基于虚拟现实的历史重演系统的研究与开发

摘要

在我国,铁路的运输量十分巨大,大多数铁路系统的运行位置的历史重演是依靠手工记录的文档或者调度监督系统的回馈数据来完成的.由于记录点间距离较大,传感器本身的功能限制,所以目前的铁路系统的历史重演系统依旧不是非常直观和准确的.因此,研究和开发基于虚拟现实的历史重演系统是十分有意义的. 本文正是在这一需求推动下,利用3D MAX对铁路系统进行三维建模,使用OpenGL建立演示系统,并对历史重演系统如何在信息有限的情况下的显示情况做出判断,使得历史重演系统更加直观和准确. 第1章对铁路历史重演系统的发展和现状进行了研究并分析了存在的问题; 第二章主要对建立系统所选用的OpenGL编程技术及环境进行介绍: 第三章介绍3DS MAX的图形文件; 第四章主要介绍了在信息有限的条件下,建立历史重演系统显示的数学表达,归纳出其对应规则以及相应的二叉判定树; 第五章叙述了历史重演系统的程序实现.

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致谢

第一章绪论

1.1本文的研究背景及目的

1.2国内外研究概况

1.3研究难点和本文的解决思路

1.3.1研究难点

1.3.2本文解决问题的思路

1.4本章小结

第二章虚拟现实系统的开发

2.1计算机图形学基本知识

2.1.1计算机图形标准

2.1.2计算机三维图形标准

2.1.3基于OpenGL的三维软件及常用的三维图形格式

2.2开发平台及编程语言的选择

2.2.1 OpenGL简介

2.2.2 OpenGL概述

2.2.3 OpenGL的功能

2.2.4 OpenGL的工作结构

2.2.5 OpenGL的绘制原理

2.2.6 OpenGL在Windows中的实现

2.3本章小结

第三章3DS MAX的图形文件的调用

3.1 3DS MAX简介

3.2 3DS文件结构

3.2.1 3DS文件结构层次

3.2.2 3D编辑器块

3.2.3关键帧块

3.3本章小结

第四章历史重演系统的研究

4.1相临轨道区段在相临时刻的显示

4.2对应规则的归纳

4.3重演系统的显示的数学模型

4.3.1数学表达

4.3.2对应规则的二叉判定树

4.4本章小结

第五章历史重演系统的实现

5.1程序结构概述

5.2程序中的数据结构

5.2.1全局变量

5.2.2结构体

5.3程序所用函数及实现过程

5.3.1 OpenGL环境设置函数

5.3.2 3DS文件数据读取函数

5.3.3数据处理函数

5.3.4图形控制函数

5.3.5程序辅助函数

5.4本章小结

第六章结束语

参考文献

攻读硕士学位期间完成的论文