【摘要】： 目前,铁路在我国以迅猛的速度发展,特别是高速铁路和客运专线的大规模建设,给选线工作者带来了机遇和挑战。传统的选线设计方法存在诸多弊端,基于虚拟环境的铁路选线设计是目前的一个研究热点。在虚拟环境铁路选线设计中选线环境的模拟至关重要,而景观模型的建立直接影响这个环境模拟的逼真度。本文从选线三维环境的特殊性出发,综合利用计算机图形学、模型数据库管理、虚拟现实、人机交互、计算机动画等理论和技术,针对海量地形数据管理、真实感景观模型图形绘制、铁路线路景观模型建立及模型的驱动等关键技术展开了深入的研究。并基于本文研究的方法和理论研制了一个虚拟环境选线系统的景观环境动态仿真子系统。 本文的主要研究内容和研究成果如下： 1、地形环境模型的海量数据组织和管理算法研究 虚拟环境选线系统景观环境建模研究的关键问题之一是研究模型和数据结构的优化组织方法、优化实时显示算法来处理这种海量数据和高质量的显示效果,满足选线设计的需要。在现有的计算机图形硬件性能基础上,通过采用Oracle9i数据库对地形数据分块存储管理,达到了海量数据处理和高质量实时显示效果间的平衡。 2、线路三维环境动态仿真的相关技术研究 从线路三维环境的特殊性出发,详细介绍了环境建模技术、真实感景观模型图形绘制技术、基于几何图形的实时绘制技术、视点选择技术和基于OpenGL的动画生成技术,并成功的应用于选线设计成果的三维直观表达。 3、虚拟环境选线系统的景观环境模型的建立 采用基于OpenGL/C++仿真器的虚拟现实仿真机制,对虚拟环境选线系统的景观环境模型的建立进行了分别的探讨。针对OpenGL的三维图形处理功能非常强大,而对复杂实体的建模能力不足的特点,利用第三方建模工具建立铁路线路复杂构造物模型。最后利用OpenGL实现了整体景观环境模型的动画驱动。 4、虚拟环境选线系统的景观环境动态仿真系统的研制和应用 结合西南交通大学研究的虚拟环境选线系统,开发出了一个融合上述理论与方法于一体的景观环境动态仿真子系统,用实例验证了本文理论与方法的正确性。
【关键词】：虚拟环境选线系统 虚拟现实 景观模型 OpenGL三维图形库 Oracle9i数据库
【学位授予单位】：xx交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：U212.32