基于微机网络的多通道沉浸式虚拟技术的机械产品展示系统，该系统以多台微机组成的以太网为框架，以低廉的成本和接近专业VR工作站的性能，为用户提供了一套高性价比的机械产品展示系统解决方案. 基于多通道沉浸式虚拟现实技术的机械产品展示系统，可以让顾客和专家对各种类型和型号的机械产品进行评估，按照评估结果来修改设计，再生产，从而大大提高产品开发的质量、有效的缩短开发周期.同时机械产品展示系统还可以对机械产品的工作原理与装配关系进行展示，从而也可以应用到技术培训和教学等方面. 本文的研究的主要内容包括: 1.从多通道沉浸式虚拟现实系统的研究现状出发，对现有的各种解决方案和国内外一些典型的系统以及实例进行了探讨. 2.通过研究基于多通道沉浸式虚拟现实技术的机械产品展示系统的相关技术，以及在系统开发时需要注意的关键问题，依托山东理工大学虚拟现实中心，构建了多通道沉浸式虚拟现实的硬件系统. 3.以多通道沉浸式虚拟现实的硬件系统为基础，开发了基于多通道虚拟现实技术的机械产品展示的软件平台，以及系统在机械产品展示中的应舟实例，通过实例检验课题研究的成果，发现存在的问题，以及今后研究的方向.

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1虚拟现实技术概述

1.2多通道沉浸式虚拟现实技术

1.2.1多通道沉浸式虚拟现实技术简介

1.2.2多通道沉浸式虚拟现实技术的研究现状

1.2.3多通道沉浸式虚拟现实技术的应用

1.2.4多通道沉浸式虚拟现实的应用方案

1.3虚拟现实技术与机械产品评价系统

1.4课题的研究背景与目的

1.5本论文的研究内容与组织方式

第二章虚拟现实技术的数学基础

2.1引言

2.2维度

2.3位置和方向：点和矢量

2.4方向和角度

2.5平面保持变换

2.6四元数

小结

第三章多通道沉浸式虚拟现实系统的相关技术

3.1 Windows环境下的网络通讯技术

3.2 DirectX和VRP-SDK介绍

3.2.1微软DirectX技术

3.2.2 VRP SDK

3.2.3 3ds MAX

3.3立体显示技术

3.3.1立体现实技术概述

3.3.2人眼视觉原理与人造立体视觉

3.3.3立体显示的实现方法

3.3.4多通道立体投影系统

第四章机械产品展示系统的体系结构

4.1系统总体结构

4.2投影显示系统

4.2.1投影仪的选择

4.2.2投影屏幕的选择

4.2.3计算机的选择

4.3网络通讯系统

4.4图形计算系统

4.4.1图形计算系统的组成

4.4.2图形计算系统的软件模块

第五章机械产品展示软件系统的设计与实现

5.1展示系统程序简介

5.2展示系统实现的主要功能

5.3多通道设置的设计与实现

5.3.1节点间通讯模块程序的设计与实现

5.3.2多通道投影拼接模块的程序设计与实现

5.4模型的基本操作功能的设计与实现

5.5系统用户界面设计

5.6系统程序的运行实例

5.6.1轿车模型展示

5.6.2汽车离合器的模型展示

第六章结论与展望

6.1 工作总结

6.2进一步的工作

攻读硕士期间发表的论文

参考文献

致谢