虚拟图书馆中飞行器逼真建模与虚拟装配研究

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1、第26卷第12期系统仿真学报©Vol.26No.122014年12月JournalofSystemSimulationDec.,2014虚拟图书馆中飞行器逼真建模与虚拟装配研究陶新权1，沈旭昆2(1.北京航空航天大学图书馆，北京100191；2.北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室,北京100191)摘要：基于数字图书馆的研究成果，提出了一种虚拟图书馆中飞行器逼真建模与虚拟装配方法。介绍了飞行器三维模型转换、模型编码压缩、真实物体表面材质反射属性的获取与建模等关键技术，在此基础上，介绍了航空设备虚拟装配任务的

2、典型应用示范。研究与实践表明：提出的航空虚拟图书馆藏品逼真建模方法具有进一步改善三维数字化展示和用户交互式体验等方面的能力。给出了航空虚拟图书馆虚实融合及交互应用的工作展望。关键词：虚拟图书馆；模型转换；三维模型编码压缩；物体材质反射属性建模；虚拟装配中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1004-731X(2014)12-2905-09StudyofRealisticModelingandVirtualAssemblyofAircraftinVirtualLibraryTaoXinquan1,ShenXuk

3、un2(1.TheLibraryofBeihangUniversity,Beijing100191,China;2.TheStateKeyLaboratoryofVirtualRealityTechnologyandSystems,BeihangUniversity,Beijing100191,China)Abstract:Amethodwasproposedwhichcouldmodelandassembleanaircraftrealisticallyinthevirtuallibrary.Theresearchba

4、ckgroundandtheinfrastructureofthesystemwereintroduced.Somerelatedkeytechniqueofthismethodwereintroducedindetail,suchasthetransformationof3-Daircraftmodel,theencodingandcompressionofthemodel,andthereflectionattributeextractionofreal-worldobjectssurfacematerial.Ade

5、monstrationproject--virtualassemblingofaircraftenginewasconstructedbasedonthismethod.Experimentalevaluationshowsitcanenhancetheeffectof3-Ddigitalexhibitionandtheexperienceofuserinteraction.Thefuturetrendinthisfieldwasdiscussed.Keywords:virtuallibrary;modeltransfo

6、rmation;3Dmodelcompression;BRDFmodeling;virtualassembly引言随着信息技术的迅速发展，文献信息的生产、传播与服务形态已经发生了巨大变化，数字图书馆已经逐步成为建设、组织和提供文献资源的主要机制，对众多领域起到了信息基础设施的重要支撑[1]。与传统图书馆相比，数字图书馆具有存储信息量大、运用方便灵活、服务范围广泛且不受时空限制等优势。半个多世纪以来，数字图书馆构建技术在相关学科技术推动下，已经形成了较为完整的专业技术体系。较早的数字图书馆研究主要关注图书资料的数字化处理、

7、存储、检索、发布等技术，近年来用户对图书信息资源的三维可视化、交互性、个性化定制服务提出了越来越高的要求，2009年斯坦福大学图书馆基于馆藏资收稿日期：2013-10-16修回日期：2014-04-01作者简介：陶新权(1968-)，女，北京人，硕士，研究方向为数字图书馆；沈旭昆(1965-),男，云南人,博士，教授,博导,研究方向为交互仿真与虚拟现实。源建立了三维虚拟图书馆，更全面、直观地展现领域知识场景的全方位信息，对数字图书馆的发展产生了重要影响。本文研究背景来源于航空虚拟图书馆建设，作为中国高等教育数字化图书馆

8、项目的重要内容之一，航空虚拟图书馆在构建航空工业知识体系结构和文字、图像及视频内容阅读方式基础上，需要建立丰富的飞行器三维逼真模型、增强交互式体验以及快速的三维内容浏览展示。实践表明，航空虚拟图书馆馆藏资源的丰富性、模型的异构性与复杂度、外观属性数据采集与建模的难度导致传统方法无法高效的构造并绘制出逼真的三维模型。因