基于Web3D的虚拟EAST系统

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1、圆幽密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文培养单位：2013年5月ByXiaJinyaoADissertationSubmittedtoUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofengineeringInstituteofPlasmaPhysicsoftheChineseAcademyofSciencesM

2、ay,2013学位论文原创性声明郑重声明：本人呈交的学位论文《基于Web3D的虚拟EAST系统》，是在导师的指导下，进行研究工作取得的成果。论文中所有数据、图片资料均真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有的著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位，本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。本人签名：二匠盆壶瑟日期：趔f查：盍：迎致谢三年的时光悄然逝去，很庆幸能够在科学岛这样一个优美宁静的

3、环境下工作学习，也很庆幸能够成为等离子体所七室的学生。三年里我学会了很多，学会如何制定工作计划，按部就班的完成自己的科研任务，学会如何快速的掌握一门新的知识技能，学会如何丰富自己的业余生活。而这些都归功于我在七室这样一个和睦的大家庭里，在这毕业之际，请允许我表示由衷的感谢。首先谢谢我的导师一一肖炳甲老师一直以来孜孜不倦的教导，我的印象中您总是那么的和蔼可亲，总是在百忙之中抽时间来参加我们的组会，倾听我们的工作计划，给我们指明方向。同时还不忘时常关心我们的日常生活，帮我们解决各种各样的困难。您认真负责的科研态度让我们

4、感到由衷的敬佩，也是我们学习的榜样。此外还感谢周志英老师、季振山老师、王华忠老师、沈飙老师、孙有文老师、袁旗平老师、王枫老师、杨飞老师、罗正平老师等七室所有老师在工作学习中给予的指导和帮助。其次，我要感谢七室的师兄师姐们，首先是我们的大师姐张睿瑞。师姐总是百问百答，无论是工作学习还是日常生活有问题问瑞瑞姐准没错。接着便是刘广君师兄，师兄总是很和善的帮我们这些师弟师妹们解决各种问题，尽管他手边也有很多事情要做。另外还有张祖超师兄，永远的超哥。超哥脑子里总是有各种各样的想法，给大家带来各种欢声笑语。此外还有邢哲师兄，石

5、同辉师兄等七室所有的师兄师姐们。接下来就是我的那些死党们了，谢谢我的室友兼闺蜜们对我的关心与爱护，尤其是陈颖同学，永远的小颖子，总是陪着我一起吃饭，一起逛街，一起聊天。还有我永远的大兄弟陈大龙、许光俊、黄文君、杨万彩、岳晓宁、颜涛及咱们的五点半讨论组，我们一起打球，一起吃饭，一起唱歌的日子总是充满了欢乐。感谢许张后总是那么勤快，早早的打好开水。感谢李丹和裴筱芳帮忙修改文章。还有那些可爱的师弟师妹们，出默风趣的黄耀，热心帮忙的孙久玉，球技了得的谢志新，还有烧得一手好菜的戴敏敏⋯⋯最后，也是最深深的感激送给我的家人，谢

6、谢我父母的养育之恩!从小把我们姐妹四个拉扯大，教我们做人的道理，吃了很多苦，受了很多累，总是把好的留给我们。谢谢我的姐姐和妹妹从小到大对我的包容与爱护，总是给我打气，给我安慰。摘要以Web3D为代表的虚拟现实技术，因具有浸没感、交互性和构想性等特点在医疗、军事、工业制造、教育、旅游等各领域得到了广泛应用。EAST(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak)作为大科学装置，内部结构复杂不易接近，包含了大量的诊断系统和复杂的配置参数。随着EAST装置不断的升级改造，原有的基于

7、VRML的虚拟EAST系统越来越不能满足科研人员的需求。因此我们提出了建立基于VRML和Java3D的虚拟EAST系统，结合VRML建模优势和Java3D的跨平台交互能力，不仅能三维重现EAST装置内外部结构，还能够查看部件配置信息、物理参数，获取实验数据以及实现实验结果的仿真等。系统采用B／S结构框架，利用3DSMAX、CATIA以及VRML对EAST装置的不同部件进行建模，重点分析了如何从不同方恧对模型进行优化以实现渲染速度与模型精度的平衡，避免受到网络带宽的限制。完成建模后利用Java3D实现虚拟场景中交互控

8、制，主要包括模型显示与隐藏、漫游控制、信息的获取以及实验结果三维仿真等。最终建立的虚拟EAST系统具有统一的浏览界面，逼真的虚拟场景，能够动态的加载和更新模型部件。所有注册用户可以通过Web浏览器在虚拟场景内漫游，获取等离子体位形的仿真结果，查看电磁测量系统和诊断系统的配置信息、信号名以及物理参数等。该系统的建立为全面的三维物理实验系统奠定了基础。关键字：E