OpenGL在变电站仿真系统中的应用

OpenGL在变电站仿真系统中的应用

论文摘要

虚拟现实技术作为计算机图形学等多种学科交叉领域的一个前沿,它的发展使人们对变电站仿真提出了新的要求,传统的变电站仿真中二维符号表示形式已无法满足需要。同时随着近年来计算机性能的提高,使得利用虚拟现实技术建立直观的三维仿真系统成为可能,继而使变电站培训仿真系统的真实感得到极大的提高。本文引入图元以及图形控件的概念,使用OpenGL标准作为编程接口,搭建了变电站仿真系统中的三维显示平台。由于在OpenGL中难以建立复杂的三维模型,所以采用3DS MAX专业绘图软件建立仿真系统所需图元,包括变电站的场景模型、室内景观模型、电气设备模型,并按照一定原则对模型进行优化。考虑到3DS MAX建造的模型不具备交互性,所以本文根据3DS MAX软件所制作模型的结构特点,将表现模型所需的信息加以提取,并且保存到相应的结构文件中,方便了在OpenGL接口下的调用。在系统的交互性方面,由于在三维坐标系下,鼠标点选要考虑物体远近的问题,所以本文在二维选择的基础上,对被选择物体的坐标深度进行判断,从而实现了鼠标的正确点选。选用Sokect通讯协议,规定了传输命令遵循的规则,以实现三维显示平台与其他平台之间的通讯,进而将三维显示平台整合到了现有的仿真系统中。依据本文提出的思想,在吉林八家子变电站仿真系统中加入了三维显示平台。实践证明该系统整体效果逼真,具有很高的真实感,能让培训人员具有很高的沉浸度,是一款具有开发价值和实用价值的虚拟现实仿真培训系统。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 变电站培训仿真系统的概述
  • 1.2 变电站培训仿真系统的研究现状
  • 1.3 本课题所用到的理论基础及关键技术
  • 1.4 本文的主要工作
  • 第二章 系统结构与模块化设计
  • 2.1 仿真系统的硬件结构
  • 2.2 软件的模块化设计
  • 第三章 电气设备的建模
  • 3.1 3DS MAX软件简介
  • 3.2 电气设备三维模型的构造
  • 3.3 电气模型的优化
  • 3.4 电气设备三维模型材质处理
  • 3.5 电气模型图元的制作
  • 3.6 电气模型图元的读取
  • 3.7 模型的虚拟连接
  • 第四章 基于OpenGL接口的三维交互系统
  • 4.1 OpenGL简介
  • 4.2 OpenGL库函数
  • 4.3 BCB中OpenGL的编程步骤
  • 4.4 坐标及坐标变换
  • 4.5 OpenGL中的列表管理
  • 4.6 鼠标拾取功能的实现
  • 4.7 变电站模型的快速渲染
  • 4.8 变电站漫游功能的实现
  • 第五章 与仿真机之间的数据传递
  • 5.1 Socket协议
  • 5.2 数据的接受处理
  • 5.3 命令规则
  • 5.4 命令处理
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 发表论文和科研情况说明
  • 致谢
  • 相关论文文献

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