基于VRML的水电站虚拟供气系统设计与实现.pdf

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1、技术交流SMALLHYDROPOWER2012No5，TotalNo167基于VRML的水电站虚拟供气系统设计与实现刘建国马秋爽(河北工程大学河北邯郸056021)【摘要】在应用3DSMAX对水电站供气系统三维建模的基础上，构建了供气系统的VRML虚拟场景，并对其进行了优化。重点讨论了利用BSSDK实现虚拟场景动态交互的方法，并以BSSDK为开发工具，利用VisualC#．NET编程语言，实现了虚拟供气过程的演示与虚拟场景的漫游。图4幅。【关键词】水电站供气系统虚拟设计VRML在虚拟现实技术的发展过程中起到了重要作用。0引言VRML广泛应用于互联网，是以虚拟现实为特征的虚拟现实技术

2、是以计算机为核心的现代科学技3DWeb技术的核心E2]。术，它是综合了图形技术、仿真技术、多媒体技1水电站虚拟供气系统模型的建立术、计算机网络、人机交互等发展起来的计算机领域的新技术，它可以向用户提供视觉、听觉、触觉水电站压缩空气系统由空气压缩机、储气罐及一体化的虚拟环境，用户借助相应的设备可以与虚辅助设备、管道系统和测量控制元件等组成[3J。拟环境中的实体进行交互，具有身临其境的感受。1．1供气系统平面模型的建立供气系统平面模型是利用AutoCAD先绘制好水虚拟现实技术现广泛应用于机械制造、医学、军电站低压压缩空气的系统图，然后将其导入到事、教育、建筑、娱乐等行业_1J。VRML

3、中_4J。VRML文件中的基本要素是节点，通水电站供气系统的管路布置错综复杂，对于刚过它的层层嵌套来构成VRML文件。在供气系统平接触到此知识的初学者来说，想要了解其管路的布面模型设计中主要运用了外形节点(Shape)、坐标置、气体流向、设备参数及性能等是比较困难的。变换节点(Transform)和视点设置节点(Viewpoint)因此，可利用虚拟现实技术建立水电站供气系统的等。外形节点是用来封装几何造型和文字造型的节平面模型来模拟气体的流向，并建立水电站气系统点，它有两个域，分别是外观域(Appearance)和管路、辅助设备的三维模型，实现用户与虚拟世界几何造型域(Geomet

4、ry)，域值使用节点表示。外观的交互，从而可让初学者更方便、快捷地了解水电域节点说明几何造型的外观是什么材质或贴图，几站供气系统。何造型域节点说明具体的几何体，包括长方体虚拟建模语言(VirtualRealityModelingLan．(Box)、圆柱体(Cylinder)、圆锥体(Cone)或球体guage，VRML)是实现虚拟现实技术的软件之一，(Sphere)。坐标变换节点主要完成场景内的实物坐标旋转、平移等操作。视点设置节点则控制浏览者收稿日期：2012—06—12在空间所处的空间位置和朝向。为了能将供气系统基金项目：河北省自然科学基金资助项目(E2010001026)的平

5、面场景图插入到VRML中，需要使用纹理包装作者简介：刘建国(1964一)，男，教授，主要研究方向计算机辅助设计、虚拟现实技术。技术，将气系统的平面图贴到几何体上，从而形成Email：liujianguo_1964@163．con逼真的效果(见图1)。·14·小水电2012年第5期(总第167期)技术交流耋警{}．≮-瞬‘端t·i量o'～_rl}、十{jii料lL5f"图2空压机的三维模型2虚拟场景交互技术图1供气系统平面场景效果示意VRML的场景交互方式有简单交互和编程交1．2供气系统设备三维模型的建立互。简单交互是通过感知器节点、插值器节点和路对于简单的三维实体造型可以使用VRM

6、I编程由实现的。编程交互方式又分为脚本编程交互SAI直接生成，但对于较为复杂的模型，最好采用第三(ScriptAuthoringInterface)和外部编程交互EAI方建模工具，如3DSMAX、Pro／E、SolidWorks等来(ExtemalAuthoringInterface)。SAI是利用Script脚本完成，以简化三维建模的过程。3DSMAX软件作为3D建模领域主要的工具，在建模领域有着非常节点实现VRML与Java、Javascript的交互。EAI是重要的作用。3DSMAX具有建模功能强、渲染效由SGI公司的ChrisMan-in设计并提出的，主要目果好、操作简单等

7、特点[引，因此采用了3DSMAX的是增强VRML与外部环境的通信，实现外部编程与VRML相结合的方法对水电站供气系统进行三维语言对VRML场景的控制_(1。建模。下面以空气压缩机为例说明三维建模的过程。Bitmanagement公司研发的BSContact7．0X3D／首先将空压机各个部分的大致形状用创建面板VRML是目前广泛应用的VRML浏览器，并且该公中的几何体构造出来，其中包括标准几何体及扩展司提供VRML与外部编程接口BSSDK，开发人员几何体等，对于特殊形状