车辆运行环境三维建模技术研究

论文摘要

本文通过分析构建车辆运行环境三维模型的建模技术,研究车辆运行环境三维模型数据库的组织方法,为交通事故的三维模拟再现平台的建立奠定基础,是道路交通事故分析与再现系统的重要组成部分。通过交通事故过程的三维重现,全面、直观地对事故发生的原因进行分析判断,为交通事故的科学、公正、高效地处理提供重要依据；同时,利用对大量事故的分析再现,总结其发生的特点和规律,为事故的防治和相关措施的制定提供必要的指导。本文为了逼真再现车辆运行环境,主要研究了以下内容：通过分析交通事故车辆运行环境的主要组成对象,使用以3ds Max软件为核心的模型构建平台,对多边形建模技术、放样建模技术,以及材质和贴图等技术的研究,从几何形状和外观属性两方面对车辆运行环境场景对象进行了逼真模拟,以满足三维模拟再现系统对三维模型真实感的要求。从几何形状、外观属性和模型数据组织三个方面,研究了模型简化算法,纹理优化方法,以及单元分割、LOD、实例化等模型组织优化技术。应用这些技术,实现了对模型的优化,平衡了模型精细度与实时显示速度的矛盾,适应了三维模拟再现系统对模型的实时显示的需求。通过分析了车辆运行环境建模的一般过程,研究了对象如尺寸、位置和纹理等数据的采集和处理方法。并且研究了车辆运行环境模型数据库的设计,以及模型文件统一命名编码的方法,实现对构建的大量三维模型的存储和管理,为方便三维模型的查询与重复利用提供服务。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.1.1 我国道路交通安全形势
• 1.1.2 道路交通事故分析与再现技术的意义
• 1.2 道路交通事故分析与再现技术国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究状况
• 1.2.2 国内研究状况
• 1.3 道路交通事故分析与再现系统
• 1.4 虚拟现实技术
• 1.5 论文主要研究的内容
• 第二章 车辆运行环境三维模型构建实施方案
• 2.1 车辆运行环境的建模对象
• 2.2 三维建模工具平台
• 2.3 三维模型几何形状的表示
• 2.3.1 三维模型的表示方法
• 2.3.2 多边形建模技术
• 2.3.3 多边形建模在车辆运行环境建模中的应用
• 2.3.4 放样建模技术
• 2.3.5 放样在车辆运行环境建模中的应用
• 2.4 三维模型外观属性的表示
• 2.4.1 材质技术
• 2.4.2 材质在车辆运行环境建模中的应用
• 2.4.3 贴图技术
• 2.4.4 贴图在车辆运行环境建模中的应用
• 2.5 小结
• 第三章 车辆运行环境三维模型优化技术
• 3.1 模型几何形状的优化
• 3.1.1 基于三角形网格模型的静态简化算法
• 3.1.2 三维模型的简化算法的误差度量
• 3.1.3 三维模型简化实例
• 3.2 模型外观属性的优化
• 3.2.1 纹理贴图尺寸选择
• 3.2.2 纹理贴图文件格式选择
• 3.3 模型组织优化
• 3.3.1 模型单元分割
• 3.3.2 LOD技术
• 3.3.3 实例化技术
• 3.4 小结
• 第四章 车辆运行环境三维场景模型的实现
• 4.1 车辆运行环境三维场景模型构建流程
• 4.1.1 建模的准备工作
• 4.1.2 场景对象三维模型展示
• 4.1.3 三维模型优化结果展示
• 4.1.4 整体场景合成模型的展示
• 4.2 车辆运行环境三维模型数据库的组织
• 4.2.1 三维模型数据库结构的组织
• 4.2.2 三维模型文件的命名
• 4.2.3 三维模型数据库组织准则
• 4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢